متالورژي سمنان


 

 

60-آزمايش تعيين سختي در روش ويكرز ، با استفاده از يك هرم مربع القاعده با نوك الماسه انجام مي گيرد زاويه راس بين دو سطح مقابل اين هرم 136 درجه است ،عدد سختي ويكرز ، از تقسيم بار اعمال شده ، P ، بر سطح اثر A ،(مجموع سطوح چهار مثلث جانبي ) به دست مي آيد.                                                                                                                     VHN=P/A

  مقدار بار وارد به قطعه P ، بستگي به اندازه ،ضخامت، و حدود سختي آن دارد ، معمولا بارهاي،120 ,100 ,50 ,30 ,20 ,10 ,5 , و...كيلوگرمي انتخاب مي گردد.

مقاومت كششي فلزات

61-مقاومتي كه اجسام در مقابل نيروي كششي از خود نشان مي دهند را مقاومت كششي مي گويند ، براي آز مايش مقاومت كششي فلزات نمونه را در دو فك دستگاه كشش ثابت مي كنند و با روشن كردن دستگاه ،به آرامي نيروي كشش به قطعه وارد مي شود ، افزايش نيروي كششي تا شكست نمونه ادامه مي يابد و در اين مدت تغييرات نمونه ثبت شده ، تا مورد بررسي و نتايج آن مشخص گردد.

در آزمايش كششي اجسام به موارد ذيل توجه مي شود.

1/61-نيروي وارد بر واحد سطح را تنش مي گويند.            

تنش = F / A               

2/61-تغيير طول به ازاء هر واحد طول را ازدياد طول نسبي و يا تغيير طول نسبي مي گويند ، اگر اين كميت به صورت درصد بيان شود ، درصد ازدياد طول نسبي ناميده مي شود.

3/61-به مقدار نيرويي كه اگر به قطعه وارد آيد تغييرات طولي يكنواخت ايجاد كند ، حد نيروي تناسب مي گويند در اين قسمت نمونه طبق قانون هوك عمل مي كند.

4/61-مقدار نيروئي كه پس از حذف آن جسم بتواند بحال اوليه خود برگردد، حد الاستيك يا حد نيروي ارتجاعي مي گويند.

5/61-نقطه تسليم :در اين نقطه نيروئي كه به جسم وارد مي شود باعث تغيير شكل دائمي آن مي گردد.

6/61-حداكثر نيروي كششي :در اين نقطه نيروي كششي به بيشترين مقدار خود رسيده است و از اين به بعد اگر نيروي كششي ،كمتر از اين مقدار شود باز هم ازدياد طول انجام ميگيرد.

7/61-حد گسيختگي يا پارگي : نيروي معيني كه در تحت كشش آن نيرو جسم گسيخته و به دو قسمت مي شود.

8/61-گلويي شدن نمونه :در مورد اغلب فلزات وآلياژها قطعه نمونه قبل از گسيخته شدن در يك ناحيه باريك شده و در صورتي كه عمل كشش ادامه يابد نمونه در باريكترين مقطع پاره مي شود ، به اين قسمت باريك شده گلويي شدن نمونه مي گويند.

مقاومت به ضربه فلزات

62-روشهاي مختلفي براي تعيين مقاومت به ضربه وجود دارد كه مهمترين آنها عبارتند از روش شارپي و آيزود، در روش شارپي نمونه به شكل مكعب مستطيل با مقطع مربع است كه در وسط آن شياري تعبيه شده ، و ضربه توسط پاندول مجهز به تيغه فولادي به پشت شيار وارد مي شود ،نسبت كار انجام شده براي شكست نمونه(W    تقسيم بر سطح مقطع اوليه (A   )، مشخص كننده مقاومت به ضربه نمونه است.

مكانيزم هاي مقاوم شدن فلزات

63-مكانيزم هاي مقاوم شدن (Strengthening   Mechanisms  ) فلزات فراوانند از جمله آنها عبارتند از :

1/63-تغيير در اندازه دانه ها  ،  2/63-كار سختي مانند آهنگري و نورد

3/63-سخت كردن بوسيله محلول هاي جامد بين نشين و جا نشين

4/63-روشهاي پراكنده كردن ذرات سخت در سرختار قطعه مانند متالورژي پودر ،اكسايش ،پيرسختي و...

5/63-مقاوم شدن توسط تغيير فازها توسط عمليات حرارتي و...

6/63-مقاوم كردن به وسيله آلياژ سازي و...

فولادها

64-فولادها ، آلياژهايي هستند از آهن و كربن كه عناصر ديگري نيز مانند منگنز ، سيليسيم ، فسفر ،گوگرد و...به همراه دارند ، در اين ميان كربن نقش مهمي دارد و مقدار آن تعيين كننده قسمت اعظم خصوصيات آنها ( قابليت كوره كاري ، آبكاري ، ريخته گري ، نقطه ذوب ،و... ) مي باشد ، شايان ذكر است مقدار درصد كربن در فولادها كمتر از 06/2مي باشد ، وچنانچه مقدار درصد كربن در آهن از 06/2 تا67/6 درصد باشد به آن چدن ، مي گويند.

تقسيم بندي فولادها به روشهاي مختلفي صورت مي گيرد، از جمله:

1/64-تقسيم فولادها از نظر عناصر تشكيل دهنده :

1-1/64-فولادهاي ساده كربني ( كم كربن ، با كربن متوسط ، پر كربن )

2-1/64-فولادهاي نيمه آلياژي  ( داراي عناصر آلياژي مانند : كرم ، نيكل ، موليبدن ، منگنز ، واناديوم ، ولفرام و...به مقدار كمتر از %5 هستند.)

3-1/64- فولادهاي آلياژي  (داراي عناصر آلياژي بالاتر از %5 هستند .)

2/64-تقسيم فولادها از نظر روش توليد :

1-2/64-فولادهاي توماس بسمر،      2-2/64-فولاد هاي L.D          3-2/64-فولاد هاي زيمنس مارتين،     4-2/64-فولادهاي قوس الكتريك ،

    3/64-تقسيم فولادها از نظر كاربرد :

1-3/64-فولادهاي ساختماني،    2-3/64-فولادهاي ابزار سازي ، و...

65-فولاد ها از نظر ساختار ميكروسكپي نيز به انواع مختلفي تقسيم بندي مي شوند  اين ساختارهاي ميكروسكپي عبارتند از :

1/65- فريتي     2/65- پرليتي       3/65-فريتي،پرليتي      4/65-بينايت      5/65-مارتنزيت

پوليش و اچ كردن نمونه ها

66- ساختار ميكروسكپي فلزات و آلياژ ها را بعد از پوليش و اچ كردن نمونه مي توان ديد ، پوليش قطعات همان ، صيقلي كردن كامل قطعه است كه بعد از سنگ زدن نمونه انجام مي شود ، و آن سايش نمونه با كاغذ هاي مختلف سمباده (شماره درشت به ريز ) و صيقل دادن توسط دستگاه پوليشر يا صيقل كننده همراه با ذرات ساينده است .

اچ كردن نيز به معني ، خوردگي سطحي بسيار نازك نمونه توسط محلول خورنده مي باشد.

براي مشخص شدن ساختارهاي مختلف نمونه در ميكروسكپ ، محلول اچ وظيفه دارد تا سطح نازكي از نمونه را در اثر خوردگي از ميان بردارد و از آنجا كه فازهاي مختلف موجود در نمونه ، مقاومتهاي مختلف در برابر خوردگي از خود نشان مي دهند ، شرايط لازم را براي ديدن اين فازها فراهم ميگردد.

در ذيل نام چند محلول اچ آمده است .

1/67-نيتال    2/67- پيكرال     3/67-هيدروكلريك وپيكريك  4/67-كلرورفريك و هيدروكلرايد

68-نيتال تشكيل شده است از 1 تا %5 اسيد نيتريك و 95 تا %99 اتيل يا متيل الكل و براي اچ كردن نمونه هاي فولادي و چدني ، به مدت 5 تا 60 ثانيه كاربرد دارد.

پيكرال تشكيل شده است از اسيد پيكريك و اتيل يا متيل الكل و براي اچ كردن نمونه هاي فولادي كربني و كم آلياژ ، كه عمليات حرارتي ديده يا نديده باشند ، كاربرد دارند .

مدل سازي

شناخت انواع چوب هاي مصرفي در صنايع مدلسازي

 69-انواع چوبهايي كه براي مدلهاي ريخته گري مناسب هستند عبارتند از : كاج ، سرو ، توسكا ، افرا ، گلابي ، گردو ، بلوط ، جنگلي قرمز (راش ) ، جنگلي سفيد (‌مرس )  ، نارون ، تبريزي ،سپيدار ، چنار ، داغداغان ( زيرفون ) و...

انواع چسبهاي چوب

70-يكي از راههاي چسباندن قطعات به يكديگر استفاده از چسبها است در مدلسازي نيز از چسبها   استفاده فراوان  ميشود ، چسبها غالبا موادي لزج اند كه با سخت شدن فيزيكي ياشيميايي و يا هردو مولكولهاي بزرگي را به وجودميآورند و قطعات را به هم مي چسباند، انواع چسبها عبارتند از :

1-70-چسب هاي طبيعي با پايه ئيدرات كربن مانند ،چسب نشاسته و دكسترين

2-70- چسب هاي طبيعي با پايه آلبومين مانند : چسب گلوتين و كازئين

3-70-چسب هاي غير طبيعي (مصنوعي) كه بر سه نوعند :

1-3-70-چسب هاي پلي آديشن مانند: چسب PUR  و چسب EP

2-3-70-چسب هاي پلي مريزاسيون مانند: چسب هاي PF   وRF  و MF  و HF

3-3-70-چسب هاي پلي كندانزاسيون مانند : چسب هاي PVAC و PVC ‌‌ و چسب هاي تماسي

(براي مطالعه بيشتر دراين مورد مي توانيد از كتاب طراحي و ساخت مدلهاي ريخته گري ، ترجمه ولي نژاد استفاده كنيد . ) 

حلقه هاي ساليانه

71- هر سال در بهار وتابستان يك حلقه چوب جوان به محيط خارجي درختان اضافه مي شود كه رشد ساليانه درخت يا حلقه ساليانه ناميده مي شود ، هر حلقه ساليانه از دو قسمت روشن (‌چوب بهاره ) و قسمت تيره ( چوب تابستانه يا پاييزه )تشكيل مي شود.

اشعه هاي مركزي به شكل خطوطي نازك ديده مي شوند كه از طرف مركز تنه درخت به طرف جانب (پوست ) درخت كشيده شده اند و وظيفه آنها ، رساندن مواد غذايي بطور افقي به تنه درخت است.

72-خط كش تيره دار از يك كوله (بدنه اصلي )و يك الي دو تيرك تشكيل شده است ، ودر انتهاي آن ، سوزن فولادي براي كشيدن خط نصب شده است .  طول تيرك ، با روشهاي مختلفي ( ميليمتري  ، اينچي ، بصورت معمولي و يا انقباض دار ) درجه بندي شده است و اين وسيله براي كشيدن خطوط يكنواخت و موازي بر روي چوب مورد استفاده قرار ميگيرد.

73-چوب تنه درخت از دو قسمت چوب مركزي ( پير ) و چوب جانبي ( جوان ) تشكيل شده است .

چوب مركزي ، چوبي است كامل و محكم با سلولهاي تيره و فشرده كه در صنعت مدلسازي اهميّت فراوان دارد و چوب جانبي چوبي است نرم با سلولهاي جوان و روشن كه بعلت نامرغوب بودن در مدلسازي مصرف چنداني ندارد .

خواص فيزيكي و مكانيكي چوبها

74-منظور از خواص فيزيكي چوب ، خواصي مانند وزن مخصوص ، رنگ ، نقشه وموج ، بو ، سختي ، صوت و... مي باشند كه شناخت آنها موجب شناخت مرغوب يا نامرغوب بودن چوب براي كاري خاص مي گردد.

75-شناخت خواص مكانيكي چوبها نيز باعث مي شود تا در انتخاب نوع چوب براي صنايع مختلف از جمله مدلسازي اشتباه نكنيم از جمله خواص مكانيكي چوب عبارتند از :

قابليت شكافتن ، قابليت انحنا ، قابليت ارتجاع ، مقاومت كششي ، فشاري ، خمشي ، پيچشي ، زانويي ، قيچي ، وتاثير رطوبت در چوب ( كاستن ، منبسط شدن ، انداختن ، كشيده شدن ، پيچيده شدن و ترك خوردن )

خصوصيات وموارد استفاده چوب ها

76-مهمترين خواص و كاربرد چوبها بطور خلاصه در ذيل بيان شده است.

1/76-چوب توسكا : جنس آن نرم و سبك ، رنگ آن زرد ، قابليت تورق بالا ، خاصيت الاستيكي كم دارد و براي ساختن مدلهاي كوچك و متوسط و قاب سازي مناسب است .

2/76-چوب گردو : جنس آن سخت و محكم ،رنگ آن خاكستري ،سنگين وزن و با دوام است ، موجهاي بسيار زيبايي دارد و براي دكوراسيون منازل ، مبل سازي ، قنداق تفنگ ، مدلهاي كوچك و دقيق ، و...كاربرد دارد.

3/76-چوب افرا : جنس آن سخت با اليافي صاف ،رنگ آن سفيد ،و در خشكي با دوان است ، اين چوب براي ساخت مدلهاي ظريف و كوچك ، مبل سازي ، ادوات موسيقي ، روكش سازي و...مورد استفاده قرار مي گيرد.

4/76-چوب گيلاس وحشي سياه :وزن آن سنگ و جنس آن سخت و محكم است ، و براي عصا سازي و مدلسازي دقيق و...بسيار عالي است .

5/76-چوب زيزفون :جنس چوب زيزفون يا داغداغان ، نرم و سبك ، رنگ آن خاكستري و قابليت خمكاري دارد و خوب خشك مي شود ، براي ميز نقشه كشي ، منبت كاري ، مدلسازي و...كاربرد دارد.

 77- در اثر كم وزياد شدن ميزان رطوبت چوب ، در شكل و حجم چوب نيز تغييراتي حاصل مي شود كه اصطلاحا كاركردن چوب ميگويند ، مدلسازان بايد توجه كافي به مطلب فوق داشته باشند در غير اين صورت پيچيده شدن يا تاب برداشتن مدل حتمي است.

78-چنانچه تنه درخت را در جهت عرضي برش دهيم موارد زير را ميتوانيم مشاهده كنيم ،

1/78-مغز درخت     2/78-حلقه هاي ساليانه       3/78-اشعه هاي مركزي

4/78-حلقه ناميه ( كامبيوم )       5/78-آوندهاي چوب    6/78-پوست داخلي

7/78-پوست خارجي      8/78-چوب مركزي يا پير        9/78-چوب جانبي يا جوان

79-اصولا سعي ميشود همه مدلها با چوبهاي سخت ، بادوام و محكم ساخته شوند ، بديهي است براي مدلهاي بزرگتر چوبهاي مناسب تري انتخاب ميكنند از جملهاين چوبها عبارتند از چوب جنگلي قرمز ، چوب بلوط ، جنگلي سفيد و...

80-براي ساختن مدلهاي كوچك با توجه به ظرافت آنها از چوبهاي افرا ، زبان گنجشك ، گردو ، غان ياگان و...استفاده مي شود.


نعمت الله طاهری