درخواست مقاله 20 صفحه ای
- شروع کننده موضوع 84381307
- تاریخ شروع
reza_1364
مدیر بازنشسته
دوست عزیز شما واقعا رشتت متالورژیه؟؟؟؟سلام بچه ها.من تا 7 روز دیگه باید یه پروژه در ارتباط با رشته ام(متالورژی) تحویل بدم که حداقل باید 20 صفحه باشه.تورو خدا کمکم کنید
اخه اگه یه متالورژ نتونه رشتشا تو 20 صفحه خلاصه کنه که.................
تازه اونم یه همچین مطلب جامعی را
به هر حال دوستان حتما برات پیدا میکنن
موفق باشی
iran casting
عضو جدید
سلام بچه ها.من تا 7 روز دیگه باید یه پروژه در ارتباط با رشته ام(متالورژی) تحویل بدم که حداقل باید 20 صفحه باشه.تورو خدا کمکم کنید
چه جالب متالورژی یعنی این قدر گنگ هست ؟
reza_1364
مدیر بازنشسته
چی شده فولادهای twip اومدن تو بورس؟؟؟؟
من پروژه ارشدم درباره این فولادهاست.
اما به نظرم خودت یه سرچ کن.بهتره.
سلام
بچه ها يه كمكي بهش بدين ديگه . من فعلا چيزي تو هاردم ندارم. اگه كسي پاورپوينتي چيزي داره بهش بده
بچه ها يه كمكي بهش بدين ديگه . من فعلا چيزي تو هاردم ندارم. اگه كسي پاورپوينتي چيزي داره بهش بده
reza_1364
مدیر بازنشسته
تو همین تالار سرچ کن یه چیزایی پیدا میکنی
ali_arya
عضو جدید
علم مواد چیست؟
مهندسی مواد
رشته مهندسی مواد در مقطع کارشناسی دارای دو شاخه متالورژی و سرامیک است.
شاخه متالورژی:
تصور کنید که در حال رانندگی در یکی از بزرگراه‌ها هستید که ناگهان کامیونی با خودروی شما برخورد می‌کند و خسارت سنگینی بر آن وارد می‌سازد. چنین برخوردی در حال حاضر علاوه بر صرف هزینه‌ای قابل توجه و نیاز به زمانی نسبتاً طولانی برای تعمیر، از ارزش خودروی شما خواهد کاست اما اگر بدنه خودرو به طور کامل از جنس آلیاژ "Tini" ساخته شده باشد، حداقل برای صافکاری مشکلی نخواهید داشت چون کافی است که بدنه خودرو را تا حد معینی حرارت بدهید تا بدنه تصادفی به سرعت تغییر شکل یابد و شکل اولیه خود را پیدا کند. البته در حال حاضر این یک خیال پردازی علمی است، اما با پیشرفت روز افزون علم متالورژی به زودی موانع تکنولوژیکی در راه تولید و کاربرد این آلیاژها برطرف میشود و مقدار زیادی از این مواد در شکل‌های گوناگون تولید خواهد شد.متالورژی به عنوان یک علم، دانش نسبتاً جوانی است که تنها صد سال از عمر آن می‌گذرد و با کشف روشهای جدید
جدید استخراج و تصفیه فلزات، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد، فنون جدید شکل دادن و تولید فلزات، متولد شده است. علمی که به دو بخش کلی متالورژی استخراجی و صنعتی تقسیم میشود که البته هر دو بخش مذکور در دانشگاه‌های کشور ما نیز به عنوان دو گرایش از رشته مهندس مواد شاخه متالورژی ارائه می‌گردد.
گرایش متالورژی استخراجی:
متالورژی استخراجی شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات)، شناخت انواع کوره‌ها، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی میشود. به عنوان مثال آنچه در کارخانه ذوب‌آهن اصفهان تا مرحله تهیه شمش آهن خام (چدن) انجام میشود، عمدتاً مربوط به متالورژی استخراجی است.
درس‌های این رشته در طول تحصیل :
دروس مشترک در شاخه‌های مختلف مهندسی مواد:
ریاضی، معادلات دیفرانسیل، ریاضی مهندسی، محاسبات عددی، مبانی و برنامه‌سازی کامپیوتر، فیزیک، شیمی عمومی، مبانی مهندسی برق ، استاتیک، مقاومت مصالح، کریستالوگرافی ، پدیده‌های انتقال، شیمی فیزیک مواد، ترمودینامیک مواد ، خواص فیزیکی مواد، متالوگرافی، خواص مکانیکی مواد.
دروس تخصصی گرایش متالورژی استخراجی :
انتقال مطالب علمی و فنی، ریخته‌گری، شکل دادن فلزات ، تغلیظ مواد معدنی ، اصول استخراج فلزات، سینتیک مواد، شیمی تجزیه ، عملیات حرارتی ، خوردگی و اکسیداسیون، انجماد فلزات، مواد دیرگداز. (بسیاری از دروس این رشته همراه با آزمایشگاه است.)
گرایش متالورژی صنعتی:
متالورژی صنعتی عبارت است از روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی که مهمترین این روش‌ها متالورژی پودری، شکل دادن، جوشکاری و ماشینکاری است. همچنین در متالورژی صنعتی خواص و مشخصات فیزیکی، ساختاری و مکانیکی مواد بررسی میشود.
دروس تخصصی گرایش متالورژی صنعتی :
ریخته‌گری، انجماد فلزات ، شکل دادن فلزات، خواص مکانیکی مواد ، متالورژی جوشکاری ، متالورژی پودر، روشهای نوین آنالیز مواد، خوردگی و اکسیداسیون، عملیات حرارتی ، استخراج فلزات، انتقال مطالب علمی و فنی.
شاخه سرامیک:
امروزه سرامیک را هنر ساخت ظروف سرامیکی و سفالینه‌ها نمی‌دانیم بلکه آن را به صورت علمی وسیعتر از ساخت این‌گونه وسایل تعریف می‌کنیم. بر این اساس می‌توان گفت که سرامیک بطور کلی هنر و علم ساختن و به کاربردن اشیاء جامدی است که اجزاء تشکیل‌دهنده اصلی و عمده آنها مواد غیرآلی و غیرفلزی است یعنی علم سرامیک علاوه بر سفالینه‌ها شامل انواع چینی‌ها، دیرگدازها، فرآورده‌های ر‌ُسی ساختمانی، مواد ساینده، لعاب‌های چینی، سیمان، شیشه، مواد مغناطیسی غیرفلزی، فروالکتریک‌ها، تک بلورهای مصنوعی و محصولات پیچیده‌تر دیگر میشود. دانشجویان مهندسی سرامیک در طول دوره تحصیلی خود، پس از کسب پایه‌های علمی و مهندسی لازم، کلیه فرآیندهای ساخت سرامیک‌ها را از مواد اولیه و آماده سازی آن گرفته تا کنترل کیفی محصولات ساخته شده و ارتباط بین ساختمان و خواص این مواد فرا می‌گیرند.
دروس تخصصی شاخه سرامیک:
ساختار سرامیک‌ها، سینتیک مواد، روشهای نوین آنالیز مواد ، خواص الکتریکی و نوری سرامیک‌ها، مواد دیرگداز ، تئوری شیشه ، تئوری پرسلان‌ها، آزمایشگاه چینی، فرآیند ساخت سرامیک، انتقال مطالب علمی و فنی.
توانایی‌های لازم :
در مهندسی مواد، دو علم شیمی و فیزیک اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. چرا که بررسی خواص مواد بدون آشنایی با این دو علم امکان‌پذیر نیست. دانشجوی این رشته علاوه بر فیزیک و شیمی باید از دانش ریاضی اطلاعات کافی داشته و قدرت تجزیه و تحلیل خوبی داشته باشد. برای مثال با وجود آن که یک مهندس متالورژی نباید به فکر پشت میزنشینی بوده و باید آمادگی کار در شرایط سخت را داشته باشد، اما بدون شک مهندس این رشته بیش از توان جسمانی خوب نیاز به ذهنی خلاق و کنجکاو دارد. آشنایی با زبان انگلیسی نیز در تمام رشته‌های مهندسی ضروری است. اما در مهندسی سرامیک این ضرورت بیشتر احساس میشود چرا که این رشته نسبتاً جدید است و در نتیجه کتابهای علمی آن کمتر به زبان فارسی ترجمه شده است.
موقعیت شغلی در ایران :
فارغ‌التحصیلان متالورژی استخراجی می‌توانند جذب مراکزی شوند که به فرآیند استخراج و تولید مواد اولیه فلزی (آهنی و غیرآهنی) از کانه‌های مربوط می‌پردازند . برای مثال می‌توانند در صنایع نفت و پالایش و همچنین صنایع آهنی و غیرآهنی مانند ذوب آهن اصفهان، مجتمع مس سرچشمه و آلومینیم اراک فعالیت کنند. فارغ‌التحصیلان متالورژی صنعتی نیز می‌توانند در مراکزی که با تولید قطعات فلزی سروکار دارند مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع فولادسازی، صنایع دفاع، هواپیماسازی، کشتی‌سازی، تراکتورسازی، خودروسازی و ساخت قطعات مختلف وسایل خانگی از جمله یخچال، کولر، ماشین‌لباسشویی، تلویزیون و ضبط صوت فعالیت نمایند. در مورد فرصت‌های شغلی مهندس سرامیک نیز باید گفت که امروزه صنایع سرامیک برای رشد اکثر صنایع اهمیت بسیاری دارند. برای مثال صنایع متالورژی و سایر صنایعی که با درجه حرارت بالا سروکار دارند، مصرف‌کننده مواد دیرگداز هستند یا صنایع الکترونیک احتیاج به قطعات مختلف سرامیکی با خواص الکترونیکی و مغناطیسی مطلوب دارند. همچنین صنایع اتومبیل‌سازی، صنایع ساختمانی، صنایع تولید نیرو، مخابرات و بالاخره هر خانه و خط تولید هر کارخانه‌ای نیاز به فرآورده‌های سرامیکی دارد. در حال حاضر کشور ما کارخانه‌های عمده کاشی‌سازی، چینی‌سازی، تولیدکننده مواد نسوز، تولیدکننده سرامیک‌های الکتریکی، شیشه‌سازی، آجرسازی و سیمان دارد که فارغ‌التحصیلان رشته سرامیک می‌توانند در آنها مشغول به کار گشته و به افزایش کارایی و راندمان کارخانه و همچنین بهبود کیفیت محصول آن کمک نمایند.
مهندسی مواد
رشته مهندسی مواد در مقطع کارشناسی دارای دو شاخه متالورژی و سرامیک است.
شاخه متالورژی:
تصور کنید که در حال رانندگی در یکی از بزرگراه‌ها هستید که ناگهان کامیونی با خودروی شما برخورد می‌کند و خسارت سنگینی بر آن وارد می‌سازد. چنین برخوردی در حال حاضر علاوه بر صرف هزینه‌ای قابل توجه و نیاز به زمانی نسبتاً طولانی برای تعمیر، از ارزش خودروی شما خواهد کاست اما اگر بدنه خودرو به طور کامل از جنس آلیاژ "Tini" ساخته شده باشد، حداقل برای صافکاری مشکلی نخواهید داشت چون کافی است که بدنه خودرو را تا حد معینی حرارت بدهید تا بدنه تصادفی به سرعت تغییر شکل یابد و شکل اولیه خود را پیدا کند. البته در حال حاضر این یک خیال پردازی علمی است، اما با پیشرفت روز افزون علم متالورژی به زودی موانع تکنولوژیکی در راه تولید و کاربرد این آلیاژها برطرف میشود و مقدار زیادی از این مواد در شکل‌های گوناگون تولید خواهد شد.متالورژی به عنوان یک علم، دانش نسبتاً جوانی است که تنها صد سال از عمر آن می‌گذرد و با کشف روشهای جدید
جدید استخراج و تصفیه فلزات، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد، فنون جدید شکل دادن و تولید فلزات، متولد شده است. علمی که به دو بخش کلی متالورژی استخراجی و صنعتی تقسیم میشود که البته هر دو بخش مذکور در دانشگاه‌های کشور ما نیز به عنوان دو گرایش از رشته مهندس مواد شاخه متالورژی ارائه می‌گردد.
گرایش متالورژی استخراجی:
متالورژی استخراجی شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات)، شناخت انواع کوره‌ها، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی میشود. به عنوان مثال آنچه در کارخانه ذوب‌آهن اصفهان تا مرحله تهیه شمش آهن خام (چدن) انجام میشود، عمدتاً مربوط به متالورژی استخراجی است.
درس‌های این رشته در طول تحصیل :
دروس مشترک در شاخه‌های مختلف مهندسی مواد:
ریاضی، معادلات دیفرانسیل، ریاضی مهندسی، محاسبات عددی، مبانی و برنامه‌سازی کامپیوتر، فیزیک، شیمی عمومی، مبانی مهندسی برق ، استاتیک، مقاومت مصالح، کریستالوگرافی ، پدیده‌های انتقال، شیمی فیزیک مواد، ترمودینامیک مواد ، خواص فیزیکی مواد، متالوگرافی، خواص مکانیکی مواد.
دروس تخصصی گرایش متالورژی استخراجی :
انتقال مطالب علمی و فنی، ریخته‌گری، شکل دادن فلزات ، تغلیظ مواد معدنی ، اصول استخراج فلزات، سینتیک مواد، شیمی تجزیه ، عملیات حرارتی ، خوردگی و اکسیداسیون، انجماد فلزات، مواد دیرگداز. (بسیاری از دروس این رشته همراه با آزمایشگاه است.)
گرایش متالورژی صنعتی:
متالورژی صنعتی عبارت است از روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی که مهمترین این روش‌ها متالورژی پودری، شکل دادن، جوشکاری و ماشینکاری است. همچنین در متالورژی صنعتی خواص و مشخصات فیزیکی، ساختاری و مکانیکی مواد بررسی میشود.
دروس تخصصی گرایش متالورژی صنعتی :
ریخته‌گری، انجماد فلزات ، شکل دادن فلزات، خواص مکانیکی مواد ، متالورژی جوشکاری ، متالورژی پودر، روشهای نوین آنالیز مواد، خوردگی و اکسیداسیون، عملیات حرارتی ، استخراج فلزات، انتقال مطالب علمی و فنی.
شاخه سرامیک:
امروزه سرامیک را هنر ساخت ظروف سرامیکی و سفالینه‌ها نمی‌دانیم بلکه آن را به صورت علمی وسیعتر از ساخت این‌گونه وسایل تعریف می‌کنیم. بر این اساس می‌توان گفت که سرامیک بطور کلی هنر و علم ساختن و به کاربردن اشیاء جامدی است که اجزاء تشکیل‌دهنده اصلی و عمده آنها مواد غیرآلی و غیرفلزی است یعنی علم سرامیک علاوه بر سفالینه‌ها شامل انواع چینی‌ها، دیرگدازها، فرآورده‌های ر‌ُسی ساختمانی، مواد ساینده، لعاب‌های چینی، سیمان، شیشه، مواد مغناطیسی غیرفلزی، فروالکتریک‌ها، تک بلورهای مصنوعی و محصولات پیچیده‌تر دیگر میشود. دانشجویان مهندسی سرامیک در طول دوره تحصیلی خود، پس از کسب پایه‌های علمی و مهندسی لازم، کلیه فرآیندهای ساخت سرامیک‌ها را از مواد اولیه و آماده سازی آن گرفته تا کنترل کیفی محصولات ساخته شده و ارتباط بین ساختمان و خواص این مواد فرا می‌گیرند.
دروس تخصصی شاخه سرامیک:
ساختار سرامیک‌ها، سینتیک مواد، روشهای نوین آنالیز مواد ، خواص الکتریکی و نوری سرامیک‌ها، مواد دیرگداز ، تئوری شیشه ، تئوری پرسلان‌ها، آزمایشگاه چینی، فرآیند ساخت سرامیک، انتقال مطالب علمی و فنی.
توانایی‌های لازم :
در مهندسی مواد، دو علم شیمی و فیزیک اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. چرا که بررسی خواص مواد بدون آشنایی با این دو علم امکان‌پذیر نیست. دانشجوی این رشته علاوه بر فیزیک و شیمی باید از دانش ریاضی اطلاعات کافی داشته و قدرت تجزیه و تحلیل خوبی داشته باشد. برای مثال با وجود آن که یک مهندس متالورژی نباید به فکر پشت میزنشینی بوده و باید آمادگی کار در شرایط سخت را داشته باشد، اما بدون شک مهندس این رشته بیش از توان جسمانی خوب نیاز به ذهنی خلاق و کنجکاو دارد. آشنایی با زبان انگلیسی نیز در تمام رشته‌های مهندسی ضروری است. اما در مهندسی سرامیک این ضرورت بیشتر احساس میشود چرا که این رشته نسبتاً جدید است و در نتیجه کتابهای علمی آن کمتر به زبان فارسی ترجمه شده است.
موقعیت شغلی در ایران :
فارغ‌التحصیلان متالورژی استخراجی می‌توانند جذب مراکزی شوند که به فرآیند استخراج و تولید مواد اولیه فلزی (آهنی و غیرآهنی) از کانه‌های مربوط می‌پردازند . برای مثال می‌توانند در صنایع نفت و پالایش و همچنین صنایع آهنی و غیرآهنی مانند ذوب آهن اصفهان، مجتمع مس سرچشمه و آلومینیم اراک فعالیت کنند. فارغ‌التحصیلان متالورژی صنعتی نیز می‌توانند در مراکزی که با تولید قطعات فلزی سروکار دارند مانند صنایع ریخته‌گری، صنایع متالورژی پودر، صنایع فولادسازی، صنایع دفاع، هواپیماسازی، کشتی‌سازی، تراکتورسازی، خودروسازی و ساخت قطعات مختلف وسایل خانگی از جمله یخچال، کولر، ماشین‌لباسشویی، تلویزیون و ضبط صوت فعالیت نمایند. در مورد فرصت‌های شغلی مهندس سرامیک نیز باید گفت که امروزه صنایع سرامیک برای رشد اکثر صنایع اهمیت بسیاری دارند. برای مثال صنایع متالورژی و سایر صنایعی که با درجه حرارت بالا سروکار دارند، مصرف‌کننده مواد دیرگداز هستند یا صنایع الکترونیک احتیاج به قطعات مختلف سرامیکی با خواص الکترونیکی و مغناطیسی مطلوب دارند. همچنین صنایع اتومبیل‌سازی، صنایع ساختمانی، صنایع تولید نیرو، مخابرات و بالاخره هر خانه و خط تولید هر کارخانه‌ای نیاز به فرآورده‌های سرامیکی دارد. در حال حاضر کشور ما کارخانه‌های عمده کاشی‌سازی، چینی‌سازی، تولیدکننده مواد نسوز، تولیدکننده سرامیک‌های الکتریکی، شیشه‌سازی، آجرسازی و سیمان دارد که فارغ‌التحصیلان رشته سرامیک می‌توانند در آنها مشغول به کار گشته و به افزایش کارایی و راندمان کارخانه و همچنین بهبود کیفیت محصول آن کمک نمایند.
golehroooz
عضو جدید
مقدمه
حدود 6000 سال پيش زماني كه بشر فلز را شناخت، متالوژي به عنوان يك هنر، پا بهعرصه وجود گذاشت. در آن زمان انسان با جداكردن ذرات طلا از شن و ماسه بستررودخانه‌ها، ذوب فلزات مختلف و شكل دادن آنها، اولين گامها را به سوي عصر فلزاتبرداشت و سپس با توليد مفرغ (برنز) و ساختن ابزاري مثل خنجرها، سرنيزه‌ها و دهنهاسب از اين ماده وارد عصر مفرغ شد و بالاخره با استخراج آهن و ورود به عصر آهن،تمدن بشري به پيشرفت قابل ملاحظه‌اي دست يافت. آنچه گفته شد تاريخچه متالوژي بهعنوان يك هنر يا فن بود اما متالوژي به عنوان يك علم، دانش نسبتا جواني است كه تنهاصدسال از عمر آن مي‌گذرد و با كشف روشهاي جديد استخراج و تصفيه فلزات ، شناساييمشخصات ساختاري و فيزيكي مواد، فنون جديد شكل دادن و توليد فلزات متولد شده است علمي كه به دو بخش كلي متالوژي استخراجي و صنعتي تقسيم مي‌شود كه البته هر دو بخشمذكور در دانشگاههاي كشور ما نيز به عنوان دو گرايش از رشته مهندسي مواد تدريسمي‌گردد. علم شناخت و استخراج فلزات و هنر کار روی آنها را متالوژی می‌گویند. این علم جداسازی مواد معدنی از سنگ معدن آنها، ذوب، تصفیه و تولید شمش، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کاربر روی فلزات و شکل دادن آنها را دربر می‌گیرد.
از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالوژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت متالوژی از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می‌گردد. تحقیقات باستان‌شناسی نشان می‌دهند که اولین اقوامی که موفق به کشف و استفاده از آن شدند، ساکنان فلات ایران بودند. با در نظر گرفتن این سابقه کهن، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در ایران، شایسته است که دست اندرکاران صنعت متالوژی در شناسایی این رشته و افزایش آگاهی عمومی در این زمینه کوشا باشند.
تاریخچه دوره فلزات بعد از عصر حجر و از حدود ۶ تا ۷ هزار سال قبل از هجرت آغاز شده است. شاید مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی، لاجوردی، سبز، طلایی و سرخ برخوردار می‌باشند. این امر می‌تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.
برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا که در کنار ماسه‌های کنار رودخانه‌ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره، سرب، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال، از مخلوط کردن قلع و مس، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ شروع شد.
معرفی متالورژی
روشهای تولید مصنوعات فلزی:
۱-ریخته‌گری:
ریخته‌گری هم علم است و هم فن و هم هنر است و هم صنعت. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌باشد. به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیکی کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.
۲-متالوژی پودر:
متالوژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی پیوند می‌خورد.
۳-شکل دادن:
در فرآیند شکل دادن با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری، آهنگری، اکستروژن، کشیدن، پرس کاری، چرخشی، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره محصول به صورت نهایی شکل داده میشود.
۴-جوشکاری:
امروز روشهای جوشکاری متعددی در صنعت بکار برده میشود که به چهار گروه جوشکاری فشاری، جوشکاری ذوبی، جوشکاری زرد و لحیم کاری تقسیم می‌شوند.
۵-ماشین کاری:
ماشین کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پرفرکانس نیز فرآیند نسبتا جدیدی است که به میزان وسیعی بکار گرفته میشود. این روش برای ماشین کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه رساناها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌روند.
فرآیند ماشین کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراش و برش می‌باشد. این عمل به وسیله ابزارها و ماشینهای تراش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته میشود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراش خور نامیده میشود. در ماشین کاری قطعات برحسب نوع کار از ماشینهای تراش، فرز، مته صفحه تراش، کله زنی، سنگ زنی، تیز کاری و سوراخ کن استفاده میشود که معمولا این قطعات خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری، آهنگری، نورد و غیره می‌باشند. بطور کلی جوشکاری عمل اتصال دادن قطعات فلزی به یکدیگر، توسط گرم کردن محلهای تماس تا حالت ذوب و تخمیر است که اتمهای هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده و پس از سرد شدن اتصال محکمی ایجاد میشود. جوشکاری و لحیم کاری از هنرهای قدیمی محسوب شده و در زمانهای گذشته توسط رومیان برای اتصال ذرات طلا در زیورآلات بکار گرفته می‌شده است. در فرآیند شکل دادن با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری، آهنگری، اکستروژن، کشیدن، پرس کاری، چرخشی، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره محصول به صورت نهایی شکل داده میشود. با وجود اینکه از نظر تاریخی متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد. ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای بنام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته شده که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است و برای هوا دادن از فوتک بزرگی استفاده می‌کردند.
اصول کار کورها
در فرايند استخراج , تصفيه و ذوب مجدد , معمولاً راههائي وجود دارد كه بسته به نوع كار طراحي مي شوند و در اين كوره ها عمل ذوب انجام مي شود . در اين جهت مي توان از كوره بلند (كوره اي كه در آن اكسيد آهن تبديل به چدن مي شود) ,
كنورتور كه در آن چدن با دمش اكسيژن خالص به فولاد تبديل مي شود . و كوره هاي ديگر بعنوان كوره هاي ذوب Melting ناميده مي شود , در اين درس بحث ما در روي كوره هائي كه براي استخراج فلزات استفاده مي شود دور نمي زند مثل كوره هاي استخراج آهن در اصفهان , استخراج مس در سرچشمه كرمان , استخراج سرب و روي در زنجان .
در اين درس كوره هائي كه مورد بررسي قرار مي گيرند بيشتر كوره هاي مربوط به صنعت ريخته گري هستند . يعني كوره هائي كه شوشه ها Pigs در آنها ذوب مي شود و با تنظيم آناليز آنها مذاب براي ريخته گري قطعات آماده مي شود .
اصطلاحاً به اين كوره ها , كوره هاي دوباره ذوب (Re-Melting Furnaces) مي گويند , كوره هائي كه در ريخته گري براي ذوب مجدد فلزات و آلياژها استفاده مي شوند به ترتيب مي توانيم به شرح زير نام ببريم :
1)كوره هاي بوته اي Crucible Furnaces
2)كوره هاي تشعشعي Radiation or Reverberatory Furnaces
3)كوره هاي ايستاده (كوپل) Vatical Shaft (Cuple)
4 ) كوره هاي برقي Electric Furnaces
5)كوره هاي با شعاع الكتروني Electron Furnaces
6)كوره هاي ديگر (استفاده از انرژيهاي ديگر)
حدود 6000 سال پيش زماني كه بشر فلز را شناخت، متالوژي به عنوان يك هنر، پا بهعرصه وجود گذاشت. در آن زمان انسان با جداكردن ذرات طلا از شن و ماسه بستررودخانه‌ها، ذوب فلزات مختلف و شكل دادن آنها، اولين گامها را به سوي عصر فلزاتبرداشت و سپس با توليد مفرغ (برنز) و ساختن ابزاري مثل خنجرها، سرنيزه‌ها و دهنهاسب از اين ماده وارد عصر مفرغ شد و بالاخره با استخراج آهن و ورود به عصر آهن،تمدن بشري به پيشرفت قابل ملاحظه‌اي دست يافت. آنچه گفته شد تاريخچه متالوژي بهعنوان يك هنر يا فن بود اما متالوژي به عنوان يك علم، دانش نسبتا جواني است كه تنهاصدسال از عمر آن مي‌گذرد و با كشف روشهاي جديد استخراج و تصفيه فلزات ، شناساييمشخصات ساختاري و فيزيكي مواد، فنون جديد شكل دادن و توليد فلزات متولد شده است علمي كه به دو بخش كلي متالوژي استخراجي و صنعتي تقسيم مي‌شود كه البته هر دو بخشمذكور در دانشگاههاي كشور ما نيز به عنوان دو گرايش از رشته مهندسي مواد تدريسمي‌گردد. علم شناخت و استخراج فلزات و هنر کار روی آنها را متالوژی می‌گویند. این علم جداسازی مواد معدنی از سنگ معدن آنها، ذوب، تصفیه و تولید شمش، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کاربر روی فلزات و شکل دادن آنها را دربر می‌گیرد.
از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالوژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت متالوژی از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می‌گردد. تحقیقات باستان‌شناسی نشان می‌دهند که اولین اقوامی که موفق به کشف و استفاده از آن شدند، ساکنان فلات ایران بودند. با در نظر گرفتن این سابقه کهن، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در ایران، شایسته است که دست اندرکاران صنعت متالوژی در شناسایی این رشته و افزایش آگاهی عمومی در این زمینه کوشا باشند.
تاریخچه دوره فلزات بعد از عصر حجر و از حدود ۶ تا ۷ هزار سال قبل از هجرت آغاز شده است. شاید مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی، لاجوردی، سبز، طلایی و سرخ برخوردار می‌باشند. این امر می‌تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.
برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا که در کنار ماسه‌های کنار رودخانه‌ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره، سرب، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال، از مخلوط کردن قلع و مس، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ شروع شد.
معرفی متالورژی
روشهای تولید مصنوعات فلزی:
۱-ریخته‌گری:
ریخته‌گری هم علم است و هم فن و هم هنر است و هم صنعت. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌باشد. به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیکی کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.
۲-متالوژی پودر:
متالوژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی پیوند می‌خورد.
۳-شکل دادن:
در فرآیند شکل دادن با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری، آهنگری، اکستروژن، کشیدن، پرس کاری، چرخشی، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره محصول به صورت نهایی شکل داده میشود.
۴-جوشکاری:
امروز روشهای جوشکاری متعددی در صنعت بکار برده میشود که به چهار گروه جوشکاری فشاری، جوشکاری ذوبی، جوشکاری زرد و لحیم کاری تقسیم می‌شوند.
۵-ماشین کاری:
ماشین کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پرفرکانس نیز فرآیند نسبتا جدیدی است که به میزان وسیعی بکار گرفته میشود. این روش برای ماشین کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه رساناها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌روند.
فرآیند ماشین کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراش و برش می‌باشد. این عمل به وسیله ابزارها و ماشینهای تراش و برش انجام می‌گیرد. مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته میشود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراش خور نامیده میشود. در ماشین کاری قطعات برحسب نوع کار از ماشینهای تراش، فرز، مته صفحه تراش، کله زنی، سنگ زنی، تیز کاری و سوراخ کن استفاده میشود که معمولا این قطعات خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری، آهنگری، نورد و غیره می‌باشند. بطور کلی جوشکاری عمل اتصال دادن قطعات فلزی به یکدیگر، توسط گرم کردن محلهای تماس تا حالت ذوب و تخمیر است که اتمهای هر دو قطعه فلز در منطقه جوش در هم نفوذ کرده و پس از سرد شدن اتصال محکمی ایجاد میشود. جوشکاری و لحیم کاری از هنرهای قدیمی محسوب شده و در زمانهای گذشته توسط رومیان برای اتصال ذرات طلا در زیورآلات بکار گرفته می‌شده است. در فرآیند شکل دادن با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری، آهنگری، اکستروژن، کشیدن، پرس کاری، چرخشی، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره محصول به صورت نهایی شکل داده میشود. با وجود اینکه از نظر تاریخی متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد. ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای بنام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته شده که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است و برای هوا دادن از فوتک بزرگی استفاده می‌کردند.
اصول کار کورها
در فرايند استخراج , تصفيه و ذوب مجدد , معمولاً راههائي وجود دارد كه بسته به نوع كار طراحي مي شوند و در اين كوره ها عمل ذوب انجام مي شود . در اين جهت مي توان از كوره بلند (كوره اي كه در آن اكسيد آهن تبديل به چدن مي شود) ,
كنورتور كه در آن چدن با دمش اكسيژن خالص به فولاد تبديل مي شود . و كوره هاي ديگر بعنوان كوره هاي ذوب Melting ناميده مي شود , در اين درس بحث ما در روي كوره هائي كه براي استخراج فلزات استفاده مي شود دور نمي زند مثل كوره هاي استخراج آهن در اصفهان , استخراج مس در سرچشمه كرمان , استخراج سرب و روي در زنجان .
در اين درس كوره هائي كه مورد بررسي قرار مي گيرند بيشتر كوره هاي مربوط به صنعت ريخته گري هستند . يعني كوره هائي كه شوشه ها Pigs در آنها ذوب مي شود و با تنظيم آناليز آنها مذاب براي ريخته گري قطعات آماده مي شود .
اصطلاحاً به اين كوره ها , كوره هاي دوباره ذوب (Re-Melting Furnaces) مي گويند , كوره هائي كه در ريخته گري براي ذوب مجدد فلزات و آلياژها استفاده مي شوند به ترتيب مي توانيم به شرح زير نام ببريم :
1)كوره هاي بوته اي Crucible Furnaces
2)كوره هاي تشعشعي Radiation or Reverberatory Furnaces
3)كوره هاي ايستاده (كوپل) Vatical Shaft (Cuple)
4 ) كوره هاي برقي Electric Furnaces
5)كوره هاي با شعاع الكتروني Electron Furnaces
6)كوره هاي ديگر (استفاده از انرژيهاي ديگر)
golehroooz
عضو جدید
كوره هاي بوته اي :
همانطو كه از نام آنها پيداست براي عمل ذوب از بوته استفاده مي شود . انتقال حرارت در اين كوره ها بيشتر از طريق هدايت به مواد موجود در داخل بوته مي رود .
حرارت به سه طريق منتقل مي شود : 1- هدايت. 2- جابجائي. 3- تشعشعي
جنس بوته ها :
جنس بوته ها كه استفاده مي كنند به شرح زير است . بوته هاي آهن خالص- بوته هاي فولادي- بوته هاي چدني- بو ته هاي شاموتي- بوته هاي گرافيتي- بوته هاي سيليكون كاربايدي- بوته هاي ديگر
آهن خالص براي فلزاتي كه نقطه ذوب كمتري نسبت به آهن دارند و خوردگي كمتري دارند- از بوته هاي آهني براي ذوب موادي كه نقطه ذوب آنها پائين تر از نقطه ذوب آهن خالص است (1539-1536درجه سانتيگراد) است . منيزيم را مجبوريم در داخل اين بوته ذوب كنيم چون با بهترين آجر نسوز نمي توان منيزيم را ذوب كرد و دليلش ميل تركيبي منيزيم با اكسيژن است كه اكسيژن نسوز را مي كشد و نسوز متخلخل مي شود.
آهن خالص تجاري:
چون آهن بصورت خيلي خالص به ندرت يافت مي شود , بيشتر از اين آهن استفاده مي شود و خلوصش 8/99% است و ناخالصي اش 2/0-1/0% مي باشد. آهن خالص تجاري را در دنيا برخي از شركتها توليد مي كنند . از جمله شركت آرمكو و وستينگ هاوس در آمريكا توليد مي كنند كه براي ذوب آلياژهاي با نقطه ذوب كم مثل روي , منيزيم , سرب و ... از اين ورقها بوته درست كرده (بوته يكپارچه) استفاده مي كنند (بوته را جوش نمي زنند بلكه با آهنگري درست مي كنند بلكه پرس و گرم كاري)- از بوته هاي چدني براي ذوب آلياژهاي روي , آلومينيوم و ساير آلياژها با نقطه ذوب پائين استفاده مي كنند بشرطيكه مشكل آهن در آن آلياژها وجود نداشته باشد . تجربه نشان مي دهد مذاب Al و Zn , آهن را در خود حل مي كند چون چدن داراي انتقال حرارت خوب است (بدليل گرافيتهاي لايه اي) و ارزان ريخته گري مي شود . در ايران بيشتر از بوته هاي چدني استفاده مي شود .
بوته هاي فولادي :
از بوته هاي فولادي براي ذوب آلياژها با نقطه ذوب كم و آلياژهائي كه ميل تركيبي زيادي نسبت به اكسيژن دارد مثل آلياژهاي منيزيم كه علاقه دارند اكسيژن مواد نسوز را بگيرند , استفاده مي كنند . فولادهاي معمولي خوردگي بيشتري دارند و مذاب آلياژهاي مختلف در آن تدريجاً آن را مي خورند (يعني بدنه را در خود حل مي كنند).
بوته از جنس مواد نسوز دوام بيشتري در برابر پوسته پوسته شدن يعني اكسيد شدن دارد . آناليز يك نوع فولاد نسوز عبارتست از 25% كرم و 20% نيكل و بقيه عناصر جزئي ديگر , از آلياژهاي ديگر نيز كه قيمت آنها گران است بعنوان بوته مي توان استفاده كرد , از جمله آلياژ 50% كرم و 50% نيكل يا آلياژ 50% كرم و 50% نيكل و كمي نيوبيوم Nb (كه دوام و مقاومت خوبي دارد) .
بوته هاي گرافيتي :
همانطور كه از نام اين بوته ها پيداست , جنس اين بوته ها از گرافيت مي باشد . (مي دانيم كه كربن در طبيعت به سه صورت ديده مي شود : 1) كربن بي شكل : اين كربن شكل بلوري ندارد و به آن كربن آمولف نيز مي گويند . اين كربن در اثر حرارت در مجاورت اكسيژن , مي سوزد و خاكستر از آن باقي مي ماند. 2) كربن بصورت گرافيت : اين نوع كربن بصورت بلوري (كريستالي) مي باشد و بلوري آن طوري است كه داراي صفحات لغزش است و اين صفحات مي توانند روي هم براحتي بلغزند . بهترين آنها گرافيت چرب نقره اي است . اين گرافيت ماده نسوز است و نقطه ذوبي در حدود بيش از 3000 درجه سانتيگراد دارد گرافيت راسب (رسوب يافته) شده در حين انجماد در چدنهاي خاكستري از اين نوع است كه از مذاب جدا شده . 3) كربن بصورت الماس : بلور اين نوع كربن بصورت يك هشت وجهي است ولي رنگي و شفاف است و با سختي 10 موهس سخت ترين ماده در طبيعت مي باشد .
بوته هاي گرافيتي بدليل اينكه نقطه ذوب بالا داشته و گرافيت نيز علاوه بر نسوز بودن از انتقال حرارت زيادي نيز برخوردار است هدايت خوبي داشته و حرارت را از جداره خود به داخل بوته هدايت مي كند .
طرز ساخت بوته هاي گرافيتي :
به اين شكل است كه گرافيت را همراه با كمي قير و مواد چسبي آغشته كرده و با
فشار زياد پرس مي كنند سپس آن را در مدت زمان طولاني در محيط بسته اي دور از هوا مي پزند (دما در حدود 1600 درجه سانتيگراد) تا عمل تف جوشي (زينتر) روي آن انجام شود و به آرامي در كوره سرد مي شود .
بوته هاي سيليكون كاربايد :
اين نوع بوته ها از استحكام بيشتري برخوردارند و خود ماده سيليكون كاربايد در اثر حرارت , كمي منقبض و منبسط مي شود . يكي از بهترين موادي است كه به شك حرارتي مقاوم است . براي ذوب چدن بيشتر از بوته هاي سيليكون كاربايدي استفاده مي شود چون چدن آلياژيست از آهن- كربن- سيلسيم , پس كمتر علاقه دارد جداره را بخورد .
بوته هاي شاموتي :
اين بوته ها از خاك رس نسوز ساخته مي شود . از ريختن رس نسوز در اثر حرارت اصطلاحاً شاموت به دست مي آيد . البته درجه نسوز بوته هاي شاموتي بستگي به درجه خلوص شاموت دارد . بهترين ماده شاموت آن است كه پس از پخت , مقدار فازهاي موليت در حداكثر خود قرار گيرد (1800 0C . 3Al2O3 . 2SiO2).
موليت نسوزي است كه تا دماي 1800 0C مي تواند دوام بياورد , در ضمن از نظر مقاومت مكانيكي در دماي بالا نيز خوب است . در بوته هاي شاموتي آلياژهاي غير آهني و بندرت چدن ذوب مي شود . معمولاً دوام بوته هاي شاموتي تا دماي 1650 0C است .
انواع كوره هاي بوته اي : Crucible Furnaces
الف) كوره بوته اي چرخان) 1- چرخان حول تقريباً كمي بالاتر از مركز ثقل 2- چرخان حول محور ناوداني كوره ب) كوره بوتهاي ثابت (زميني)
1- با سوخت جامد - اين نوع كوره ها دو نوعند,يكي كوره سنتي است كه از سوخت جامد زغال سنگ يا كك براي عمل ذوب استفاده مي كردند.اين نوع كوره نياز به برق نداشت و با هواي طبيعي كه از زير كوره از لابه لاي ميله هاي كف به داخل كشيده مي شد زغال سنگ يا ككها را مشتعل مي ساخت . براي ذوب فلزات مخصوصاً چدن بوته را در داخل ككها دفن مي كردند تا هم از بالا و هم از بغل ها و هم از زير حرارت به فلز برسد و ذوب خوب و كامل انجام شود. (براي ذوب چدن در اين كوره ها اول بايد ككها را الك كرد يعني ككها را دسته بندي كرد از درشت به ريز و پودر,كك
درشت در زير و بعد بوته و بعد شارژ و چند كك گنده در داخل بوته و كك متوسط در اطراف و ريزها را در اطراف مي ريزيم و بقيه را در بالا مي گذاريم.
2- با سوخت مايع – نقشه اين كوره در شكل آمده است كه براي ذوب 100-150 كيلوگرم چدن مي باشد, سوخت اين كوره ها از گازوئيل با ارزش حرارتي 9300 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد يا مازوت با ارزش حرارتي 1100 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد است و مي توان با استفاده از بوته هاي گرافيتي در آن چدن ذوب كرد. مشعل آن از نوع فارسونگاهي(يك نوع مشعل ساده صنعتي كه از طريق يك لوله رابط به يك ونتيلاتور(دمنده هوا) وصل شده است).نوع ونتيلاتور يا دمنده هوا بستگي به ظرفيت كوره انتخاب مي شود , معمولاً دمنده هائي كه پس از ساخت بالانس شده اند را در اين كوره ها قرار مي دهند (در تهران ,مظفريان و در تبريز,كارخانه متحد) بدنه كوره از اسكلت فلزي است , از تكه لوله هاي 40 اينچي يا بالاتر از آن به ارتفاع 130 سانتيمتر و اگر نبود از ورق 6 mm به بالا رول كرده و به هم جوش مي زنيم .قطر داخلي 100 و ارتفاع 130- 110 cm پس 100*14/3=314 cm قطر داخلي بدنه مي باشد كه از جوش زدن ورق گسترده بدست مي آيد. و در كف بدنه رول شده رينگ مي زنيم و ميله هاي در جاي خالي رينگ جوش مي دهيم رويش آجر نسوز با كمي شيب قرار مي دهيم تا سرباره ها بيرون رود , بعد كف بوته قرار داده مي زنيم كه كف بوته مي تواند بوته شكسته باشد و سپس از پائين به بالا نسوز كاري مي كنيم كه نسوز جداره 20- 15 cm است. فارسونگاه را طوري مي گذاريم كه بصورت مماس به كف بوته بخورد تا شعله دور بزند.
مثال :
از كوره هاي تشعشعي ثابت براي ذوب آلياژهاي غير آهني مخصوصاً آلومينيوم استفاده مي كنند , در اين كوره ها شعله مستقيماً به مذاب نمي خورد , زيرا اگر مستقيماً به مذاب بخورد موجب اكسيده كردن آن مي شود.
كوره هاي تشعشعي نيمه چرخان :
از اين كوره ها نيز براي ذوب آلياژهاي غير آهني استفاده مي كنند و موقع تخليه مذاب , كوره چرخانده مي شود يا در هنگام شارژ كوره چرخانده شده و شارژ را تحويل مي گيرد.
در اين كوره ها نيز سعي مي شود شعله به ديواره ها برخورد كرده و برخورد مستقيم با مذاب نداشته باشد
كوره هاي دوار :
كوره هاي دوار كه براي ذوب چدن در سال 1930 در آلمان ساخته شد ولي در حال حاضر در دنيا بيشتر انگليسي ها از آن استفاده مي كنند . يك شركت در انگلستان به نام Manometer سازنده اين نوع كوره ها است.
Rotary Furnace كه با ظرفيت هاي Kg 250 تا 70 تن مذاب چدن و تا 12 تن مذاب آلومينيوم مي سازد. سوخت اين نوع كوره ها گاز , گازوئيل و مازوت است . كوره هائي با ظرفيت كمتر با دست و كوره هاي با ظرفيت بيشتر به كمك جراثقيل شارژ مي شوند. كوره روي جكهاي مربوطه به اندازه 45 درجه بلند مي شود و بعد از شارژ دوباره به جاي خودش بر مي گردد.
جداره نسوز اين كوره ها براي ذوب چدن , خاك نسوز سيليسي و براي ذوب آلياژهاي آلومينيوم خاك نسوز آلومينائي است .
ساختمان اين كوره ها : اين كوره ها شامل يك اسكلت فلزي كه به شكل يك استوانه متصل به دو مخروط ناقص است و توسط فلنچ روي استوانه و مخروط ها به يكديگر متصل مي شود .
به طرف دهانه بزرگ مخروط ها و هر دو طرف استوانه فلنچ نصب شده و روي استوانه دو غلطك وصل مي شود. غلطكهاي محرك , كوره را با سرعت يك دور در دقيقه مي چرخانند 1 r.p.m و در ايران با سرعت تقريباً 2 r.p.m درست مي شود .
در كشور كوره هاي دوار توسط بعضي از افراد ساخته مي شود , يكي از سازندگان خوب اين كوره ها حاج صادق مهامي در تهران (ايران ذوب) كه كوره هائي با ظرفيت 250- 350- 500 Kg و 1 تن را مي سازد .
اولين كوره كه در ايران در تسليهات ارتش تهران توسط مهندس پسيان و مهندس گرنسر آلماني ساخته شد و شروع به ذوب چدن نمود . در ايران ظرفيت 500 Kg در ريخته گريهاي چدن زياد استفاده مي شود , زيرا خاك نسوز داخل آن خاك سيليسي بودهو قابل تهيه در داخل كشور است . چون بوته هاي گرافيتي گران است , بيشتر از اين كوره ها در ايران استفاده مي شود. در يك طرف مخروط ناقص مشعل و در طرف ديگر دودكش است , در بعضي از طرح كوره ها دود از سقف كارگاه با كانالي خارج مي شود و در تعدادي از آنها نيز دود توسط كانالهائي به زيرزمين كارگاه كشيده میشود.
همانطو كه از نام آنها پيداست براي عمل ذوب از بوته استفاده مي شود . انتقال حرارت در اين كوره ها بيشتر از طريق هدايت به مواد موجود در داخل بوته مي رود .
حرارت به سه طريق منتقل مي شود : 1- هدايت. 2- جابجائي. 3- تشعشعي
جنس بوته ها :
جنس بوته ها كه استفاده مي كنند به شرح زير است . بوته هاي آهن خالص- بوته هاي فولادي- بوته هاي چدني- بو ته هاي شاموتي- بوته هاي گرافيتي- بوته هاي سيليكون كاربايدي- بوته هاي ديگر
آهن خالص براي فلزاتي كه نقطه ذوب كمتري نسبت به آهن دارند و خوردگي كمتري دارند- از بوته هاي آهني براي ذوب موادي كه نقطه ذوب آنها پائين تر از نقطه ذوب آهن خالص است (1539-1536درجه سانتيگراد) است . منيزيم را مجبوريم در داخل اين بوته ذوب كنيم چون با بهترين آجر نسوز نمي توان منيزيم را ذوب كرد و دليلش ميل تركيبي منيزيم با اكسيژن است كه اكسيژن نسوز را مي كشد و نسوز متخلخل مي شود.
آهن خالص تجاري:
چون آهن بصورت خيلي خالص به ندرت يافت مي شود , بيشتر از اين آهن استفاده مي شود و خلوصش 8/99% است و ناخالصي اش 2/0-1/0% مي باشد. آهن خالص تجاري را در دنيا برخي از شركتها توليد مي كنند . از جمله شركت آرمكو و وستينگ هاوس در آمريكا توليد مي كنند كه براي ذوب آلياژهاي با نقطه ذوب كم مثل روي , منيزيم , سرب و ... از اين ورقها بوته درست كرده (بوته يكپارچه) استفاده مي كنند (بوته را جوش نمي زنند بلكه با آهنگري درست مي كنند بلكه پرس و گرم كاري)- از بوته هاي چدني براي ذوب آلياژهاي روي , آلومينيوم و ساير آلياژها با نقطه ذوب پائين استفاده مي كنند بشرطيكه مشكل آهن در آن آلياژها وجود نداشته باشد . تجربه نشان مي دهد مذاب Al و Zn , آهن را در خود حل مي كند چون چدن داراي انتقال حرارت خوب است (بدليل گرافيتهاي لايه اي) و ارزان ريخته گري مي شود . در ايران بيشتر از بوته هاي چدني استفاده مي شود .
بوته هاي فولادي :
از بوته هاي فولادي براي ذوب آلياژها با نقطه ذوب كم و آلياژهائي كه ميل تركيبي زيادي نسبت به اكسيژن دارد مثل آلياژهاي منيزيم كه علاقه دارند اكسيژن مواد نسوز را بگيرند , استفاده مي كنند . فولادهاي معمولي خوردگي بيشتري دارند و مذاب آلياژهاي مختلف در آن تدريجاً آن را مي خورند (يعني بدنه را در خود حل مي كنند).
بوته از جنس مواد نسوز دوام بيشتري در برابر پوسته پوسته شدن يعني اكسيد شدن دارد . آناليز يك نوع فولاد نسوز عبارتست از 25% كرم و 20% نيكل و بقيه عناصر جزئي ديگر , از آلياژهاي ديگر نيز كه قيمت آنها گران است بعنوان بوته مي توان استفاده كرد , از جمله آلياژ 50% كرم و 50% نيكل يا آلياژ 50% كرم و 50% نيكل و كمي نيوبيوم Nb (كه دوام و مقاومت خوبي دارد) .
بوته هاي گرافيتي :
همانطور كه از نام اين بوته ها پيداست , جنس اين بوته ها از گرافيت مي باشد . (مي دانيم كه كربن در طبيعت به سه صورت ديده مي شود : 1) كربن بي شكل : اين كربن شكل بلوري ندارد و به آن كربن آمولف نيز مي گويند . اين كربن در اثر حرارت در مجاورت اكسيژن , مي سوزد و خاكستر از آن باقي مي ماند. 2) كربن بصورت گرافيت : اين نوع كربن بصورت بلوري (كريستالي) مي باشد و بلوري آن طوري است كه داراي صفحات لغزش است و اين صفحات مي توانند روي هم براحتي بلغزند . بهترين آنها گرافيت چرب نقره اي است . اين گرافيت ماده نسوز است و نقطه ذوبي در حدود بيش از 3000 درجه سانتيگراد دارد گرافيت راسب (رسوب يافته) شده در حين انجماد در چدنهاي خاكستري از اين نوع است كه از مذاب جدا شده . 3) كربن بصورت الماس : بلور اين نوع كربن بصورت يك هشت وجهي است ولي رنگي و شفاف است و با سختي 10 موهس سخت ترين ماده در طبيعت مي باشد .
بوته هاي گرافيتي بدليل اينكه نقطه ذوب بالا داشته و گرافيت نيز علاوه بر نسوز بودن از انتقال حرارت زيادي نيز برخوردار است هدايت خوبي داشته و حرارت را از جداره خود به داخل بوته هدايت مي كند .
طرز ساخت بوته هاي گرافيتي :
به اين شكل است كه گرافيت را همراه با كمي قير و مواد چسبي آغشته كرده و با
فشار زياد پرس مي كنند سپس آن را در مدت زمان طولاني در محيط بسته اي دور از هوا مي پزند (دما در حدود 1600 درجه سانتيگراد) تا عمل تف جوشي (زينتر) روي آن انجام شود و به آرامي در كوره سرد مي شود .
بوته هاي سيليكون كاربايد :
اين نوع بوته ها از استحكام بيشتري برخوردارند و خود ماده سيليكون كاربايد در اثر حرارت , كمي منقبض و منبسط مي شود . يكي از بهترين موادي است كه به شك حرارتي مقاوم است . براي ذوب چدن بيشتر از بوته هاي سيليكون كاربايدي استفاده مي شود چون چدن آلياژيست از آهن- كربن- سيلسيم , پس كمتر علاقه دارد جداره را بخورد .
بوته هاي شاموتي :
اين بوته ها از خاك رس نسوز ساخته مي شود . از ريختن رس نسوز در اثر حرارت اصطلاحاً شاموت به دست مي آيد . البته درجه نسوز بوته هاي شاموتي بستگي به درجه خلوص شاموت دارد . بهترين ماده شاموت آن است كه پس از پخت , مقدار فازهاي موليت در حداكثر خود قرار گيرد (1800 0C . 3Al2O3 . 2SiO2).
موليت نسوزي است كه تا دماي 1800 0C مي تواند دوام بياورد , در ضمن از نظر مقاومت مكانيكي در دماي بالا نيز خوب است . در بوته هاي شاموتي آلياژهاي غير آهني و بندرت چدن ذوب مي شود . معمولاً دوام بوته هاي شاموتي تا دماي 1650 0C است .
انواع كوره هاي بوته اي : Crucible Furnaces
الف) كوره بوته اي چرخان) 1- چرخان حول تقريباً كمي بالاتر از مركز ثقل 2- چرخان حول محور ناوداني كوره ب) كوره بوتهاي ثابت (زميني)
1- با سوخت جامد - اين نوع كوره ها دو نوعند,يكي كوره سنتي است كه از سوخت جامد زغال سنگ يا كك براي عمل ذوب استفاده مي كردند.اين نوع كوره نياز به برق نداشت و با هواي طبيعي كه از زير كوره از لابه لاي ميله هاي كف به داخل كشيده مي شد زغال سنگ يا ككها را مشتعل مي ساخت . براي ذوب فلزات مخصوصاً چدن بوته را در داخل ككها دفن مي كردند تا هم از بالا و هم از بغل ها و هم از زير حرارت به فلز برسد و ذوب خوب و كامل انجام شود. (براي ذوب چدن در اين كوره ها اول بايد ككها را الك كرد يعني ككها را دسته بندي كرد از درشت به ريز و پودر,كك
درشت در زير و بعد بوته و بعد شارژ و چند كك گنده در داخل بوته و كك متوسط در اطراف و ريزها را در اطراف مي ريزيم و بقيه را در بالا مي گذاريم.
2- با سوخت مايع – نقشه اين كوره در شكل آمده است كه براي ذوب 100-150 كيلوگرم چدن مي باشد, سوخت اين كوره ها از گازوئيل با ارزش حرارتي 9300 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد يا مازوت با ارزش حرارتي 1100 كيلو كالري بر ليتر درجه سانتيگراد است و مي توان با استفاده از بوته هاي گرافيتي در آن چدن ذوب كرد. مشعل آن از نوع فارسونگاهي(يك نوع مشعل ساده صنعتي كه از طريق يك لوله رابط به يك ونتيلاتور(دمنده هوا) وصل شده است).نوع ونتيلاتور يا دمنده هوا بستگي به ظرفيت كوره انتخاب مي شود , معمولاً دمنده هائي كه پس از ساخت بالانس شده اند را در اين كوره ها قرار مي دهند (در تهران ,مظفريان و در تبريز,كارخانه متحد) بدنه كوره از اسكلت فلزي است , از تكه لوله هاي 40 اينچي يا بالاتر از آن به ارتفاع 130 سانتيمتر و اگر نبود از ورق 6 mm به بالا رول كرده و به هم جوش مي زنيم .قطر داخلي 100 و ارتفاع 130- 110 cm پس 100*14/3=314 cm قطر داخلي بدنه مي باشد كه از جوش زدن ورق گسترده بدست مي آيد. و در كف بدنه رول شده رينگ مي زنيم و ميله هاي در جاي خالي رينگ جوش مي دهيم رويش آجر نسوز با كمي شيب قرار مي دهيم تا سرباره ها بيرون رود , بعد كف بوته قرار داده مي زنيم كه كف بوته مي تواند بوته شكسته باشد و سپس از پائين به بالا نسوز كاري مي كنيم كه نسوز جداره 20- 15 cm است. فارسونگاه را طوري مي گذاريم كه بصورت مماس به كف بوته بخورد تا شعله دور بزند.
مثال :
از كوره هاي تشعشعي ثابت براي ذوب آلياژهاي غير آهني مخصوصاً آلومينيوم استفاده مي كنند , در اين كوره ها شعله مستقيماً به مذاب نمي خورد , زيرا اگر مستقيماً به مذاب بخورد موجب اكسيده كردن آن مي شود.
كوره هاي تشعشعي نيمه چرخان :
از اين كوره ها نيز براي ذوب آلياژهاي غير آهني استفاده مي كنند و موقع تخليه مذاب , كوره چرخانده مي شود يا در هنگام شارژ كوره چرخانده شده و شارژ را تحويل مي گيرد.
در اين كوره ها نيز سعي مي شود شعله به ديواره ها برخورد كرده و برخورد مستقيم با مذاب نداشته باشد
كوره هاي دوار :
كوره هاي دوار كه براي ذوب چدن در سال 1930 در آلمان ساخته شد ولي در حال حاضر در دنيا بيشتر انگليسي ها از آن استفاده مي كنند . يك شركت در انگلستان به نام Manometer سازنده اين نوع كوره ها است.
Rotary Furnace كه با ظرفيت هاي Kg 250 تا 70 تن مذاب چدن و تا 12 تن مذاب آلومينيوم مي سازد. سوخت اين نوع كوره ها گاز , گازوئيل و مازوت است . كوره هائي با ظرفيت كمتر با دست و كوره هاي با ظرفيت بيشتر به كمك جراثقيل شارژ مي شوند. كوره روي جكهاي مربوطه به اندازه 45 درجه بلند مي شود و بعد از شارژ دوباره به جاي خودش بر مي گردد.
جداره نسوز اين كوره ها براي ذوب چدن , خاك نسوز سيليسي و براي ذوب آلياژهاي آلومينيوم خاك نسوز آلومينائي است .
ساختمان اين كوره ها : اين كوره ها شامل يك اسكلت فلزي كه به شكل يك استوانه متصل به دو مخروط ناقص است و توسط فلنچ روي استوانه و مخروط ها به يكديگر متصل مي شود .
به طرف دهانه بزرگ مخروط ها و هر دو طرف استوانه فلنچ نصب شده و روي استوانه دو غلطك وصل مي شود. غلطكهاي محرك , كوره را با سرعت يك دور در دقيقه مي چرخانند 1 r.p.m و در ايران با سرعت تقريباً 2 r.p.m درست مي شود .
در كشور كوره هاي دوار توسط بعضي از افراد ساخته مي شود , يكي از سازندگان خوب اين كوره ها حاج صادق مهامي در تهران (ايران ذوب) كه كوره هائي با ظرفيت 250- 350- 500 Kg و 1 تن را مي سازد .
اولين كوره كه در ايران در تسليهات ارتش تهران توسط مهندس پسيان و مهندس گرنسر آلماني ساخته شد و شروع به ذوب چدن نمود . در ايران ظرفيت 500 Kg در ريخته گريهاي چدن زياد استفاده مي شود , زيرا خاك نسوز داخل آن خاك سيليسي بودهو قابل تهيه در داخل كشور است . چون بوته هاي گرافيتي گران است , بيشتر از اين كوره ها در ايران استفاده مي شود. در يك طرف مخروط ناقص مشعل و در طرف ديگر دودكش است , در بعضي از طرح كوره ها دود از سقف كارگاه با كانالي خارج مي شود و در تعدادي از آنها نيز دود توسط كانالهائي به زيرزمين كارگاه كشيده میشود.
golehroooz
عضو جدید
انواع چدنها
اطلاعات کلی
چدن (cast iron) ، آلیاژی ازآهن- کربن وسیلیسیماست که همواره محتوی عناصری در حدجزئی (کمتر از 0.1 درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از 0.1 درصد) بوده و به حالتریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده میشود. عناصر آلیاژی برای بهبود کیفیتچدن برای مصارف ویژه به آن افزوده میشود. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که درآنها چدن معمولی ناپایدار است به کار می‌روند. اساسا خواص مکانیکی چدن به زمینهساختاری آن بستگی دارد و مهمترین زمینه ساختار چدنها عبارتند از: فریتی،پرلیتی،بینیتیوآستینتی. انتخاب نوع چدن و ترکیب آن براساسخواص و کاربردهای ویژه مربوطه تعیین میشود.
طبفه‌بندی چدنها
چدن ها به دو گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارداستعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه ازجمله چدنهای سفید و آلیاژی که برای مقاومت در برابر سایش ،خوردگیو مقاوم در برابر حرارت بالا مورداستفاده قرار می‌گیرند.
چدن های معمولی (عمومی)
این چدن ها چزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و براساس شکلگرافیت به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
چدن های خاکستری ورقه ای یا لایه ای:چدن های خاکستری جزو مهمترین چدن های مهندسی هستند که کاربردی زیاد دارند نام اینچدن ها از خصوصیات رنگ خاکستری سطح مقطع شکست آن و شکل گرافیت مشتق میشود.خواص چدنهای خاکستری به اندازه ، مقدار و نحوه توزیع گرافیتها و ساختار زمینه بستگی دارد. خود این‌ها نیز به کربن و سیلیسیم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنین روی مقادیر جزئیعناصر ، افزودنی‌های آلیاژی ، متغیرهای فرایندی مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زنی وسرعت خنک شدن بستگی پیدا می‌کنند. اما به طور کلی این چدن ها ضریب هدایت گرماییبالایی داشته، مدول الاستیستیه و قابلیت تحمل شوکهای حرارتی کمی دارند و قطعاتتولیدی از این چدن ها به سهولت ماشینکاری و سطح تمام شده ماشینکاری آنها نیز مقاومدر برابر سایش از نوع لغزشی است. این خواص آنها را برای ریختگی هایی که در معرضتنش‌های حرارتی محلی با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزایش میزان فریت درساختار باعث استحکام مکانیکی خواهد شد. این نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت درقطعات چدنیبدنه موتورهامشاهده می شود دیواره نازک و لاغرسیلندردارای زمینه‌ای فریتی و قسمت ضخیم نشیمنگاه یا تاقان‌ها زمینه‌ای با پرلیت زیاد راپیدا می‌کند. همچنین در ساختماشین آلات عمومی،کمپرسورهای سبک وسنگین،قالب‌ها،میل لنگ‌ها،شیر فلکه‌هاواتصالاتلوله‌هاو غیره از چدنهای خاکستری استفاده میشود.
چدن های مالیبل یا چکش خوار:چدن هایچکش خوار با دیگر چدن ها به واسطه ریخته گری آنها نخست به صورت چدن سفید فرقمی‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربیدهای شبه پایدار در یک زمینه‌ای پرلیتی استبازپخت در دمای بالا که توسط عملیات حرارتی مناسب دنبال میشود باعث تولید ساختارینهایی از توده متراکم خوشه‌های گرافیت در زمینه فریتی یا پرلیتی بسته به ترکیبشیمیایی و عملیات حرارتی میشود. ترکیب به کار برده شده براساس نیازهای اقتصادی ،نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان تولید ریخته‌گری انتخاب میشود. مثلا بالارفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عملیات حرارتی خوب و سریعی با سیلکی کوتاهمی‌شود و در ضمن مقاومت مکانیکی را نیز اصلاح می‌نماید. تاثیر عناصر به مقدار بسیارکم در این چدن ها دست آورد دیگری در این زمینه هستند Te و Bi تشکیل چدن سفید درحالتانجماد را ترقی داده، B و Al موجب اصلاح قابلیت بازپخت و توام با افزایش تعداد خوشه‌هایگرافیت میشود میزان Mn موجود و نسبت Mn/S برای آسان کردن عمل بازپخت می‌بایستیکنترل گردد. عناصری از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است برای بدست آوردن مقاومتبالاتر یا افزایش مقاومت به سایش و خوردگی به چدن افزود. دلیل اساسی برای انتخابچدن های چکش خوار قیمت تمام شده پایین و ماشینکاری راحت و ساده آنهاست. کاربردهایآنها درقطعات اتومبیل قطعات کشاورزی،اتصالات لوله ها،اتصالاتالکتریکیوقطعات مورد استفاده در صنایع معدنیاست.
چدن های گرافیت کروی یا نشکن:اینچدن در سال 1948 در فیلادلفیای آمریکا در کنگره جامعه ریخته گران معرفی شد. توسعهسریع آن در طی دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طی سال های 1960 روبه افزایش نهاده وتولید آن با وجود افت در تولید چدن ها پایین نیامده است. شاخصی از ترکیب شیمیاییاین چدن به صورت کربن 3.7% ، سیلیسیم 2.5% ،منگنز0.3% ،گوگرد 0.01% ،فسفر 0.01% ومنیزیم 0.04% است. وجود منیزیم این چدن را از چدن خاکستری متمایز می‌سازد. برای تولید چدنگرافیت کروی از منیزیم وسریم استفاده میشود که از نظر اقتصادی منیزیم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح وبازیابی بهتر منیزیم برخی از اضافه شونده‌هایی از عناصر دیگر با آن آلیاژ می‌شوند واین باعث کاهش مصرف منیزیم و تعدیل کننده آن است. منیزیم ، اکسیژن و گوگرد زدا است. نتیجتا منیزیم وقتی خواهد توانست شکل گرافیتها را به سمت کروی شدن هدایت کند کهمیزان اکسیژن و گوگرد کم باشند. اکسیژن‌زداهایی مثل کربن و سیلیسیم موجود در چدنمایع این اطمینان را می‌دهند که باعث کاهشاکسیژن شوند ولی فرآیند گوگردزدایی اغلب برای پایین آوردن مقدار گوگرد لازم است. ازکاربردهای این چدن ها درخودروسازی و صنایع وابسته به آن مثلا در تولید مفصل‌هایفرمان و دیسک ترمزها،در قطعات تحت فشار در درجه حرارت های بالا مثل شیرفلکه‌هاواتصالات برای طرحهای بخاروشیمیایی غلتکهای خشک‌کن نوردکاغذ ، در تجهیزات الکتریکی کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌هاو غیره است.
چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل:این چدن شبیه خاکستری است با این تفاوت که شکل گرافیتها به صورت کروی کاذب ،گرافیت تکه‌ای با درجه بالا و از نظر جنس در ردیف نیمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفتیک نوع چدنی با گرافیت کروی است که کره‌های گرافیت کامل نشده‌اند یا یک نوع چدنگرافیت لایه‌ای است که نوک گرافیت گرد شده و به صورت کرمی شکل درآمده‌اند. ایت چدنها اخیرا از نظر تجارتی جای خود را در محدوده خواص مکانیکی بین چدن های نشکن وخاکستری باز کرده است.
ترکیب آلیاژ موجود تجارتی که برای تولید چدنگرافیت فشرده استفاده میشود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5،Ca%4-5.5 ،Al%1-1.5 ، Ce%0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقیه Fe. چدن گرافیت فشرده در مقایسه با چدنخاکستری از مقاومت به کشش ، صلبیت و انعطاف‌پذیری ، عمر خستگی ، مقاومت به ضربه وخواص مقاومت در دمای بالا و برتری بازمینه‌ای یکسان برخوردار است و از نظر قابلیتماشینکاری ، هدایت حرارتی نسبت به چدن های کروی بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکافو ترک خوردگی برتر از سایر چدن ها است. در هر حال ترکیبی از خواص مکانیکی و فیزیکیمناسب ، این چدن ها را به عنوان انتخاب ایده آلی جهت موارد استعمال گوناگون مطرحمی‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگی آنها را برای قالبهای شمش‌ریزی مناسبمی‌سازد. نشان دادن خصوصیاتی مطلوب در دماهای بالا در این چدن ها باعث کاربرد آنهابرای قطعاتی از جملهسر سیلندرها،منیفلدهای دود،دیسکهایترمز،دیسکها و رینگهای پیستونشده است.
اطلاعات کلی
چدن (cast iron) ، آلیاژی ازآهن- کربن وسیلیسیماست که همواره محتوی عناصری در حدجزئی (کمتر از 0.1 درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از 0.1 درصد) بوده و به حالتریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده میشود. عناصر آلیاژی برای بهبود کیفیتچدن برای مصارف ویژه به آن افزوده میشود. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که درآنها چدن معمولی ناپایدار است به کار می‌روند. اساسا خواص مکانیکی چدن به زمینهساختاری آن بستگی دارد و مهمترین زمینه ساختار چدنها عبارتند از: فریتی،پرلیتی،بینیتیوآستینتی. انتخاب نوع چدن و ترکیب آن براساسخواص و کاربردهای ویژه مربوطه تعیین میشود.
طبفه‌بندی چدنها
چدن ها به دو گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارداستعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه ازجمله چدنهای سفید و آلیاژی که برای مقاومت در برابر سایش ،خوردگیو مقاوم در برابر حرارت بالا مورداستفاده قرار می‌گیرند.
چدن های معمولی (عمومی)
این چدن ها چزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و براساس شکلگرافیت به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
چدن های خاکستری ورقه ای یا لایه ای:چدن های خاکستری جزو مهمترین چدن های مهندسی هستند که کاربردی زیاد دارند نام اینچدن ها از خصوصیات رنگ خاکستری سطح مقطع شکست آن و شکل گرافیت مشتق میشود.خواص چدنهای خاکستری به اندازه ، مقدار و نحوه توزیع گرافیتها و ساختار زمینه بستگی دارد. خود این‌ها نیز به کربن و سیلیسیم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنین روی مقادیر جزئیعناصر ، افزودنی‌های آلیاژی ، متغیرهای فرایندی مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زنی وسرعت خنک شدن بستگی پیدا می‌کنند. اما به طور کلی این چدن ها ضریب هدایت گرماییبالایی داشته، مدول الاستیستیه و قابلیت تحمل شوکهای حرارتی کمی دارند و قطعاتتولیدی از این چدن ها به سهولت ماشینکاری و سطح تمام شده ماشینکاری آنها نیز مقاومدر برابر سایش از نوع لغزشی است. این خواص آنها را برای ریختگی هایی که در معرضتنش‌های حرارتی محلی با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزایش میزان فریت درساختار باعث استحکام مکانیکی خواهد شد. این نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت درقطعات چدنیبدنه موتورهامشاهده می شود دیواره نازک و لاغرسیلندردارای زمینه‌ای فریتی و قسمت ضخیم نشیمنگاه یا تاقان‌ها زمینه‌ای با پرلیت زیاد راپیدا می‌کند. همچنین در ساختماشین آلات عمومی،کمپرسورهای سبک وسنگین،قالب‌ها،میل لنگ‌ها،شیر فلکه‌هاواتصالاتلوله‌هاو غیره از چدنهای خاکستری استفاده میشود.
چدن های مالیبل یا چکش خوار:چدن هایچکش خوار با دیگر چدن ها به واسطه ریخته گری آنها نخست به صورت چدن سفید فرقمی‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربیدهای شبه پایدار در یک زمینه‌ای پرلیتی استبازپخت در دمای بالا که توسط عملیات حرارتی مناسب دنبال میشود باعث تولید ساختارینهایی از توده متراکم خوشه‌های گرافیت در زمینه فریتی یا پرلیتی بسته به ترکیبشیمیایی و عملیات حرارتی میشود. ترکیب به کار برده شده براساس نیازهای اقتصادی ،نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان تولید ریخته‌گری انتخاب میشود. مثلا بالارفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عملیات حرارتی خوب و سریعی با سیلکی کوتاهمی‌شود و در ضمن مقاومت مکانیکی را نیز اصلاح می‌نماید. تاثیر عناصر به مقدار بسیارکم در این چدن ها دست آورد دیگری در این زمینه هستند Te و Bi تشکیل چدن سفید درحالتانجماد را ترقی داده، B و Al موجب اصلاح قابلیت بازپخت و توام با افزایش تعداد خوشه‌هایگرافیت میشود میزان Mn موجود و نسبت Mn/S برای آسان کردن عمل بازپخت می‌بایستیکنترل گردد. عناصری از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است برای بدست آوردن مقاومتبالاتر یا افزایش مقاومت به سایش و خوردگی به چدن افزود. دلیل اساسی برای انتخابچدن های چکش خوار قیمت تمام شده پایین و ماشینکاری راحت و ساده آنهاست. کاربردهایآنها درقطعات اتومبیل قطعات کشاورزی،اتصالات لوله ها،اتصالاتالکتریکیوقطعات مورد استفاده در صنایع معدنیاست.
چدن های گرافیت کروی یا نشکن:اینچدن در سال 1948 در فیلادلفیای آمریکا در کنگره جامعه ریخته گران معرفی شد. توسعهسریع آن در طی دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طی سال های 1960 روبه افزایش نهاده وتولید آن با وجود افت در تولید چدن ها پایین نیامده است. شاخصی از ترکیب شیمیاییاین چدن به صورت کربن 3.7% ، سیلیسیم 2.5% ،منگنز0.3% ،گوگرد 0.01% ،فسفر 0.01% ومنیزیم 0.04% است. وجود منیزیم این چدن را از چدن خاکستری متمایز می‌سازد. برای تولید چدنگرافیت کروی از منیزیم وسریم استفاده میشود که از نظر اقتصادی منیزیم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح وبازیابی بهتر منیزیم برخی از اضافه شونده‌هایی از عناصر دیگر با آن آلیاژ می‌شوند واین باعث کاهش مصرف منیزیم و تعدیل کننده آن است. منیزیم ، اکسیژن و گوگرد زدا است. نتیجتا منیزیم وقتی خواهد توانست شکل گرافیتها را به سمت کروی شدن هدایت کند کهمیزان اکسیژن و گوگرد کم باشند. اکسیژن‌زداهایی مثل کربن و سیلیسیم موجود در چدنمایع این اطمینان را می‌دهند که باعث کاهشاکسیژن شوند ولی فرآیند گوگردزدایی اغلب برای پایین آوردن مقدار گوگرد لازم است. ازکاربردهای این چدن ها درخودروسازی و صنایع وابسته به آن مثلا در تولید مفصل‌هایفرمان و دیسک ترمزها،در قطعات تحت فشار در درجه حرارت های بالا مثل شیرفلکه‌هاواتصالات برای طرحهای بخاروشیمیایی غلتکهای خشک‌کن نوردکاغذ ، در تجهیزات الکتریکی کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌هاو غیره است.
چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل:این چدن شبیه خاکستری است با این تفاوت که شکل گرافیتها به صورت کروی کاذب ،گرافیت تکه‌ای با درجه بالا و از نظر جنس در ردیف نیمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفتیک نوع چدنی با گرافیت کروی است که کره‌های گرافیت کامل نشده‌اند یا یک نوع چدنگرافیت لایه‌ای است که نوک گرافیت گرد شده و به صورت کرمی شکل درآمده‌اند. ایت چدنها اخیرا از نظر تجارتی جای خود را در محدوده خواص مکانیکی بین چدن های نشکن وخاکستری باز کرده است.
ترکیب آلیاژ موجود تجارتی که برای تولید چدنگرافیت فشرده استفاده میشود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5،Ca%4-5.5 ،Al%1-1.5 ، Ce%0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقیه Fe. چدن گرافیت فشرده در مقایسه با چدنخاکستری از مقاومت به کشش ، صلبیت و انعطاف‌پذیری ، عمر خستگی ، مقاومت به ضربه وخواص مقاومت در دمای بالا و برتری بازمینه‌ای یکسان برخوردار است و از نظر قابلیتماشینکاری ، هدایت حرارتی نسبت به چدن های کروی بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکافو ترک خوردگی برتر از سایر چدن ها است. در هر حال ترکیبی از خواص مکانیکی و فیزیکیمناسب ، این چدن ها را به عنوان انتخاب ایده آلی جهت موارد استعمال گوناگون مطرحمی‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگی آنها را برای قالبهای شمش‌ریزی مناسبمی‌سازد. نشان دادن خصوصیاتی مطلوب در دماهای بالا در این چدن ها باعث کاربرد آنهابرای قطعاتی از جملهسر سیلندرها،منیفلدهای دود،دیسکهایترمز،دیسکها و رینگهای پیستونشده است.
Similar threads
| Thread starter | عنوان | تالار | پاسخ ها | تاریخ |
|---|---|---|---|---|
| A | دعوت علاقمندان برای نگارش مقاله ی isi در زمینه ی متالورژی صنعتی | گرایش ها | 0 | |
| H | درخواست مقاله در مورد کاربرد تکنولوژی نانو در جوشکاری | گرایش ها | 3 | |
| ا | نیاز به مقاله | گرایش ها | 0 | |
| H | در خواست مقاله عيوب ريخته گري | گرایش ها | 5 | |
| ش | درخواست مقاله عمليات حرارتي | گرایش ها | 0 |
Similar threads
-
دعوت علاقمندان برای نگارش مقاله ی isi در زمینه ی متالورژی صنعتی
- شروع شده توسط amin metallur
- پاسخ ها: 0
-
-
-
-