پروژه رشته مواد در مورد ساختارهای میكروسكوپی قطعات ریختگی – قسمت پنجم

چدن مالیبل مغز سیاه:

بمنظور جلوگیری احتمالی از اكسیده شدن چدن مالیبل مغز سیاه عملیات حرارتی تابكاری چدنهای مورد نظر در یك جو حفاظت شده انجام میگیرد.در این مرحله حدود تغییرات درجه حرارت از 150 تا 980 درجه سانتیگراد است و در مرحله دوم بطور معمول چدن مذبور از درجه حرارت 690 تا 780 درجه سانتیگراد با سرعت 5-3 ساعت سرد و در این روند گرافیت متراكم در زمینه فریتی تومید می شوند كه ممكن است تركم گرافیت ها بطور خیلی فشرده یا معمولی و همچنین ساختار زمینه از لبه قطعه تا مركز نسبتایكنواخت و حاوی مقادیر بسیار جزئی پرلیت نیز می باشد.این نوع چدن كاربرد وسیعی داشته و قابلیت ماشین كاری خوبی را نیز داراست.همچنین در این نوع ساختار میكروسكپی نشان می دهد كه تابكاری مرحله اول در درجه حرارت زیادی انجام گرفته است.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

در شكل 152 ساختار یك چدن مالیبل مغز سیاه فریتی كه حاوی كربن برفكی در یك زمینه كاملافریتی است.در شكل 153 ساختار میكروسكپی چدنی مشابه كه مقداری از سطح ان دی كربوره شده و در نتیجه ذرات كربن كمتری قابل رویت است نشان داده شده است در این چدن و در فاصله ای نزدیك به سطح قطعه اثراتی از كاربید در زمینه فریتی قابل مشاهده می باشد.

چدن مالیبل با زمینه پرلیتی:

چدن مالیبل پرلیتی شامل كربن های برفكی در زمینه ای از پرلیت ورقه ای یا پرلیت كروی در كاربیدهای كروی ریز است كه دارای استحكام و قابلیت انعطاف بیشتری از چدنهای مالیبل فریتی است.جدنهای مالیبل پرلیتی در ابتدا با استفاده از تابكاری چدنهای مالیبل مغز سیاه كه منگنز آنها 1.2-0.1% است تولید می گردد.

اما در حال حاضر تولید این نوع چدن با استفاده از روش های مختلفی كونچ و بازپخت بر روی چدن با تركیب شیمیایی چدن مالیبل مغز سیاه عادی صورت می گیرد.

چدن مالیبل مغز سفید با گوگرد متناسب:

وقتی كه میزان منگنز در چدن بیشتر شود از مقدار لازم برای بوجود امدن سولفیدمنگنز باشد اثر كاربیدزائی گوگرد از بین رفتن كربن برفكی باشد چدن مالیبل مغز سیاه بشكل گرافیت پولكی در كنار هم ایجاد می گردد.برخی موارد بدون انكه قطعه تحت تاثیر دی كربوره شدن قرار گیرد فاز فریت در مركز ان ایجاد می شود و در نتیجه قابلیت چكش خواریو تراشكاری قطعات ریخته گری با مقاطع نسبتاضخیم بهبود می یابد.

نمونه ای از موارد كاربرد این نوع چدنها:

در اجزا و قطعات خودروماشین های زراعیقطعات و اجزا نوار نقاله های مكانیكیقطعات دندهحفاظ عایق هانگهداری كابلهاو

 نمونه تركیب شیمیایی:

كربن(در شرایط سیاه تاب)   سیلیسیم       منگنز       گوگرد       فسفر

2.62                       1.35           0.45           0.13         0.05

چدنهای مقاوم در مقابل حرارت با میزان كرم زیاد:

چدنهای مقاوم در مقابل حرارت محتوی حداكثر كربن و 35-20% كرم هستند.كرم بیشتر نقش زیادتری در مقاومت حرارت این نوع چدنها ایفا می كند و در مواردی كه مقاومت در مقابل سایش در درجهحرارت های زیاد مورد نظر باشد این نوع چدنها با كربن بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.این چدنها همچنین مقاومت خوبی در مقابل خوردگی – اسید نیتریك رقیق- اب دریا- ابهای معدنی و برخی اسیدهای ابی دارند

ساختار مكروسكپی:

بطور كلی ساختار میكروسكپی این نوع چدنها حاوی كاربیدهای كرم در زمینه استنیتی یا فریتی با كرم زیاد است.ساختار میكروسكپی نمونه چدنی با ضخامت 15 میلی متر حاوی 20% كرم و 1% كه در قالب ماسه ای ریخته گری گردیده شامل شبكه ای از كاربید كرم و زمینه استنیتس است.(شكل174)

ساختار میكروسكپی چدن فوق پس از كار كردن بمدت 12 ماه در حرارت 100 درجه سانتیگراد در شكل 175 نشان داده شده است كه در این حالت حاوی كاربیدهای كروی و كاربیدهای ثانویه رسوب یافته در زمینه فریتی است. ساختارهای میكروسكپی چدن ریخته گری شده با 33% كرم و 1.5% سیلیسیم كه دارای كلربیدهای یوتكتیكی در یك زمینه فریتی است در شكل 176 و 177 نشان داده شده است.

نمونه تركیب شیمیایی:

كربن     سیلیسیم   منگنز     گوگرد     فسفر   كرم

شكلهای175و174   1.11           1.5           0.62           0.04         0.03       20

شكلهای177و176   2-1         2.2-0.5       0.25         1.5-0.4     0.1     34-30

ریخته گری گریز از مركز لوله های چدن خاكستری:

معمولی ترین روش تولید چدنی كه در حال حاضر عمومیت زیادی در صنعت دارد بطریقه ریختن یكنواخت فلز مذاب در سطح داخلی یك قالب فولادی در حال چرخش كه بطور افقی قرار گرفته است انجام می پذیردو در این حال سطح خارجی قالب توسط جریان اب سرد خنك میگردد.

در این روش ضخامت لوله های تولید شده توسط سرعت ریختن مذاب بداخل قالب فولادی معین گردیده و همچنین بمنظور ایجاد شكل انتهای هر لوله در محل اتصال لوله در موقع استفاده یك ماهیچه ماسه ای قبل از ریختن فلز مذاب بداخل قالب در قسمت انتهایی قالب قرار داده می شود.

انجماد سریع مذاب در ابتدای منطقه مذاب قالب بعلت تماس مذاب داغ با جداره سرد قالب و محل ریختن مذاب بداخل قالب باعث ایجاد مقادیر زیادی كاربید و همچنین مقدار كمی گرافیت در قشر خارجی لوله می گردد .نهایتا” وقتی كه لوله در داخل بطور كامل منجمد گردید و بمنظور از بین بردن كاربیدها و ایجاد یك ساختار داخلی یكنواخت در ان بویژه بدست آوردن زمینه ای فریتی یك سیكل عملیات حرارتی بر روی لوله انجام می پذیرد كه در نتیجه می توان ساختار داخلی این نوع لوله ها را هم بصورت گرافیت ورقه ای(خاكستری) و هم بصورت گرافیت كروی در زمینه فریتی به دست آورد.

عملیات حرارتی لوله ها شامل حرارت دادن یكنواخت آنها در درجه حرارت بین 900 تا 950 درجه سانتیگراد و سرد كردن ارام تا 680 درجه سانتیگراد در هوا انجام می گیرد.

چدن با گرافیت كروی:

چدنهایی كه پس از ریخته گری و انجماد كامل دارای گرافیت هایی بشكل كروی هستند چدنهای با گرافیت كروی نامیده می شوند.شكل گرافیت ها در این حالت باعث بیشتر شدن استحكام و قابلیت انعطاف این نوع چدنها با گرافیت ورقه ای می گردد و معمولا” این نوع چدنها به چدنهای نشكن نیز معروف هستند.

چدنهای با گرافیت كروی معمولا” با اضافه كردن منیزیم بداخل مذاب چدن تهیه می شوند و بطور عادی حدود تغییرات منیذیم پا انجماد در چدنهایی با گرافیت كروی معمولی كه در داخل ماسه ریخته گری میشود 0.08-0.04% است.

اما در قسمت هایی از قطعه كه سریعتر منجمد می گردد شبیه به لوله هایی از جنس چدن با گرافیت كروی از طریق ریخته گری گریز از مركز تولید می شوند.منیزیم به كمترین حد انیعنی 0.02% نیز كاهش می یابد.برخی موارد در مورد چدنهای با گرافیت كروی و بمنظور بهبود ساختار گرافیت ممكن است از سدیم نیز در مقادیر بسیار كم استفاده كرد.

چدنهای با گرافیت كروی در مقایسه با چدنهای خاكستری حساسیت بیشتری نسبت به سزعت سرد شدن دارند و بهمین علت برای حصول اطمینان از یك ساختار بدون كاربید در این چدنها معمولا” اضافه كردن سیلیسیم حاوی عوامل جوانه زا ضروری است.در صورتی كه چدن محتوی منیزیم پس از انجماد حاوی كاربیدهای یوتكتیكی باشد می توان با یك عملیات حرارتی مناسب كاربیدها را تجزیه و گرافیت ها را بشكل كروی در آورد.

برخی از كاربرد های آلیاژ:

در مواردی كه استحكام و تا حدودی همراه ان قابلیت انعطاف مورد نظر باشد این نوع چدن كاربرد پیدا می كند و همچنین در ممیل لنگ خودروها- قطعات ریخته گری- محورهای حركت دهنده فرمان خودرو- اهرام لوله های محافظ یاتاقان های راه اهن- ماشین های پارچه بافی- ابزار و قطعات كمپرسورهاو… مورد استفاده قرار می گیرد.

غلطك های چدنی تبرید شده با منطقه سفید شده مشخص:

غلطك های چدنی تبرید شده با منطقه سفید شده مشخص به سطح سفید شده مشخص اصلی یك غلطك وجود سختی زیاد در سطح خارجی بدلیل یك ساختار چدنی سفید و عاری از گرافیت ان و همچنین تغییر تدریجی در قسمت های داخلی به یك ساختار چدنی خالدار و بالاخره بصورت چدن خاكستری با قابلیت انعطاف زیادتر در قسمتهای مركزی است.

ساختار میكروسكپی:

ساختار میكروسكپی از سطح خارجی غلطك چدنی غیر آلیاژی تبرید شده با منطقه سفید مشخص به قطر 130 اینچ و عمق منطقه سفید شده به ضخامت 30- 120 میلی اینچ در شكل های 202 و203 مشاهده میگردد كه دارای فاز سمنتیت و جزایر پرلیت به صورت لایه ای و همچنین فازفریت كه به دلیل كمتر بودن عناصر آلیاژی به وجود امده است.

در شكل های 204 و 205 ساختار میكروسكپی از سطح خارجی غلطك چدنی و آلیاژ تبرید شده با منطقه سفید شده مشخص به قطر 30 اینچ نشان داده شده است كه توزیع كاربید آنها مشابه شكل های 202 و 203 بود و اما به مناسبت ازدیاد عناصر آلیاژی زمینه بصورت یك ساختار پرلیتی كاملا” ریز تشكیل گردیده است.در صورت افزایش بیشتر عناصر آلیاژی امكان ایجاد زمینه ای با سختی بیشتر و ساختارهای بینایتی یا مارتنزیتی وجود دارد.

نمونه تركیب شیمیایی:

                                         كربن       سیلیسیم     منگنز       گوگرد     فسفر

شكلهای 202و203:         3.7-3     0.7-0.4   0.13-0.1     0.5-0.4     0.5-0.4

شكلهای204و205:         3.5-3     0.7-0.4     0.3-0.2     0.13-0.1   0.5-0.4  

 

نمونه ای از موارد كاربرد:

غلطك های با جنس چدنی ساده و بدون عناصر آلیاژی در حال حاضر مورد استفاده این نوع غلطك ها نسبتا” محدود بوده و در مواردی اغلب بصورت اسیاب های میله ای بكار میرود. اما غلطك هایی كه محتوی كربن بیشتری هستند اغلب بطور نسبتا” وسیع تری در صنایع كاغذسازی و پلاستیك سازی مورد استفاده قرار می گیرد.

آلیاژهای آلومینیوم:

آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم نسبت به مواد تشكیل دهنده از نوع مشابهی هستند كه اغلب عناصر بطور جزئی در آلومینیوم حل شده و مللول جامدی از آلومینیوم را بوجود می اورند.بطور مثال در صورت اضافه كردن مقادیر كمی از عناصر آلیاژی مس-منیزیم و سیلیسیم محلول جامد الفا-آلومینیوم تشكیل می گردد در حالی كه با افزودن مقادیر زیادی از عناصر نام برده تركیبات یوتكتیكی مخلوطی از Alcu Al2 و الفا-آلومینیوم در آلیاژ ایجاد می گردد.بطور كلی در صورت اضافه شدن دیگر عناصر آلیاژی سه حالت ممكن است اتفاق بیوفتد:

الف) عنصر یا عناصر اضافه شونده در فاز الفا-آلومینیوم حل می گردند.

ب) تركیبات بین فلزی مختلفی را بوجود می اورند.

ج) همراه با فاز الفا-آلومینیوم مخلوط های یوتكتیكی مختلفی را ایجاد می كند.

اغلب عناصر آلیاژی حلالیت محدودی را در حالت جامد با آلومینیوم بوجود می اورند و مقدار اضافی این عناصر تركیبات رسوبی ایجاد می كند كه اساس عملیات حرارتی بعدی در این آلیاژهاست.معمولیترین نوع عملیات حرارتی كه بمنظور سخت كردن در چنین آلیاژهایی صورت می گیرد عملیات انحلال سپس تشكیل رسوب بشكل تركیبات مختلف در درجات حرارت گمتر سختی رسوبی یا پیری است.

 

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

Leave a comment