سایت دانلود

تحقیق ها مقاله ها و پایان نامه ها
مواد - متالوژی

پروژه رشته مواد در مورد ساختارهاي ميكروسكوپي قطعات ريختگي – قسمت اول

مشخصاتي از ساختارهاي ميكروسكوپي قطعات ريختگي:

آلياژهاي ريختگي داراي ساختارهاي ميكروسكوپي متفاوتي هستند كه نسبت به نوع استفاده آنهابايكديگرتفاوت كلي داشته ودرمقابل تغيير در هر كدام از عوامل معين درآلياژخواص مشخصي ازان تغيير پيداميكند.دانه هاومرزدانه هايي كه درمناطق ستوني وهم محور وجودداردداراي رنگهاي متفاوتي هستند كه توسط چشم غير مسلح وبدون استفاده ازميكروسكوپ يادربزرگنمايي هاي خيلي كم به وضوح قابل رويت هستندو ساختار ماكروسكپي هم همچنين مكانيزم هاي متفاوت و پيچيده اي كه باعث ايجادانواع مختلف جدانشينيهاي ماكرسكپي مي گردند.عدم يكنواختي تركيب شيميايي در داخل قطعه ريختگي رابه وجود آورده ودر برخي مواقع همراه باايجادغيريكنواختي خواص مكانيكي موجب تغييرات موضعي درخواص قطعات ميگردد.

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

ساختارهاي دوتائي نيزدربرخي قطعات يا محصولات ريختگي به خصوص در غلطكها مورد استفاده قرار مي گيرد.دانه هاي اوليه كه درمرحله انجماد بدست مي آيد ودانه هائي كه حاصل تغيير حالت هاي فازي در حالت جامد هستند بصورت ساختار ميكروسكوپي و ماكروسكوپي قابل مشاهده هستند.

رشد دندريتي ويوتكتيكي دو نوع مهم از حالت هاي ويژه را در حالت هاي ريختگي پديد مي اورند كه در داخل دانه هاي اصلي ساختار ميگروسكوپي بسيار تعيين كننده مي باشد.جدانشيني عناصر آلياژي در بين دانه ها يك پديده عادي مي باشد به طوري كه جدانشيني دندريتي عناصر آلياژي در محلول هاي جامد بصورت هسته دار شدن و در سيستمهاي پيچيده تر بصورت فاز دوم مشاهده مي گردد.

عمليات حرارتي و ساختارهاي ناشي از ان مختص قطعات و آلياژهاي ريختگي نبوده بلكه براي ايجاد استحكام زياد در موارد ساختماني از اهميت خاصي برخوردار مي باشد.اين ساختارها و محصولات بدست امده از عمليات حرارتي شامل تغيير حالت هاي مارتنزيتي وديگر روش هاي مختلف رسوب دادن و عمليات انحلال هستند.همچنين مشاهده نتايج دست آوردهاي برخي از اعمال كه در عمليات حرارتي صورت مي گيرد هميشه با ميكروسكوپ هاي نوري امكان پذير نبوده و به بزرگنمائي هاي بيشتري از طريق استفاده از ميكروسكوپ هاي در الكتروني نياز دارد كه مثال هائي از اين نوع مشاهده مي گردد.

لازم به ياداوري است كه در مورد استفاده از ميكروسكوپ هاي الكتروني هدف انحصارا" بزرگ نمائي بيشتر نيست بلكه به منظور مشاهده سه بعدي نمنه ها نيز به كار مي رود.

موردي ديگردر ساختار ميكروسكوپي آلياژهاي ريختگي مربوط به مرحله ذوب و درصد خالص بودن مواد اوليه مذاب است.ناخالصي هاي موارد منگنز در فولاد در اين طبقه بندي قرار ميگيرد و نوع شكل موارد منگنز ايجاد شده در داخل فولاد در خواص مكانيكي و همچنين در حساسيت فولاد نسبت به شرايط محيطي تاثير بسيار دارد.

اخال هاي مكانيكي بطور معمول بزرگتر بوده و در مراحل اصلي در مرحله ذوب از كوره بوته و از مواد نسوز مربوط به قالب ها در داخل قطعه ايجاد مي شوند.

نفوذ داخل شدن گازها در داخل مذاب يا انقباض قطعه حين انجماد باعث ايجاد ريزي مي گرددو به همين ترتيب از پيوستن ناخالصي ها از قطعات ريختگي از آنها ابعاد بزرگتري بوجود ما ايند كه در بخش عيوب ريختگي مورد بررسي قرار مي گيرند.به منظور بحث و بررسي صحيح و مناسب در ساختارهاي ميكروسكوپي استفاده از نمودارهاي فازي بسيار لازم وضروري مي باشد.

تهيه نمونه براي آزمايش ريز ساختار:

مطالعه ريز ساختار داخلي قطعات فلزي در آلياژها همچنين بررسي صحيح آنها بستگي به مقدمات اوليه تهيه و اماده كردن نمونه هاي آزمايش دارد.اساس كار در روش هاي عملي در تمامي مراحل تهيه و اماده كردن نمونه ها مي باشد.

قدم اول براي تهيه يك نمونه جهت آزمايش انتخاب محل و سپس بريدن ان است.بايستي در بريدن و تهيه يك نمونه متالوگرافي از گرم شدن زياد در هنگام بريدن نمونه جلوگيري و ممانعت به عمل آيد.معمولا" در حين مواقعي به منظور اجتناب از گرم شدن نمونه ها در حين برش از مايعات خنك كننده استفاده ميگردد. در تهيه نمونه متالوگرافي از يك قطعه بزرگ كه برش ان با گاز اكسي استيلن صورت ميگيرد بدليل اثرات نامطلوب گرم شدن نمونه در حين برش توسط گاز اكسي استيلن و در نتيجه تغيير ساختار نمونه تهيه شده نسبت به قطعه اصلي ابتدا يك قطعه كاني بزرگتر از نمونه اصلي تهيه نمود و سپس نمونه اصلي براي متالوگرافي را از قسمت وسط ان بريده و در مراحل بعد كار را روي ان انجام مي دهند.به همين ترتيب در مورد قطعات بسيار سخت براي تهيه نمونه هاي متالوگرافي از آنها برش نمونه ها با استفاده از برنده هاي سختانجام مي شودو سپس تحت شرايط قابل كنترل قشري از سطح حرارت ديده نمونه ها بوسيله سمباده از بين مي رود.

در بسياري از موارد پس از بريدن نمونه ها بهتر است آنها را در داخل مواد پلاستيكي حفاظت يا مانت نمائيم كه معمولا" دو طريق براي مانت كردن نمونه ها وجود دارد:

الف:مانت سرد:

در اين روش كه معمولا" در مانو شيميايي بصورت پودر مايع و يا مايع-مايع به نسبت هاي معين استفاده مي شود.محلول بدست امده در حدود 50-40 درجه سانتيگراد حرارت ديده سپس در داخل قالب هاي پلاستيكي حاوي نمونه ها ريخته ميشود.مانو مذبور پس از مدتي   (از 1 تا 24 ساعت)پليمريزه و سخت شده و نمونه ها را در بر
مي گيرد.

ب:مانت گرم:

روش دوم با استفاده از مواد پلاستيكي ويژه اي انجام مي گيرد.در اين مرحله پس از قرار دادن نمونه در داخل محفظه دستگاه مانت و ريختن پودر پلوستيكي مورد نظر بر روي ان تحت فشاري حدود 3 تا 5 تن بر اينچ مربع و حرارت 200-150 درجه سانتيگراد پليميريزه و سخت مي گردد و در بيشتر موارد با استفاده از مانت گرم و تحت فشار نتيجه نسبت به مانت هاي سرد بدست مي آيد.همچنين در اين طريق مرز بين نمونه با مواد پلاستيكي پر شده و نفوذ موادي از قبيل محلول اچ الكل در ان قسمت تا مقدار زيادي كاهش مي يابد.

اما ناگفته نماند كه هر كدام از روش هاي فوق مزاياي ويژه اي داشته و در مواردي خاص داراي مزاياي بهتري نسبت به روش هاي ديگر دارد و انتخاب هر كدام به سليقه شخصي و تجارب علمي فرد مذبور در اين زمينه دارد.

سائيدن:

در ابتدا سائيدن نمونه ها با سمباده زدن به روش خيس بر روي ديسك هائي كه با سرعت معيني مي چرخد و با استفاده از كاغذهاي سمباده ضد اب و يا سمباده هائي كه بشكل نوار هستند انجام مي گيرد.كاغذهاي سمباده حاوي مواد ساينده اي از جنس بسيار سخت كربراندوم و كاربيد كلسيم هستند و اندازه ذرات آنها تعيين كننده سختي و نرمي آنها نسبت به هم بوده و متناسب با سختي ما دو مورد نظر براي سائيدن سطح فلز يا آلياژ انتخاب مي گردند. قطر ذرات سختي كه در روي كاغذهاي سمباده قرار مي گيرند مشخص كننده مش آنها بوده و معمولا" براي سمباده زدن و سائيدن سطوح فلزات و آلياژها از سمباده هائي با شماره هاي 120-240-280-330-400-600 استفاده مي شود. در هنگامسمباده زدن سطح يك جسم جريان اب بطور مداوم بر روي سمباده ها جاري مي شود و نمونه در هر مرحله از سمباده زني به اندازه 90 درجه نسبت به حالت قبل چرخيده و معمولا" قبل از شروع كار با سمباده ريزتر متوسط اب يا الكل شسته شده و بالاخره پس از مرحله نهايي و اخرين سايش نمونه پس از شستشوي اب يا الكل خشك شده و در مرحله ديگر براق يا صيقلي مي گردد.دقت در سمباده زدن سطوح نمونه ها از فلزات و آلياژهاي مختلف نسبتا" متفاوت است. بطور مثال در مورد چدن هاي گرافيتي بدليل از بين نرفتن گرافيت ها در سطوح زمان ادامه هر مرحله از سمباده زدن در مورد سمباده نهايي دقت بيشتري لازم است.

در بيشتر موارد پس از سمباده زدن نمونه ها به روش خيس معمولا" در مرحله نهايي از يك سمباده خشك 210 نيز استفاده مي گردد كه بدليل از بين رفتن ذرات ريز كننده شده در حين سمباده زدن سطح نمونه بطور مداوم توسط الكل شسته شده و با پارچه نرمي خشك مي گردد.براي مشاهده ساختار ماكروسكپي نمونه ها را پس از سمباده زدن كامل و اتمام مرحله نهايي سمباده كاري اچ ماكروسكپي مي نمايند.

صيقل يا پوليش:

مرحلهپوليش و صيقل كردن سطح نمونه ها پس از مرحله سمباده زدن انجام مي گيرد.در اين مرحله پوليش سطح نمونه در روي ديسك چرخان كه از نمد پوشيده شده با استفاده از خمير الماس در اندازه هاي0.25-05-1-6 ميكرون انجام مي گيرد. براي پوليش نمونه هاي آلياژي قلع-سرب-روي-منيزيمو آلومينيوم دستگاهي مشابهي با نمد مخصوص بكار ميرود.در ابتدا با استفاده از خمير الماس و به ترتيب با اندازه و دانه هاي 1و6 ميكرون پوليش شده سپس بوسيله پوليش دستي و اب مقطر با خمير اكسير منيزيم و با اندازه دانه0.5 ميكرون صيقل مي شود.

براي پوليش چدن سفيد ابتدا از خمير الماس 1 ميكرون و در اخر از خمير 0.5 ميكرون استفاده مي گردد.پوليش نمونه هاي چدن خاكستري گرافيتي در چند مرحله پياپي انجام مي گيرد.بدين ترتيب كه ابتدا پس از اتمام مرحله سمباده كاري نمونه مورد نظر با محلول شيميايي كه معمولا" پيكرال است اچ مي گردد و پس از شستن و خشك كردن انرا پوليش مي كنند.بدين ترتيب حداقل سه مرحله پياپي سطح نمونه مورد نظر پوليش را اچ مي گردد.در هر مرحله نمونه شسته و براي مرحله بعدي كاملا" خشك مي گردد.براي نمونه هايي با كيفيت عالي و به منظور سطح تمام شده مناسب براي عكسبرداري معمولا" يك مرحله پوليش نهايي كوتاه مدت در روي نمد و خمير الومينا با عدد ريزي زياد انجام مي گيرد.در مورد فلزات و آلياژهاي سخت تر از قبيل فولادهاي نيكل و كبالت و پوليش نهايي با خمير الماس 25% لازم و ضروري است. معمولا در مرحله پوليش نهايي با دو مسئله مهم مواجه هستيم كه ابتدا تغيير صيقل شده است كه به سيلات سطحي و نفوذ برخي ذرات خارجي از قبيل ذرات پوليش كننده در سطح نمونه ها در حين پوليش ايجاد مي كند. با استفاده از عمل فشار سرعت و زمان مناسب براي پوليش و همچنين بكار بردن مقدار كافي از مواد صيقل دهنده شكل سريعا" برطرف مي گردد.شكل ديگري كه ممكن است دز نمونه ها در حين پوليش ظاهر گردد و خارج شدن ناخالصي هاي غيرفلزي از سطح در حال سايش كه با كنترل مدت پوليش را بيش از حد صيقل نكردن سطوح نمونه ها اين شكل نيز سايعا" برطرف خواهد شد.عيب ناخالصي هاي غيرفلزي را مي توان قبل از اچ كردن سطح نمونه ها در زير ميكروسكوپ بطور كاري مشاهده نمود.همچنين در مورد برخي فلزات ريختگي روش پوليش و اچ كردن متناوب سطح نمونه ها نتايج بهتري در ظاهر شدن ريز ساختار و بطور كلي تهيه نمونه هاي ميكروسكوپي خواهند داد.

پوليش الكتروني:

اين مرحله كه در بسياري از موارد پس از پوليش نهايي مورد استفاده قرار مي گيرد اغلب براي نمونه هاي كوچك و در واقع براي فلزات خالص تجاري يا آلياژهاي تك فاز استفاده مي گردد.نمونه ها را پس از پوليش الكتروني مي توان با هر دو روش اچ الكتروني و اچ شيميايي اچ نمود.

اچ شيميايي:بمنظور مشاهده زمينه دانه هاي يوتكتيكي اندازه دانه ها بطور كلي براي بررسي ريز ساختارها و ساختارهاي ماكروسكپي قطعات فلزي و آلياژها معمولا از روش اچ كردن شيميايي استفاده مي كنند.همجنين براي تشخيص مرغوبيت خميري و يكنواختي نمونه هاي اماده شده پس از صيقل نمودن روش اچ كردن بكار برده مي شود.

در موارد ديگر براي مشاهده عيوب ريختكي در مقياس ماكروسكپي قطعات را اچ ماكروسكپي مي نمايند.معمولا" براي اچ كردن نمونه هاي محلول هاي شيميايي قوي كه در داخل محفظه هاي مخصوص نگهداري مي شوند مورد استفاده قرار مي گيرند.همچنين اغلب محلول هايي كه براي اچ ماكروسكپي بكار برده مي شود پس از تركيب شدن با فلز يا آلياژ مورد نظر رسوباتي در روي سطح اچ شده باقي مي گذارندو معمولا" به طريقه هاي شيميايي يا مكانيكي آنها را از بين مي برند.روش هاي علمي زيادي براي اچ ماكروسكپي و ميكروسكپي مورد استفاده واقع مي گردد اما بطور معمولي روش هاي غوطه ور سازي و همچنين اچ مالشي بيشتر استفاده مي كنند كه در روش غوطه ورسازي نمونه مورد نظر را در داخل محلول اچ در مدت زمان معيني حركت مي دهند سپس با اب و الكل سطح انرا تميز مي كنند.پارچه نرم يا پنبه را به محلول اغشته كرده سپس بر روي سطح اچ شونده انرا به ارامي مالش مي دهند تا سطح مورد نظر توسط محلول اچ خورده شود. اچ ميكروسكپي به خاطر چند علت زير مورد استفاده قرار مي گيرد:

الف) بمنظور ظاهر شدن ساختار زمينه دار دانه هاي يوتكتيكي و فازها.

ب) بمنظور ظاهر شدن جزئيات بيشتر در ساختار ميكروسكپي از قبيل شاخه هاي دندريتي مرز دانه ها و هسته دار شدن دانه ها.

در بيشتر مواد لازم است كه محلول هاي اچ متفاوتي را براي ميكروسكپي مورد آزمايش قرار دهند وقتي ممكن است كه در برخي موارد با يك محلول اچ به نتيجه دلخواه دست يافت يا اينكه براي اچ شدن مناسب يك قطعه انرا با چندين محلول اچ شيميايي متوالا" اچ نمود.بهر حال براي اغلب فلزات و آلياژهايي كه ساخته شده است محلول هاي شيميايي براي اچ كردن آنها مشخص شده است كه در جداول مربوطه مي توان به آنها دسترسي پيدا كرد .بطور مثال براي چدن هاي غير آلياژي و بخصوص براي مشاهده ساختار پرليتي در چدن ها و همچنين بدليل انكه شكل گرافيتها در حين اچ كردن كيفيت خود را از دست ندهد از محلول پيكران استفاده مي كنند.يا بطور معمولي براي مشاهده مرزدانه هاي فريت از محلول نايتال استفاده استفاده مي كنند در حالي كه محلول شكل گرافيت را تغيير داده و باعث متورم شدن آنها مي شود.پس از اتمام مرحله اچ كردن بآيد نمونه هاي اچ شده را با دقت شسته و سپس خشك كرد در غير اين صورت پس از مدتي زمان كوتاه علائم زنگ زدگي در روي سطح اچ شده بوجود مي آيد كه موجب اختلال در مورد بررسي هاي ميكروسكپي خواهند گرديد بخصوص در مورد نمونه هايي كه اچ كردن آنها بطور عمقي صورت مي گيرد.شستوشوي نمونه بآيد با دقت كافي و بطريق غوطه ور سازي انجام گيرد و توصيه مي گردد كه نمونه هاي مربوط به قطعات ريخته شده از فولادها و چدنها پس از پايان كار با الكل شسته شود سپس در داخل استون كاملا" غوطه ور گردند سپس در داخل جريان هواي گرم كاملا" خشك شوند.

رعايت نكات ايمني:

محلول هاي شيميايي كه به منظور اچ كردن مورد استفاده قرار مي گيرند اغلب داراي اثرات خوردگي شديد سمي و حالت تبخيري و در بسياري از موارد قابل اشتعال و انفجار هستند بهمين جهت ساختن و استفاده اينگونه محلول ها رعايت نكات ايمني كاملا" ضروري و لازم است.

پيش بيني موارد احتياطي لازم در جداول مربوطه ياداوري شده است اما به هر جهت لازم است در تمامي مواقع پيش بيني ها و احتياط هايي از ‍‍‍قبيل: پوشيدن دستكش حفاظتي- عينك و حفاظ هاي چشم-استفاده از هواكش و نيز خودداري از استعمال دخانيات كاملا" مورد دقت نظر قرار مي گيرند.

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

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *