مهندسی و علم مواد( Material Science & Engineering)

[arashkochaki]

این کتابو کسی دارخ pdf martensitic&ferritic stainless steels

[nokhale2_3]

سلام boomba جان ، خسته نباشی
لطفن مطالب رو با ذکر منبع بنویس

[boomba]

سلام boomba جان ، خسته نباشی
لطفن مطالب رو با ذکر منبع بنویس

سلام دوست عزیز از توجه و تذکر شما ممنونم از این به بعد رعایت میشود

[boomba]

روش تهیه چدن مالیبل(چدن چکش خوار):

چدنهای مالیبل چدنهایی هستند که دارای قابلیت چکش خواری ،خم شوندگی و استحکامی در حدود فولادهای ساده کربنی هستند،از طریق انجام عملیات حرارتی روی چدن سفید تهیه می شوند.

به این صورت که چدن سفید تا درجه حرارت 900 درجه سانتیگراد حرارت داده می شود تا کاربید آهن به کربن و آهن تجزیه شده وذرات گرافیت بصورت شبه کروی بدور یکدیگر تجمع می کنند. تبدیل کاربید اهن به گرافیت شبه کروی دلیل اصلی تغییر چدن سفید به چدنی چکش خوار با خواص مکانیکی اصلاح شده است.

و در نهایت چدن سفید که سخت وشکننده است چدنی چکش خوار با سختی پایین تر وقابلیت ماشین کاری خوب بدست می آید.

چدن مالیبل در ایران اولین بار در سال 1346 جهت ساخت اتصالات آب وگاز مورد استفاده قرار گرفت.

شکل زیر ساختار میکروسکوپی چدن مالیبل با زمینه پرلیتی را نشان می دهد.



کاربرد چدن مالیبل – چدن چکش خوار:

چقرمه گی مناسب(داشتن استحکام به همراه قابلیت انعطاف بالا)در این نوع چدنها باعث




موارد مصرف زیادی برای انها شده که از جمله ساخت قطعاتی نظیر اکسل ،قید ها،پوسته دیفرانسیل،زیر فنری کامیون ها،ابزار های دستی،اتصالات آب وگاز و... شده است.

مزیت چدن مالیبل:

چدن مالیبل دارای استحکام و قابلیت انعطاف بیشتری از چدنهای خاکستری است.

محدودیت چدن مالیبل یا چدن چکش خوار:

محدودیت عمده چدن مالیبل در مقایسه با چدن خاکستری و چدن گرفیت کروی طولانی بودن سیکل عملیات حرارتی ونیاز به تغذیه گذاری بیشتر نسبت به چدن سیفید است.

ازآنجایی که برای تولید چدنهای مالیبل ابتدا باید چدن سفید تولید گردد وچدن سفید هنگامی بدست می آید که سرعت انجماد مذاب سریع باشد لذا قطعات تولیدی از نظر ضخامت با محدودیت روبروهستند.به بیان دیگر هر قدر ضخامت بیشتر شود سرعت سرد شدن مذاب کمتر بوده ولذا تولید چدن سفید با مشکل بیشتری روبرو است.

ساختار چدن مالیبل-چدن چکش خوار:

درانواع چدنهای مالیبل ،قسمت اعظم کربن بصورت گرافیت های شبه کروی در زمینه فریتی،پرلیتی ویا مارتنزیتی توزیع شده اند.

تقسیم بندی چدنهای مالیبل:

چدنهای مالیبل معمولا به دو نوع زیر تقسیم می شوند:

1-چدن مالیبل فریتی:که نوع متداول چدن مالیبل بوده ودارای استحکام کمتر از چدنهای مالیبل پرلیتی اما با قابلیت انعطاف و چکش خواری بیشتر است و به سهولت می تواند ماشینکاری شده و تحت کار مکانیکی قرار گیرد.

2-چدن مالیبل پرلیتی:این نوع چدن دارای استحکام بالا ومقاومت به سایشی خوب بوده ودر قطعاتی نظیر شاتون ها وچرخ دنده ها کاربرد دارد.







نمونه ترکیب شیمیایی چدن سفید مصرفی در تولید چدن مالیبل:

نوع 2
نوع 1
عناصر متشکله
2/45-2/00
1/30-0/90
0/55-0/21
کمتر از 18/0
0/18-0/05
2/65-2/30
1/40-0/90
0/55-0/25
0/18
0/18-0/05
%C
%Si
%Mn
%P
%S


مشخصات ریخته گری چدن سفید مصرفی برای تهیه چدن مالیبل:

ماده اولیه برای تولید چدنهای مالیبل چدن سفید است.لذا مهم ترین بخش فرایند تهیه چدن مالیبل تولید صحیح چدن سفید است.بر خلاف چدنهای خاکستری،چدنهای سفید محتوی کربن و سیلیسیم کمتری بوده ولذا دارای سیالیت کمتر،تمایل به انقباض وترک های گرم وسرد بیشتری می باشند.و علاوه بر ان در جریان سرد شدن سریع دارای تنشهای پسماند بیشتری هستند.

روش ذوب چدن سفید در کوره برای تهیه چدن مالیبل:

متداولترین روش ذوب چدنهای سفید،ذوب در کوره کوپل ونگه داری مذاب در یک کوره الکتریکی نظیر کوره القایی یا کوره شعله ای می باشد ویک فرایند ذوب دو گانه است.



سیکل عملیات حرارتی آنیلینگ چدن مالیبل –چدن چکش خوار:

از آنجایی که در این عملیات چدن سخت وشکننده به چدن چکش خوار تبدیل می شود به عملیات مالیبل کردن نیزموسوم است.

ساختمان اولیه مورد نیاز برای تهیه چدن مالیبل-چکش خوار،باید شامل پرلیت وکاربید اهن باشد،یعنی 100% چدن سفید باشد.

سیکل عملیات مالیبل کردن شامل سه مرحله است:

مرحله1 : این مرحله شامل جوانه زنی گرافیت می باشد.وعمدتا گرم کردن تا درجه حرارت بالا(محدوده آستنیت)وشروع نگه داری در این درجه حرارت می باشد.به این صورت که کاربیدها به تدریج در فاز آستنیت حل شده وهمزمان کربن به سمت گرافیت دیفوزیون(نفوذ)کرده وبر روی آن رسوب می کند.رشد ذرات گرافیت شبه کروی در این مرحله تابع میزان کاربید موجود در ساختمان بوده و زمانی که کاربید ها تمام شوند مرحله1 گرافیت زایی به پایان می رسد،زمان لازم برای انجام مرحله اول گرافیت زایی عمدتا تابع تعداد جوانه های گرافیت،انحلال کاربیدها دراستنیت وسرعت دیفوزیون کربن در درجه حرارت ثابت سیکل مالیبل-چکش خوار کردن می باشدو درجه حرارت معمولا بین 840 تا 980 درجه می باشد وبا افزایش درجه حرارت سیکل مالیبل-چکش خوار کردن کاهش می یابد.

مرحله2 :که اولین مرحله گرافیت زایی(FSG)نامیده می شود،شامل نگه داری در درجه حرارت بالا یعنی840 تا 980 درجه سانتیگراد می باشد.هدف از این مرحله حذف توده های سمنتیت آزاد از ساختمان چدن سفید است.این مرحله شامل آهسته سرد کردن در محدوده حرارتی استحاله یوتکتوئیدی(705-790 درجه سانیگراد)می باشد،سرعت سرد کردن دراین مرحله باید انقدر آهسته باشد که آستنیت مجال تجزیه شدن به فریت وگرافیت شبه کروی را داشته باشد.و اگر سرعت سرد کردن زیادباشد همانند فولاد ها آستنیت به پرلیت تبدیل میشود.

مرحله3 :به دومین مرحله گرافیت زایی(SSG)موسوم است،شامل سرد کردن آهسته در محدوده حرارتی استحاله یوتکتوئیدی می باشد.هدف از این مرحله تشکلیل زمینه فریتی عاری از هرگونه پرلیت و یا کاربید است.

جوانه زنی گرافیت شبه کروی:

در ضمن حرارت دادن و پس از عبور ازمحدوده حرارتی استحله یوتکتوئیدی،پرلیت بطور کامل به آستنیت تبدیل می شود.و ساختمان شامل آستنیت اشباع از کربن،توده های کاربید حل نشده وجوانه های گرافیت می باشند.جوانه های گرافیت که عمدتا در ضمن حرارت دادن وشروع نگه داری در درجه حرارت ثابت تشکیل میشوند،در داخل پرلیت اولیه ودر فصل مشترکهای سمنتیت-آستنیت وروی ناخالصیهای غیر فلزی به وجود می آیند.

نواندیشان

[sarlak82]

سلام خدمت همه مهندسان عزیز
دوستان من یک سوال داشتم : علت تولید صدا در مکانیزم تشکیل دوقلویی در فلزات چیست ؟ ممنون میشم اگر جواب بدید اخه موضوعه تحقیقمه.

[naser111]

باتشکر درمورد wps ,pqrمخواستم اطلاعاتی بهم بدین.

[sahel_pop]

سلام .مطالبی در مورد این موضوع میخواستم:"آیا خاکهای ایلیتی در مقایسه با میکاها دیر گدازترند؟چرا؟

[maxp30]

سلام
من یه تحقیق درباره خزش فلزات باید انجام بدم

رشتم نقشه کشی صنعتی هست و استاد آز مقاومت مصالح تحقیق داده بهم , از مواد و اینا هم زیاد سر در نمیارم. اینترنت رو زیر و رو کردم , چیز به درد بخوری گیر نیاوردم. گفتم شاید شما بتونید کمکم کنید

ممنون میشم

[boomba]

نگاهي به صنعت توليد ورق‌هاي رنگي در هند [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] معدن و توسعه: توليدكنندگان ورق رنگي فولادي هند كه از آخرين تكنولوژي‌ها استفاده مي‌كنند، قادرند محصولاتي با كيفيت بسيار بالا، اقتصادي و سازگار با محيط‌‌زيست توليد كنند.

اين گروه از توليدكنندان بايد به‌طور جدي به استفاده از فرآيندهاي بدون كرومات در مراحل پيش عملياتي و رنگ‌هاي اندودكاري كلاف توجه داشته باشند.

با توجه به اينكه در آينده صنايع ساختماني و لوازم خانگي رشد قابل‌توجهي خواهند داشت، صنعت فولادهاي اندودكاري رنگي هند احتمالا عملكرد بسيار بهتري در چند سال آينده از خود به جاي خواهد گذاشت.

فولاد ماده‌اي است كه كاربردهاي مختلفي دارد. امروز موقعيت بي‌نظير فولاد همچنان بي‌رقيب و زندگي بدون آهن و فولاد تقريبا غيرقابل تصور است.

فولاد كاربردهاي گوناگوني از توليدات صنعتي يك قلم كوچك گرفته تا خودروسازي، راه‌آهن، صنايع هواپيمايي نظامي و غيرنظامي، پروژه‌هاي مهندسي و ساختماني، نيروگاه‌هاي هسته‌اي و برق، مسكن، ساخت بنادر، پروژه‌هاي آبياري و غيره دارد.

حدود سه دهه اخير دنيا شاهد ابداعات و فناوري‌هاي نويني در فرآيند فولادسازي بوده و ارتقاي فني گسترده‌اي براي رقابتي كردن فولاد صورت پذيرفته است.

تمامي فولادسازان در جهان سعي دارند فولادهايي بسازند كه ارزش افزوده آن بالا بوده و همچنين با كاهش هزينه توليد با محيط‌زيست سازگار باشد.

محصولات فولادي تخت و طويل تحت تغييرات زيادي قرار گرفته و انواع محصولاتي ساخته شده كه پاسخگوي نيازهاي مصرف‌كنندگان نهايي شده است.

در بخش محصولات تخت، فولاد گالوانيزه در هند كاربردهاي جديدي در صنايع ساختماني (مسكن، خودرو و كالاهاي مصرفي پردوام و غيره) دارد.

يكي از دستاوردهاي قابل توجه در صنعت فولاد گالوانيزه هند پيشرفت در زمينه ورق‌هاي اندودكاري رنگي است.


ورق‌هاي رنگي

معمولا ورق‌هاي رنگي به ورق‌هايي گفته مي‌شود كه روي ورق فولادي پس از آماده‌سازي (Pretreatment) بصورت اتوماتيك و پيوسته چندلايه رنگ مايع پاشيده مي‌شود.

فولاد اندودكاري رنگي آماده‌سازي شده ارزش افزوده بالايي دارد كه بهترين خواص لايه‌اي و اندودكاري ارگانيك را داشته و علاوه بر اين زيبايي ظاهري زياد، دوام بالا و مقاومت خوبي در مقابل فرسايش به آن مي‌دهد.


اصول اندودكاري كلاف

اندودكاري كلاف با اندودكاري كلاف‌هاي آلومينيوم و فولادها، مرحله‌اي براي توليد محصولات آلومينيومي يا فولادي نيمه نهايي صنعتي براي مصرف در نماي بيروني ساختمان، ماشين رختشويي و ديگر لوازمات يا كالاهاي خانگي است.

اندودكاري يا پوشش‌دهي در برابر خوردگي يا فرسايش ايجاد مقاومت كرده، رنگ و بافت مقاوم سطحي به ورق مي‌دهد.

پس از آنكه تسمه فلزي اندودكاري شد، پانل‌ها برش داده، شكل‌دهي شده و اندازه مي‌شود كه پس از آن مرحله بسيار پيچيده‌اي مانند فرآيند كشش عميق و كلاف‌دهي آغاز مي‌شود.

پوشش‌دهي سطحي بايد بتواند در مقابل آسيب‌هاي مكانيكي، گرمايي، شيميايي و رطوبت مقاومت باشد.

بدليل اينكه يك ساختمان بايد در مقابل آثار مخرب باد، باران و نورخورشيد مقاوم بوده و در بخش لوازم خانگي سطح آن در معرض انواع استفاده‌هاي غلط در طول مصرف آن قرار مي‌گيرد، پس علاوه بر موارد فوق كلاف‌هاي اندودكاري شده كاربردهاي متفاوت و چندگانه‌اي دارند.

براي هر ماده و در هر مرحله‌اي از مراحل مختلف توليد يك دانش فني شناخته شده‌اي وجود دارد كه نمايانگر دانش كنوني در مورد مواد مختلف و فرآيند آن است.


رنگ

سال‌هاست كه صنعت ساختماني و توليدكنندگان لوازم خانگي، روند خودروسازان يعني كاربرد رنگ‌هاي متاليك را دنبال مي‌كنند.

با توجه به اينكه از نظر تاريخي اين رنگ‌ها فقط در اندودكاري لايه بيروني (topcoats) پلي‌استر، پلي اروتان يا پلي ويني ليدين فلورايد (PVDF) استفاده مي‌شوند، يك فرآيند با فرمول خاص رنگ‌هاي متاليك درخشاني را ايجاد مي‌كند، علاوه بر اين براي پلاستيسول PVC كاربرد دارد.


لايه‌هاي زيرين

اندودكاري رنگي روي لايه‌هاي متعددي انجام مي‌شود كه محصولات اقتصادي و كيفي توليد شود تا لايه بيروني با شرايط محيطي تناسب داشته يا مقاومت باشد. لايه‌هايي كه معمولا در روش اندودكاري استفاده شده، به شرح زير هستند:

ـ فولاد گالوانيزه گرم غوطه‌ور

ـ فولاد الكترو گالوانيزه

ـ گالواليوم

ـ ورق‌هاي گالبو

ـ آلومينيوم

براي انتخاب نوع درست اندودكاري لايه بايد هر ماده‌اي كه مصرف و در هر مرحله اتخاذ شده را در مراحل مختلف توليد بشناسيم.

توليدكننده بايد دانش و آگاهي كافي در مورد ماده و فرآيند آن داشته باشد.


آماده‌سازي

آماده‌سازي لايه مهم‌ترين عمليات لازم براي چسبندگي و قابليت شكل‌پذيري ورق‌هاي فولادي قبل از مرحله پوشش‌دهي با رنگ است.

مهم‌ترين توليدكنندگان ورق‌هاي رنگي در هند به جاي اندودكاري با فسفات روي ورق گالوانيزه از تكنولوژي No-Rinse (بدون شست‌وشو) استفاده مي‌كنند، (چون براي نگهداري يا شست‌وشو و ساختار كاملا يكپارچه اندودكاري آن بهتر است و همچنين مي‌تواند به تقاضاي مصرف‌كنندگان نهايي براي قابليت انعطاف‌پذيري بيشتر ورق اندودكاري شده پاسخ دهد.

آماده‌سازي اندودكاري No-Rinse يك لايه بسيار نازك از عمليات شيميايي است كه سطح اندودكاري فولاد را به لايه رنگ بعدي مي‌چسباند تا چسبندگي مطلوب، ضدفرسايش و مقاومت يا دوام لايه فولاد افزايش پيدا كند.


زيرچسب‌ها (Primer)

پس از آماده‌سازي زيرچسب يكنواختي روي سطح آماده شده به‌كار مي‌رود. زيرچسب انعطاف‌پذيري سيستم رنگ را بالا برده و موجب افزايش زياد مقاومت در برابر فرسايش مي‌شود، چون عوامل ضدفرسايشي دارد. زيرچسب در كوره‌اي كه درجه حرارت آن دقيقا قابل كنترل است، پخته مي‌شود.

با توجه به رزين‌هاي مختلف مانند اپوكسي، پلي‌استر، پلي اورتان و PVC زيرچسب‌هاي گوناگوني وجود دارد. زيرچسب اپوكسي براي پوشش سقف‌ها مناسب است، چون رنگدانه كرومات دارد.


اندودكاري كرومات و اندودكاري كلاف بدون كرومات

از نظر تاريخي تركيبات كروميوم مهم‌ترين عوامل ضدخوردگي در رنگ‌هاي اندودكاري كلاف و آماده‌سازي است. معمولا در يك سيستم دو لايه اندودكاري شامل يك لايه يا پوشش بيروني و يك زيرچسب روي سطح فلز آماده شده، به‌كار گرفته مي‌شود.

در گذشته اكثرا زيرچسب‌هاي اندودكاري كلاف تركيبات كروميوم مانند استرونيتوم و كرومات روي دارند تا مقاومت ضدخوردگي لازم محصول نهايي بدست آيد. تركيبات كروميوم هگزاولنت (كروميوم 6) بعنوان يك اتصال‌دهنده شيميايي ـ الكترونيكي عمل مي‌كند كه مي‌تواند مانع واكنش‌هايي روي بيشتر سطوح شود، اما تركيبات كروميوم هگزاولنت در اندودكاري صنعتي فلزات كاربرد وسيعي دارد كه بعنوان سرطان‌زا (طبقه‌بندي يك و 2) و نيز بعنوان ماده سمي و خطرناك براي محيط‌زيست (براساس اصلاحيه نهم، بيست و هشتمين انطباقيه پيشرفت فني دستورالعمل مواد خطرناك EEC) طبقه‌بندي شده است. در حقيقت زماني‌كه رنگدانه‌ها در غشاء نازك رنگ رسوب مي‌كنند، خطراتي سلامتي انسان را به‌طور جدي تهديد نمي‌كند، اما بايد خطرات مربوط به توليد اين مواد در هر مرحله از عمر آن و هر فرآيند مورد توجه قرار گيرد.


جايگزين‌ها

در چارچوب برنامه توسعه پايدار و مراقبت مسئولانه، در اوايل دهه 1980 اندودكاري BASF شروع به كشف گزينه‌هايي به جاي رنگدانه‌هاي كرومات سمي كرد. از ابتدا مشخص بود كه يك جايگزين براي زيرچسب‌هاي محتوي كرومات نه تنها بدون كرومات بود بلكه بايد خود را با عملكرد رقباي حامل كرومات خود منطبق كرده يا از آن پيشي بگيرد. تا دهه 1980 اين شرايط براي لوازم خانگي برقرار نبود، چون شرايط آب و هوايي متفاوت بوده و نياز به شرايط ضدزنگ‌زدگي در داخل خانه نسبت به پانل‌هايي كه خارج از فضاهاي سرپوشيده استفاده مي‌شوند كمتر است.

تا سال 1992، اولين نسل آسترها يا زيرچسب‌هاي بدون كرومات معمولي براي كاربردهاي خارجي در سال 1995 به‌كار گرفته شد كه يك دستاورد مهم ديگر محسوب مي‌شود.

زيرچسب معمولي بدون كرومات BASF روي سطوح فولادي گالوانيزه نتايج بسيار بهتري را نسبت به اندودكاري آماده شده بدون كرومات و با كرومات نشان داد. تطابق پيوسته و بهينه‌سازي در سال‌هاي بعدي منتج به بهبود بيشتر شد.

سيستم رزين اصلي زيرچسب‌هاي بدون كرومات شامل تركيبي از پلي‌استر با وزن مولكولي بالا و رزين‌هاي اپوكسي هستند كه در يك سيستم براساس آمينورزين‌ها داراي اتصال متقاطعي هستند. علاوه بر اين، رنگدانه نه تنها بدون كرومات بوده بلكه همچنين عاري از هر فلز سنگين ديگري يا مواد سرطان‌زا است.

براساس نظريات كارشناسان، صنعت ساختماني تا حدي محافظه‌كار است و بايد از مزيت‌ها و مزاياي عملكرد بلندمدت استفاده از اندودكاري بدون كرومات مطمئن شود. اين به نفع اندودكاران كلاف خواهد بود كه به سمت استفاده از اندودكاري كلاف بدون كرومات حركت كرده و نتايج كار را پيگيري كنند.


پوشش بيروني

پس از آماده‌سازي سطح آستر يا زيرچسب بصورت يكنواختي لايه ضخيمي را پوشش داده و سپس در كوره پخته مي‌شود.

لايه رويي شامل تركيبي از رنگدانه‌هاي متفاوت و افزودني‌ها است كه رنگ لازم ورق‌هاي رنگ‌اندود را مشخص مي‌كند و ديگر خواص مانند مقاومت ماوراء بنفش را بوجود مي‌آورد. محصولات اندودكاري شده پس از اين مرحله قبل از روشن شدن كاربردهاي بيشتر دقيقا تست مي‌شوند.

عمدتا بازارهاي پوشش سقف‌ها و ساختماني براي ورق‌هاي اندودكاري رنگي از پوشش‌هاي بيروني استفاده مي‌كنند كه روي پلي‌استر، پلي وينيلندن فلورايد (PVDF)، پلي‌استر سيليكون اصلاح شده (SMP) و پلاستيسول براي اقتصادي بودن و دوام پوشش داده مي‌شود.


مزيت‌هاي پوشش رنگ روي فولاد گالوانيزه

زماني‌كه رنگ و فولاد گالوانيزه با يكديگر استفاده مي‌شوند، سيستم كنترل ضدزنگ به‌كار گرفته شده به تنهايي به هر كدام از سيستم‌هاي به‌كار رفته برتري دارد. اندودكاري گالوانيزه از فولاد زيرين يا پايه حفاظت مي‌كند، حفاظت از كاتد يك و ماده حايل را برقرار كرده و از ميزان رنگ به حدي كم مي‌شود كه به مصرف روي اضافه شده و به عمر فولاد گالوانيزه نيز مي‌افزايد.

زماني‌كه رنگ تحت تاثير شرايط آب و هوايي قرار گرفته و آسيب مي‌بيند، روي موجود يك حفاظت كاتدي و ماده حايل را ايجاد مي‌كند و پس از رفتن پوسته رنگ مانع زنگ‌زدگي فولاد مي‌شود. بدليل اين اثر مكمل براي اندودكاري دوبلكس، از نظر كمي خاصيت ضدزنگ توليد شده 5/1 تا 5/2 برابر طولاني‌تر از طول عمر روي و رنگي است كه مجزا استفاده مي‌شود، بعنوان مثال اگر عمر اندودكاري گالوانيزه روي فولاد به حدود 15 سال برسد و طول عمر اندودكاري رنگ روي فولاد تقريبا 5 سال باشد، اگر اندودكاري گالوانيزه و رنگ هر دو همزمان استفاده شوند، عمر آن به 35 سال خواهد رسيد كه 7/1 برابر جمع هر سيستمي است كه به تنهايي استفاده مي‌شود.


انسجام سطحي

توپوگرافي اندودكاري سطحي يك عنصر طراحي بسيار مهمي است، كاربرد كلاف (Roll) اندودكاري در واقع منتج به يك سطح صافي در فرآيند اندودكاري مي‌شود، بنابراين در دهه 1980 زماني‌كه توليدكنندگان لوازم خانگي به استفاده از پانل‌هاي پيش‌اندودكاري شده با تركيبي از قطعات اسپري شده روي آوردند، يك عدم تطابق در ظواهر سطحي وجود داشت. فرآيند اندودكاري ضرورت داشت كه نشان دهد فرآيند رنگ‌كاري با استفاده از اسپري از جمله اثر پوست تمساحي يا پرتقالي انجام شده بود بنابراين با بكارگيري آستر يا زيرچسب بافت مخصوص مقابله كه با يك پوشش بيروني مطابق با زيرچسب بود از روي آن مجددا اندودكاري شد. به هرحال در ابتدا به كوشش‌هاي زيادي نياز بود تا بتوان به بافتي با قابليت توليد مجدد دست يافت، اما در اواسط دهه 1990 پس از تلاش‌هاي لازم ابداعات و فناوري‌هاي جديدي به‌كار گرفته شد كه در حال حاضر بصورت استاندارد براي اندودكاري كلاف در اروپا و كشورهاي صنعتي جهان از آن استفاده مي‌شود.

علاوه بر جنبه‌هاي طراحي آن، بافت سطح كلاف نيز در فرآيند مزيت‌هايي را ارايه مي‌دهد. خواص اصطكاك در قالب‌ها كمتر از اندودكاري صاف سنتي است، علاوه بر اين سطح قوي‌تر است و به آساني در فرآيند مونتاژ صدمه نمي‌بيند.


نتيجه‌گيري

ورق‌هاي رنگي بسيار پرارزش بوده و بهترين خواص اندودكاري لايه‌اي را داشته و ظاهري زيبا و پردوام دارد كه در مقابل زنگ‌زدگي مقاوم است. توليدكنندگان هندي ورق رنگي از پيشرفته‌ترين فناوري‌ها استفاده مي‌كنند.

اين فناوري استفاده از فرآيندهاي بدون كرومات در آماده‌سازي و رنگ‌هاي اندودكاري كلاف است. اين ورق‌ها بيشتر در صنايع ساختماني و لوازم خانگي كاربرد پيدا مي‌كند چون اقتصادي بوده و با محيط‌زيست سازگارتر است.



كمال‌الدين غفوري

---------- Post added at 11:08 PM ---------- Previous post was at 11:05 PM ----------



فولاد‌هاي دو فازي

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] الف) کليات

شرکت‌هاي خودروسازي دائما به دنبال راه‌هايي براي بهبود کارايي سوخت وسائل نقليه خود و ساخت خودروهايي از مواد اوليه‌اي هستند که ايمني سرنشينان را حفظ كند.

هرگونه موادي که جهت استفاده در فرآيند خودروسازي استفاده مي‌شود، بايد به آساني قابليت شکل‌دهي، جوش‌پذيري، پوشش‌پذيري (به‌منظور حفاظت از خوردگي) و قابل تعمير باشد. يک گروه از چنين موادي که مي‌توانند اين انتظارات را برآورده كند، فولاد‌هاي دوفازي هستند.

به دليل داشتن قابليت‌هاي ذکر شده اين فولاد‌ها که داراي حداقل نيروي کششي معادل 590Mpa هستند در خودروهاي توليد شده سال‌هاي 2007و2008 ميلادي مورد توجه عمده سازندگان قرار گرفته‌اند. با استفاده از فولاد‌هاي دوفازي با نيروي کششي
Mpa 590 در بدنه خودروها، شرکت‌هاي خودروسازي دريافتند که اين مواد بدون آنکه نيروي کششي خود را از دست بدهند داراي خاصيت شکل‌پذيري بسيار عالي هستند.

با ترکيب دو خاصيت فرم‌پذيري و کشش‌پذيري بالاي اين فولادها مي‌توان از فولاد‌هاي بسيار نازک در بدنه خودروها استفاده کرد و بنابراين مي‌توان شرايط اقتصادي بهبود يافته‌اي را براي خودروها از نظر ميزان مصرف سوخت فراهم كرد.

به واسطه خاصيت ضربه‌پذيري فوق‌العاده اين فولاد‌ها ايمني سرنشينان نيز ارتقا يافته است، بنابراين جاي بس شگفتي نيست که چرا اين مواد به‌طور عمده در خودروهاي توليد شده سال‌هاي 2007 و 2008 مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

اين فولاد‌ها جزو فولاد‌هاي با کشش‌پذيري بالا(AHSS) Advanced High Strength Steel محسوب مي‌شوند که سبب متمايز ساختن آنها از فولاد‌هاي کشش عادي (HSS) High Strength Steel شده است.

فولاد‌هاي نوع HSS شامل فولادهاي کم کربن با نيروي کششي بالا و فولادهاي کربن منگنز با نيروي کششي تا 440Mpa هستند. اگرچه فولادهاي AHSS تا سال 2001 اصلا مورد استفاده قرار نمي‌گرفتند ولي به‌دليل خاصيت کشش‌پذيري بالاي آنها در حدود 10 درصد محصولات ساخت سال 2005 مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

فولادهاي دوفازي، داراي ترکيبي مطلوب از استحکام و انعطاف‌پذيري بوده و دليل اين امر، حضور ذرات سخت مارتنزيت در فاز انعطاف‌پذير فريتي است. افزايش استحکام عمدتا با کسر حجمي فاز سخت مارتنزيت، نوعا از 5 تا 30 درصد، کنترل مي‌شود.

ترکيبي از استحکام تسليم کم و استحکام نهايي بالا و در نتيجه ميزان کار سختي بالا مشخصه اين نوع فولادها است. از نظر تئوري و همچنين به‌صورت عملي، نشان داده‌ شده ‌است که ريز شدن دانه‌ها در فولاد DP باعث بهترشدن نرخ کار سختي و در نتيجه بهبود ازدياد طول کل مي‌شود. بنابراين، ترکيب بهينه‌اي از استحکام و شکل‌پذيري با توزيع يکنواخت جزاير ريز مارتنزيت در زمينه فريتي ريزدانه، قابل حصول است.

استحکام نهايي بالاتري در مواد درشت‌دانه بدون نيوبيم ميکروآلياژي وجود دارد. در نتيجه مواد ميکروآلياژي شده با نيوبيم مي‌توانند به استحکام بالايي حتي با مقدار مارتنزيت کمتر برسند که اين خود مزيتي در دستيابي به نسبت تسليم پايين و ازدياد طول نسبي بالاست.

در عمليات شکل‌دهي بسته به روش شکل‌دهي، مقدار واقعي استحکام تسليم در قطعه نهايي به‌صورت موضعي برحسب دماي واقعي تغيير مي‌کند و مقاومت خرد‌شدگي قطعه را تحت ‌تاثير قرار مي‌دهد. شکل يک ارتباط اندازه دانه و خواص مکانيکي در فولادهاي دوفازي را نشان مي‌دهد.


ب) مصرف فولاد‌هاي AHSS در حال افزايش است

با توجه به اهداف پيش روي شرکت‌هاي خودروساز به‌منظور ساخت خودرو‌هاي ايمن‌تر با کارايي مناسب در ميزان مصرف سوخت و روند استفاده از فولاد براي برآورده ساختن نيازهاي صريح و رو به افزايش دولت‌ها، پيش‌بيني مي‌شود که استفاده از فولادهاي AHSS در بدنه خودرو‌ها تا سال 2015 به ميزان 60 درصد رشد داشته باشد.

اگرچه تکنولوژي فولادهاي دو فازي جديد نيست و اين فولاد‌ها با کشش‌پذيري 590Mpa از سال 1979 وجود داشته‌اند ولي استفاده از آنها در مصارف خودروسازي قبل از سال 2000 واقعا وجود نداشته است.

روند رو به رشد تقاضاها به منظور نيل و دستيابي به الزامات استانداردهاي(CAFE) Corporate Average Fuel Economy و همچنين نيازهاي مقاوم‌سازي سقف و بدنه خودرو براي محافظت از سرنشينان در موقعيت‌هاي واژگون شدن خودرو، شرکت‌هاي خودروسازي را بر آن داشته تا براي دستيابي به اين استانداردها به فولاد‌هاي دوفازي نگاهي نو و ويژه داشته باشند.

با توسعه و تجاري شدن فولاد‌هاي دوفازي با حداقل نيروهاي کششي 780Mpa و 980Mpa، بسياري از شرکت‌هاي خودروسازي هدف خود را بر استفاده از اين دو درجه از فولاد در مدل‌هايي که قرار است در سال‌هاي آتي توليد کنند، قرار داده‌اند.


ج) مشخصات فولادهاي دوفازي

برخي از مشخصات اين فولاد‌ها که آنها را در کاربردهاي خودروسازي مورد توجه قرار داده است به شرح ذيل هستند:

1) استحکام بالاي اين فولادها از طريق يک انتقال فازي از فاز آستنيت به فاز مارتزيت نشأت مي‌گيرد.

2) بسته به سطح استحکام اين فولادها به ميزان 10 تا 40 درصد ساختار مارتزيت در دياگرام آهن ـ فولاد خود دارا هستند.

3) براي دستيابي به استحکام بالاتر، ساختار مارتنزيتي بيشتري در فولاد نياز است. بنابر اين هرچه استحکام فولاد بالا رود مقدار ساختار مارتزيتي در اين فولادها افزايش مي‌يابد.

4) در مقايسه با فولاد‌هاي متعارف (HSS)، فولاد‌هاي دو فازي داراي استحكام و كشش بالاتري هستند.

5) فولاد‌هاي دو فازي داراي سختي بالايي هستند كه نشانگر فرم‌پذيري مناسب آنها است.

6) فولادي دو فازي داراي نسبت كشش پلاستيكي پاييني هستند(rm). اين نسبت عبارت است از كشش عرضي ورق به كشش ضخامتي آن. Rm پايين بيانگر خاصيت ضعيف كشش‌پذيري عميق است و اين به آن معني است كه اين فولاد‌ها انتخاب مناسبي براي مواردي كه نياز به كشش‌پذيري عميق هستند، نمي‌باشند.

7) اين فولاد‌ها از طريق فرآيند آنيلينگ (bake harden able) سخت مي‌شوند (در درجه حرارت‌هاي مختلف استحكام آنها افزايش پيدا مي‌كند). اين عمل سبب افزايش استحكام فولاد پس از اتمام فرآيند جوشكاري بدنه، رنگ‌آميزي و پخت آن مي‌شود. جدول يک خواص کششي فولادهاي دوفازي و فولادهايDQSK (Draw Quality Special Killed) جهت مقايسه آورده شده است.


د) مسائل جوش نقطه‌اي و اتصال

نقطه جوش مقاومتي روش اصلي اتصال اجزا در صنعت خودروسازي است و اين در حالي است كه هر خودرو داراي هزاران نقطه جوش است. براي آنكه بتوانيم از فولادهاي دو فازي به بهترين نحو استفاده کنيم، درک و تشخيص رفتار اين فولادها در حالت نقطه جوش بسيار حائز اهميت است.

براي کاربردهاي خودروسازي به منظور حفاظت از خوردگي، فولادهاي دوفازي با پوشش‌هاي آهن ـ روي (گالوانيل) و يا روي خالص (گالوانيزه) مورد مصرف قرار مي‌گيرند. پيش از اين رفتار نقطه جوش مقاومتي فولاد‌هاي دو فازي پوشش‌دار با كشش 590Mpa مورد توجه تمامي پژوهش‌ها بوده است.

نتيجه اين تحقيقات منجر به كاربرد فولادهاي دو فازي با اين درجه كشش در توليد خودرو شد. با وجود فولا‌دهاي 590Mpa و 980Mpa دانستن رفتار اين فولادها در مقابل فرآيند جوش مقاومتي نقطه‌اي لازم است. بنابراين مطالعات گسترده‌اي در مورد جوش نقطه‌اي مقاومتي صورت گرفته تا رفتار فولادهاي با درجه 590Mpa، 780Mpa و 980Mpa در مقابل فرآيند جوش نقطه‌اي مشخص شود.

با توجه به ارزيابي صورت گرفته بر روي عملكرد نقطه جوش مقاومتي3 درجه از فولادهاي دو فازي (Mpa 590، 780 و 980) نتايج ذيل به دست آمد:

1) جوش‌ها بدون هيچ‌گونه عيب و نقصي در هر 3 درجه از فولادهاي دو فازي كه مورد مطالعه قرار گرفته‌اند ايجاد شدند كه اين نتيجه‌گيري و پيشنهاد را به ما ارائه مي‌‌كنند كه فولادهاي دو فازي خاصيت جوش‌پذيري بسيار مناسبي دارند و اين خاصيت كه با عناصر مشابه جوشكاري شوند را دارا هستند.

2) در بررسي به‌عمل آمده هر 3 درجه فولاد دو فازي محدوده جريان جوشكاري گسترده‌اي را براي دستيابي به اندازه جوش قابل قبول از خود نشان دادند.

3) گسيختگي (شكست) ظاهر جوش نبايد عاملي براي قضاوت كردن كيفيت نامناسب جوش فولادهاي دو فازي محسوب شود.

لازم به ذكر است كه مواد مورد آزمايش در اين تحقيق تنها اطلاعات كلي را در بر مي‌گيرند. هرگونه استفاده از اين‌گونه مواد به شرايط و نوع كاربرد اين فولادها بستگي دارد كه بايد بسته به شرايط كاري آنها مورد آزمايشات دقيق به منظور مناسب بودن شرايط كاري آنها توسط افراد واجد صلاحيت صورت گيرد.



جواد صالحي‌دهکردي / کارشناس شرکت ورق گالوانيزه خودرو چهارمحال و بختياري

[boomba]

محاسبات ترمودینامیکی در فولادسازی

فرایند فولادسازی به معنای ساده یعنی تصفیه مذاب آهن و اضافه کردن عناصر آلیاژی برای ایجاد خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی مناسب در فولاد

یه مجتمع فولادسازی یکپارچه بخش های مختلفی رو داره که واحدهای اصلی رو به این ترتیب می تونیم نام ببریم :

1) واحد تولید مواد اولیه (سینترینگ، گُندله سازی، کک سازی) در این واحدها عملا مواد اولیه برای تزریق به کوره های آهن سازی، آماده سازی و یا تولید می شوند.

2) آهن سازی : روش های مختلفی برای تولید آهن وجود داره که به سه دسته کلی روش سنتی (کوره بلند)، روش احیای مستقیم و روش احیا/ذوب تقسیم می شن.
این روش ها چه تفاوتی با هم دارن؟
خیلی ساده تفاوتشون رو می تونیم بر اساس نوع ماده احیا کننده و شکل اونها طبقه بندی کنیم.
شارژ اصلی کوره های آهن سازی می دونیم که سنگ آهن هست.
سنگ آهن مشابه بسیاری از سنگ های معدنی حاوی اکسیدهای عناصر مختلف هست
به طبع سنگ آهن در وهله اول حاوی غلظت بالایی از اکسیدهای آهن با ظرفیت های مختلف هست یعنی هماتیت، مگنتیت و ووستیت
به علاوه اکسید عناصر دیگر هم به همراه اکسیدهای آهن وجود دارن
این اکسیدها تا غلظت معینی در مرحله آهن سازی باید حذف بشن، به عبارتی تصفیه بشن
این تصفیه کردن همون عملیات اکسیداسیون و احیاست
در واقع کاری که در کوره های آهن سازی انجام می شه واکنش های احیایی حاصل از گازهای احیا کننده با اکسیدهای موجود در سنگ آهن هست.

اگر برگردیم به تقسیم بندی روش های آهن سازی، گفته شد که یکی از مهمترین پارامترهای متغییر در این روش ها، تغییر در ماده احیا کننده است.
یعنی در روش کوره بلند از کک برای تولید گاز احیا کننده CO استفاده می شه و در روش احیای مستقیم از گاز طبیعی

این موضوع رو تا اینجا داشته باشیم، بریم سراغ بخش فولادسازی

3) فولادسازی: چرا اساسا باید مذاب آهن رو به فولاد تبدیل کنیم؟
مهمترین دلیلش حضور درصد بالایی از کربن تو مذاب آهن هست.
با افزایش درصد کربن، چقرمگی فولاد می ره بالا، یعنی انعطاف پذیریش کم می شه
این کاهش انعطاف پذیری باعث می شه تا گاهی اوقات حتی فولاد با یک ضربه بشکنه !
پس تو مرحله فولادسازی، درصد کربن در کوره تنظیم می شه، همچنین درصد سایر عناصر
در واقع با تزریق کربن و اکسیژن به کوره و واکنش های احیا و اکسیداسیون، درصد این عناصر مطابق با فولاد درخواستی با ترکیب شیمیایی معلوم در هنگام بارریزی تنظیم می شه.

تو مرحله بعد آلیاژ سازی فولاد رو داریم

4) متالورژی یا فولادسازی ثانویه
کاری که تو این مرحله انجام می شه اضافه کردن یه سری عناصر آلیاژیه
چرا این عناصر رو تو همون مرحله قبل اضافه نمی کنن؟ چون در هنگام تزریق اکسیژن و کربن، این عناصر واکنش می دن و عملا از فاز مذاب فولاد خارج می شن
چرا می گن فولادسازی ثانویه ؟ چون یه مرحله فولادسازی پیش از این انجام شده
در عمل در این مرحله کاری که انجام می شه، رسوندن فولاد به ترکیب مورد نظر برای گرفتن خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی مورد نظر هست.

5) ریخته گری
تو این مرحله مذاب از پاتیل های نگهدارنده در مرحله متالورژی ثانویه، مستقیما قالب ریزی می شن و یا به مرحله ریخته گری پیوسته فرستاده می شن.


خب !
این آشنایی خیلی مختصر از جریان فولادسازی بود و به این دلیل بیان شد که فرایند اصلی رو بشناسیم.
قطعا توضیحات بیشتر رو در مورد فولادسازی در فاصله همین تاپیک می دم.

اما هدف از این تاپیک
ترمودینامیک یکی از دروس مشترک بین تمامی رشته هاست و البته یکی از دروس پایه

بسیاری از ما می دونیم، آنتالپی و آنتروپی و انرژی آزاد چیه.
می دونیم اکتیویته و پتانسیل شیمیایی یعنی چی.
می دونیم نمودار ریچاردسون به چه دردی می خوره.
محلول ها رو می شناسیم و روابطشون رو می دونیم و بعضا مثل آب خوردن می تونیم انرژی آزاد mix رو حساب کنیم.

اما زمانی که ارتباط این موارد مطرحه، بعضا به مشکل می خوریم.

هدف از این تاپیک بررسی کاربردی علم ترمودینامیک هست، البته در سطح همون تعاریف و پارامترهایی که می دونیم.

این کار رو می تونیم تو زمینه فولادسازی انجام بدیم
برای اینکه نتیجه عملی این کار رو داشته باشیم.

تمام اطلاعات اولیه شامل واکنش ها و انرژی آزاد، نمودارهای دو فازی و سه فازی و ... در مورد فولاد سازی رو هر جا لازم شد، من میذارم.

بعضا در جاهای مورد نیاز مقادیر محاسبه شده توسط نرم افزار FactSage رو هم قرار می دم.
در مورد FactSage هم در صورت نیاز توضیحات بیشتر رو می ذارم، اما همگی می دونیم که نرم افزار محاسبات ترمودینامیک هست.


سوال رو اینطور مطرح کنیم که :
مواد اولیه با ترکیب شیمیایی مشخص و وزن معلوم داریم
فولاد ایکس با ترکیب شیمیایی معلوم رو می خوایم

برای راحتی کار کوره رو از نوع قوس الکتریکی انتخاب می کنیم و شارژ کوره رو قراضه فولاد.