تبلیغات :
آکوستیک ، فوم شانه تخم مرغی، صداگیر ماینر ، یونولیت
دستگاه جوجه کشی حرفه ای
فروش آنلاین لباس کودک
خرید فالوور ایرانی
خرید فالوور اینستاگرام
خرید ممبر تلگرام

[ + افزودن آگهی متنی جدید ]




صفحه 4 از 21 اولاول 1234567814 ... آخرآخر
نمايش نتايج 31 به 40 از 207

نام تاپيک: مهندسی و علم مواد( Material Science & Engineering)

  1. #31
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    كاربرد بیوتكنولوژی در متالوژی

    بیوتكنولوژی به عنوان فنونی كه از میكروارگانیسم ها و یا بخشی از سلول برای دسترسی به بعضی از اهداف صنعتی و بهداشتی و زیست محیطی استفاده می كند، تعریف شده است. در صنایع معدنی و متالوژی نیاز روز افزون به مواد اولیه و كاهش ذخایر معدنی پرعیار ، ضرورت مصرف بهینه انرژی در رعایت دقیق معیار های زیست محیطی ، كاربرد روش های جدید ، ایجاد تحول در صنایع معدنی و متالوژی را ضروری كرده است. همچنین توسعه فن آوری های جدید برای فرآوری منابع كم عیار و یا منابعی كه روش های معمول كارایی لازم را برای آنها نداشته و یا ملاحظات اقتصادی امكان استفاده از آنها را نمی دهد. توجه به بازیابی مواد معدنی و متالوژی محور دیگری از این تحول می باشد. توسعه روش هایی جهت كاهش آلودگی های زیست محیطی كه منشا در گاز خروجی كارخانه ها و نیروگاه ها ، بخصوص صنایع متالوژی و پساب صنایع مختلف دارد، مانند جذب و بازیابی فلزات سنگین از پساب ها و كاهش گوگرد از سوخت های فسیلی. برخی از مشكلات صنایع معدنی و متالوژی با كاربرد فنونی كه از میكروارگانیسم ها استفاده می كنند، قابل حل می باشد و در نتیجه بسیاری از توسعه روش ها و فن آوری های جدید نیز بر این پایه قرار دارند.


    كاربرد این روش ها در متالوژی نسبت به سایر صنایع جدید تر بوده و برای اولین بار از حدود چهل سال قبل شروع شده است . امروزه این فنون در متالوژی به منظور استفاده از مواد اولیه فقیر فلزی ، تصفیه پساب های صنعتی و بازیابی فلزات موجود در آن ، حل كردن مواد معدنی و غیره بكار می رود. با تغییر ساختار ژنتیكی میكروارگانیسم ها در جهت رسیدن به مشخصات مورد نیاز، موفق به تولید فرآورده هایی در صنعت متالوژی شده اند، كه امكان تهیه آن از طریق سایر روش هابه صورت اقتصادی میسر نبوده است.


    میكروارگانیسم ها جهت سوخت و ساز و انجام فرآیند های حیاتی خود از منابع آلی و معدنی موجود در محیط تغذیه می كنند. از این رو واكنش های مختلف شیمیایی ، شیمی فیزیكی را در شرایط مختلف طبیعی و یا مصنوعی تحت تاثیر خود قرار می دهند. كاربرد مثبت واكنش های متابولیكی موجودات زنده در زمینه فرآوری مواد معدنی و استخراج فلزات قلمرو جدیدی است كه تحقیقات پیرامون آن بیشتر در بخش های بیوتكنولوژی و میكرو بیولوژی انجام می گیرد. برخی كاربردها مانندبهبود بازدهی و فرآیندهای اكسیده و حل كردن كانی های كم عیار سولفیدی و كانسنگ های طلا و یا اورانیوم ، امروزه در مقیاس صنعتی استفاده می شوند.


    كاربرد بیو تكنولوژی در فر آوری و استخراج فلزات متعدد می باشد كه برخی از مهمترین آنها عبارت اند از:


    - استفاده از میكروارگانیسم ها در كانه ارایی : میكروارگانیسم هایی در طبیعت وجود دارند كه ضمن داشتن بار الكتریكی منفی به شدت آب گریز اند و می توان از آنها برای تغلیظ بعضی از مواد معدنی استفاده كرد. بررسی های انجام شده نشان داده است كه گونه ای از میكروارگانیسم ها را می توان برای جدا سازی بعضی از كانی ها مانند فسفات ها ، ذرات ریز ذغال و كانی هماتیت مورد استفاده قرار داد.


    - استفاده از میكروارگانیسم در تصفیه پساب ها : آب های خروجی بسیاری از صنایع حاوی تركیبات آلی و معدنی است ، كه طی فرآیند مورد استفاده قرار گرفته اند. این تركیبات مناسب با ماهیتشان به درجات متفاوت سمی می باشند. به عنوان مثال می توان از محلول های سیانور دار كه در استخراج طلا بكار برده می شود ، نام برد. بعضی از میكروارگانیسم ها و یا آنزیم ترشح شده از آنها در تجزیه سیانور آزاد موثر بوده و در نتیجه در بهبود و ضعیت زیست محیطی پساب های سیانوری تولید شده از واحد های هیدرو متالوژی فلزات گرانبها نقش مهمی دارند. بازیابی فلزات و جذب آنها از دور ریز ها توسط باكتری ها بسار سریع بوده و معمولا از چند دقیقه تجاوز نمی كند . عبور پساب آلوده از حجم آلوده باكتری ( بیوماس) برای حذف عناصر آلوده كننده آن كافی می باشد. آب خروجی راكتورهای اتمی معمولا حاوی مواد رادیواكتیو می باشد. كه مقدار آن از یك تا چند ppm تغییر می كند. و عملا بجز كاربرد باكتری ، سایر رو ش ها بصورت اقتصادی قادر به حذف آنها نیستند.


    - استفاده در جذب یون های فلزی : بعضی از موجودات ذره بینی قادرند یون های فلزات سنگین را از محلول ، بویژه محلول های رقیق جذب سطح خارجی خود كرده و بدین ترتیب این یون های فلزی را از محلول جدا كنند. این روش برای جدا سازی فلزات از پساب هی صنعتی و یا از محلول های حاصل از فرآیندهای هیررو متالوژی كاربرد فرآوان دارند.


    - استفاده در استخراج فلزات : در استخراج فلزات به روش هیدرو متالوژی یكی از مهمترین مراحل حل كردن كانی های معدنی به كمك حلال مناسب بنحوی كه در این فرآیند قسمت بیشتر فلز مورد نظر به صورت محلول و یا رسوب در آید . اكسیده كردن و انحلال میكروبی سنگ های معدنی بویژه سنگ های سولفوری كم عیار مهمترین جنبه كاربرد میكروارگانیسم ها به منظور افزایش بازدهی حل شدن می باشد كه در مورد كانی های طلادار و كانسنگ های اورانیم كاربرد صنعتی دارد. بكارگیری میكروارگانیسم ها جهت تسریع واكنش های مورد نظر در حل كردن كه در نهایت به آزاد سازی آنها منجر می شود. تحت عنوان فروشویی زیستی شناخته می شود. مزایایاین روش نسبت به روش های دیگر عبارت اند از :


    * اثرهای مضر زیست محیطی به مراتب كمتر بر روی منابع آبی و هوا


    * نیاز به انرژی كمتر


    * عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و در نتیجه سرمایه گذاری كمتر


    * عمل حل كردن بیولوژیكی را می توان در اعماق زمین و بدون استخراج معدنی انجام داد.


    محدودیت عمده بكار گیری این روش ناشی از نیاز به دانش فنی و آگاهی عمیق به مبانی بیوتكنولوژی می باشد. دست اندر كاران پروژه های تحقیقاتی در این زمینه باید حتما از مبانی میكروب شناسی ، بیوشیمی و بیوتكنولوژی اطلاع كافی داشته باشند.


    چند نمونه كاربرد باكتری در مقیاس صنعتی و نیمه صنعتی :


    1- حل كردن ارانیوم ( توسط باكتری های TF از سنگ معدن حاوی پیریت پیروتیت)


    2- استخراج طلا از سنگ های مقاوم طلا دار ( سنگ معدن پیریت و ارسینو پیریت)


    3- حل كردن بیولوژیك رس ها و تولید آلومین




    - گوگرد زدایی زیستی: سوخت های فسیلی حاوی گوگرد در محصولات احتراق خود علاوه بر گاز های اكسید گوگرد و اكسیز ازت ، مقداری غبار نیز وجود دارد. كه مجموعا از عوامل آلوده كننده محیط زیست می باشند. باران های اسیدی ناشی از رها سازی اكسید گوگرد در فضا ، حیات بسیاری از گیاهان و جانداران و بخصوص آبزیان را به خطر بیندازند. بعلاوه این باران ها عامل خوردگی فلزات و سنگ های ساختمتنی نیز می باشند.


    حذف گاز های الوده كننده از محصولات احتراق رقم بسیار بزرگی را تشكیل می دهد. از همین رو جذف و یا كاهش مقدار گوگرد در سوخت های فسیلی اهمیت بالایی برای صنایع دارد. حذف گوگرد مبتنی بر فن اوری های فیزیكی و شیمیایی ، مشكلاتی را به همراه دارد كه رویكرد به روش های بیوتكنولوژی را ناگزیر نموده است. از ویژگی های مثبت آن این است كه برخی از میكروارگانیسم ها به طور اختصاصی فقط پیوند كربن - گوگرد را شكسته و با جدا كردن گوگرد بقیه مولكول آلی را رها می كنند. در آینده نچندان دور گوگرد زدایی زیستی جایگزین روش های فیزیكی و شیمیایی می شود.







    برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم می توانید به كتاب " فناوری میكروبی در متالورژی" مراجعه كنید . نویسندگان این كتاب عبارت اند از : دكتر رامز وقار، دكتر منوچهر اولیا زاده و دكتر محمد رضا وقار. ناشر این كتاب دانشگاه صنایع و معادن ایران است.


    شابك : 946-360-374-1

  2. #32
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    فولادهای ماریجینگ ( 18 % Ni)

    یكی از نیازهای اساسی صنایع پیشرفته احتیاج به موادی با قابلیت اطمینان بالا از استحكام و تافنس شكست می باشد . در این راستا محققان زیادی فولادهای استحكام بالای مختلفی را گسترش داده اند ؛ كه در این میان تنها فولادهای ماریجینگ توانسته اند به هر دو نیاز صنایع پیشرفته پاسخ گویند . مهمترین كاربرد این فولاد ها در صنایع نظامی ، هوافضا ، اجزاء الكترومكانیكی و ... است.


    این فولادها كه تعلق به خانواده آلیاژهای پایه آهن دارند . ابتدا تحت پروسه استحاله مارتنزیت قرار می گیرند و سپس به وسیله پیری یا رسوب سختی دنبال می شوند . كه كلمه Maraging از دو كلمه Martensite و Aging گرفته شده است .


    فولادهای ماریجینگ دارای 18 % Ni به دو كلاس گسترده تقسیم می شوند. كه بستگی به عناصر تقویت كننده در آنالیز شیمیایی آنها دارد . فولاد ماریجینگ اورجینال در اوایل 1960 معرفی شد ، كه كبالت به عنوان عنصر تقویت كننده و استحكام بخش ( 7-12% ) در فولاد ماریجینگ 18 % Ni بكار برده می شد . در اوایل دهه 70 كار بر روی این فولادها كمرنگ شد . كه دلیل آن افزایش قیمت كبالت بود كه منجر به نوع جدیدی از فولادهای ماریجینگ شد ، این دسته تیتانیوم را به عنوان عامل اصلی تقویت كننده به همراه داشتند. درجه تقویت كبالت یا " C-type 18 Ni Maraging " به وسیله حرف " C " در شناسائی این كلاس انتخاب می شود ؛ همچنین درجه استحكام تیتانیوم یا " T-type 18 Ni Maraging " را با حرف " T " نشان می دهند.


    این دو نوع فولاد با توجه به میزان استحكام آنها به 200 ، 250، 300، 350 درجه پیری طبقه بندی می شوند و به طور C-200 و T-200 آنها را نمایش می دهند . استحكام دهی به وسیله رسوب دهی آسان اجزاء فلزی در حین عملیات پیر سازی صورت می گیرد . كه این رسوب سختی به واسطه عناصر آلیاژی همچون Co , Mo , Ti در مارتنزیت Fe-Ni با كربن بسیار كم 0.03% یا كمتر صورت می گیرد.


    فولاد های ماریجینگ در شرایط آنیل محلول سازی تهیه می شوند پس دارای چقرمگی و نرمی نسبی ( 28 - 32 RC ) هستند . پس به سهولت شكل می گیرند و ماشین می شوند . خواص كامل آنها از طریق پیرسازی مارتنزیت بدست می آید .


    خصوصیات فولادهای ماریجینگ :


    الف ) خواص مكانیكی عالی :


    1-استحكام نهایی و استحكام تسلیم بالا


    2-تافنس ، داكتیلیتی و مقاومت به ضربه بالا در مقایسه با فولاد كوئنچ و تمپر شده با استحكام مشابه


    3-استحكام خستگی زیاد


    4-استحكام فشاری بالا


    5-سختی و مقاومت به سایش كافی برای بعضی از ابزار های كاربردی


    ب) خصوصیات عملیات حرارتی :


    1-دمای مورد نیاز برای كوره پایین است


    2-رسوب سختی و عملیات حرارتی پیری


    3-انقباض یكنواخت و قابل پیش بینی در طول عملیات حرارتی


    4-حداقل اعوجاج در طول عملیات حرارتی


    5-سخت شدن بدون كوئنچ كردن


    6-درصد پایین كربن ، كه جلوگیری از مشكل دكربوره شدن می كند.


    ج) كارپذیری عالی


    1-ماشینكاری آسان


    2-مقاومت بالا در برابر انتشار ترك


    3-شكل پذیری آسان در حالت سرد ، گرم و داغ


    4-قابلیت جوشكاری خوب به خاطر درصد پایین كربن


    5-مقاومت به خوردگی خوب كه نرخ خوردگی آن در حدود نصف فولادهای كوئنچ و تمپر شده است


    این فاكتورها نشان می دهد كه فولادهای ماریجینگ در كاربردهایی مثل شفت ها و اجزایی كه تحت خستگی ضربه ای همچون كلاچ ها و چكش ها بهترین استفاده را دارد.


    تولید و فرآوری فولادهای ماریجینگ


    روش متداول برای تولید فولادهای ماریجینگ به ترتیب زیر است :


    1-ذوب و ریخته گری


    2-همگن سازی


    3-آهنگری و نورد گرم


    4-آنیل معمولی


    5-پیر سازی


    در فولادهای ماریجینگ رسیدن به استحكام و تافنس بالا مستلزم كنترل دقیق ریزساختار می باشد. از طرف دیگر چون آخال های موجود در زمینه این نوع فولادها تاثیر منفی شدیدی بر روی تافنس شكست دارند. باید تركیب ، ابعاد و توزیع آخال ها كنترل گردد. در این نوع فولادها به علت زیاد بودن عناصر آلیاژی جدایش شدید این عناصر در حین انجماد وجود دارد كه این جدایش تاثیر زیادی بر روی كاهش قابلیت آهنگری ، نورد گرم و .. خواهد داشت . پس لازم است كه شرایط انجمادی مناسب به صورت كنترل شده و سریع برای فولادها مهیا گردد. برای تهیه این فولادها از روش ذوب چند مرحله ای استفاده می شود. روش استاندارد برای تهیه فولادهای ماریجینگ استفاده از روش ذوب تحت خلاء دو مرحله ای می باشد كه در آن ابتدا به روش ذوب القائی تحت خلاء آلیاژ سازی صورت گرفته و سپس شمش تهیه شده به روش ذوب مجدد قوسی تحت خلاء الیاژ سازی صورت گرفته و سپس شمش تهیه شده به روش ذوب مجدد قوسی تحت خلا تصفیه می گردد.


    عملیات حرارتی همگن كردن نیز به منظور افزایش قابلیت شكل پذیری شمش ها صورت می گیرد . همگن سازی فولاد ماریجینگ در 1250 c0 به مدت 2 الی 3 ساعت انجام می گیرد و به دنبال آن فولاد تحت كار مكانیكی گرم قرار گرفته و یا اینكه سریع سرد می گردد. این فولادها تحت انواع كارهای مكانیكی از قبیل آهنگری ، نورد ، اكستروژن گرم قرار می گیرند . بعد از مراحل فوق فولادهای ماریجینگ تحت عملیات آستنیته و سپس پیری قرار می گیرند.


    عملیات حرارتی فولادهای ماریجینگ


    عملیات حرارتی كه روی این نوع فولادها انجام می گیرد عبارت است از عملیات محلول سازی در دمای بالاتر از 1000 C0 و نگهداری در این دما به مدت یك ساعت به منظور اینكه كاربیدهای آلیاژی كاملا حل شوند و ساختار 100% آستنیته تشكیل گردد.


    به علت وجود عناصر آلیاژی منحنی TTT برای این فولاد به سمت راست حركت می كند. پس با سرد كردن این فولاد در هوا نیز ساختاری مارتنزیتی داریم كه مارتنزیت بدست آمده نرم بوده و قابلیت كار مكانیكی دارد. ساختار مارتنزیتی ایجاد شده را در 480-500 درجه تمپر می كنند. این تمپر كردن منجر به یك رسوب سختی قوی می گردد. رسوبات بین فلزی به واسطه مارتنزیت كه فوق اشباع از عناصر آلیاژی است صورت می گیرد . ساختار فولادهای ماریجینگ تجاری با حداكثر سختی می تواند شامل رسوبات كوهرنت از فاز نیمه پایدار Ni3Mo و Ni3Ti باشد. ذرات میان مرحله ای اینتر متالیك در فولاد ماریجینگ به شدت پراكنده هستند كه ناشی از رسوب آنها در نابجایی ها است . ساختار فولادهای ماریجینگ دارای دانسیته بالایی از نابجایی ها است . كه در چیدمان مجدد لتیس مارتنزیت ظاهر می شوند . در مارتنزیت دوقلویی نشده ، چگالی دیسلوكیشن ها 1011 - 1012 cm-2 است كه مشابه فلزات شدیدا كار سخت شده است.


    این طور فرض می شود كه رسوب فازهای میان مرحله ای در هنگام تمپر كردن فولادهای ماریجینگ مقدم تر از جدایش اتم های اجزاء آلیاژی در دیسلوكیشن ها است . این اتمسفر شكل گرفته در دیسلوكیشن ها به عنوان مراكزی برای تمركز لایه های بعدی مارتنزیت كه با عناصر آلیاژی اشباع شده اند بكار می رود. در فولادهای ماریجینگ ساختار دیسلوكیشن ها كه در ضمن استحاله مارتنزیت شكل می گیرد . بسیار پایدار است . و در طی گرمادهی بعدی و در دمای بهینه تمپرینگ عملا بدون تغییر می ماند .


    دانسیته بالای دیسلوكیشن ها در طی تمپرینگ ممكن است به علت فضای محسوس و پین شدن انها بوسیله تفرق رسوبات باشد . نگه داری زیاد در یك دمای تمپر بالا ( بیشتر یا 550 C0 ) می تواند رسوبات را درشت و فضای میان ذره ای را افزایش دهد . كه بر خلاف آن از دانسیته دیسلوكیشن ها كاسته می شود . با زمان نگه داری بالا رسوبات سمی كوهرنت اینتر متالیك با رسوبات درشت اینكوهرنت از فازهای پایداری چون Fe2Mo یا Fe2Ni جایگزین می شوند. در دمای افزایش یافته تمپرینگ ؛ فولادهای ماریجینگ ممكن است متحمل استحاله معكوس مارتنزیت شوند . به طور كلی می توان گفت كه خصوصیات استحكامی این نوع از فولاد ها بعد از یك نرمی به سوی ماكزیمم افزایش پیدا می كند . سختی موثر به علت شكل گیری جدایش در دیسلوكیشن ها و شكل گیری رسوبات كوهرنت از فازهای میانی همچون Ni3Ti و Ni3Mo است . دلیل نرم شدن را نیز می توان گفت كه به علت جایگزینی رسوبات پراكنده كه فضای میان ذره ای زیادی دارند و استحاله معكوس مارتنزیت است.

  3. #33
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    آنالیز EDX و WDX

    EDX مخفف کلمات Energy Dispersive X ray است، که برخی اوقات به آن EDS یا EDAX هم می گویند.
    این تکنیک روشی برای مشخص کردن ترکیب عنصری یک نمونه یا بخشی از یک نمونه است. EDX به تنهایی بکار نمی رود بلکه سیستمی است که به همراه میکروسکوپ الکترونی عبوری SEM بوده و در حقیقیت بخشی از این میکروسکوپ به شمار می رود.
    در این روش سطح نمونه توسط یک اشعه الکترونی درون میکروسکوپ تحت بمباران قرار گرفته و با برخورد الکترونهای این اشعه به الکترونهای مربوط به اتمهای نمونه تحت بررسی، برخی از این الکترونها از جای خودشان خارج می شوند. با توجه به اینکه جای اتمها نمی تواند خالی مانده و بایستی به حالت تعادل برسند، الکترونهایی از لایه های بالاتر اتمی به این جای خالی مهاجرت کرده و جای آن را پر می کنند. برای انجام این عمل الکترونهایی لایه های بالاتر که انرژی بیشتری دارند، بایستی بخشی از انرژی خود را از دست بدهند تا به سطح انرژی لایه جدید رسیده و پایدار باشند که این انرژی بصورت اشعه ایکس منتشر می گردد.
    مقدار انرژی آزاد شده بستگی نوع لایه ها دارد هم لایه ای که الکترون از آن جدا شده و هم لایه ای که الکترون به آن مهاجرت می کند. از طرفی اشعه ایکس اتمهای هر عنصر مقدار انرژی منحصر بفردی در حین انتقال از لایه ای به لایه دیگر اتمی ساطع از خودشان می کنند. بنابراین با اندازه گیری مقدار انرژی موجود در اشعه ایکس آزاد شده در یک نمونه در حین بمباران توسط اشعه الکترونی می توان نوع اتم موجود را مشخص نمود.
    خروجی یک آنالیز EDX طیف EDX است(شکل2). طیف EDX فقط یک نمودار است که بر اساس دریافت انرژی ایکس از هر سطح انرژی رسم شده است.
    هر یک از پیک های نشان داده شده در این نمودار مختص یک اتم بوده و بنابراین نشانگر فقط یک عنصر می باشند. پیک های با ارتفاع بیشتر در طیف به معنی غلظت بیشتر عنصر مورد نظر در نمونه است.
    در خصوص طیف Edx این نکته را باید ذکر کرد که نوع اشعه X آزاد شده ممکن است متفاوت باشد، بطور مثال اگر الکترون از لایه L به لایه K مهاجرت کند به اشعه آزاد شده پیک K-Alpha و به پیک ناشی از رفتن الکترون از لایه M به لایه K پیک K-Beta می گویند



    WDX Analysis (Wavelength Dispersive X ray)
    این تکنیک به WDS نیز معروف است.روش کار این تکنیک مشابه EDX بوده با این تفاوت که آشکارساز این روش اشغه ایکسهای منشتره را بر اساس طول موجشان به حساب آورده و دسته بندی می کند. آشکارساز این سیستم از یک کریستال آنالیز کننده اشعه ایکس استفاده می کندکه فقط اجازه پراش طول موجهای دلخواه را به آشکارساز می دهد.
    مزایای WDX در برابر EDX:
    1- چلوگیری از روی هم قرار گرفتن پیکهای عناصر مختلف که در EDX معمول است که علت این امر وجود مزیت تمایز بهتر بین انرژی ها (energy resolution) در WDX می باشد.2- اغتشاشات (noise) موجود در زمینه (background) کمتر که اجازه آنالیز دقیق تر مقداری را به ما می دهد.
    محدودیتها:1- وقت گیر بودن 2- آسیب بیشتری به نمونه و محفظه وارد می شود زیرا نیاز به اشعه با انرژی بیشتر است.
    3- قیمت بالاتر
    Last edited by boomba; 14-12-2008 at 11:35.

  4. #34
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    روش‌های پیشرفته اندودکاری فولاد

    علي‌رغم اينكه زيبايي‌شناختي يكي از عوامل مهم در رنگ‌كاري سطحي قطعات است اما هنگامي كه عوامل محيطي بر روي پوشش‌دهي شيميايي و روش‌هاي اعمال آن تاثيرگذار باشد مقاومت در مقابل سايش و خوردگي نقش تعيين‌كننده‌اي را ايفا مي‌كنند.

    پردازش سطحي نهايي فولاد بدون توجه به كاربرد آن خواه در كارخانه‌هاي اتومبيل‌سازي، خواه در بخش‌هاي ديگر صنعتي، هنگامي كه در معرض فضاي باز و عوامل محيطي قرار مي‌گيرد بسيار مهم و ضروري است.

    فرمول‌هاي بسيار دقيق و سازگار با شرايط محيطي و نيز آماده‌سازي و ديگر فرآيندهاي مدرن، اين امكان را براي پردازش نهايي سطوح قطعات به‌وجود آورده‌اند كه بسيار مناسب و موافق با كاربرد نهايي مورد نظر هستند. در اين صورت نيازها براي افزايش كارايي، كيفيت بهتر و همچنين افزايش سازگاري با محيط مي‌تواند به خوبي و همزمان تامين شود.

    از آن جايي كه فولاد مورد استفاده كارخانه‌هاي اتومبيل‌سازي قرار مي‌گيرد و در معرض فضاي آزاد است حفاظت آن در برابر خوردگي و سايش امري اجتناب‌ناپذير است و نيز بايد در برابر اشعه ماوراء بفنش، عوامل شيميايي، حلال‌ها و همچنين تنش‌هاي مكانيكي مقاومت لازم را داشته باشد در حالي‌كه زيبايي ظاهري خود را نيز بايد حفظ كند.

    رنگ‌هاي مايع و پوشش‌هاي پودري كه در حال حاضر بسيار مطابق با اهداف اندودكاري قطعات هستند نه تنها باعث ايجاد بهبود در عرصه‌هاي كيفيت و قيمت محصولات شده‌اند بلكه مراحل بالاتري از سازگاري محيطي را نيز تضمين كرده‌اند.


    رنگ‌كاري اتومبيل:

    رنگ‌كاري وسايل موتوري همواره يكي از موضوعات مورد توجه در صنعت خودروسازي بوده است. رنگ و پردازش سطحي نهايي از يك طرف با ايجاد ظاهري زيبا بايد به جذب مشتري توجه داشته و از طرف ديگر داراي قابليت تحمل و مقاومت بالا در برابر تاثيرات فيزيكي، شيميايي و مكانيكي باشند و نيز سازگار با محيط‌زيست و با صرفه اقتصادي باشند. صنايع خودروسازي و رنگ‌كاري در حال بررسي و كنكاش بر روي روش‌هاي جديدي هستند كه بتواند تمام نيازهاي ذكر شده را برآورده سازد. از اين قبيل روش‌ها مي‌توان به فرآيند رنگ كاري يك پارچه كه توسط شركت BMW در منطقه Oxford كشور انگلستان بر روي بدنه خودروها انجام مي‌شود، اشاره كرد. اولين مرحله از مراحل جديد و پيشرفته پوشش‌دهي لايه‌اي بستر نقش آستر يا پركننده را در اين فرآيند لايه به‌لايه (wet-on-wet) ايفا مي‌كند. دومين مرحله بسترسازي ضامن مشخصات ظاهري از قبيل رنگ، بازتاب نور جذاب و عمق است كه عمدتا شامل پوشان براق لاك الكل است كه در لايه نهايي استفاده مي‌شود.

    به‌دليل حذف استعمال و پخت محلول‌هاي حاوي آسترپوششي (Fillev Coat) مصرف انرژي و توليد گازهاي آلوده‌كننده محيط‌زيست به خوبي كاهش يافته است.

    علاوه بر آن موجب افزايش قابل توجه سرعت و ظرفيت توليد شده است.

    يكي از مهمترين انگيزه‌ها در پيشرفت پوشان‌هاي براق (Clear Coatsa)، افزايش مقاومت سايشي قطعات است. براي تحقق يافتن اين امر از روش‌هاي متفاوتي استفاده مي‌شود. مراحل متعارف روش‌هاي سنتي گذشته شامل افزايش چگالي پيوندهاي عرضي (Cross-Linking) از طريق مكانيزم‌هاي واكنشي خاص كه به‌صورت چسب عمل مي‌كند، بوده است.

    روش ديگر كه فرونشيني (reflow) ناميده مي‌شود. شامل پوشان براق بسيار انعطاف‌پذير است كه اساس كار آن فشردگي عرضي (Cross-Lincking) بالا است كه توسط يك پليمر بي‌نهايت انعطاف‌پذير ايجاد مي‌شود و همه اين فرآيندها در دماي اتاق اتفاق مي‌افتد و هنگامي كه يك خراش كوچك روي آن ايجاد شود اين پوشان در اصطلاح به خود ترميمي (self vepaired) مي‌پردازد.

    گزينه سوم شامل مخلوط كردن ذرات نانو از قبيل سيليس (2SiO) و گاهي اوقات اكسيد آلومينيوم و سولفات باريم با همان نسبت لاك الكل براق است. آنها يك لايه آب‌بندي شده و مقاوم در سطح پوشان براق ايجاد مي‌كنند كه به‌عنوان محافظ براي لايه پليمري زيرين در مقابل صدمات ناشي از عوامل مكانيكي به‌كار مي‌رود.

    از ديگر پيش‌بيني‌هاي مفيد در اين راستا مي‌توان به استفاده از اين ذرات به‌طور مستقيم در لايه پليمري زيرين اشاره كرد.

    از آخرين و مهمترين موارد مي‌توان به ترميم پوشان‌هاي براق به‌وسيله اشعه ماوراء بنفش اشاره كرد كه امكان افزايش مقاومت در مقابل سايش و خردش را به‌وجود آورده‌اند.

    تقريبا در طي يك دهه گذشته آنها تكامل يافته‌اند و به روش‌هاي متفاوت و گوناگوني ارائه شده‌اند كه از آن قبيل مي‌توان به سيستم تك ترميمي اشعه ماوراء بنفش (Ov-monocurne) كه در حقيقت همان ترميم پوشان‌هاي براق توسط اشعه ماوراء بنفش است و همچنين سيستم دوگانه ترميمي اشعه ماوراء بنفش (urdual-cure) هنگامي كه در معرض نور اشعه ماوراء بنفش و گرما قرار مي‌گيرند به‌صورت عرضي فشرده مي‌شوند و در انتها نيز به اشعه درماني پوشان‌هاي پودري اشاره كرد.

    فرآيندهاي رنگ‌كاري مورد استفاده در اتاقك‌هاي كاميون‌ها در شركت سوئدي Scania، پروسه‌هايي كاملا متفاوت با روش‌هاي رايج رنگ‌كاري است به اين صورت كه اين اتاقك‌ها از ورق‌هاي گالوانيزه فلزي ساخته مي‌شوند كه به‌عنوان آستر تحت تاثير مستقيم فرآيند فسفاته كردن (Phosphating) قرار مي‌گيرند. اين آستر همانند يك پوشان پودري به‌كار گرفته مي‌شود كه توسط شركت Akzo Nobel به‌طور ويژه مخصوص اين فرآيند توليد مي‌شود و مقاومت به‌خوردگي خوبي را از خود نشان مي‌دهد.

    به‌ مدد استفاده از فولادهايي با كيفيت بالا تنها يك مرحله پوشش‌دهي نهايي كافي به‌نظر مي‌رسد و به اعمال مراحل اضافي پرداخت كاري قطعات نياز است. علاوه بر بهبود كارايي و كوتاه كردن خط توليد رنگ‌كاري اين امر باعث حذف فرايند زيرلايه نشاني غوطه‌وري كاتوديك (Cathodic dip undercoat) و همچنين كاهش آلودگي محيط‌زيست مي‌شود.


    تكنولوژي‌هاي كاربردي:

    راندمان كاربرد پوشان‌ها و رنگ‌هاي پايه آبي (water-bosed) كه در بخش‌هاي مختلف فولاد استعمال مي‌شود را مي‌توان با يك دستگاه تمام مكانيزه كه با يك توربين با كارايي بالا (كه توسط شركت Sames ساخته شده) تجهيز شده، افزايش داد. در گذشته اين روش پوشش‌دهي معمولا با استفاده از فرآيندي كه (Bell-gun) ناميده مي‌شد انجام مي‌گرفته كه در اين روش لايه آستر به‌وسيله يك دستگاه تميزكننده چرخنده با سرعت بالا (bells) بر روي سطح قطعه اسپري مي‌شود و لايه دوم كه داراي اهميت خاصي از نظر يكنواختي و يكدستي رنگ نهايي دارد توسط يك تفنگ (gun) متداول يا الكترواستاتيك بر روي سطح قطعه اعمال مي‌شود.

    دستگاه تميزكننده چرخنده با سرعت بالا داراي راندمان كاري در حدود 65 درصد است در حالي‌كه تفنگ تمام مكانيزه هوايي (air-atomising) به سختي به راندمان در حدود 30 درصد مي‌رسد. در حال حاضر پيشرفت‌هاي كنوني اين امكان را فراهم آورده‌اند تا با استفاده از فرآيند (bell-bell) لايه اول را به‌خوبي لايه دوم به سطح قطعه بپوشانيم. همچنين امر باعث مي‌شود كه دستگاه تمام مكانيزه چرخنده با سرعت بالا ويژگي‌هاي رنگي برابر با ويژگي‌هاي دستگاه تفنگي (gan) ايجاد كند.


    فرآيندهاي پوشش‌دهي پودري:

    فرآيندهاي پوشش‌دهي پودري سازگاري محيطي خوبي را از خود نشان داده‌اند به‌علاوه اين فرآيندها ضخامت پوششي مناسبي را به ما مي‌دهند كه مي‌تواند با يك بار اعمال فرآيند ايجاد شود. فرآيند پوشش‌دهي پودري روش‌ها و راه‌حل‌‌هاي زيادي را براي پوشش‌دهي قطعات فولادي ايجاد كرده است. روش‌هاي آماده‌سازي بايد هماهنگ و سازگار با تنش‌هاي اعمالي بر قطعه در شرايط متفاوت باشند.

    در شرايط فرسايش اندك (1C) يا حداقل تنش (طبقه‌بندي فرسايش 2C)

    براي مثال فضايي داراي تنش حداقل و مناطق روستايي و كشاورزي غني از فسفر (پالايش شده با آهن ثانويه يا فسفات روي) كه غالبا اين فرآيندها استفاده مي‌شوند.

    اگر قطعات فولادي در فضاي صنعتي شهري يا در مناطق ساحلي مورد استفاده قرار گيرد. به‌دليل وجود نمك يا فضاي حاوي 2SO (فرسايشي گروه 3C) داراي تنش‌هاي حداقل خواهد شد كه دو لايه پوشان بر روي آن اعمال مي‌شود، لايه آستر مقاوم به خوردگي و لايه نهايي كه با ضخامتي بيش از Mm60 نانومتر است.

    اگر سطوح قطعات فولادي تميزكاري و گريس‌زدايي شوند حتي با وجود يك مرحله عمليات پوشش‌دهي مي‌توان به استانداردهاي 1C و 2C محيط‌هاي خوردگي رسيد. در محيط‌هاي پرتنش به دولايه پوششي نياز است كه شامل يك لايه آستر مقاوم در برابر خوردگي و يك لايه نهايي است. در اين حالت هر لايه بايد ضخامتي بيشتر از Mm60 داشته باشد تا استاندارد حفاظتي 3C اعمال شود. در شرايط آب و هوايي متداول در مناطق صنعتي و مناطق ساحلي با وجود تنش‌هاي متوسط به دليل وجود نمك (بر طبق استاندارد فرسايشي 4C) و همچنين استاندارد 5C (محيط‌هاي صنعتي داراي رطوبت بالا و فضاي پرتنش و مناطق ساحلي و دريايي كه به دليل وجود نمك داراي تنش‌هاي بسيار زيادي هستند)، لايه نهايي بايد ضخامتي بيشتر از Mm80 داشته باشد. در نتيجه فرآيند گالوانيزه كردن يا همان پوشش‌دهي با فلز روي يك لايه مستحكم نفوذناپذير و صاف به‌دست مي‌آيد اما با اين وجود لايه نازكي از روي در فولاد رسوب مي‌كند.

    سپس فرآيند پوشش‌دهي پودري بعدي با يك يا دو لايه مي‌تواند بر روي سطح گالوانيزه شده اعمال شود. اما فرآيندهاي رويين‌سازي و فسفاته كردن بعد از عمليات پوشش‌دهي پودري و گالوانيزه كردن مي‌تواند انجام شود. اگر فرآيند پوشش‌دهي پودري دولايه‌اي انجام شود استاندارد حفاظتي 4C اعمال مي‌شود فرآيند گالوانيزه گرم يا غوطه‌وري در مذاب روي جاي خود را به‌عنوان يك روش اوليه آماده‌سازي براي قطعات مقاوم به خوردگي بالا تثبيت كرده است.

    دليل اين امر را مي‌توان در اندك تخلخل به‌وجود آمده در لايه‌هاي ضخيم روي كه توانايي تشكيل فازهاي اينترمتاليك (Intermetalic) را در لايه‌هاي زيرين دارند، جست‌وجو كرد.

    اين فرآيند پوشش‌دهي يك محافظ بسيار خوبي را در برابر خوردگي ايجاد مي‌كند اما به‌دليل ايجاد خلل و فرج در اين فرآيند با خروج گاز به راحتي انجام مي‌پذيرد كه اين امر موجب ايجاد تاثيرات قابل رويت از لايه‌هاي زيرين تا سطح قطعه مي‌شود.

    شركت IGP pulvrtechnik يك آستر جديد را براي اين كاربرد خاص ابداع كرده است اين آستر با ايجاد يك لايه سطحي آب‌بندي شده تا حد قابل ملاحظه‌اي مشكلات خروج گاز را كاهش مي‌دهد. به‌عنوان لايه نهايي ترجيحا از يك پوشان پودري شامل رزين مصنوعي polyurethane استفاده مي‌كنند. دو لايه استفاده شده مناسب براي كاربرد در استاندارد محيطي 5C هستند.

    پاشش مذاب روي به سطح قطعات (گالوانيزه گرم) اغلب باعث ايجاد لايه‌هاي حجيم روي بر روي سطح مي‌كنند كه اين لايه‌ها بسيار متخلخل هستند. اين امر باعث تشديد خروج گاز مي‌شود. در اين روش فرآيند پوشش‌دهي پودري براي آب‌بندي زيرلايه‌ها تا حد امكان امري اجتناب‌ناپذير است.

    با توجه به اينكه لعاب پودري polyavethane ايجاد يك سطح بسته مي‌كند و منافذ خروج گاز را به خوبي مي‌بندد بنابراين در اين فرآيند نقش موثري را ايفا مي‌كند و در فرآيندهاي بعدي پوشش‌دهي نهايي نيز مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد. استفاده از آن در محيط‌هايي تا ميزان استاندارد خوردگي گروه 5C امكان‌پذير است.

    همچنين Frei Lacke سيستم پوشش‌دهي دو لايه‌اي پودري را براي قطعات فولادي كه در معرض تنش‌هاي فرسايشي بي‌نهايت بالا قرار مي‌گيرند، توسعه داده است. لايه آستر كه ماده تشكيل‌دهنده آن نوعي رزين اپوكسي تقويت‌ شده خاصي است با يك چگالي فشردگي عرض بالا در دماهاي بيش از 160 درجه سانتيگراد كاملا ترميم مي‌شود. لعاب پودري كه به‌عنوان لايه بالايي به‌كار مي‌رود شامل يك رزين پلي استر (Polyester) است كه يك لايه نازك براق با خواص مكانيكي خوب در دماهاي فشردگي عرضي (Cross-linking) يعني بالاتر از 180 درجه سانتيگراد، ايجاد مي‌كند. بعد از ترميم كامل سيستم، نتايج بسيار خوبي در رابطه با مقاومت در برابر خوردگي و مواد شيميايي و افزايش پايداري در برابر اشعه ماوراء بنفش و هوا به‌دست مي‌آيد همچنين اين فرآيند براي پوشش‌دهي سازه‌هاي فولادي، تجهيزات ساختماني، ماشين‌آلات كشاورزي، تراكتورها و قطعات خودرو بسيار مناسب است.


    آستر بدون ذرات روي:

    نقش پوشان‌هاي پودري آستر روز به روز مهمتر مي‌شود كه اين امر به دليل سخت‌گيري‌هاي روزافزون كيفيتي مشتريان و شرايط محيطي دشوار كنوني است. امروزه به‌دليل بالا بودن چگالي مخصوص فلز روي و ايجاد مشكلات در سطح قطعات از قبيل كاهش كارايي و همچنين كاهش سرعت شكل‌دهي و صافكاري سطوح پوشش داده شده با ذرات روي، اكثر سفارشات برمبناي فرآيندهاي سطحي بدون ذرات (zinc) است. در رابطه با مقاومت فرسايشي آسترهاي پوششي پيشرفته كنوني كه در آنها از ذرات روي استفاده نمي‌شود نتايج قابل مقايسه‌اي به‌دست آمده علاوه بر آن اين آسترهاي مدرن داراي سازگاري محيطي قابل‌توجهي نيز هستند. همچنين اين سيستم در اشكال متنوع براي استفاده در مواد گوناگون در دسترس است كه به‌عنوان مثال مي‌توان به فولاد گالوانيزه شده يا بلاست شده اشاره كرد.

    لايه‌هايي كه امروزه به‌عنوان آستر در فرآيندهاي پوشش‌دهي مورد استفاده قرار مي‌گيرند نه تنها داراي مزيت محافظ در برابر خوردگي هستند بلكه موجب كاهش نفوذپذيري بخار آب بر سطح قطعه نيز مي‌شوند و همچنين يك سطح چسبنده مناسب بين لايه آستري و لايه بالايي قطعه ايجاد مي‌كنند. پس با توجه به اين دلايل پوشان‌هاي آستر نقش مهمي را به‌عنوان يكي از عوامل چسبندگي در بين سطوح داراي چسبندگي پايين و پوشش‌هاي گرد و شكننده ايفا مي‌كنند. پوشان‌هاي غيرگرانيتي به همراه رنگ‌هايي با فشردگي عرضي بالا موادي هستند كه به‌منظور اعمال اين خصوصيت براي سطوح ارائه مي‌شوند.


    صرفه‌جويي در مصرف انرژي در فرآيندهاي پوشش‌دهي:

    به‌دليل افزايش هزينه‌هاي مصرف انرژي، دماي پخت يكي از مهمترين عوامل در توسعه روش‌هاي جديد لعاب‌دهي پودري قطعات مورد استفاده در فضاي باز است. بر طبق قوانين فيزيك با كاهش درجه به‌درجه دما افزايش حرارت در اين فرآيندها كه معمولا در كوره‌هاي پخت صورت مي‌گيرد به‌صورت خطي نيست بلكه اين افزايش افت حرارت به‌صورت تصاعدي انجام مي‌شود كه اين امر اهميت دماي پخت را به‌خوبي نشان مي‌دهد. مضافا بر كاهش دماي پخت به همراه صرفه‌جويي در مصرف انرژي باعث افزايش كارايي و توليد نيز مي‌شود. هرچه درجه حرارت فرآيند پايين‌تر آيد كوره‌هاي پخت در مدت زمان كمتري براي بارگيري قطعات بعدي آماده مي‌شود.

    به خصوص در مواردي كه ما داراي قطعات حجيم با ضخامت جداره‌هاي قابل توجه باشيم كه معمولا سازه‌هاي فولادي را شامل مي‌شود اين امر از اهميت ويژه‌اي برخوردار است به دليل اينكه اين قطعات به‌تدريج انرژي حرارتي را توسط جداره‌هاي ضخيم خود جذب مي‌كنند. به‌علاوه مواد بعد از پخت به زمان كمتري براي سرد شدن نياز دارند بنابراين قطعات پوشش داده شده به سرعت به مراحل بالاتر فرآيند توليد انتقال مي‌يابند.

    با ابداع پوشش‌هاي لعابي پودري جديد مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و تغييرات جوي كه ماده تشكيل‌دهنده آنها پلي استر (polyester) است، Ganzline توانايي كاهش دماي پخت از 180 درجه سانتيگراد به 160 درجه سانتيگراد را دارا است. با وجود دماي فرآيند پاييني يك پوشش لعابي پودري پلي‌استر از ماده Primid كه ساخته شود تيره نمي‌شود.

    با توجه به شرايط گفته شده هنگامي كه پودر بيش از حد پخته مي‌شود باعث مي‌شود كه لايه‌هاي دوگانه حتي در شرايط دشوار جوي مانند مناطق ساحلي كارايي مناسبي از خود نشان دهند.


    مترجم: علي غفوري
    منبع: استيل تايمز


  5. #35
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    آشنايي با انواع چدن هاي معمولي


    چدن هاي عمومي شامل آلياژهاي با منظور و مقاصد ويژه از جمله چدنهاي سفيد و آلياژي مي باشند که براي مقاومت در برابر سايش ، خوردگي و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گيرند.

    اين چدن ها چزو بزرگترين گروه آلياژهاي ريختگي بوده و براساس شکل گرافيت به انواع زير تقسيم می‌شوند:

    ◄ چدن هاي خاکستري ورقه اي يا لايه اي:

    چدن هاي خاکستري جزو مهمترين چدن هاي مهندسي هستند که کاربردي زياد دارند نام اين چدن ها از خصوصيات رنگ خاکستري سطح مقطع شکست آن و شکل گرافيت مشتق می‌شود.خواص چدن هاي خاکستري به اندازه ، مقدار و نحوه توزيع گرافيت‌ها و ساختار زمينه بستگي دارد. خود اين‌ها نيز به کربن و سيليسيم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنين روي مقادير جزئي عناصر ، افزودنی‌هاي آلياژي ، متغيرهاي فرايندي مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زني و سرعت خنک شدن بستگي پيدا می‌کنند. اما به طور کلي اين چدن ها ضريب هدايت گرمايي بالايي داشته، مدول الاستيستيه و قابليت تحمل شوکهاي حرارتي کمي دارند و قطعات توليدي از اين چدن ها به سهولت ماشينکاري و سطح تمام شده ماشينکاري آنها نيز مقاوم در برابر سايش از نوع لغزشي است. اين خواص آنها را براي ريختگي هايي که در معرض تنش‌هاي حرارتي محلي با تکرار تنشها هستند، مناسب می‌سازد. افزايش ميزان فريت در ساختار باعث استحکام مکانيکي خواهد شد. اين نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدني بدنه موتورها مشاهده مي شود ديواره نازک و لاغر سيلندر داراي زمينه‌اي فريتي و قسمت ضخيم نشيمنگاه يا تاقان‌ها زمينه‌اي با پرليت زياد را پيدا می‌کند. همچنين در ساخت ماشين آلات عمومي ، کمپرسورهاي سبک و سنگين ، قالب‌ها ، ميل لنگ‌ها ، شير فلکه‌هاو اتصالات لوله‌ها و غيره از چدنهاي خاکستري استفاده می‌شود.

    ◄ چدن هاي ماليبل يا چکش خوار:

    چدن هاي چکش خوار با ديگر چدن ها به واسطه ريخته گري آنها نخست به صورت چدن سفيد فرق می‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربيدهاي شبه پايدار در يک زمينه‌اي پرليتي است بازپخت در دماي بالا که توسط عمليات حرارتي مناسب دنبال می‌شود باعث توليد ساختاري نهايي از توده متراکم خوشه‌هاي گرافيت در زمينه فريتي يا پرليتي بسته به ترکيب شيميايي و عمليات حرارتي می‌شود. ترکيب به کار برده شده براساس نيازهاي اقتصادي ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان توليد ريخته‌گري انتخاب می‌شود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عمليات حرارتي خوب و سريعي با سيلکي کوتاه می‌شود و در ضمن مقاومت مکانيکي را نيز اصلاح می‌نمايد. تاثير عناصر به مقدار بسيار کم در اين چدن ها دست آورد ديگري در اين زمينه هستند. Te و Bi تشکيل چدن سفيد در حالت انجماد را ترقي داده، B و Al موجب اصلاح قابليت بازپخت و توام با افزايش تعداد خوشه‌هاي گرافيت می‌شود ميزان Mn موجود و نسبت Mn/S براي آسان کردن عمل بازپخت می‌بايستي کنترل گردد. عناصري از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است براي بدست آوردن مقاومت بالاتر يا افزايش مقاومت به سايش و خوردگي به چدن افزود. دليل اساسي براي انتخاب چدن هاي چکش خوار قيمت تمام شده پايين و ماشينکاري راحت و ساده آنهاست. کاربردهاي آنها در قطعات اتومبيل قطعات کشاورزي ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتريکي و قطعات مورد استفاده در صنايع معدني است.

    ◄ چدن هاي گرافيت کروي يا نشکن:

    اين چدن در سال 1948 در فيلادلفياي آمريکا در کنگره جامعه ريخته گران معرفي شد. توسعه سريع آن در طي دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طي سال هاي 1960 روبه افزايش نهاده و توليد آن با وجود افت در توليد چدن ها پايين نيامده است. شاخصي از ترکيب شيميايي اين چدن به صورت کربن 3.7% ، سيليسيم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منيزيم 0.04% است. وجود منيزيم اين چدن را از چدن خاکستري متمايز می‌سازد. براي توليد چدن گرافيت کروي از منيزيم و سريم استفاده می‌شود که از نظر اقتصادي منيزيم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازيابي بهتر منيزيم برخي از اضافه شونده‌هايي از عناصر ديگر با آن آلياژ می‌شوند و اين باعث کاهش مصرف منيزيم و تعديل کننده آن است. منيزيم ، اکسيژن و گوگرد زدا است. نتيجتا منيزيم وقتي خواهد توانست شکل گرافيتها را به سمت کروي شدن هدايت کند که ميزان اکسيژن و گوگرد کم باشند. اکسيژن‌زداهايي مثل کربن و سيليسيم موجود در چدن مايع اين اطمينان را می‌دهند که باعث کاهش اکسيژن شوند ولي فرايند گوگردزدايي اغلب براي پايين آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهاي اين چدن ها در خودروسازي و صنايع وابسته به آن مثلا در توليد مفصل‌هاي فرمان و ديسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت هاي بالا مثل شير فلکه‌ها و اتصالات براي طرحهاي بخار و شيميايي غلتکهاي خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهيزات الکتريکي کشتی‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غيره است.

    ◄ چدن هاي گرافيت فشرده يا کرمي شکل:

    اين چدن شبيه خاکستري است با اين تفاوت که شکل گرافيت‌ها به صورت کروي کاذب ، گرافيت تکه‌اي با درجه بالا و از نظر جنس در رديف نيمه نشکن قرار دارد. می‌توان گفت يک نوع چدني با گرافيت کروي است که کره‌هاي گرافيت کامل نشده‌اند يا يک نوع چدن گرافيت لايه‌اي است که نوک گرافيت گرد شده و به صورت کرمي شکل درآمده‌اند. ايت چدن ها اخيرا از نظر تجارتي جاي خود را در محدوده خواص مکانيکي بين چدن هاي نشکن و خاکستري باز کرده است.
    ترکيب آلياژ موجود تجارتي که براي توليد چدن گرافيت 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 بقيه Fe. چدن گرافيت فشرده در مقايسه با چدن خاکستري از مقاومت به کشش ، صلبيت و انعطاف‌پذيري ، عمر خستگي ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دماي بالا و برتري بازمينه‌اي يکسان برخوردار است و از نظر قابليت ماشينکاري ، هدايت حرارتي نسبت به چدن هاي کروي بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگي برتر از ساير چدن ها است. در هر حال ترکيبي از خواص مکانيکي و فيزيکي مناسب ، اين چدن ها را به عنوان انتخاب ايده آلي جهت موارد استعمال گوناگون مطرح می‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگي آنها را براي قالبهاي شمش‌ريزي مناسب می‌سازد. نشان دادن خصوصياتي مطلوب در دماهاي بالا در اين چدن ها باعث کاربرد آنها براي قطعاتي از جمله سر سيلندرها ، منيفلدهاي دود ، ديسکهاي ترمز ، ديسکها و رينگهاي پيستون شده است.

    ◄ چدن هاي سفيد و آلياژي مخصوص :
    کربن چدن سفيد به صورت بلور سمانتيت (کربيد آهن ، Fe3C) می‌باشد که از سرد کردن سريع مذاب حاصل می‌شود و اين چدن ها به آلياژهاي عاري از گرافيت و گرافيت‌دار تقسيم می‌شوند و به صورتهاي مقاوم به خوردگي ، دماي بالا، سايش و فرسايش می‌باشند.

    ◄ چدن هاي بدون گرافيت:

    شامل سه نوع زير مي باشد:
    چدن سفيد پرليتي:

    ساختار اين چدنها از کاربيدهاي يکنواخت برجسته و توپر M3C در يک زمينه پرليتي تشکيل شده است. اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولي بی‌نهايت شکننده هستند لذا توسط آلياژهاي پرطاقت ديگري از چدن هاي سفيد آلياژي جايگزين گشته‌اند.

    چدن سفيد مارتنزيتي (نيکل- سخت):

    نخستين چدن هاي آلياژي که توسعه يافتند آلياژهاي نيکل- سخت بودند. اين آلياژها به طور نسبي قيمت تمام شده کمتري داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهيه شده و چدن هاي سفيد مارتنزيتي داراي نيکل هستند. Ni به عنوان افزايش قابليت سختي پذيري براي اطمينان از استحاله آستنيتي به مارتنزيتي در طي مرحله عمليات حرارتي به آن افزوده می‌شود. اين جدن ها حاوي Cr نيز به دليل افزايش سختي کاربيد يوتکتيک هستند. اين چدنها داراي يک ساختار يوتکتيکي تقريبا نيمه منظمي با کاربيدهاي يکنواخت برجسته و يکپاره M3C هستند که بيشترين فاز را در يوتکتيک دارند و اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند.
    چدن سفيد پرکرم:

    چدن هاي سفيد با Cr زياد ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر خوردگي ، حرارت و سايش را دارا هستند اين چدنها مقاومت عالي به رشد و اکسيداسيون در دماي بالا داشته و از نظر قيمت نيز از فولادهاي ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهايي که در معرض ضربه و يا بازهاي اعمالي زيادي نيستند به کار برده می‌شوند اين چدنها در سه طبقه زير قرار می‌گيرند:

    1.چدنهاي مارتنزيتي با Cr %12-28
    2.چدنهاي فريتي با 34-30% Cr
    3.چدنهاي آستنيتي با 30-15%Cr و 15-10% Niبراي پايداري زمينه آستنيتي در دماي پايين.

    طبقه بندي اين چدنها براساس دماي کار ، عمر کارکرد در تنش هاي اعمالي و عوامل اقتصادي است. کاربرد اين چدنها در لوله‌هاي رکوپراتو ، ميله ، سيني ، جعبه در کوره‌هاي زينتر و قطعات مختلف کوره‌ها، قالب‌هاي ساخت بطري شيشه و کاسه نمدهاي فلکه‌ها است.

    ◄ چدن هاي گرافيت دار:
    چدن هاي آستنيتي:

    شامل دو نوع (نيکل- مقاوم) و نيکروسيلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر حرارت و خوردگي را دارا هستند. اگرچه چدن هاي غير آلياژي به طور کلي مقاوم به خوردگي بويژه در محيط هاي قليايي هستند، اين چدنها به صورت برجسته‌اي مقاوم به خوردگي در محيط هايي مناسب و مختص خودشان هستند. چدن هاي نيکل مقاوم آستنيتي با گرافيت لايه‌اي که اخيرا عرضه شده‌اند از خواص مکانيکي برتري برخوردار بوده ولي خيلي گران هستند. غلظت نيکل و کرم در آنها بسته به طبيعت محيط خورنده شان تغيير می‌کند. مهمترين کاربردها شامل پمپهاي دنده‌اي حمل اسيد سولفوريک، پمپ خلا و شيرهايي که در آب دريا مصرف می‌شوند، قطعات مورد استفاده در سيستم‌هاي بخار و جابه‌جايي محلول‌هاي آمونياکي، سود و نيز براي پمپاژ و جابجايي نفت خام اسيدي در صنايع نفت هستند.

    چدن هاي فريتي:

    شامل دو نوع زير می‌باشد: چدن سفيد 5% سيليسيم در سيلال که مقاوم در برابر حرارت می‌باشد و نوع ديگر چدن پرسيليسيم (15%) که از مقاومتي عالي به خوردگي در محيطهاي اسيدي مثل اسيد نيتريک و سولفوريک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن هاي نيکل- مقاوم ، عيب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگ‌زني می‌توان ماشينکاري نمود. مقاومت به خوردگي آنها در برابر اسيدهاي هيدروکلريک و هيدروفلوريک ضعيف است. جهت مقاوم سازي به خوردگي در اسيد هيدروکلريک می‌توان با افزودن Si تا 18-16% ، افزودن Cr%5-3 يا Mo %4-3 به آلياژ پايه ، اقدام نمود.

    چدن هاي سوزني:

    در اين چدنها Al به طور متناسبي جانشين Si در غلظت هاي کم می‌گردد. چدن هاي آلياژهاي Alدار تجارتي در دو طبقه بندي يکي آلياژهاي تا Al %6 و ديگري Al%18-25 قرار می‌گيرند. Al پتانسيل گرافيته‌شدگي را در هر دوي محدوده‌هاي ترکيبي ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستري بدست می‌ايد. اين آلياژ به صورت چدنهاي گرافيت لايه‌اي ، فشرده و کروي توليد می‌شوند. مزاياي ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتي و تمايل به گرافيته شدن و سفيدي کم می‌باشند که قادر می‌سازند قطعات ريختگي با مقاطع نازک‌تر را توليد کرد. چدن هاي با Al کم مقاومت خوبي به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابليت ماشينکاري مناسبي را نيز دارا هستند. محل هاي پيشنهادي جهت کاربرد آنها منيفلدهاي دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهاي ديسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سيلندرها، ميل بادامکها و رينگهاي پيستون هستند. وجود Al در کنار Si در اين نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانيکي خوب توام با مقاومت به پوسته‌ شدگي در دماهاي بالا می‌شود. اين آلياژها مستعد به تخلخل‌هاي گازي هستند. آلومينيوم حل شده در مذاب مي توان با رطوبت يا هيدروکربنهاي موجود در قالب ترکيب شده و هيدروژن آزاد توليد کند. اين هيدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مک‌هاي سوزني شکل در انجماد می‌شود.

  6. #36
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    کوره تونلی و کوره هوفمن

    کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد [1] و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.

    ◄ ساختار کورهٔ تونلی:
    کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد.
    دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.



    ◄ مزایای کورهٔ تونلی:
    استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:
    کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
    افزایش کیفیت تولید
    تشابه کیفی محصولات
    افزایش سرعت تولید
    کاهش نیروی انسانی
    کاهش مصرف انرژی
    کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی

    ◄ کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال:
    کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند.



    ◄ کوره هوفمن:
    کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.

    ◄ چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن:
    کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.
    در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

    هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
    هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.
    با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.

    ◄ انواع کورهٔ هوفمان:
    کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

    کورهٔ حلقوی
    کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
    کورهٔ بوکس (Bocks)
    کورهٔ هاریزن (Harrizon)


    اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود.

  7. #37
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    نقش پوشش‌هاي اسپري حرارتي در صنعت فولاد



    پوشش‌دهي اسپري حرارتي چيست؟

    پوشش‌دهي اسپري حرارتي فرآيندي است براي نشاندن لايه‌هاي نازک از يک پوشان فلزي بر روي سطح مورد نظر که منجر به ايجاد خواص ويژه‌اي بر روي سطح مي‌شود.

    مواد پوشان چه به صورت پودر يا به شکل مفتول، ابتدا در داخل يک منبع حرارتي ذوب مي‌شود و سپس با سرعت بسيار بالا از مخزن به بيرون رانده مي‌شود و به شدت به سطح آماده شده برخورد مي‌کند و تشکيل يک لايه نازک متراکم محافظتي را مي‌دهد.


    انواع فرآيندهاي پوشش‌دهي اسپري حرارتي؟

    فرآيندهاي پوشش‌دهي اسپري براساس شکل ماده پوشان و منبع حرارتي مورد استفاده به روش‌هاي زير طبقه بندي مي‌شوند:

    پوشش‌دهي اسپري انفجاري، پوشش‌دهي اسپري پلاسما، پوشش‌دهي اسپري قوس سيمي، پوشش‌دهي اسپري شعله‌اي سيمي، پوشش‌دهي اسپري شعله‌اي پودري و پوشش‌دهي اسپري به روش HVOF
    (High Velocity Oxy-Fuel) يا سوخت اکسي با سرعت بالا.


    خواص ويژه ايجاد شده توسط پوشش‌دهي اسپري حرارتي

    يکي از دلايل استفاده ازپوشش‌دهي اسپري حرارتي رسيدن به خواص سطحي ويژه زير است:

    محافظ در برابر خوردگي فيزيکي، محافظ در برابر سايش، محافظ در برابر فرسودگي، محافظ در برابر برش، محافظ در برابر کشش سطحي، محافظ در برابر خراش، محافظ در برابر سوراخ شدن، محافظ در برابر خوردگي شيميايي، خوردگي ناشي از تاثيرات جوي، خواص محافظ در برابر خوردگي الکتريکي ـ پوشش‌هادي ـ پوشش‌هاي مقاومتي محافظ در برابر حرارت و اکسيداسيون و در نهايت پوشش‌هاي محافظ در برابر سايش و خراش با قابليت ترميم مجدد ابعاد.

    پوشان‌ها از مواد مختلفي از قبيل سراميک‌ها، کاربيدها، برخي فلزات و آلياژها و سرمت (ترکيبي از سفال و فلز) ساخته مي‌شوند.


    کاربرد پوشش‌هاي اسپري حرارتي در صنعت فولاد

    پوشش‌هاي اسپري حرارتي به‌دليل عملکرد نوعي فراگيرشان، کاربرد گسترده‌اي در صنعت فولاد دارند. فرآيندهاي متفاوت اسپري حرارتي براي پوشش‌دهي قطعات مختلف با توجه به نوع کاربرد خدماتي آن مورد استفاده قرار مي‌گيرند. صنعت فولاد، يکي از مهمترين زير ساختارهاي صنعتي است که با مشکلات بسياري دست و پنجه نرم مي‌کند. وزن سنگين پوشش‌هاي فولادي، خوردگي و مشکلات بعدي محصولات با کيفيت نامناسب برخي از مشکلات بزرگي هستند که صنعت فولاد با آنها روبه‌رو است. طي دوره‌هايي از زمان در سراسر جهان اين امر اثبات شده که پوشش‌هاي به‌دست آمده به روش پوشش‌دهي اسپري انفجاري در مقابل چالش‌هاي پاسخگويي به نيازهاي خواص سطحي صنايع فولادي بسيار مفيد هستند.


    مزاياي تکنولوژي پوشش‌هاي اسپري انفجاري (DEE GUN)

    در اين فرآيند مواد پوشان بر اثر انفجار اکسيژن و گاز سوختني به شکل پودر بر روي سطح مورد نظر تزريق مي‌شوند که ذوب مي‌شود و با سرعت بسيار زياد از داخل لوله بلند گان (gun) شليک مي‌شود و به سطح مورد نظر برخورد کرده و بر روي آن پوشش يکنواختي ايجاد مي‌کند. به‌دليل سرعت بسيار بالاي برخورد، پوشش حاصل بسيار متراکم (ضريب تخلخل کمتر از يك درصد)، سخت و مقاوم در برابر سايش است همچنين اين پوشش داراي چسبندگي مناسبي با ماده پايه است. دماي لايه در طي پوشش‌دهي اسپري انفجاري هرگز از 150 درجه سانتيگراد تجاوز نمي‌کند و از اين رو در ماده پايه هيچ‌گونه تغييرات متالورژيکي روي نخواهد داد و نيز هيچ‌گونه اعوجاجي در قطعه موردنظر ايجاد نخواهد شد.


    روش‌هاي پلاسما براي صنعت فولاد

    در اينجا ما به بررسي برخي از موارد کاربردهاي مهم از قبيل نورد سرد، آنيلينگ و بخش‌هاي گالوانيزه در صنعت فولاد و پوشش‌هايي براي افزايش طول عمر اين قطعات مي‌پردازيم.


    نورد bridle

    از مهمترين ملزومات نورد bridle قرار دادن مواد مقاوم بين دستگاه نورد و کويل است که سطح نورد را از هرگونه سايش و عيوب در امان نگه مي‌دارد با توجه به اين که ماده محافظ به داخل کويل نيز نفوذ نمي‌کند. دماي کاري محافظ درحدود 550 درجه سانتيگراد است که در اين دما سختي خود را از دست نمي‌دهد و دچار اکسيداسيون و ديگر عوارض تاثيرات دماي بالا نمي‌شود. قدرت گرفتن کويل با اصطکاک کنترل شده و پرداخت نهايي نبايد هيچ‌گونه لغزشي در کويل به‌وجود آيد تا تاثير منفي بر روي سطح کويل نداشته باشد.


    روش پلاسما: DEE-GUN به‌کار برده شده در پوشش‌دهي به روش کاربيد تنگستن

    پوشش‌دهي ويژه کاربيد تنگستن به همان روش فرآيند پوشش‌دهي اسپري انفجاري (DEE-GUN) انجام مي‌شود. فرآيند پوشش‌دهي اسپري انفجاري پوشش‌هايي با باندي مستحکم ايجاد مي‌کند که بسيار متراکم هستند (ضريب تخلخل کمتر از يک درصد) و حاصل آن يک پوشش با مقاومت بالا در برابر سايش است. بافت اسپري پوشش کاملا محکم است و در ملزومات آماده‌سازي سطح مي‌توان پرداخت نهايي بيشتري را روي آن اعمال كرد. به‌طور معمول سطح نهايي براي نورد bridle بين 2 تا 5 ميکرون است که همين امر موجب مقاومت بالاي آن در برابر سايش است و خصوصيات سطح ابتدايي حاصل از نورد bridle داراي پايداري بيشتر از يک دوره طولاني در مقايسه با صفحات سخت کروم يا سطوح تحت فرآيند نورد bridle مشابه است. اين امر موجب مي‌شود تا هيچ‌گونه افت و لغزشي در طي فرآيند نورد کويل به‌وجود نيايد كه در نهايت منجر به افزايش کارايي و کيفيت محصول مورد نظر مي‌شود. ترکيب پوشش به اين‌گونه است که پايداري پوشش در مقابل اکسيداسيون و کاهش سختي در دماي کاري مطلوب است. به دليل استحکام سايشي، سختي بالا و ناپايداري کاربيدهاي موجود هيچ ماده‌اي بين سطح نورد و کويل کنده نمي‌شود و حاصل آن يک محصول با پايداري کيفي مطلوب است.

    خواص پوشش ذکر شده به شرح زير است:

    سختي = 1150Hv

    استحکام کششي باند >10000psi

    ضخامت <1/0 ميليمتر

    ضريب تخلخل <1%


    نورد‌هاي کوره‌اي

    سطح نورد‌هاي کوره‌اي نياز به ويژگي‌هاي خاصي از قبيل مقاومت در برابر اکسيداسيون و سايش دارد تا منجر به متلاشي شدن (spalling) دستگاه نشود و ابعاد نورد را نيز کاهش مي‌دهد و در نهايت عمر نورد را پايين مي‌آورد. از اين رو نبايد اجازه هيچ‌گونه افت و لغزشي به کويل داده شود که معمولا به دليل پوشش‌هاي غير يکنواخت اتفاق مي‌افتد.


    روش‌هاي پلاسما: DEE-GUN به‌کار برده شده در پوشش‌دهي

    با توجه به اين که مسير نورد از مناطق دمايي مختلفي در کوره مي‌گذرد، پلاسما دو فرآيند پوشش‌دهي متفاوت را براي نوردهاي کوره‌اي اعمال مي‌کند. يکي از اين فرآيندها روش پوشش‌دهي کاربيد کروم است. آلياژ دماي بالا به اضافه سرمت (سراميک فلز) پوشش کاربيد کروم اين Dee-Gun داراي خواص ويژه زير است:

    مقاوم در برابر سايش، خاصيت محافظ حرارتي (تقريبا تا بالاي 750 درجه سانتيگراد)، مقاوم در برابر اکسيدشدگي و خراش، مقاوم در ترک خوردگي در دماهاي عملياتي و چرخه معمول فرآيند، در اين روش مواد محافظ بين سطح نورد و کويل قرار مي‌گيرند و هيچ واکنشي بين فولاد يا عناصر آلياژي پوشش رخ نمي‌دهد. از خواص اين پوشش مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

    سختي =775 Hv

    استحکام کششي باند > 1000 psi

    ضخامت <1/0 ميليمتر

    ضريب تخلخل < يك درصد

    با توجه به وجود آلياژهاي مقاوم در دماي بالا و با افزودن سرمت اين Dee-Gun به‌کار رفته در پوشش موجب ايجاد خواص زير مي‌شود:

    مقاومت در برابر سايش، محافظ حرارتي (تا دماهاي بالاتر از 1100 درجه سانتيگراد)، محافظ در برابر اکسيد شدن و خراش، مقاوم در ترک خوردگي در دماهاي عملياتي و چرخه معمول فرآيند، در اين روش مواد محافظ بين سطح نورد و کويل قرار مي‌گيرند و هيچ واکنشي بين فولاد يا عناصر آلياژي پوشش رخ نمي‌دهد. از خواص اين پوشش مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

    سختي = 800 Hv

    استحکام کششي باند > 1000 psi

    ضخامت <1/0 ميليمتر

    ضريب تخلخل < يك درصد


    نورد غوطه‌وري

    در اين روش محصول نورد در درون حمامي از فلز مذاب روي آميخته با کف غني از فلز فرو برده مي‌شود و جذب کويل مي‌شود. همچنين توسط روي مذاب پوشيده مي‌شود که اين امر منجر به فرورفتگي و برجستگي مي‌شود. همه اين‌ها عواملي هستند که بر روي سطح کويل تاثير مي‌گذارند.


    روش‌هاي پلاسما

    با توجه به Dee-Gun به‌کار رفته در پوشش‌دهي کاربيد معمولا اين روش را براي محصولات نورد غوطه‌وري به کار مي‌برند که خواص زير را به همراه خواهد داشت:

    مقاوم در برابر روي مذاب، مقاوم در برابر سايش توسط مواد پسماند فلز، مقاوم در برابر مواد کنده شده.

    با توجه به موارد ذکر شده در مورد اين پوشش مي‌توان انتظار داشت که عمر نوردهاي غوطه‌وري در مقايسه با نوردهاي بدون پوشش تا چند برابر افزايش مي‌يابد.

    مقادير خواص مکانيکي اين پوشش به شرح زير است:

    سختي > 1000 Hv

    استحکام کششي باند > 1000 psi

    حداکثر دماي پايداري = 550 درجه سانتيگراد

    ضخامت <1/0 ميليمتر

    ضريب تخلخل < يك درصد


    نتيجه نهايي

    با توجه به مطالب گفته شده در حال حاضر با وجود فرآيند پوشش‌دهي به روش اسپري انفجاري (Dee-Gun) امکان مقابله با فرسايش‌هاي مختلف و مشکلات ناشي از خوردگي که در پيش روي صنعت فولاد قرار دارند، به‌وجود آمده است. علاوه بر روش‌هاي پوشش نامبرده شده در بالا، شرکت‌ها در مرحله گسترش و ابداع بسياري ديگر از روش‌ها و محلول‌هاي پوشش‌دهي محصولات صنعت فولاد قرار دارند.

    روش پلاسماي شرکت A.P. يک پوشش‌دهي اسپري حرارتي با گواهي ايزو 2000ـ9001 تاييد شده بوده و راه‌حل‌هايي براي مقابله با مشکلات ناشي از خوردگي که توليدکنندگان فولاد با آن دست و پنجه نرم مي‌کنند، ارائه مي‌دهد. در سال 1988، شرکت توانايي خود را در ارائه راه‌حل‌هاي عملي براي مقابله با فرسايش مختلف و مشکلات ناشي از خوردگي در صنعت فولاد به اثبات رساند. يکي از بخش‌هاي برنامه گسترده شرکت فرآيند پلاسما بود که با تکنولوژي پوشش‌دهي اسپري انفجاري مطرح شد.

    با توجه به قابليت دسترسي تکنولوژي پوشش‌دهي اسپري انفجاري، در حال حاضر فرآيند پلاسما راه‌حل‌هاي وسيعي را براي فرسايش و مشکلات ناشي از خوردگي در صنعت فولاد ارائه داده است.


    مترجم: كمال‌الدين غفوري
    منبع: ورلد‌استيل

  8. #38
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    متدی جدید در دسته بندی عیوب ریختگی

    دسته اول: عيوب حفره اي يا مك
    شامل دو دسته گازي و انقباضي است.
    حفره گازي: به دليل عدم گاززدايي موفق در فرآيند كنترل كيفي مذاب است.
    حفره انقباضي: به دليل عدم طراحي مناسب تغذيه و سيستم راهگاهي است.

    دسته دوم: عيوب آخالي
    شامل آخال سرباره، آخال گرافيتي و از قبيل چنين عيوبي.
    آخال: آخال تنها دليل اين دسته عيوب است، بطور كلي آخال به كليه ي ناخالصيهاي تركيبي فلزي و غيرفلزي گفته ميشود كه در فلز مذاب به وجود مي‌آيند. آخالها، شامل مجموعه اكسيدهاي ساده ، سولفيدها ، نيتريدها، كلرورها و... ياتركيبات مختلف آنها هسند. آخال، روي خواص مكانيكي، متالورژيكي ، فيزيكي و ريخته گري فلزات تأثير مهمي دارد.

    دسته سوم: عيوب فشرده
    شامل نرمي و سختي پيش از حد در مناطقي از قطعه ي ريختگي است.
    كنترل: تنها عامل عدم بروز اين عيب، كنترل قطعه قبل و بعد از بارريزي در بوته و بخصوص در تركيبات مذاب و سپس در سرد كردن قطعه ي ريختگي است.

    دسته چهارم: عيوب انقباضي
    شامل انقباض گوشه، انقباض ماهيچه و از قبيل چنين عيوبي.
    تغذيه: اين عيب از لحظاتي با دسته ي اول مشابه است اما در اين دسته بندي عيوب گازي جايي ندارد و صرفاً عيب از مک به حفره هاي بزرگ تبديل مي‌شود. تنها عامل، عدم استفاده از تغذيه مناسب براي جبران مذاب در حين انجماد است.

    دسته پنجم: عيوب پارگي و ترك
    شامل سردشكني، گرم شكني ، پارگي گرم، پارگي سرد و از قبيل چنين عيوبي.
    سرد شدن: پارگي هاي گرم و ترك ها در حين سرد شدن قطعات و در نتيجه تنش هاي كششي دروني به وجود مي آيد. اين عيوب از لحاظ ظاهر شبيه به هم بوده اما از لحاظ دليل به وجود آمدن مي تواننند به گروههاي مختلفي تقسيم شوند، كه در قسمت بعد به آن اشاره مي شود.

    دسته ششم: عيوب آلياژي
    شامل ضعف پيش از حد در خواص مكانيكي و قابليت هاي ماشينكاري ريخته‌گري و به طور كلي روشهاي توليد است.
    مهندس آلياژ ساز: استفاده نابجا و يا افزايش و كاهش استفاده از يك يا چند عنصر آلياژي در مذاب علت اين سري عيوب است كه دليل عمده اين مشكل عدم توانايي آناليز مذاب توسط مهندس آلياژ ساز مي باشد.

    دسته هفتم: عيوب تكنيكي
    شامل راه شكن، كم آمد، دو پوستگي است.
    تكنسين ها: دليل اصلي بروز اين عيب عدم توانايي بارريز براي محاسبه ي مقدار وزن مذاب باقي مانده براي قالب مورد نظر است و حتي در عيب راه شكن عامل اصلي ، واحد تميزكاري و قالبگيري مي باشند.

  9. #39
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    جنبه فنی اقتصادی تغلیظ و گندله‌سازی



    مقدمه

    هندوستان بزرگترین تولیدکننده آهن اسفنجی در جهان است. کل ظرفیت ناخالص این کشور حدود 30 میلیون تن در سال است که تقریبا 80 درصد آن توسط واحدهای زغالی بهره‌برداری می‌شوند.

    به‌زودی 12 میلیون تن دیگر به ظرفیت این واحدهای زغالی افزوده خواهد شد. برای تولید این میزان آهن اسفنجی مورد نیاز به 50 میلیون تن سنگ‌آهن مرغوب نیاز است که به‌دلیل مصرف بالای آن تولیدکنندگان بالاجبار به عیار پایین‌تر سنگ‌آهن یعنی 63ـ62 درصد روی آورده‌اند.

    استفاده از سنگ‌آهن با عیار پایین هزینه تولید را بالا بوده و در نتیجه تولید مواد زائد آن نیز افزایش یافته و از راندمان کوره ذوب کاسته است و در نهایت مصرف انرژی نیز به ازای تولید هر تن فولاد مذاب افزایش یافته است.

    با توجه به رشد بی‌سابقه تقاضای فولاد هند و چین، تقاضا برای سنگ‌آهن مرغوب روزانه افزایش یافته و از ذخایر معدنی آن با سرعت بیشتری کاسته شده و در نتیجه نیاز به واحدهای تغلیظ و آگلومراسیون لحظه به لحظه افزوده می‌شود. روش‌های مختلف تغلیظ و به‌دنبال آن آگلومراسیون، جنبه فنی اقتصادی آن و روش بهینه تبدیل مواد اولیه به مواد تغذیه‌ای در هند در این مقاله مطرح شده است.


    تغلیظ‌کننده‌ها

    هدف از تغلیظ سنگ‌آهن رسیدن به یک کیفیت و عیار لازم برای تغذیه کوره است.

    این فرآیند برای انواع مواد تغذیه‌ای طراحی می‌‌شود که پس از انجام تست‌های متعددی به‌دست می‌آید. بنابراین هزینه کارخانه و تجهیزات با توجه به نیازها متغیر خواهد بود. باید اقتصادی‌‌ترین کارخانه را انتخاب کرد که بتواند مواد تغذیه‌ای متفاوتی را مصرف کرده تا پس زدن آن حداقل باشد.

    به‌طور در طی آتشباری و عملیات سایزبندی سنگ‌آهن 35 درصد نرمه (fines) تولید می‌شود و 15 درصد تا 25 درصد لجن در واحد شست‌وشو ایجاد می‌کند. لجن در سد باطله به‌عنوان مواد باطله تهدیدی است برای محیط‌زیست. سنگ‌آهن نرمه معمولا ماهیتا لاتریتیک (Lateritic) بوده و از نظر کانی‌شناسی هماتیت و goethite است. سنگ‌آهن و لجن حدودا دارای 58 درصد آهن، مقدار بالایی آلومینا (بالای 8 درصد) و سیلیکا (8 درصد) است. معمولا از نظر کیفی عیار سنگ‌آهن برای تغذیه اکثر کارخانه‌ها 64 درصد آهن است. افزایش یک درصد عیار سنگ تغذیه 2 درصد بهره‌وری چدن مذاب را افزایش داده و نیاز به کک را تا 8/1 درصد در کوره‌بلند کاهش می‌دهد. یک مطالعه موردی در خصوص نحوه فرآیند تغلیظ سنگ‌های باطله در استان اوریسا هند به‌شرح زیر انجام شده است.


    شست‌وشو و سایزبندی

    اندازه سنگ‌آهن خام 30ـ0 میلیمتر و دارای مقدار زیادی خاک رس چسبنده است که به آن چسبیده است. این سنگ‌های باطله نیاز به یک سری پیش عملیات برای حذف رس (مواد معدنی باطله) چسبیده به بدنه آن را دارد. این کار از طریق شست‌وشو انجام می‌شود. مشکل بتوان برای شست‌وشو در زمانی که روش پراکندگی و ته‌نشینی (dispersion-cum-settling) به‌کار گرفته می‌شود و از عوامل فعال سطحی استفاده می‌شود آب معمولی مصرف کرد. تجهیزات استفاده شده برای شست‌وشوی سنگ‌آهن شامل دستگاه‌های رده‌بندی، دستگاه شست‌وشوی Log، دستگاه شست‌وشوی بشکه‌ای و دستگاه شست‌وشوی غربالی هستند. در حالی کنونی از دستگاه شست‌وشوی غربالی استفاده می‌شود.

    مواد تغذیه شونده به غربالی با مشخصات 30ـ0 میلیمتر ریخته می‌شود و سایز بزرگ 15+ میلیمتری توسط یک آسیاب مخروطی به ذرات 15ـ0 میلیمتری خرد می‌شود. سپس اندازه 15ـ0 میلیمتری به یک دستگاه رده‌بندی اسپیرال تغذیه می‌شود تا به ذرات 21/-0 میلیمتری به‌عنوان لجن سرریز تبدیل شود. این لجن‌ها به یک تغلیظ‌کننده با درجه بالا پمپ می‌شود تا آب گردشی آن بازیافت شود.

    پس از آن خروجی دستگاه رده‌بندی‌کننده به یک غربال ریخته می‌شود تا ذرات 5/1 میلیمتری آن را جدا کند. اندازه‌های سرزیر 15ـ5/1 میلیمتری از غربال به یک جیگ (Jig) ضربانی هوایی ریخته می شود تا عیار سنگ از طریق جداسازی ثقلی افزایش پیدا کند. سنگ‌آهن با سنگینی بالاتر ته‌نشین شده و به یک غربال خشک با 5 میلیمتر اندازه ریخته می‌شود تا کنسانتره‌ای 5ـ5/1 میلیمتری و 15ـ5 میلیمتری تولید کند.

    ذراتی به ابعاد 5/1ـ21/0 میلیمتری به حوضچه قبل از صاف شدن ریخته شده و سرریز حوضچه به تعدادی هیدروسیلکون پمپ می‌شود. آب سرریز هیدروسیکلون به یک جیگ ریخته می‌شود و لجن غلیظ رسوب کرده به یک غربال لجن با فرکانس بالا تغذیه می‌شود تا ذرات ریز آن جدا شده و آب آن بازیافت گردد. این ذرات ریز مجددا نسبت به وزن خود به یک تغلیظ‌کننده با درجه بالا ریخته می‌شود. لجن قبل از تصفیه که در زیر رسوب کرده است به یک رده‌بندی‌کننده اسپیرال با سرعت آهسته (sssc) ریخته می‌شود تا آب نرمه کمتر شود.

    سنگ گرید 15ـ5/1 میلیمتری تا 55+ درصد آهن به 63 درصد آهن با کل بازیافت 43 درصدی بهبود می‌یابد. بازیافت 15ـ5 میلیمتری 33 درصد و 5ـ5/1 میلیمتری 10 درصد است.


    آسیاب و جداسازی مغناطیسی نرمه‌ها

    اندازه تغذیه کمتر از 5 میلیمتری را نمی‌توان در کوره آهن اسفنجی و کوره بلند استفاده کرد. بنابراین نرمه‌های 5ـ میلیمتری وارد مرحله آسیاب مقدماتی می‌شود تا اندازه آن به 5/0ـ میلیمتر کاهش پیدا کند.

    این محصول 5/0 میلیمتری مجددا به یک جداساز مغناطیسی‌تر با شدت بالا (WHIMS) تغذیه می‌شود تا با فرآیند بعدی نرمه سنگ‌آهن با عیار 65 درصد به‌دست آید.

    این محصولات با عیار بالا پس از عبور از WHIMS برای آسیاب نهایی و برای تهیه کنسانتره گندله با شکل هندسی مورد نظر آماده می‌شود. WHIMS می‌تواند مواد معدنی مانند هماتیت را که از نظر مغناطیسی ضعیف بوده را جدا کرده و حتی تغذیه آن بسیار ریز است.

    این آسیاب توسط آسیاب توپی یا آسیاب صفحه‌ای (Rod Mill) یا توسط پرس غلطکی (Roller Press) انجام می‌شود. مواد پس‌زده توسط دستگاه تغلیظ‌کننده جدا شده و بیرون ریخته می‌شود. با کشف یا ابداع تکنولوژی تغلیظ‌کننده خمیری سطح لازم برای رفع لجن کاهش یافته و بازیافت آب در گردش به حداکثر می‌رسد.

    هزینه سرمایه‌ای تولید یک واحد تغلیظ 5 میلیون تنی تقریبا 152 کرور روپیه خواهد بود که سهم تجهیزات و ماشین‌آلات از این مبلغ 90 کرور روپیه است.


    گندله‌سازی

    گندله‌سازی نوعی فرآیند آگلومراسیون است که مواد معدنی پودر شده توسط چسب به‌صورت توپ‌های کوچکی درمی‌آید. گندله‌سازی یک تکنولوژی رایجی است که محصولات آن در تولید آهن اسفنجی و نیز تولید فولاد در کوره بلند استفاده می‌شود. در این فرآیند از پودر سنگ‌آهن به‌صورت اقتصادی استفاده می‌شود. تولید گندله توسط یک دیسک یا غلتک صورت می‌پذیرد که پودر سنگ‌آهن توسط چسب بنتونیت و سنگ‌ آهک (گدازنده) درهم غلت خورده و تا حدی نیز آب بدان اضافه می‌شود. سپس این گلوله‌های سبز خشک می‌شوند، پیش گرم شده و در شرایط گرمایی و آتمسفر اکسیداسیون سخت می‌شوند و سپس به‌دقت خنک می‌شوند تا ترکی در آنها ایجاد نشود.

    مشکل این فرآیند سخت کردن گندله‌ها از طریق گرمادهی است تا بتوان به حداقل استحکام 30 کیلوگرم برای هر گندله برسد. شرایط گرمایی 130ـ120 کیلوکالری بر هر کیلوگرم است. منابع گرمایی می‌تواند نفت و گاز یا زغال‌سنگ وارداتی کم خاکستر باشد. میزان درجه حرارت لازم برای مقاوم‌سازی 1300 درجه بوده و برای اقتصادی بودن این فرآیند باید از سوخت مناسبی استفاده کرد.

    سه نوع تکنولوژی برای مقاومت گرمایی به‌کار گرفته می‌شود که یکی تکنولوژی کوره شافتی، آسیاب نوسانی یا فرآیند آسیاب مستقیم (straight grate process) فرآیند کوره آسیابی (grate-kiln process) هستند. کوره شافتی برای گندله‌های مغناطیسی متناسب‌تر است و هزینه سوخت برای ایجاد سختی‌ گرمایی افزایش می‌یابد. مزیت عمده آن کنترل زون‌ها یا قسمت‌های حرارتی مختلف است که می‌توان به رژیم‌های لازم دست یافت.

    آسیاب سایشی نوسانی نوع تکامل یافته ماشین آگلومراسیون (Sintering) است که برای خشک کردن، پیش گرمایی آتش‌زنی (Firing) و خنک کردن گندله در یک واحد تنها مناسب است و دارای مناطق حرارتی مجزای واحد و کنترل درجه حرارت مختلف برای انواع سنگ‌ها است. متداول‌ترین فرآیند کوره آسیابی
    (grate-kiln) است.

    خشک کردن، پیش گرمایی و اکسیداسیون در واگن یا اتاقک آسیاب انجام می‌شود. گندله‌ها در کوره چرخشی شعله‌ور می‌شوند. گندله‌های گرم در خنک‌کننده گردشی یا خنک‌کننده استوانه‌ای خنک می‌شود.

    هوای گرم از تجهیزات مختلف برای کاهش هزینه‌ها مجددا استفاده می‌شود. با توجه به اینکه واحدهای حرارتی از هم جدا هستند کنترل حرارتی کوره آسیابی آسان است. معمولا گندله‌سازی‌ها از گاز کوره بلند به‌عنوان سوخت اصلی استفاده می‌کنند و کنسانتره به‌صورت تراز کارخانه گندله‌سازی به کارخانه فولادسازی حمل می‌شود.

    در حال حاضر واحدهای گندله‌سازی را در نزدیکی معادن می‌سازند تا از خاکستر روغن و زغال به‌جای گاز کوره بلند استفاده شود.

    چین توانسته است با موفقیت تکنولوژی زغال کم خاکستر (کمتر از 12 درصد) را ابداع کرده و آن را در کوره آسیابی آتش می‌زنند.

    طراحی‌های واحدهای گندله‌سازی استاندارد دارای ظرفیت‌های بالاتری است اما نیاز روز به واحدهای کوچکتر است، طراحی مدول‌های جدید کوچکتر که امروزه ساخته شده‌اند دارای ظرفیت‌های 3/0، 6/0 و 2/1 میلیون تن در سال هستند.


    نتیجه

    هند فقط 9 درصد ذخیره سنگ‌آهن جهان را در اختیار دارد و در حال حاضر سنگ‌آهن نرمه نامرغوب خود را صادر می‌کند و در آینده خود واردکننده سنگ‌آهن مرغوب خواهد بود و آینده صنعت فولاد این کشور بستگی به شرایط احداث واحدهای تغلیظ و آگلومراسیون و واحدهای گندله‌سازی در آن دارد.

  10. #40
    پروفشنال boomba's Avatar
    تاريخ عضويت
    May 2006
    پست ها
    782

    پيش فرض

    بررسي انواع عيوب ريخته گري در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار (HPDC)


    مقدمه و تاريخچه:
    دايکاست يا ريخته گري تحت فشار عبارت است از روش توليد قطعه از طريق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل يک نوع پمپ يا سيستم تزريق هدايت شود سپس در حاليکه پيستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طريق سيستم تغذيه قالب به داخل حفره مي فرستد ، هواي داخل حفره از طريق سوراخهاي هواکش خارج مي شود . اين پمپ در بعضي از دستگاهها داراي درجه حرارت محيط و در برخي ديگر داراي درجه حرارت مذاب مي باشد .
    از ابتداي قرن 20 کاربرد قطعات ريخته گري آلومينيوم رشد خود را آغاز نمود اولين محصولات آلومينيوم مختص به وسايل آشپزخانه و قطعات تزئيني بود بعد از جنگ جهاني دوم رشد سريعي در صنعت ريخته گري آلومينيوم بوقوع پيوست و علت اصلي آن نسبت وزن / استحکام عالي آلياژهاي AL بود .
    از سال 1945 به دليل توسعه صنايع ريخته گري تزريقي ، ميزان مصرف و کاربرد آلومينيوم ريختگي شديدا افزايش پيدا نمود و بيشترين آن در صنايع اتومبيل سازي بود بخصوص در کشورهايي مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلياژهاي AL به صورت صعودي رو به افزايش بوده است که از طريق مواد آلومينيوم مي تواند وزن اتومبيل را کاهش دهند


    توجه: يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد



    ◄ عيب سرد جوشي:
    سردجوشي عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسيد شده که باعث ناپيوستگي در قطعه ريخته شده مي شود . در صورتي که انجماد فلز خيلي پيشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشي به صورت کشيدگي در قطعه ظاهر مي شود .

    نحوه ايجاد عيب سرد جوشي:
    سردجوشي نتيجه تقسيم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب مي باشد اين تقسيم شدن مي تواند در اثر وجود يک مانع در راه عبور مذاب ( پين يا ماهيچه ) باشد و يا در اثر يک انسداد ناشي از جاري شدن به صورت جت مي باشد حضور اکسيد در فلز مذاب قبل از ريخته گري پديده سردجوشي را شديدتر مي نمايد

    ◄ عيب نيامد:
    نيامد عيبي است که در اثر نرسيدن مذاب به قسمت هايي از قطعه ايجاد مي شود اين عيب مي تواند در نواحي نازک قطعه ايجاد شود و از نظر ظاهري به عيب سردجوشي شبيه است

    نحوه ايجاد عيب نيامد:
    عيب نيامد نتيجه تقسيم شدن جبهه مذاب در حين پر شدن قالب است فلز خيلي سرد بوده و يا زمان پر شدن قالب خيلي طولاني مي باشد و يا حتي ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حين پرشدن قالب نامناسب باشد به طوري که مذاب مسير طولاني را براي رسيدن به هدف بپيمايد در اين حال قبل از اينکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نيامد ايجاد مي شود .

    ◄ عيب مک هاي گازي:
    اين عيب به صورت مک هايي با ديواره صاف ظاهر مي شود که شکل کروي داشته و با سطح خارجي نيز ارتباطي ندارند سطح داخلي اين مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهي ممکن است تا حدودي اکسيده نيز شده باشد که بستگي به منشأ ايجاد مک ها دارد .

    نحوه ايجاد عيب مک هاي گازي:

    الف ) حبس هوا در حين پر شدن قالب : پرشدن قالب هاي ريخته گري تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمي انجام شده و اين تلاطم باعث حبس هوا در قالب مي شود .

    ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشين هاي محفظه سرد در هنگام اولين فاز تزريق ذوب هوا مي تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش هاي زيادي از مذاب محبوس گردد .

    پ) حبس گاز در محفظه سيلندر تزريق : اين حالت در اثر تبخير و يا تجزيه ماده حلال موجود در روانساز پيستون ايجاد مي شود در نتيجه در هنگام ورود مذاب به اين قسمت ها بايد ماده روانساز به صورت خشک باشد .

    ت) حبس گاز از طريق مواد مذاب : همان فرآيند ذکر شده در فوق مي باشد که ناشي از تبخير ناقص روانساز قالب و يا تجزيه آن هنگام رسيدن مذاب مي باشد .

    ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومينيوم و آلياژهاي آن به راحتي آب و ديگر ترکيبات هيدروژن دار ( مانند روغن و گريس ) را تجزيه مي نمايند هيدروژن آزاد شده در هنگام اين تجزيه در فلز حل شده و هر چه دما باشد ميزان ورود هيدروژن به فلز نيز بيشتر خواهد بود برعکس حلاليت هيدروژن درآلومينيوم در حالت جامد عملا ً ناچيز است در نتيجه در حين انجماد هيدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ايجاد سوراخ هاي ريز مي نمايد .

    ◄ عيب مک هاي انقباضي :
    مک هاي انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغير مي باشند اين مک ها بر عکس مک و حفره هاي گازي سطوح صاف و براق نداشته و کم و بيش حالت کندگي و سطوح دندريتي دارند .

    نحوه ايجاد عيب مک هاي انقباضي:
    در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمي گرديده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، اين انقباض به صورت يک يا چند حفره ظاهر مي گردد اين حفره ها مي توانند در سطح قطعات ريختگي ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردي که مذاب در شمش ريزي منجمد مي شود ) و يا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ريخته گري تحت فشار مشاهده مي شود .

    ◄ عيب آبلگي :
    عيب آبلگي همانند حفره هاي گازي است اما در سطح قطعه ظاهر مي شود همچنين در مورد قطعات نازک اين عيب مي تواند در دو سطح قطعه نيز ظاهر شوند .

    طريقه ايجاد عيب آبلگي :
    روش ايجاد آبلگي همانند ايجاد عيب حفره هاي گازي است ولي در اين مورد آزاد شدن هيدروژن حل شده بر خلاف ايجاد حفره هاي گازي ، به صورت غير کافي انجام مي گيرد در اين حال در صورتي که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بيش از حد بالا باشد مقاومت مکانيکي آلياژ بسيار ضعيف بوده و حفره هاي گازي ايجاد شده تحت فشار فوق العاده قوي موجب تغيير شکل قطعه در نواحي نزديک سطح مي شوند همچنين در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازي نيز عيب فوق به وجود مي آيد

    ◄ عيب مک هاي سوزني ( ريزمک) :
    ريز مک هاي سطحي به صورت سوراخ هاي بسيار ريز ( چند صدم ميلي متر ) و اغلب به صورت گروهي مشاهده مي گردند .

    نحوه ايجاد عيب مک هاي سوزني

    الف ) حبس گاز : در اين مورد تاول هاي ريزي به وسيله حباب هاي گازي که در نواحي بسيار نزديک سطح محبوس گرديده اند ايجاد مي شود .

    ب) اکسيدها : اکسيدهاي موجود در فلز نيز مي توانند عيب فوق را ايجاد نمايند .

    ◄ عيب ترک خوردگي:
    عيب ترک خوردگي به صورت ايجاد ترک هاي کم و بيش نازک و عميق ظاهر مي شود در برخي موارد اين ترک ها مي توانند حتي ضخامت قطعه را نيز طي نمايند .

    نحوه ايجاد عيب ترک خوردگي:
    اين نوع ترک ها بين دانه اي بوده و به فرم هاي غيرمنظم مي باشند اين ترک ها هنگامي ايجاد مي شوند که آلياژ در انتهاي انجماد تحت تنش باشد . در اغلب موارد خطر ايجادترک در نواحي از قطعه که مستعد ايجاد تنش مي باشند و در نقاط گرم بيشتر است .

    ◄ عيب سخت ريزه:
    اين عيب به صورت ناهنجاري ساختاري و يا حضور اجسام خارجي مي باشد که در حين ساخت و يا فرسايش و يا شکست ابزار برش ايجاد مي شوند .

    نحوه ايجاد عيب سخت ريزه:
    عيب سخت ريزه در ريخته گري تحت فشار مي تواند مبدأ متفاوتي داشته باشد .

    الف ) ترکيبات بين فلزي

    الف – 1 – ترکيبات m-Al(Fe,Mn)Si

    اين ترکيبات بر روي برش هاي قطعات به صورت سوزن هاي کوتاه ديده مي شود که در حقيقت به صورت ذرات بريده مشاهده مي شود .

    الف – 2 – ترکيبات x-Al(Fe,Mn)Si

    اين ترکيبات به فرم خطوط چيني ريز مشاهده مي شوند اين ترکيبات نسبت به ترکيبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روي خواص مکانيکي ضرر کمتري داشته و در فرآيند ساخت عملا ً مشکلي را ايجاد نمي نمايند .

    الف – 3 – ترکيبات c-Al(Fe,Mn)Si

    اين ترکيبات به شکل بلورهاي چند وجهي با طول متغير مي باشند اين نوع ترکيبات هنگامي ايجاد مي شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معيني باشد که اين حد بستگي به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلياژ دارد .

    ب) اکسيداسيون ، واکنش با ديرگدازه ها

    آلياژهاي آلومينيوم مخصوصا ً در حالت مايع طبيعتا ً بسيار اکسيد شونده هستند روي حمام آلياژ مذاب معمولا ً لايه اي از اکسيد آلومينيوم ايجاد مي شود که به آن اکسيد آلومينيوم گاما مي گويند اين لايه به شدت محافظت کننده است اما طي چند ساعت يا چند ده ساعت به اکسيد آلومينيوم آلفا تبديل مي شود سرعت تبديل تابعي از درجه حرارت مي باشد از طرفي سرعت اکسيداسيون همچنين به حضور برخي عناصر آلياژي و از همه مهم تر در ريخته گري تحت فشار بستگي به حضور فلز روي در آلياژ دارد .

    پ) ذرات خارجي

    آزمايش سيستماتيک بر روي تعداد زيادي از نمونه ها به کمک ميکروسکوپ الکترونيکي نشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغيير يافته در اثر واکنش با آلومينيوم و يا ذرات بوته ) مي باشند .

    ◄ عيب قطره هاي سرد:
    قطرات سرد به صورت طبله هاي کم و بيش کروي به صورت محبوس در روي قطعه ظاهر مي شوند واغلب موارد نيز قابل حل شدن و ايجاد پيوستگي ساختاري با فلز اطراف خود نمي باشند تنها راه تشخيص اين عيوب ، بررسي ريز ساختار آنها مي باشد .

    نحوه ايجاد عيب قطره هاي سرد:
    قطرات سرد قسمت هايي از فلز هستند که به سمت ديواره هاي قالب و يا ماهيچه پاشيده شده اند و بلافاصله نيز منجمد گرديده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدي حذف گردند اين قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند اين قطرات فقط باعث ايجاد يک غيرهمگوني در ساختار فلزي مي شوند .

    ◄ طبقه بندي علل عيوب قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
    ◄ علل عيب سرد جوشي:
    عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
    طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
    پايين بودن سرعت دومين فاز مرحله تزريق
    بيش از حد بودن مقدار مذاب تزريق شونده
    سرد بودن قالب
    سرد بودن مذاب هنگام تزريق
    کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومين مرحله تزريق

    ◄ علل عيب مک هاي گازي:
    طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
    کم بودن سرعت دومين مرحله تزریق
    بالا بودن سرعت دومين مرحله تزريق
    طولاني بودن زمان مرحله تزريق
    مشکل قالب گيري
    عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
    کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها
    عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

    ◄ علل عيب مک هاي انقباضي:
    فشار نامناسب مرحله سوم ( تزريق
    عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
    طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
    سرعت خيلي پايين مرحله دوم تزريق
    گرم بودن قالب
    کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها


    ◄ علل عيب آبلگي:
    عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
    سرعت پايين مرحله دوم تزريق
    بالا بودن سرعت مرحله دوم تزريق
    طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
    مشکل قالب گيري
    عدم وجود هواکش به اندازه کافي در قالب
    کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
    عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

    ◄ علل عيب مک هاي سوزني:
    طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
    طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
    زمان نامناسب قالب گيري
    عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
    کيفيت نامناسب آلياژ مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
    عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

    ◄ علل عيب ترک خوردگي:
    نامناسب بودن عمل تزريق
    فشار نامناسب مرحله سوم تزريق
    گرم بودن قالب
    گرم بودن مذاب تزريق شونده
    مشکل قالب گيري
    کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها


    ◄ علل عيب سخت ريزه:
    نامناسب بودن ترکيب شيميايي آلياژ
    نامناسب بودن زمان انجماد
    وجود ترکيبات بين فلزي در آلياژ
    اکسيد شدن آلياژ و واکنش با ديرگدازه ها
    وجود هر گونه ذرات خارجي در آلياژ

    ◄ علل عيب قطرات سرد:
    عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
    طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
    پايين بودن سرعت مرحله دوم تزريق
    سرد بودن مذاب تزريق شونده
    کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزريق

    ◄ بررسي روش هاي جلوگيري از ايجاد عيوب در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
    ◄ مشکلات تزريق:

    مشکلات مربوط به تزريق مذاب منجر به ايجاد ترک در حد قابل توجهي مي شوند به خصوص هنگامي که بيرون اندازه ها به طور موضعي روي قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغيير شکل شوند در اين حال فشار زيادي بر قطعات وارد شده و منجر به شکست يا ايجاد ترک مي گردد جهت حل اين عيب سه راه حل وجود دارد .

    الف ) کوتاه کردن بيرون اندازه ها .

    ب) افزايش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه .

    پ) بازبيني نحوه توزيع بيرون اندازه ها روي قطعه و يا افزايش قطر آنها .

    ◄ اضافه فشار يا زمان بالا آمدن ذوب:

    تأثير فشار اضافي در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط مي باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخير در کاربرد اين فشار

    الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافي اثر مطلوبي بر کاهش عيوب به ويژه در مورد مک هاي انقباضي به وسيله اعمال فشار در فاز يوتکتيکي دارد در اين حال تأثير اين فشار اضافي بر روي حفره هاي گازي کمتر محسوس مي باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگي به نيروي بسته شدن قالب دارد .

    ب) تأخير در اعمال فشار : با ايجاد تأخير در اعمال فشار اضافي در مرحله سوم ريخته- گري تحت فشار ، انجماد سريعا ً انجام مي پذيرد به همين دليل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غير اين صورت قسمت هاي نازک قطعات منجمد گرديده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقيه قسمت هاي قطعه مي گردد .

    ◄ گريپاژ يا توقف نابهنگام پيستون تزريق:

    حرکات ناگهاني پيستون تزريق عامل ايجاد انواع عيوب است از جمله سرد جوشي ، نيامد، مک هاي انقباضي و حتي عيب قطرات سرد ، گريپاژ پيستون به راحتي قابل تشخيص است به شرط آنکه منحني جابجايي و فشار آن را در اختيار داشته باشيم .

    منشأ گريپاژ پيستون اغلب در سرد شدن نامناسب پيستون بوده که خود دو علت دارد .

    الف ) کارکرد نامناسب سيستم خنک کننده پيستون تزريق .

    ب) دبي غير کافي آب که ، نياز به بازبيني و رگلاژ دارد .

    از طرفي علت هاي ديگري نيز جهت گريپاژ پيستون وجود دارند :

    الف ) سرد شدن بيش از حد پيستون تزريق

    ب) بسته شدن شير تزريق و يا ديگر عيوب مربوط به سيستم هيدروليک

    پ) گرفتگي فلر در سيلندر تزريق

    ت) طرح سيستم تغذيه قالب

    چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را مي توان ذکر نمود :

    الف ) روش طراحي – سيستمي که از طريق تجربي طراحي شده باشد و يا حتي بدتر از آن طراحي بدون محاسبه موجب ايجاد عيوب مي گردد .

    ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودي مذاب – در اين حال برخي نقاط قطعه به سختي از مذاب تغذيه شده و يا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب مي گردد

Thread Information

Users Browsing this Thread

هم اکنون 5 کاربر در حال مشاهده این تاپیک میباشد. (0 کاربر عضو شده و 5 مهمان)

User Tag List

برچسب های این موضوع

قوانين ايجاد تاپيک در انجمن

  • شما نمی توانید تاپیک ایحاد کنید
  • شما نمی توانید پاسخی ارسال کنید
  • شما نمی توانید فایل پیوست کنید
  • شما نمی توانید پاسخ خود را ویرایش کنید
  •