دانلود مقاله مشخصه چدنهای ریختگی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله مشخصه چدنهای ریختگی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:110

فهرست مطالب:

مشخصه چدنهای ریختگی
2-1 انواع چدنها و خواص آنها:
3-1قابلیت جوشکاری چدنها
4-1 مهمترین موانع و مشکلات در جوشکاری چدن
5-1 منطقه تاثیر حرارت:(حوضچه جوش)
6-1 اثر ریز ساختار و خواص چدن ها برروی قابلیت جوشکاری آنها :
7-1 راهنمای متالوژیکی برای حل مشکلات در جوشکاری چدن:
1-2 کاربرد ترکیب متالوژیکی و خواص فیزیکی و مکانیکی فلزات خالص و آلیاژها:
2-2 جوشکاری مکانیزه با الکترودهای پوشش دار پایه نیکل
3-2 جوشکاری دستی با الکترودهای پوشش دار:
بکارگیری فلاکس درجوشکاری و پوشش
1_3 ترکیبات متالوژیکی در جوشکاری چدن با فلز مشابه
2_3 روش استفاده از جوشکاری مکانیزه د رچدن با الکترودهای حاوی فلاکس:
3_3 عملیات جوشکاری و پوشش چدن ندولار:
1_4  جوشکاری گاز با الکترود چدنی:
2_4 . درعملیات جوشکاری برنج با الکترود چدنی.
3_4  "جوشکاری چدنها با الکترودهای برنجی"
4    _4  "جوشکاری انحلالی با الکترودهای پایه روی"
5_4   "اسپری کردن شعله روی سطح "
1_5   وظائف اصلی تولید در زمان عملیات جوشکاری و سطح کاری چدن
2-5    "تعمیر قطعات اصلی موتور اتومبیلها و تراکتورها,"
         3_5    " رفع عیوب ریختگری "
            5_5  " مشکلات ایجاد اتصال چدنی در قطعات چدنی"

همراه با جداول

مشخصه چدنهای ریختگی
چدنهای ریختگی معمولاً دارای بیش از 2% کربن می باشند زیرا در این مقادیر فاز یوتکتیکی تشکیل می شود. به علت جدایش بین کربن و آهن چدنهای ریختگی حاوی سایز عناصر مانند سیلیسیم ، منگنز، فسفر و گوگرد نیز هستند که در بسیاری اوقات تعداد آنها بستگی به جنس  سنگ معدن آنها دارد. علاوه بر این چدنهای ریختگی در هنگام تولید بهتر است شامل عناصر کروم، نیکل، تیتانیوم و وانادیوم نیز باشند. خواص چدنهای ریختگی تابعی از ریز ساختار  آنها بوده که تحت تاثیر ترکیب شیمیایی، مذاب، نحوه انجماد و عملیات حرارتی قابل تغییر هستند.
اکثر آلیاژهای آهنی با مقادیر بالای کربن (45%5000/2) قابل استفاده نیستند. چون کربن نمی تواند کاملاً با آهن ترکیب شود بنابراین مقدار اضافی آن به صورت ذرات جداشده از ترکیبات شیمیایی نمایانگر می گردد.
خواص چدنهای ریختگی بصورت کامل تابعی از ترکیب، درصد، سهم و شکل اجزاء تشکیل دهنده ریز ساختار می باشد. اجزا اصلی تشکیل دهنده ریز ساختار در درجه حرارت های محیط شامل مزیت، سمنتیت، پرلیت، لد بوریت گرافیت فسفید، یوتکتیک و ترکیبات سولفور (سولفیدها) می باشد.
مزیت: مزیت یک محلول جامد از کربن در آهن آلفا است که در حقیقت یک آهن تقریباً خالص است. فریت فاز نرم ( 95ـHB) و چقرمه (4% -  ) با استحکام ( ) می باشد. چدنهای ریختگی حاوی مقادیر زیادی فریت دارای استحکام کم ولی چقرمگی بالا هستند.
سمنتیت: ترکیب کربن و آهن به صورت کاربید آهن ( ) معمولاً سمنتیت خوانده می شود. سمنتیت بسیار ترد و شکننده است(800-HB) حضور سمنتیت در چدن آن راترد نموده و سختی آن را افزایش می دهد. سمنتیت در چدن بنا به وضعیت های مشخصی سرعت های سردکردن و زمانی که فرایندهای لازم برای جدایش کربن و آهن مختل می شوند، شکل می گیرد. به هر حال سمنتیت یک جز اصلی اما ناپایدار در ریز ساختار است و در درجه حرارت های بالا به فریت و گرافیت تجزیه می شود.
گرافیت: گرافیت یک شکل از کربن است که در چدنها به شکل ورقه های خمیده یا فشرده و یا کروی ایجاد می گردد گرافیت نرمترین و کم استحکام ترین جز ریز ساختار است.
وزن مخصوص گرافیت   است. قابل ذکر است که گرافیت سبکتر از سایر اجزا مذاب چدن است و در ابتدای انجماد حجم بزرگی را اشغال می کند وجود گرافیت ریز ساختار چدن را ضعیف می کند.
پرلیت : پرلیت مخلوطی از دو فاز مزیت و سمنتیت که ورقه ـ ورقه و رگه ای در کنار هم قرار می گیرند. پرلیت از استحکام قابل توجهی برخوردار بوده   و سختی نسبتا کمی دارد     (240....200-HB). چدنهای حاوی پرلیت از استحکام بالاتری نسبت به چدنهای حاوی فریت برخوردار هستند.
لدبوربت: یک یوتکتیک پراکنده از سمنتیت و پرلیت یا (سمنتیت و استنیت) است. حضور لدبوریت در منطقه جوش مضر است و باعث ترد و شکسته شدن جوش می شود. علاوه بر این لدبوریت سختی را افزایش و از قابلیت ماشینکاری می کاهد. فسفید یوتکتیک : چدن مذاب قابلیت حل و ترد و شکننده است.
سولفیدها: چدنهایی که تحت فرایندهای خاص گوگرد زایی قرار نگرفته اند قاعدتاً حاوی مقدار زیادی سولفور به شکل منگنز و سولفید آهن (MnS,FeS) و یوتکتیک (Fe-FeS) هستند. ترکیبات سولفیدی برخواص مکانیکی چدن اثر گذاشته و حضور آنها در منطقه جوش مضر است.
تشکیل ریز ساختار چدن: برای این منظور باید دگرگونی و تغییر فازها را در چدنها و بر روی دیاگرام آهن و کربن مورد بررسی قرار دهیم شکل 1-1 تحلیل جامع دیاگرام آهن ـ کربن نیازمند آشنایی عمومی از علم فلزت می باشد.
مقدار فسفر زیاد را ندارد و در نتیجه در اثر افزایش زیاد فسفر ، فسفید یوتکتیک تشکیل می گردد. این یوتکتیک به شکل ترکیبات درخشان جدا از هم شکل می گیرد فسفید یوتکتیک از سختی بالا برخوردار بوده (بالاتر ازHB500) و ترد شکننده است.
سولفیدها: چدنهای که تحت فرایندهای خاص گوگرد زایی قرار نگرفته اند قاعدتاً حاوی مقدار زیادی سولفور به شکل منگنز و سولفید آهن (FeS،MnS) و یوتکتیک (Fe-FeS) هستند. ترکیبات سولفیدی برخواص مکانیکی چدن اثر گذاشته و حضور آنها در منطقه جوش مضر است.
تشکیل ریز ساختار چدن: برای این منظور باید دگرگونی و تغییر فازها را در چدنها و بر روی دیاگرام آهن و کربن مورد بررسی قرار دهیم. (دیاگرام1-1) تحلیل جامع دیاگرام آهن ـ کربن نیازمند آشنایی عمومی از علم فلزات می باشد.
وقتی که چدنها هایپرتویکتوئید منجمد می شود در آغاز استینت آزاد به شکل دندریتی و آزاد رسوب می کند. انجماد چدنهای ها بیر یوتکتیک و در ابتدا تشکیل فاز پرکربن گرافیت یاسمنتیت میدهند و بعد از آن در یک دمای پایین تر فاز یوتکتیک جوانه زنی می کند. ترکیب یوتکتیک و دمای ایجاد فاز یوتکتیک به نوع سیستم (پایدار یا نا پایدار) بستگی دارد. وقتی که انجماد در سیستم پایدار رخ می دهد باید جهت بررسی متالوژیکی انجماد خطوط تیره دیاگرام را در نظر گرفت.
یوتکتیک عبارت است از استنیت و گرافیت. در سیستم تعادلی ناپایدار (خطهای پر) تغییر شکل یوتکتیکی در یک درجه حرارت پایین تر اتفاق می افتد در این حالت یوتکتیک از مخلوط آن در موقع سرد کردن احتمال تشکیل فازهای ناپایدار افزایش می یابد شکل گیری فازها در خین انجماد و سرد کردن را با یک مثال از چدن ها بیرتوتکتیک بررسی می نماییم ( انتشار بیشتر) دیاگرام انجماد در سیستم پایدار می تواند به صورت ذیل بررسی شود.
در سیستم ناپایدار از وقتی چدن مذاب منجمد می شود سمنتیت به جای گرافیت می نشینید تغییر فازها با توجه به نمونه زیر با 3% کربن انجام می پذیرد این امر در فازهای یوتکنیک استونیت و یوتکتوئید با درصد کربن بالاتر صادق است. ترکیب نهایی ساختار فاز آنها ( فریت ) و سمنتیت است. سمنتیت به صورت ورقه ورقه تشکیل می شود فاز یوتکتیک تجربه نشان می دهد تغییر فاز یوتکتیکی معمولاً بعد از ایجاد سیستم پایدار بوجود می آید. در زمان تغییر فاز یوتکتوئیدی با سیستم ناپایدار پرلیت نتیجه تجزیه استنیت است وقتی استنیت در درجه حرارت های بالا تر سرد می شود ممکن است به سربیت یا تروستیت تغییر پیدا کند.
عناصر آلیاژی در چدنها برروی الگوی انجماد و دگرگونی یوتکتوئید اثر می گذارند. اضافه نمودن عناصر تشکیل دهنده کاربید (کروم ـ وانادیوم ـ مولیبدن ـ تنگستن و غیره)
 استنیت و سمنتیت تشکیل شده و لدبوریت خوانده می شود. کاهش سرعت سرد کردن در تغییر شکل گرافیت تاثیر دارد.
در زمان سرعت سرد کردن سریع احتمال تشکیل گرافیت کاهش و کاربید زایی تسهیل مییابد زمانی که درجه سرد کردن افزایش پیدا می کند پراکنده شدن گرافیت ها رخ داده و گرافیت های نقطه ای تشکیل می شوند و درجه حرارت جوانه زنی کاهش پیدا می کند بعد از آن در موقع سرد کردن احتمال تشکیل فازهای ناپایدار افزایش می یابد. شکل گیری فازها در حین انجماد و سرد کردن را با یک مثال از چدن ها یپر یوتکتیک بررسی می نماییم ( انتشار بیشتر ) دیاگرام انجماد در سیستم پایدار می تواند به صورت ذیل بررسی شود.
در سیستم ناپایدار از وقتی چدن مذاب منجمد می شود، سمنتیت به جای گرافیت می نشیند. تغییر فازها با توجه به نمونه زیر با 3% کربن انجام می پذیرد این امر در فاز های یوتکتیک استنیت و یوتکتوئید با درصد کربن بالاتر صادق است. ترکیب نهایی ساختار فاز آنها ( فریت ) و سمنتیت است. سمنتیت به صورت ورقه ورقه تشکیل می شود. فاز یوتکتیک
تجربه نشان  میدهد تغییر فاز یوتکتیکی معمولاً بعد از ایجاد سیستم پایدار بوجود می آید. در زمان تغییر فاز یوتکتوئیدی با سیستم ناپایدار پرلیت نتیجه تجزیه اوستنیت است وقتی استمنیت درجه حرارت های بالاتر سرد می شود ممکن است به سربیت یا ترستیت تغییر پیدا کند.
عناصر آلیاژی در چدنها برروی الگوی انجماد و دگرگونی یوتکتوئیدی اثر می گذارند. اضافه نمودن عناصر تشکیل دهنده کاربید (کروم ـ وانادیوم ـ مولیبدن ـ تنگستن و غیره) به چدن، تاثیری مشابه با افزایش سرعت سرد کردن دارد. افزایش عناصر گرافیتنرا (کربن ـ سیلیسم ـ آلومینیوم ـ نیکل و غیره) انجماد چدن گرافیتی را تثبیت و انجماد را به سمت سیستم تعادلی پایدار سوق می دهد.
2-1 انواع چدنها و خواص آنها:
بستگی به شکل گرافیت و ریز ساختار فلزی زمینه دارد. چدن خواص متنوعی می تواند داشته باشد، وجود سمنتیت به سطح شکست چدن در خشندگی خاصی می دهد و به همین علت این دسته از چدن ها به چدن سفید معروف شده اند. کربن به شکل گرافیت، رنگی خاکستری به سطح شکست چدن می دهد و این دسته از چدن ها به چدن خاکستری مشهور می باشند. چدن که در آن یک بخش از کربن به شکل سمنتیت و جز دیگر آن به شکل گرافیت است به چدن خالدار معروف است. در چدن خاکستری گرافیت ممکن است که شکل متفاوتی داشته باشد که در یک حجم وسیع خواص مکانیکی چدن خاکستری را تحت تاثیر قرار می دهد. چدن با گرافیت ورقه ای (چدن خاکستری) استحکام کششی پائینی دارد (mpa250-120) و دارای سختی پایین واستحکام فشاری کمی است. حالت دادن ترکیبات گرافیت بصورت فشرده خواص مکانیکی چدن را قویا بهبودمی بخشد چدن با گرافیت تمپر شده به چدن چکش خوار و چدن با گرافیت کروی به چدن پراستحکام معروف هستند. خواص فیزیکی و مکانیکی چدن پراستحکام نسبتا بالاتر از خواص مربوط به چدن خاکستری است کمبود کربن و عناصر آلیاژی در آنها دیده نمی شود. مشخصه عمومی چدنها در سایر چدنها در جدول زیر و جدول 1-1 آمده است.