فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:185
فهرست مطالب:
فصل اول
مقدمه
فصل دوم
مرور بر منابع و مراجع
فصل سوم
آزمایشات تجربی
فصل چهارم
سگالش و نتیجه گیری
فصل اول
1-مقدمه :
در چند دهة گذشته مهندسی مواد و متالورژی پیشرفتهای قابل ملاحظه ای در توسعة خواص کاربر مواد ترکیبی داشته است . دو فلزی ها از جملة ساده ترین انواع کامپوزیتهای فلزی هستندو همانطور که از نام آنها مشخص است از دو فلز یا آلیاژ فلزی ترکیب می یابند . این دو فلز یا آلیاژ فلزی بصورت دو لایه که بین آنها باند متالورژیکی (پیوند فلزی) بر قرار است، یک قطعة واحد کامپوزیتی را تشکیل می دهند . هدف از تولید دو فلزی ها ساخت قطعات یکپارچه شامل دو نوع فلز می باشد ، به طوری که هر فلز خواص منحصر بفرد خود را ارائه دهد . وجود پیوند فلزی در فصل مشترک دو فلز باعث یک پارچگی قطعه می گردد . این دو فلز در کنار هم از لحاظ خواص مکانیکی ، فیزیکی ، شیمیائی و یا اقتصادی مکمل یکدیگر خواهند بود .
دو فلزی ها را از روشهای مختلفی می توان تولید نمود که عبارتند از : روشهای مکانیکی – حرارتی مانند نورد ، اکستروژن و فورجینگ ، روش های جوشکاری مانند هم جوشی انفجار ، همجوشی دیفوزیونی ، همجوشضی اصطکامی ، همجوشی اولتراسونیک ، همجوشی الکترونی و لیزری و … ، روشهای متالورژی پودر و روش های ریخته گری . در بعضی از این روشهای مانند جوشکاری دیفوزیونی اتصال متالورژیکی بین جفت فلز مختلف گزارش شده است (10) . در این پژوهش هدف بررسی تولید دو فلزیها از روشهای ریخته گری با تأکید بر روش ریخته گری گریز از مرکز می باشد .
با اینکه از روشهای ریخته گری نمی توان به گستردگی روشهائی مثل همجوشی دیفوزیونی بی متالها را تولید نمود ، اما در روش ریخته گری امکان ایجاد باند متالورژیکی بین بسیاری از جفت آلیاژهای مهم صنعتی وجود دارد . از آن جمله می توان دو فلزی ها یا دو آلیاژیهایی از «فولاد ساده – فولادهای آلیاژی » و «آلیاژهای مس – آلیاژهای فولاد » ، «آلیاژهای مس ، آلیاژ چدنی » ، «آلیاژهای نیکل – آلیاژ فولادی » و … را تولید نمود .
دو فلزی های مورد بحث در این پروژه از آن نوع هستند که بین دو فلز یا آلیاژ ، پیوند فلزی و نیروهای جاذبه و دافعة اتمی وجود دارد . اینگونه پیوند و اتصال میان دو فلز را اصطلاحا باند متالورژیکی می گویند که باعث اتصال دائمی بین دو فلز می گردد .
مسئله مهم در ساخت دو فلزیهای متالورژیکی ، ایجاد پیوند فلزی بین دو قطعه فلز است . باند متالورژیکی و پیوند فلزی هنگامی بین دو فلز تشکیل می شود که بتوان اتمهای موجود در فصل مشترک دو فلز رات چنان به یکدیگر نزدیک نمود که بین آنها نیروهای جاذبه و دافعة اتمی بر قرار گردد . اگر اتمهای موجود در فصل مشترک دو قطعة فلز در فاصله ای از هم قرار گیرند که برآیند نیروهای جاذبه و دافعة بین اتمی صفر ، انرژی داخلی حداقل ، و ساختار الکترونیکی اطراف اتمها در مرز پایدار شود پیوند فلزی بر قرار خواهد شد . عواملی که به کمک آنها می توان اتمهای موجود در فصل مشترک دو قطعه فلز را در برد نیروهای بین اتمی قرار داد ، عبارتند از : افزایش درجة حرارت ، افزایش فشار ، اعمال تغییرفرم پلاستیک و دیفوزیون اتمها .
در روشهای ریخته گری با ذوب کردن دو فلز یا آلیاژ و ریخته گری انها یکی پس از دیگری سعی می شود پیوند فلزی بر قرار شود . در این روشها که در حالت مذاب انجام می شود ، وزن مذاب کافی است که اتمهای دو فلز را در فصل مشترک انها در برد نیروهای بین اتمی قرار دهد . در روشهای جوشکاری حالت جامد دو فلزی ها ، اتمهای موجود در فصل مشترک را با اعمال کار پلاستیکی و فشار و دیفوزیون در حالت جامد ، در برد نیروهای بین اتمی قرار می دهند.
از بین روشهای ریخته گری ، روش ریخته گری گریز از مرکز ، یکی از پر مصرف ترین روشهای ریخته گری در تولید دو فلزی ها است . در این پروژه هدف ، تولید دو فلزی ها از این روش است و قطعاتی که از این روش ریخته می شوند عموماً ، استوانه ای ، غلطکی ، دیسکی و لوله ای شکل هستند ، اما امکان ریخته گری قطعات دو فلزی با شکلهای دیگر نیز وجود دارد .
مهمترین مصارف لوله ای دو فلزی که از روش ریخته گری گریز از مرکز (سانتریفیوژ) ساخته می شوند ، در صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، نیروگاههای حرارتی ، نیروگاههای اتمی و صنایع استخراج فلزات (صنایع مس ، آهن و فولاد ) است . در این صنایع لوله های دو فلزی برای کاربردهای مختلفی از جمله در مبدلهای حرارتی ، رفرمرها ، راکتورها ، کندانسورها ، پمپها ، لوله های تشعشعی کوره ها و انتقال مواد و کنستانتره به کار برده می شوند . همچنین غلطکهای دو فلزی که از روش ریخته گری گریز از مرکز تولید می شوند در صنایع نورد فلزات آهنی و غیر آهنی ، کاغذ سازی و صنایع نساجی کاربرد دارند .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:95
فهرست مطالب:
«عنوان» « صفحه»
فصل اول : مقدمه
مقدمه 1
فصل دوم : مروری بر منابع
1-2- عوامل مؤثر بر خواص کامپوزیتها 6
2-2- تقسیم بندی کامپوزیتها 7
3-2- تریبولوژی و تریبوسیستم 9
1-3-2- تعریف سایش و عوامل اثر گذار روی آن 10 2-3-2- انواع مکانیزم های سایش 10
1-2-3-2- سایش چسبان 10
2-2-3-2- سایش خراشان 11
3-2-3-2- سایش خستگی 12
4-2-3-2- سایش ورقه ای 12
5 -2-3-2- سایش اکسایش 12
3-3-2- پارامتر سایش 13
4-3-2- رابطه بین مقاومت به سایش و سختی 13
5 -3-2- منحنی سایش 14
4-2- کامپوزیت فروتیک 14
1-4-2- انواع کامپوزیت های فروتیک 15
1-1-4-2- کامپوزیت هایی که با کوئینچ سخت می شوند 15
2-1-4-2- کامپوزیت هایی که با پیر سختی سخت می شوند 16
2-4-2- روشهای ساخت فروتیک 17
1-2-4-2- ساخت کامپوزیت به صورت غیر همزمان 18
الف) پراکنده کردن ذرات فاز دوم 18
ب) روش پاششی 19
ج) تزریق مذاب فلزی 19
2-2-4-2- ساخت فروتیک به صورت همزمان ( insitu) 20
الف) سنتز خود احتراقی (SHS) 20
ب) XD 26
ج) دمش گاز واکنش دهنده 26
د) اکسایش مستقیم فلز( DIMOX) 27
ه) primex 28
و) واکنش حین تزریق 28
ز) واکنش شیمیایی در داخل مذاب 28
ح) روش آلیاژسازی مکانیکی 31
ط) متالورژی پودر 34
ی) احیای کربوترمال 35
ک) احیای ترمیت 35
ل) روش سطحی 35
3-4-2- خواص کامپوزیت های فروتیک 36
1-3-4-2- سختی 36
2-3-4-2- استحکام 37
3-3-4-2- مدول الاستیکی 37
4-3-4-2- مقاومت به سایش 37
پارامترهای موثر روی سایش 38
الف) کسر حجمی کاربید تیتانیم 38
ب) اندازه ذرات و شکل آنها 38
ج) نوع زمینه 39
د) کاربید های ریخته گری 40
ه) عملیات حرارتی و سرعت سرد کردن زمینه 40
و) نیرو در دستگاه pin on Disk 40
ز) عیوب در قطعات 41
ح) اثر ذوب مجدد 41
5-3-4-2- ماشین کاری 41
6-3-4-2- عملیات حرارتی 41
7-3-4-2- جذب ارتعاش 41
8-3-4-2- دانسیته 42
9-3-4-2- فرسایش 42
فصل سوم : مطالعه موردی
1 -3- روش تحقیق 43
1-1-3 - مواد اولیه 44
2-1-3- عملیات ذوب و ریختهگری 45
3-1-3- آماده سازی نمونهها 45
4-1-3- آنالیز نمونهها 46
5-1-3- متالوگرافی 47
6-1-3- آزمایش سختی 47
7-1-3- تست سایش 48
2-3-بیان نتایج
1-2-3- ریزساختار نمونههای حاوی مقادیر مختلف کربن با تیتانیم ثابت 49
2-2-3- ریزساختار نمونههای حاوی مقادیر مختلف تیتانیم با کربن ثابت 52
3-2-3- تاثیر درصد کربن بر خواص نمونهها 55
4-2-3- تاثیر درصد تیتانیم بر خواص نمونهها 55
5-2-3- نتایج پراش اشعه ایکس 56
6-2-3- تأثیر درصد کربن بر خواص سایشی نمونهها 59
7-2-3- تأثیر درصد تیتانیم بر خواص سایشی نمونهها 60
3-3- بحث نتایج
1-3-3- بررسی تشکیل فاز کاربید تیتانیم 61
2-3-3- مطالعه مسیر انجماد در کامپوزیت Fe-TiC 65
3-3-3- تأثیر درصد کربن بر ریزساختار کامپوزیت فروتیک 66
4-3-3- تأثیر درصد تیتانیم بر ریزساختار نمونهها 73
5-3-3- تأثیر درصد کربن بر چگالی کامپوزیت Fe-TiC 78
6-3-3- تأثیر مقدار کربن بر سختی کامپوزیت Fe-TiC 78
7-3-3- تأثیر مقدار کربن بر خواص سایشی کامپوزیت Fe-TiC 79
8 -3-3- تأثیر مقدار تیتانیم بر چگالی نمونهها 80
9-3-3- تأثیر مقدار تیتانیم بر سختی کامپوزیت Fe-TiC 81
10-3- 3-تاثیر مقدار تیتانیم بر خواص سایشی کامپوزیت 82
11-3-3- بررسی سطوح سایش 86
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادها
1-4 نتیجه گیری 92
2-4پیشنهادها 94
منابع و مراجع 95
فهرست اشکال
« شماره شکل» « صفحه»
فصل اول :مقدمه
شکل (1-1) برخی کاربردهای فروتیک 4
فصل دوم : مروری بر منابع
شکل (1-2) دسته بندی کامپوزیتها 8
شکل (2-2) خراش در وضعیتهای مختلف 11
شکل (3-2) رابطه بین سختی و مقاومت به خراش 13
شکل (4-2) خواص کامپوزیت فروتیک 15
شکل (5-2) دسته بندی روشهای ساخت کامپوزیت فروتیک 17
شکل (6-2) نحوه توزیع ذرات TiC در روش SHS 21
شکل (7-2) افزایش دما در SHS 21
شکل (8-2) تغییرات دمایی احتراق بر حسب زمان در SHS 22
شکل (9-2) اثر دمای پیش گرم روی سرعت و گرمای واکنش در SHS24
شکل (10-2) تغییرات دما بر حسب زمان به ازای مقادیر مختلف Al 25
شکل (11-2) اثر درصد Fe روی دمای احتراق در روش SHS 25
شکل (12-2) شماتیک تولید فروتیک به روش دمش 27
شکل( 13-2) پروفیل نفوذی Ti و C در روش Insitu 29
شکل (14-2) اثر درصد Ti روی اندازه TiC 30
شکل(15-2) شماتیک روش In mold و رسم تغییرات دمایی آن 31
شکل (16-2) آسیاب ماهواره ای 32
شکل (17-2) تاثیر عملیات حرارتی رو ی دما و سرعت واکنش SHS 33
شکل(18-2) شماتیکی از فرآیند و مراحل میانی و تکمیلی آن 34
شکل(19-2) مقایسه کاهش سختی بر اثر دما در سه ماده مختلف 36
شکل(20-2) تصویر میکروسکوپ نوری مقطع اچ نشده دو نمونه 38
شکل (21-2) تصویر میکروسکوپ نوری دو نمونه دیگر 39
شکل(22-2) تغییرات اندازه متوسط و تعداد ذرات TiC بر اثر سرعت سرد کردن 40
فصل سوم : مطالعه موردی
شکل (1-3) مراحل عملی تهیه نمونهها و انجام آزمایشها 44
شکل (2-3) تصویر شماتیک نمونههای ریختهگری شده 46
شکل (3-3) تصویر شماتیک از دستگاه سایش پین و دیسک 48
شکل (4-3) تصاویر میکروسکوپ نوری از نمونهها در حالت اچ نشده (تیتانیم ثابت) 50
شکل (5-3) تصاویر میکروسکوپ نوری از نمونهها در حالت اچ شده (تیتانیم ثابت) 51
شکل (6-3) تصاویر میکروسکوپ نوری از نمونهها در حالت اچ نشده (کربن ثابت) 53
شکل (7-3) تصاویر میکروسکوپ نوری از نمونهها در حالت اچ شده (کربن ثابت) 54
شکل (8-3) الگوی پراش اشعه ایکس در نمونههای با کربن مختلف 57
شکل (9-3) الگوی پراش اشعه ایکس در نمونههای با مقادیر مختلف تیتانیم 58
شکل (10-3) تصویر میکروسکوپ الکترونی از ریزساختار نمونه C 5/3-Ti 10-Fe 62
شکل (11-3) الگوی پراش اشعه ایکس از نمونه C 5/3-Ti 10-Fe 63
شکل (12-3) تصویر میکروسکوپ نوری از نمونه C 5/3-Ti 10-Fe در حالت اچ شده 63
شکل (13-3) گوشه غنی از آهن دیاگرام سهتایی Fe-Ti-C 66
شکل (14-3) تصویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه C 5/3-Ti 10-Fe در حالت اچ نشده 68
شکل (15-3) ریزساختار نمونهها در حالت اچ شده (تیتانیم ثابت) 69
شکل (16-3) تغییرات میانگین اندازه ذرات با مقادیر مختلف کربن 70
شکل (17-3) تأثیر درصد وزنی کربن بر روی چگالی ذرات در واحد سطح 71
شکل (18-3) تأثیر درصد وزنی کربن بر روی درصد کسر حجمی کاربید تیتانیم 72
شکل (19-3) تصویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه C 5/2-Ti 4-Fe 74
شکل (20-3) ریزساختار نمونهها در حالت اچ شده (کربن ثابت) 75
شکل (21-3) تغییرات میانگین اندازه ذرات در اثر تغییر درصد وزنی تیتانیم 76
شکل (22-3) تأثیر درصد وزنی تیتانیم بر روی چگالی ذرات در واحد سطح 77
شکل (23-3) تأثیر درصد تیتانیم بر روی درصد کسر حجمی کاربید رسوب کرده 77
شکل (24-3) تأثیر درصد وزنی کربن بر روی چگالی کامپوزیت فروتیک 78
شکل (25-3) تأثیر مقدار کربن بر سختی کامپوزیت (تیتانیم ثابت) 79
شکل (26-3) نمودار تغییرات کاهش وزن بر حسب مسافت لغزش (تیتانیم ثابت ) 80
شکل (27-3) تأثیر مقدار تیتانیم بر چگالی کامپوزیت 81
شکل (28-3) تأثیر مقدار تیتانیم بر سختی کامپوزیت 82
شکل (29-3) تغییرات کاهش وزن نمونهها بر حسب مسافت لغزش (کربن ثابت) 83
شکل (30-3) تأثیر سختی به کاهش وزن کامپوزیت 85
شکل (31-3) تأثیر درصد حجمی کاربید تیتانیم به کاهش وزن کامپوزیت 85
شکل (32-3) تغییرات کاهش وزن دیسک بر حسب مسافت لغزش 86
شکل (33-3) تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح سایش نمونه C 5/3-Ti 10-Fe 88
شکل (34-3) تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح مقطع عمود بر سطح سایش 88
شکل (35-3) تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح سایش نمونه C 5/3-Ti 10-Fe 89
شکل (36-3) عیوب زیر سطحی در نمونه C 5/3-Ti 10-Fe پس از سایش 90
این پاورپوینت 30 صفحه ای شامل مقدمه تاریخچه تعریف پودر (اشکال و اندازه) شرح مختصری از روش های تولید پودر فشردن و انواع پرس ها تف جوشی و کوره های تف جوشی عملیات تکمیلی دامنه استفاده از متالورژی پودر