پایان نامه شکلدهی و جوشکاری فلزات
فهرست
3-1-بررسي حالتهاي انحلالي فلزات.. 10
1-4-1-سرعت انجمادكريستالي (KG ) 11
2-4-1- تعداد مراكز تشكيل بلور يا كريستال (KZ) 12
5-1 روش هاي تحقيق درباره ساختمان فلزات وتشخيص معايب احتمالي. 13
1-5-1-بررسي ماكروسكپي ساختمان فلزات.. 13
1-1-5-1-تجزيه ساختماني و گرافيكي با اشعه ايكس و اشعه گاما 13
3-1-5-1-روش جوشاندن قطعات در روغن. 14
4-1-5-1-آزمايش به روش اچ كردن. 14
5-1-5-1-روش كنترل توسط فشار 15
2-5-1-بررسي ميكروسكپي ساختمان فلزات.. 15
2-1-6-1- قابليت هدايت الكتريكي. 16
3-1-6-1-قابليت هدايت حرارتي. 16
1-4-6-1-قابليت ريخته گري فلزات.. 19
2-4-6-1-قابليت چكش خواري فلزات.. 20
3-4-6-1-قابليت جوشكاري فلزات.. 20
4-4-6-1-قابليت انجماد ماشيني. 20
3-2-3-1-7-1-واناديوم، موليبدن وبورون. 28
4-2-3-1-7-1- عناصر ديگر همراه فولاد 28
3-3-1-7-1-انواع محصولات فولادي. 29
1-3-3-1-7-1-محصولات كار نشده فولادي. 29
2-3-3-1-7-1-محصولات كار شده فولادي. 30
3-4-1-7-1-چدن هاي فرو آلياژ 31
4-4-1-7-1-چدن نرم (ماليبل ) 31
6-4-1-7-1- چدن هاي تغيير يافته 32
2- تکنولوژي ساخت و روشهاي مختلف شکل دهي. 38
1-1-2-ريخته گري با قالبهاي موقت.. 39
2-1-1-2-ريخته گري با قالب هاي ماسه نمناك. 40
3-1-1-2-ريخته گري با قالبهاي سيليكات سديم –گاز كربنيك.. 42
4-1-1-2-ريخته گري با قالب گيري پوسته اي. 42
5-1-1-2- ريخته گري با مدل ذوب شدني (ريخته گري دقيق) 45
2-1-2- ريخته گري با قالب هاي دائمي. 48
1-2-1-2- ريخته گري ثقلي (ريژه) 49
3-2-1-2-ريخته گري گريز از مركز 51
1-2-2-چكش ها و پرسهاي فورج. 54
3-2-متالوژي پودر (گرد فلز كاري) 56
2-4-2-رسم و پياده كردن نقشه بر روي كار 58
1-4-4-2-ابزارهاي خم كاري دستي. 66
2-4-4-2-ابزارهاي خم كاري ماشيني. 67
2-6-2- جوشكاري با اكسي استيلن. 73
3-6-2- جوشكاري با قوس الكتريكي در پناه گاز محافظ. 73
2-5-6-2 لحيم كاري سخت (زرد جوش كردن) 75
3-7-2-شكل دادن الكترومغناطيسي. 77
1-2-2-3- سوهانهاي تخت معمولي. 80
5-2-3-الماسها و تيغه هاي برش و فرم 85
5-راههاي حفاظت در برابر خوردگي. 89
4-3-5- اندودهاي پلاستيكي و لاستيكي. 92
7-برنامه ريزي، نقشه هاي توليدي، بازرسي و كنترل. 98
فلز يك عنصر شيميايي است كه داراي جلاي خاصي بوده، مي تواند جانشين عنصرهيدروژن در اسيدها بشود و در تجزيه الكتريكي (الكتروليز) بار الكتريكي مثبت charge-positive برداشته و بر روي كاتد cathode آزاد گردد.
H2SO4 + Fe à FeSO4 + H2
سولفات آهن
به علاوه فلرات داراي خواص ارتجاعي واستحكام و سفتي و سختي قابليت تورق و مفتول شدن و هدايت حرارت برق و مقاومت در برابر اسيدها و رطوبت مي باشند.
فلزاتي كه خواص نامبرده را بيش از همه دارند و در صنايع مختلف فلزي چه بصورت خالص و چه بصورت آلياژ مورد استفاده قرار مي گيرند، در جدول زير خلاصه مي شوند:
سلينيم | Se | جيوه | Hg | آهن | Fe |
سديم | Na | روي | Zn | ايريديوم | Ir |
کادميوم | Cd | موليبدن | Mo | باريوم | Ba |
کلسيم | Ca | مس | Cu | پلاديوم | Pl |
کروم | Cr | روديم | Rh | تانتالوم | Ta |
طلا | Au | سرب | Pb | تنگستن | W |
ليتيم | Li | نقره | Ag | قلع | Sn |
منيزيم | Mg | تيتان | Ti | آنتيموان | Sb |
نيکل | Ni | زيرکونيم | Zr | آرسنيک | As |
منگنز | Mn | سزيوم | Ce | بريليوم | Be |
اورانيوم | U | کبالت | Co | بيسموت | Bi |
واناديوم | V | کلمبيوم | Cb | تلوريوم | Te |
توريم | Th | آلومينيوم | Al |
جدول شماره 1- فلزاتي که هم به صورت خالص و هم به صورت آلياژها به کار گرفته مي شوند
فلزات مانند ساير اجسام و مواد از ذرات بنيادي يا اتم تشکيل يافته اند و از لحاظ فيزيکي به سه حالت موجود مي باشند:
- گاز يا بخار
- مايع يا مذاب
- جامد
در گازها فواصل اتمي معين اصلا وجود ندارد، در نتيجه وضعيت قرار گرفتن اتمها بي نظم مي باشد. در مايعات دو اتم مجاور داراي فاصله اتمي معين مي باشند و بقيه نسبت به هم وضعيت مشخص ندارند. در جامدات فواصل اتمي معين و مشخصي وجود دارد يعني اتم ها و مولکول هاي آنها معمولا و به طور کلي در يک نقش يا طرح مشخص که به آن شبکه کريستالي مي گويند، مجتمع مي گردد.
حالتهاي مختلف شبکه کريستالي به شرح ذيل است:
- سيستم مکعبي يا کوبيک
- سيستم تتراگونال
- سيستم منشوري (هگزاگونال)
- سيستم رمبيش (ارتورومبيک)
- سيستم منو کلين (منو کلينيک)
- سيستم تري کلين (تري کلينيک)
- سيستم رمبوئدر (رمبوهيدريک)
اکثر فلزات صنعتي و تجاري در سه سيستم مکعبي با اتم در مرکز مکعب (B.C.C)، مکعبي با اتم در مرکز سطوح مکعب (F.C.C) و منشوري متبلور مي شوند.
متذکر مي شود که اگر در شبکه کريستالي بلور فقط اتمهاي (مولکولها) يک عنصر موجود باشد، شرايط ذوب در کليه نقاط شبکه کريستالي يکسان بوده و بلور در يک درجه حرارت معين ذوب ميشود. اگر شبکه کريستالي شامل دو يا سه نوع اتم مختلف باشد، در يک درجه حرارت معين، ذوب بلور شروع شده و با افزايش درجه حرارت تدريجا كامل مي گردد. در ضمن خواصي چون هدايت حرارتي،خاصيت تورق و مفتول شدن،جلا و ساير خواص مشابه ناشي از نوع و شكل ساختمان كريستالي فلزات مي باشد.
3-1-بررسي حالتهاي انحلالي فلزات
با توجه به تعريف ساده و مختصر “فاز” كه عبارت از محيط همگن و يكنواختي است كه از محيط اطرافش قابل تفكيك مي باشد و با توجه به حالات فيزيكي فلزات حالتهاي انحلالي آنها را بررسي مي كنيم:
تمامي گازها با هم در هر نسبتي قابل اختلال هستند و در نتيجه مجموعاً “يك فاز” را تشكيل مي دهند.
مايعات به سه صورت با هم مخلوط ميشوند:
الف-يا كاملاًدر هم حل مي شوند كه در نتيجه مجموعاً يك فاز را تشكيل مي دهند.
ب-يا اصلاً در هم حل نمي شوند كه در نتيجه به تعداد مايعات شركت كننده فاز ايجاد مي شود.
ج- يا انحلال نسبي دارند، يعني به مقدار كمي از هم در يكديگر حل مي شوند (در اين حالت حداقل سه فاز ايجاد مي شود)
حالات انحلالي جامدات بستگي به سه حالت الف، ب و ج مايعات دارند.در مورد ريخته گري حالتهاي ب وج مورد نياز وبررسي نيستند،زيرا براي تهيه اجسام ريخته گري كه بايد به طور يكنواخت و هموژن تهيه شوند، بايستي مذاب فلز از يك فاز تشكيل شده باشد، يعني عناصر تشكيل دهنده بايستي در هم كاملاً محلول باشند با توجه به اين نكته حالات انحلالي جامدات عبارتند از:
الف-يا كاملاًدر هم حل مي شوند (ايده آل ريخته گري هستند ).
ب-يا اصلاً در هم حل نمي شوند.
ج-يا انحلال نسبي و محدود دارند.
انجماد فلزات هميشه طبق انجماد كريستالي انجام مي شود، مذاب در هنگام سرد شدن بطور يكنواخت منجمد نمي شود بلكه در بعضي از نقاط ذرات منجمدي پديد مي آيند (نطفه)كه اين ذرات را مراكز تشكيل بلور (كريستال) مي نامند. اتمهاي مذاب كم و بيش به اين نقاط مي چسبند و اين نقاط به اين ترتيب رشد مي كنند فلز مذاب مي تواند به دو صورت ازحالت مذاب بحالت جامد برسد:
الف-در موقع سرد شدن مذاب در بعضي نقاط تعداد كمي مراكز تشكيل بلور به وجود مي آيد كه اين مراكز مي توانند تا وقتي به هم برسند رشد كنند و بزرگ شوند كه در اينصورت تعداد اين كريستالها خيلي كم مي باشد ولي اندازه آنها بزرگ است.
ب-در موقع سرد شدن مذاب در داخل آن تعداد زيادي مراكز تشكيل بلور بوجود مي آيد كه اين مراكز به علت کمبود فضا نمي توانند زياد رشد كنند و به اين ترتيب حجم فلز ازكريستالهاي زياد ولي كوچك انباشته مي شود براي واضح شدن مطالب ذكر شده نكات زير را تعريف مي كنيم:
1-4-1-سرعت انجمادكريستالي (KG )
سرعت انجماد كريستالي عبارت از ميزان ازدياد طول يك كريستال در يك جهت معين در واحد زمان مي باشد.
2-4-1- تعداد مراكز تشكيل بلور يا كريستال (KZ)
تعداد مراكز تشكيل كريستال عبارت از تعداد نطفه هايي است كه در يك سانتيمتر مكعب مذاب در واحد زمان بوجود مي آيند. سرعت انجماد كريستالي و تعداد مراكز تشكيل كريستال بهم بستگي دارند.
سرعت انجماد و تعداد مراكز كريستال اعداد ثابتي نيستند بلكه همبستگي زيادي به مادون انجماد دارند. با زياد شدن مادون انجماد سرعت انجماد (KG ) و تعداد مراكز تشكيل كريستال (KZ) زياد ميشوند. نوع ساختمان كريستالي اجسام بستگي به اين سه عامل دارد: KG ، KZوDT.
بعنوان مثال ساختمان دروني يك فلز ريخته شده بطور كلي ازسه لايه ي كريستالي تشكيل ميشود:
الف-پوسته اي ب-مياني ج- مغزي
به محض ريخته شدن فلز مذاب در قالب، انجماد در سردترين نقاط شروع مي شود و به عبارت ديگر در كناره هاي قالب به علت اينكه مادون انجماد خيلي بزرگ است نطفه هاي زيادي در مذاب بوجود مي آيد كه به صورت كريستالهاي خيلي كوچك رشد مي كنند (لايه بيروني يا پوسته اي )
در ناحيه مياني و مغزي قالب به علت كم بودن مادون انجماد (DT) تعداد مراكز تشكيل كريستال بوجودآمده كم خواهد بود بهمين دليل اين مراكز مي توانند به صورت كريستالهاي بزرگ رشد كنند.البته شكل و اندازه وضخامت كريستالهاي هر سه لايه به درجه حرارت فلز، ريختن فلز، فرم قالب، نحوه سرد كردن قالب و عوامل ديگر بستگي دارند.
5-1 روش هاي تحقيق درباره ساختمان فلزات وتشخيص معايب احتمالي
جهت مطالعه و بررسي ساختمان داخلي فلزات روشهاي متعددي وجود دارد كه در بعضي از طرق نمونه اي از جسم تهيه مي گردد و با چشم معمولي و يا وسائل بزرگنمايي مورد مطالعه قرار مي گيرد و در بعضي از روش ها، امكان نمونه برداري وجود نداشته (مانند بعضي از قطعات ريخته گري گران قيمت) كه موارد مصرف صنعتي دارند و آزمايشات بدون آسيب رساندن به قطعه صورت مي گردد، جهت روشن شدن مطلب به شرح روشهاي مهم تحقيق در فلزات مي پردازيم:
1-5-1-بررسي ماكروسكپي ساختمان فلزات
در اين روش نمونه اي از جسم مورد نظر تهيه كرده، سپس توسط سوهان وسنگ سمباده و كاغذهاي مخصوص سمباده مقطع نمونه را كاملاًصاف مي كنند و در صورت لزوم مقطع نمونه را توسط محلولهاي اسيد يا قليائي يا نمكهاي معين آغشته كرده و باعث از بين رفتن (حل شدن) ناخالصي هاي موجود در سطح نمونه مي شود و باين ترتيب كريستالهاي فلزي ظاهر مي گردند. آنگاه با چشم غير مسلح يا با وسايلي كه بزرگنمايي آنها حداكثر 10 برابر مي باشد به بررسي ساختمان فلز مي پردازند. توسط بررسي ماكروسكپي تركهاي ريز، مك، خلل و فرج، حفره هاي انقباض و همچنين عناصر غير فلزي موجود در فلزات نظير گوگرد را تشخيص مي دهند.
1-1-5-1-تجزيه ساختماني و گرافيكي با اشعه ايكس و اشعه گاما
جهت مطالعه و بررسي ساختمان اجسام ساخته شده مي توان از اشعه ايكس و اشعه گاما استفاده كرد. اين دو اشعه قادرند از فلزات بخصوص براحتي عبور كنند البته در هنگام عبور از اجسام مقداري از اشعه جذب شده و قسمتي از آن هدر مي رود و بقيه اشعه از سمت ديگر جسم خارج مي گردد آن قسمت از اشعه كه جذب مي گردد به قطر قطعه و نوع كريستال آن بستگي دارد. اگر پشت جسم يك فيلم حساس عكاسي قرار داده شود مقدار اشعه اي كه از جسم عبور مي كند باعث متأثر شدن فيلم مي شود، هر گاه داخل جسم فضاي خالي (حفره،مك…) وجود داشته باشد در آن ناحيه فيلم بيشتر متأثر شده (چون مقاومت جسم در برابر عبور اشعه كم مي شود ) و بخوبي از وجود آن عيب آگاه مي شوند. از اشعه ايكس براي قطعات ضخيم و از اشعه گاما براي ضخامتهاي كم استفاده مي گردد، اين آزمايشات فقط حبابهاي ريز را دقيقاً مشخص نمي نمايد.
در اين روش سطح خارجي قطعه مورد نظر را با روغن آغشته كرده سپس مقداري پودر آهن برآن مي كشيم، در قسمتهائي كه عيوب (حباب،موك …) وجود داشته باشد، مقدار بيشتري از پودر آهن تجمع پيدا مي نمايد. از اين آزمايش جهت مشخص نمودن حبابهاي سطحي استفاده مي كنند و براي تشخيص حبابهاي عمقي از اين طريقه استفاده نمي شود.
3-1-5-1-روش جوشاندن قطعات در روغن
اين روش در مورد قطعات كوچك بسيار مناسب مي باشد، براي اينكار قطعه مورد نظر را به مدت 30 دقيقه در روغن مي جوشانند و سپس آنرا از روغن خارج نموده بلافاصله با خاك اره تميز و خشك مي نمايند، و بعد داخل محلول تالك و تترا كلروركربن فرو مي كنند و فوراً خارج نموده تا يك قشر نازك سفيد در روي جسم باقي بماند. اگر در قسمتهايي ترك وجود داشته باشد قشر سفيد در امتداد ترك برنگ قهوه اي مبدل مي شود.
در اين روش قطعات مورد نظر را در يك محلول اچ (اسيدي) به مدت 30 دقيقه مي جوشانند سپس با آب شسته و در هوا خشك مي كنند. در قسمتهائي از قطعات كه عيب سطحي وجود داشته باشد پودر زرد رنگي برجا مي ماند. جهت فلزات آهني از اسيد كلريدريك و براي قطعات آلومينيومي از سود سوز آور (سودكاستيك) بعنوان محلول اچ استفاده مي شود.كه پس از شستشو با آب و پاك شدن سود،از محلول اسيد نيتريك براي تميز كاري نهايي استفاده مي گردد و در نهايت با آب كل قطعه شسته و آماده عمليات بعدي خواهد شد. يكي از محلولهاي متداول و استاندارد اچ از 2 درصد امون استات و15 درصد كاليم بيكرمات و 83 درصد آب تشكيل شده است.
در مورد مصنوعاتي چون شير و لوله كه مايع يا گاز در آنها جريان دارد از اين روش استفاده مي شود. براي اينكار قطعات را روي دستگاه مخصوص قرار داده از يك طرف آنها را آزاد گذارده و از طرف ديگر محكم مي كنند. سپس آب و در بعضي موارد نفت يا هوا بقسمت آزاد لوله وارد كرده و بفشار معين مي رسانند در مدت زمان آزمايش نبايستي تغييراتي روي فشار سنج مشاهده گردد.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.