متالوگرافي، سختي سنجي، ميكروسختي سنجي، تمپر در دماهاي C˚(300-700)، چدن هاي سفيد مقاوم به سايش كروم دار حاوي 8-12 درصد كروم

متالوگرافي، سختي سنجي، ميكروسختي سنجي، تمپر در دماهاي C˚(300700)، چدن هاي سفيد مقاوم به سايش كروم دار حاوي 812 درصد كروم

متالوگرافي، سختي سنجي، ميكروسختي سنجي، تمپر ،چدن هاي سفيد مقاوم به سايش كروم دار

فهرست مطالب:

چكيده

فصل اول :چدنهاي كروم دار

مقدمه .................................................................................................................... 1

چدنهاي كرم دار ..................................................................................................... 1

 اثر ساختار ميكروسكوپي ....................................................................................... 3

انتخاب زمينه .......................................................................................................... 4

ذوب و ريخته گري چدن پركرم ............................................................................. 7

ريختن فلز مذاب .................................................................................................... 9

 تنش هاي ناخواسته (‌پسماند ) در قطعات............................................................... 10

ترك ناشي از سنگ زني .......................................................................................... 11

ملاحظات متالورژيكي ............................................................................................ 11

سختي پذيري ......................................................................................................... 15

انتخاب تركيبات ..................................................................................................... 15

مقادير كربن و كرم ................................................................................................. 16

عناصر آلياژي ......................................................................................................... 21

خواص فيزيكي و مكانيكي آلياژهاي پركرم............................................................... 21

كاربرد چدنهاي پركرم.............................................................................................. 22

گلوله هاي آسيابها وبدنه ها .................................................................................... 24

خوردگي و سايش با تنش پايين .............................................................................. 26

كاربرد در پمپهاي ضد سايش ................................................................................. 26

دلايل ناموفق بودن ................................................................................................. 28

كم بودن مقاومت سائيدگي ..................................................................................... 28

شكست ترد............................................................................................................ 29

عمليات حرارتي چدنهاي پركرم .............................................................................. 30

سرعت گرم كردن .................................................................................................. 31

روش آستنيته كردن ................................................................................................. 32

سرعت سرد كردن .................................................................................................. 33

برگشت يا تمپر....................................................................................................... 35

آستنيته باقيمانده ...................................................................................................... 35

دماي كوئينچ .......................................................................................................... 36

سخت كردن با كمك تصرمات حرارتي زير  دماهاي بحراني ................................... 37

فصل دوم : چدنهاي نيكل دار (Ni-Hard)

 چدنهاي نيكل سخت ............................................................................................ 40

چدن سفيد مارتنزيتي .............................................................................................. 40

استحكام كششي ..................................................................................................... 41

مقاومت در برابر ضربه ............................................................................................ 41

مسائل طراحي ........................................................................................................ 42

تركيب شيميايي ...................................................................................................... 44

      - كربن ........................................................................................................... 44

      -سيليسيم ....................................................................................................... 45

      -منگنز ........................................................................................................... 46

      -گوگرد ......................................................................................................... 46

      -فسفر............................................................................................................. 46

      -نيكل ............................................................................................................ 47

      -كرم .............................................................................................................. 47

      -عناصر ديگر ................................................................................................. 48

ساختمان ميكروسكوپي .......................................................................................... 48

      - ساختمان ميكروسكوپي سطح قطعه ريختگي ................................................ 52

ذوب در انواع كوره ها

      -ذوب در كوره كوپل...................................................................................... 54

      -ذوب در كوره هاي برقي .............................................................................. 57

      - ذوب در كوره بوته اي ................................................................................. 58

      - ذوب در كوره هاي شعله اي ....................................................................... 58

      -ذوب به روش دوپلكس ................................................................................ 59

 قراضه هاي نيكل – سخت .................................................................................... 59

ريخته گري چدنهاي نيكل – سخت ....................................................................... 59

انقباض.................................................................................................................... 60

 ماهيچه سازي ....................................................................................................... 60

 كاربرد مبرد............................................................................................................ 60

جلوگيري از پيچيدگي قطعات مبرد ......................................................................... 62

 قرار دادن قسمتهاي قابل تراش در قطعات قبل از ريختن ........................................ 62

 ريختن مذاب  و تغذيه قطعه ريختگي .................................................................... 64

عمليات تميز كاري ................................................................................................. 65

كنترل ..................................................................................................................... 66

تعيين سختي ........................................................................................................... 67

آناليز شيميايي ......................................................................................................... 70

مطالعات ميكروسكوپي ........................................................................................... 71

چدن هاي سفيد مارتنزيتي  ( Ni-Hard)عمليات حرارتي ....................................... 72

Ni- Hard يوتكتيك.............................................................................................. 76

جوشكاري.............................................................................................................. 76

عمليات تكميلي و نهايي ......................................................................................... 78

قسمتهاي قابل تراش ............................................................................................... 78

عمليات سنگ زني ................................................................................................. 79

ماشينكاري ............................................................................................................. 80

ماشينكاري بدنة پمپهاي گريز از مركز ..................................................................... 81

 ماشينكاري ميله ..................................................................................................... 81

صفحات مقاوم در مقابل سايش .............................................................................. 81

تعيين سختي ........................................................................................................... 82

فصل سوم :‌شرح آزمايش

عنوان آزمايش ........................................................................................................ 84

شرح آزمايش ......................................................................................................... 84

نتايج به دست آمده از آزمايش ................................................................................ 91

منابع ...................................................................................................................... 93

چكيده :

 پديده سايش (Wear) يكي از معضلاتي است كه صنعت از ديرباز با آن مواجه بوده است . برخورد منطقي در جهت رفع اين مشكل ، مرهون بررسي دقيق پديده و عوامل موثر بر آن مي باشد . بدين منظور برخي از مواد مناسبي كه با توجه به مباني متالورژيكي در عمل قابل استفاده مي بانشد مانند (چدنهاي سفيد كرم دار، Ni-hard) مورد بررسي قرار مي دهيم .

- تعريف سايش و عوامل موثر بر آن

 سايش عبارت است از تلفات مكانيكي ماده از سطح يك جسم بواسطة تماس آن با سطح يا جسم ديگر عليرغم مكانيكي بودن اين پديده ، گاه با واكنشهاي شيميايي نيز همراه مي شود .

 - فاكتورهاي كليدي موثر برسايش عبارتند از :

1) متغيرهاي متالورژيكي نظير سختي ، چقرمگي ( tough ness) ساختار ميكروسكوپي و تركيب شيميايي

2) متغيرهايي نظير مواد در حال تماس ( نظير ساينده ها و مشخصات آنها ) نوع و روش بارگذاري (Loading) ،سرعت ، دما ، زمان ، خشونت سطحي ، روانكاري ( Lubrication) و خوردگي .

در اينجا ما دو نوع ا زمواد مقاوم به سايش را مورد بررسي قرار مي دهيم كه عبارتند از چدنهاي سفيد پركرم و چدنهاي سفيد Ni-hard كه ابتدا چكيده اي از اين دو نوع چدن سفيد را در پايين مي آوريم

...

اثر ساختار ميكروسكوپي

بيشترين مقاومت سايشي اين چدنها نتيجه مستقيم ساختار ميكروسكوپي آنهاست. اغلب فرايندهاي سايشي را مي توان يك عمل برشي يا فراشي تعريف نمود. نظير عمليات ماشينكاري كه يك ذره ساينده به سطح فلز فرورفته و خطوط سايش و تغيير شكل ايجاد كرده و ذراتي را از سطح جدا مي كند. براده هائي كه از محل سايش بدست آمده اند حاوي ذرات بسيار ريزي هستند كه از قلم تراش در حين عمليات ماشينكاري جدا شده اند. براي عملي شدن مكانيزم سايش كاملاً ضروري است كه وسيله ساينده از فلز سخت تر باشد. اگر اين وسيله نرمتر باشد فرآيند بيشتر به خوردگي و اكسيداسيون شبيه خواهد باشد. اگر اين وسيله نرمتر باشد فرآيند بيشتر به خوردگي و اكسيداسيون شبيه خواهد بود و فقط سايش ناچيزي انجام مي گيرد. جدول 1 سختي ميانگين تعدادي از مينرالها، كاربيدها و آلياژهاي پر آهن با تركيبات مختلف زمينه را نشان مي دهد. اين مقايسه مشخص مي كند كه كوارتز كه مهمترين تركيب در اغلب مينرالهاي ساينده مي باشد از آلياژهاي آهن با هر نوع ساختاري كه زمينه آنها داشته باشد سخت تر است به همين جهت مي تواند به راحتي آنها را بسايد. كاربيد آهن (سمنيتت) كه بيشترين كاربيد در چدنهاي سفيد كم آلياژ مي باشد از كوارتز نرمتر است و كاربيد كرم كه بيشترين كاربيد در چدنهاي پر كرم است از كوارتز سخت تر است و به همين جهت در مقابل سايش مقاومت مي كند. كاربيدهاي زيادي هستند كه از كاربيد كرم هم سخت تر مي باشند ولي متأسفانه بسيار گران هستند و اين مسئله موجب محدود شدن كاربرد آنها شده است. در چدن سفيد كاربيدها چيزي كمتر از 50- 40 درصد از كل حجم قطعه را نشان مي دهند بقيه زمينه است و چون اين زمينه از كوارتز نرمتر است سائيده مي شود.

...

گلوله هاي آسياب و بدنه ها

در شرايطي كه تنش با شرايط بالا و يا سايش فشاري مطرح باشد، استفاده بسياري از آلياژ چدن پر كرم براي گلوله ها و آستري هاي آسياب مي شود. در آسياب مواد خشك، استفاده از چدن پر كرُم مارتنزيتي براي محفظة اول آن  سبب كاهش ميزان سائيدگي از 1000 گرم در تُن به 50 گرم شده است. دوام طولاني اين گلوله ها در آسيابهاي بزرگ مدرن، لزوم استفادة هر چه بيشتر از آنرا بويژه در شرايط ضربه هاي مكرر، مطرح كرده است. اين منظور از طريق تنظيم صحيح ميزان كربن و سپس عمليات حرارتي آلياژ عملي است كه آستنيت باقيمانده را تقريباً از بين مي برد.

در صورت وجود كانه نسبتاً سخت و بويژه در آسياب موادِتر، اين آلياژ چندان برتري بر ديگر آلياژها ندارد. براي آستري داخلي محفظة اول آسياب سيمان، چدن پر كرُم بخوبي با آلياژ فولاد كرُم- موليبدن رقابت مي كند. كاربرد اين آلياژ همچنين در پوشش بدنه و انتهايي آسيابهاي گلوله اي و غير آن براي خرد كردن مواد، روبه توسعه است. در اينجا نيز آلياژ چدن پر كرُم بخوبي جانشين فولادهاي منگنزي آستنيتي يا فولادهاي كم آلياژ سخت شده، گرديده است. استفاده از آسياب خمره اي براي آسياب كردن موادي چون زغال سنگ در نيروگاه ها از ديرباز و جديداً بيشتر در آسياب آهك، سيمان، كانه فسفات و ديگر مواد معدني بكار مي رود. براي تأمين فاصله طولاني تري در تعويض قطعات سائيده شدني و در واقع، خرد كردن مواد بيشتر با استفاده از قطعات كمتر، استفاده از مواد با مقاومت بيشتر براي چرخها، قرقره ها و واگنها لازم مي آيد. براي اين منظور، استفاده از چدنهاي پر كرُم شرايط مناسبي را براي طراحي قطعات گوناگون فراهم آورده است.

برچسب ها : متالوگرافي، سختي سنجي، ميكروسختي سنجي، تمپر در دماهاي C˚(300-700)، چدن هاي سفيد مقاوم به سايش كروم دار حاوي 8-12 درصد كروم , متالوگرافي، سختي سنجي، ميكروسختي سنجي، تمپر در دماهاي C˚(300700)، چدن هاي سفيد مقاوم به سايش كروم دار حاوي 812 درصد كروم