ریخته گری
 برر سی عوامل موثر برریز دانگی آلیاژهای آلومینیوم

برر سی عوامل موثر برریز دانگی آلیاژهای آلومینیوم

 

 

چكيده :

در تحقيق حاضر تاثير انواع متغير هاي ريخته گري را بر روي ريز دانگي آلياژهاي آلومينيوم مطالعه و بررسي شده است. تحقيقات نشان داده است كه عوامل متعدد و روشهاي گوناگوني جهت ريز دانگي آلياژهاي آلومينيوم وجود دارد. بطور عمده به سه روش گرمايي (1-سرعت سرد كردن 2-فوق ذوب 3-فشار ) ، شيميايي (1- مواد جوانه زا 2-پودر فلزات ) و ديناميكي (1-لرزانش 2-حبابهاي گازي 3-پوششهاي فرار) تقسيم بندي مي شوند. در پروژه حاضر عوامل و روشهاي گوناگون به طور مطلوبي بررسي شده و يكي از روشها كه لرزانش مذاب است بطور عملي آزمايش گرديده است. به اين منظور 6 نمونه ريخته شده و مورد بررسيهاي ماكروسكوپي قرار گرفتند. اين بررسي ها نشان داد كه در عمليات لرزانش ريزدانگي به صورت بسيار خوبي صورت گرفته است ولي در عين حال سبب افزايش خلل وفرج شده است.

مقدمه
عموما ساختارهاي ريز دانه داراي خواص مطلوب تري از ساختارهاي درشت دانه مي باشند.به اين منظور همواره ريخته گران به دنبال يافتن روشهاي براي ريز کردن دانه ها مي باشند.اضافه کردن جوانه زا به مذاب متداول ترين روش ريز کردن دانه ها مي باشد. علاوه بر اين روش، عوامل و روشهاي ديگري نيز براي ريز کردن دانه ها وجود دارد که در شرايط خاص مورد استفاده قرار مي گيرند. اين پژوهش در پي آن است که عوامل و روشهاي گوناگون مطرح در مقالات منتشر شده را به طور خلاصه بررسي نمايد. همچنين روش لرزانش مذاب در همگام انجماد را بصورت عملي مورد آزمايش قرار دهد.


ادامه مطلب
|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در چهارشنبه سی ام اردیبهشت 1388  |
 افزايش مقاومت به خوردگي با استفاده از شبكه‌هاي كربني الماس مانند:

اين شبكه كه به عنوان لايه نهايي روي فلزات مورد نظر قرار مي‌گيرد، داراي دو يا سه لايه است. اولين لايه شبكه‌اي از اتم‌هاي كربن بوده كه ساختار الماس مانند داشته و با هيدروژن پايدار مي‌شوند. لايه دوم شبكه‌اي از جنس سيليكون بوده و با هيدروژن پايدار مي‌گردد و لايه سوم، كه استفاده از آن انتخابي است يعني مي‌توان از آن صرفه‌نظر كرد، شبكه‌اي از عناصر تقويت كننده است كه اين عناصر متعلق به گروه‌هاي 1-7B و 8 جدول تناوبي مي‌باشد. درصد وزني كربن در اين لايه‌ها از 40 تا 98 درصد متغير است و نسبت وزني كربن به سيليكون نيز از 1:2 تا 1:8 متغيير است. در مورد نسبت وزني سيليكون به اكسيژن مقدار1: 0.5 تا 1:3 گزارش شده است.
كاربرد:
1- صنعت خودروسازي
2- ماشين‌آلات صنعتي
مزايا:
پوشش‌هاي مبتني بر سيليكات، مقاومت به خوردگي دربرابر هوا، قليا و گازها را افزايش مي‌دهند اين امر در دماهاي بالا با شدت بيشتر اتفاق مي‌افتد. با توجه به ضعف پوشش‌هاي رايج (پوشش‌هاي سراميكي در مقابل شكنندگي، پوشش‌هاي پليمري؛ آسيب‌پذيري در برابر اشعه UV و دما و پوشش‌هاي آلي؛ آسيب‌پذيري در برابر سايش و دما) اين پوشش در برابر بسياري از عوامل خارجي مقاوم است.

|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در شنبه یازدهم فروردین 1386  |
 جوانه زاها در ریخته گری آلیاژهای آلومینیم، سیلیسیوم‏ ‏‏‏‏‏
در سالهای اخیر روشهای متعدد ریزکردن دانه ها در آلیاژهای ‏ریختگی، آلومینیم- سیلیسیوم ارائه گردیده که براساس کاربرد ‏آلیاژسازهایی با نسبت استوکیومتری تیتانیوم- بر یا تیتانیوم- کربن بوده ‏است این مقاله ساختار و عملکرد این جوانه زاهای جدید و سایر جوانه ‏زاهای متداول را در آلیاژ معروف ‏LM‏25 با هم مقایسه کرده است. ‏این تحقیقات نشان می دهد که در انوع آلیاژهای با نسبت ‏Ti/B , ‎‏5/1، ‏اختلاف اندازه دانه های قطعه ریختگی ناچیز بوده که این اختلاف ‏ناچیز میتواند به روش تولید آلیاژسازها ارتباط داده شود. روش تولید ‏این آلیاژسازها بنحوی است که اختلاف بین اندازه ذرات آلومینا و ‏توزیع را به حداقل میرساند. آلیاژسازهای با نسبت مساوی بر- تیتانیوم ‏Ti/B , ‎‏1/1 در ریزکردن دانه ها، نتایج یکسانی بدست نداده و زمان ‏میراثی آنها پایین است. ریزشدن زیاد دانه های ناشی از مقدار زیاد بر ‏است که با تیتانیوم واکنش داده و نقش جوانه زائی خود را دست ‏میدهند. در این تحقیقات مشخص شد که آلیاژساز تیتانیوم – کربن ‏تاثیری در ریزکردن دانه ها در آلیاژ ‏LM‏25 ندارد.
|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385  |
 عیوب ناشی از ماسه داغ در خطوط قالبگیری با ماسه تر‏
ماسه داغ یکی از مشکلات اساسی در سیستمهای ماسه تر بوده و از ‏علل عمده ایجاد ضایعات است. هر ماسه ای با درجه حرارت بالا که ‏باعث بروز مشکلاتی در فرایند آماده سازی، قالبگیری، بارریزی و ‏‏... بشود، ماسه داغ نامیده میشود. مشکلات عمده ناشی از ماسه داغ ‏عبارتند از:‏
‏• نیاز به رطوبت و چسب بیشتر در ماسه
‏• عدم یکنواختی در خواص فیزیکی مخلوط ماسه‏
‏• سست شدن ماهیچه و یا مجاری گاز در حین عملیات بارریزی به ‏علت میعان رطوبت برروی ماهیچه سرد جاسازی شده در قالبهائی با ‏ماسه داغ
‏• عیوب سطحی ناشی از فرسایش ماسه‏
‏• کاهش استحکام فشاری تر به میزان 5 الی 15 درصد و کاهش ‏استحکام فشاری خشک به میزان 20 الی 45 درصد و بروز عیوبی از ‏قبیل طبله، رگه، کیس و .....‏
‏• افزایش فشردگی ماسه نسبت به مقدار معمول به علت ناپایداری ماسه ‏و خواص فیزیکی متغیر آن ‏
‏• میعان رطوبت بر روی دیواره سیلوها و چسبیدن ماسه به آنها که ‏علاوه بر کاهش حجم باعث گردش سریعتر ماسه داغ میگردد.‏
با توجه به موارد بالا، اهمیت دمای ماسه مصرفی، مشخص میگردد. ‏مقدار گرمای باقی مانده در هر سیکل، به مقدار ماسه بازگشتی به خط ‏فالبگیری، نسبت وزن ماسه به مذاب، دمای بارریزی مذاب، زمان ‏نگهداری ماسه در قالب قبل از خروج قطعه و روش حمل و نقل و ‏انبار کردن ماسه بستگی دارد. اگر زمان نگهداری ماسه در قالب قبل ‏از خروج قطعه، کم باشد و ماسه سریعا به خط آماده سازی ماسه ‏بازگشت داده شود، نیاز به تجهیزات خنک کننده، بیشتر میشود. ‏سیکلهای متداول مخلوط آسیاب کردن نمی تواند زمان لازم برای ‏خنک شدن ماسه را فراهم کند. تجهیزات مکملی برای مخلوط کن ها و ‏آسیابها، برای سرد کردن ماسه تعبیه شده است اما اثر بخشی آنها ‏محدود به زمان مخلوط آسیاب شدن است. استفاده از ماسه سرد یا سرد ‏شده مزایای فراوانی دارد. به آب و چسب کمتری برای رسیدن به ‏خواص مورد نظر نیاز داشته و ماسه یکنواخت تری بدست میآید.‏
|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در چهارشنبه شانزدهم اسفند 1385  |
 تاثیر سیلیسیم در چدن و فولاد

اثر سیلیسیم در چدن:
سیلیسیم بین عناصر آلیاژی ، قویترین عامل گرافیت زا بشمار می رود که با نقطه ذوب c1410 است که با ترکیب فروسیلیسیم به چدن اضافه می گردد. حضور سیلیسیم باعث سهولت تجزیه سمنتیت شده و به گرافیت زایی در جریان عملیات حرارتی در چدن مالیبل کمک می کند با افزایش مقدار سیلیسیم در چدن طول مرحله آنیلینگ کوتاه می گردد و افزایش مقدار سیلیسیم باعث جلوگیری از سفید شدن چدن شده و بجای چدن سفید چدن خالدار و چدن خاکستری تولید میگردد بنابراین باید حد معینی از سیلیسیم استفاده کنیم محدودیت دیگر استفاده از سیلیسیم زیاد باعث فریتی کردن زمینه و در نتیجه کاهش استحکام خواهد شد . لازم به تذکر است که سیلیسیم مازاد بر مقدار فوق در فریت حل شده و استحکام و سختی را مجدداً افزایش می دهد میزان افزایش بستگی به درصد سیلیسیم حل شده در فریت دارد و می تواند با سختی 100 الی 140 برینل باشد. در عمل برای اجتناب از تشکیل کاربید در چدنهای خاکستری با استحکام بالا به جای استفاده از سیلیسیم به عنوان عنصر آلیاژی از مواد جوانه زا حاوی سیلیسیم استفاده می شود مواد فوق درست قبل از ریخته گری به مذاب اضافه میگردد و چدنهای باسیلیسیم بالا که مقاوم در برابر خوردگی می باشد حدود 14 تا 17 درصد سیلیسیم دارند. و در مقابل اسید سولفوریک،اسید نیتریک مقاوم هست.

تاثیر سیلیسیم در فولاد :
این عنصر غیر فلزی به شکل فروسیلیسیم توسط فولاد سازان و به عنوان عنصر اکسیژن زدا و سخت کننده فولادهای کربن دار آلیاژی مصرف می شود.در صورتیکه حداکثر درصد سیلیسیم مصرفی فولادی بین 6% تا 2/2 درصد باشد،آنرا فولاد آلیاژی سیلیسیمی گویند.تمام فولادهای استاندارد دیگر،مقدار سیلیسمی بین2% تا35% درصد دارند.

چند اثر مختلف سیلیسیم عبارتند از :
1-سیلیسیم به همراه عناصر آلیاژهای دیگر نظیر کرم،نیکل،تنگستن،سبب افزایش مقاومت فولاد در برابر اکسیداسیون در دمای بالا می شود
.
2-در اثر افزودن سیلیسیم به فولاد قابلیت کربن زدایی و گرافیتی شدن افزایش می یابد.
3-وجود سیلیسیم در فولاد،درجه حرارت بحرانی را در عملیات حرارتی افزایش می دهد
.


|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در شنبه دوازدهم اسفند 1385  |
 عملیات حرارتی فولادهای ماریجینگ
مقدمه:
فولادهای ماریجنینگ فولادهای پر آلیاژ-کم کربن-آهن ونیکل باساختار مارتنزیتی هستند که دارای ترکیبی عالی از استحکام وتافنسی به مراتب بالاتر از فولادهای پر کربن کوینچ شده می باشند.
این فولادها دو کاربرد بحرانی ومتمایز فولادهای کربن آبداده که استحکام بالا وتافنس وانعطاف پذیری خوب مورد نیاز است را دارا میباشد . فولادهای کربنی آبداده استحکامشان را از مکانیسمهای تغییر فاز وسخت گردانی بدست میآورند. ( مثل شکل گیری مارتنزیت و بینیت ) واین استحکام پس از رسوب گیری کاربیدها در طول مدت تمپر کردن بدست می آید. درمقایسه فولادهای ماریجینگ استحکامشان را از شکل گیری یک فولاد مارتنزیتی کم کربن انعطاف پذیرو سخت آهن ونیکل بدست می آورند که می توانند بوسیله رسوب گیری ترکیبات بین فلزی در طول مدت پیرسختی استحکام بیشتری داشته باشند. دوره ماریجینگ بر اساس پیرسختی ساختار مارتنزیتی وضع شده است.


ادامه مطلب
|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در یکشنبه ششم اسفند 1385  |
 متالورژی پودر
متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تف‌جوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می‌‌پذیرد.

متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع متالورژی می‌‌باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برای تولید پلاتین با دانسیته کامل بود که در قرن ۱۹ میلادی صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتین به دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلزهای دیر گدازی مانند تنگستن، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربیدهای سمانیت و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربردهای قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی می‌‌بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشورهای صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می‌‌باشد.

در سال‌های ۱۹۵۰-۱۹۶۰ روشهای نوین مانند فُرج پودر و ایزو استالیک گرم در صنعت متالورژی پودر بکار گرفته شد. این روشها با تولید قطعات با دانسیته بالا توان رقابی قطعات متالورژی پودر را افزایش دادند.

گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژه‌ای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساخته است، که تولید آنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل می‌‌باشد ولی زمینه‌های که باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده است، عبارتند از :

زمینه‌های اقتصادی
بهره‌وری انرژی
انطباق زیست محیطی
ضایعات بسیار پائین
متالورژی پودر تکنولوژیی است، پویا. در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده‌اند به علاوه، تولید آلیاژهایی جدید و مستحکمتر و فرآیندهای تولید قطعات با دانسیته بالا مانند (Warm compaction، ایزو استالیک گرم، فرج پودر، extrusion، Powders rolling، Incretion mounding Powders ) همراه با کنترل عالی بر زیر ساختار هم چنین خصوصیت ذاتی فن آوری متالورژی پودر در تولید مواد مرکب، امکان ساخت محصولاتی از مواد ویژه و سنتی را در طیف وسیع از خواص با بالاترین کیفیت فراهم ساخته است.

با وجود تمامی مزیتهای متالورژی پودر، محدودیت این روش در اندازه و شکل قطعات تولیدی و هم چنین گران بودن ابزار و تجهیزات تولید که ظرفیتهای تولید کم را غیر اقتصادی می‌‌نماید، از نقاط ضعف این فن آوری در رقابت با دیگر فرآیندهای تولید است. توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می‌باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

با وجود اینکه از نظر تاریخی متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی ‌پیوند می‌خورد.

|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در جمعه چهارم اسفند 1385  |
 خواص آلومینیوم
وزن مخصوص كم:

یك متر مكعب آلومینیوم خالص 8/2827 كیلوگرم وزن دارد و یك متر مكعب از سنگین‌ترین آلیاژهای آلومینیوم (یعنی آلیاژهای حاوی مس و روی) دارای وزنی در حدود 2953 كیلوگرم است. حتی این سنگین‌ترین آلیاژ‌های آلومینیوم نیز حداقل 1978 كیلوگرم در هر متر كعب سبك‌تر از وزن هم حجم سایر فلزات ساختمانی (بجز منیزیم) است (جدول 1-1). مزیت این كم بودن وزن چیست؟ می‌توان این مزیت را بصورت زیر خلاصه نمود:
مزایای وزن مخصوص عبارتند از:
1- حمل و نقل ارزانتر: چه در مورد حمل و نقل كالاهای آلومینیومی و چه در مورد وسیله نقلیه ساخته شده از آلومینیوم.
2- ظرفیت بیشتر: امكان صرفه‌جویی در وزن ساختمان‌های آلومینیومی بخوبی در پایه‌ها و تاسیسات حفاری چاههای نفت دیده می‌شود. لوله‌های حفاری كه شافت مته حفاری نیز محسوب می‌گردد امروزه از آلومینیوم ساخته می‌شود. وزن كم این لوله خود می‌تواند ظرفیت دكل حفاری كه باید تمام وزن سیم مته را تحمل نماید دو برابر كند.
3- صرفه‌جویی در كار: بعلت سبكی كه به معنی نصب سریعتر و اقتصادی‌تر ساختمان‌ها، تعداد كمتر كارگر مورد نیاز و خستگی كمتر استفاده از وسایل آلومینیومی خانگی است.
4- ممان اینرسی كمتر: در نتیجه دانسیته آلومینیوم ممان اینرسی قطعات آلومینیومی كمتر می‌گردد. این كلمه نام علمی برای تمایل یك قطعه برای متوقف و یا در حالت یكنواخت ماندن مگر اینكه یك نیروی خارجی اعمال گردد می‌باشد. هر چه قطعه سنگین‌تر باشد ممان اینرسی آن بیشتر و كار بیشتری برای حركت دادن و یا متوقف كردن آن مورد نیاز است. ماشین‌كاری‌های سریع مدرن امروزی نیاز به موادی با ممان اینرسی كم دارد طوریكه كه بتوان بسرعت و با بازدهی خوب دستگاه را بكار انداخت و یا از كار باز داشت، این مطلب خصوصاً برای دستگاههای بسته‌بندی و ماشین‌های چاپ با قطعات دارای حركت متناوب صادق است.
5- تعداد قطعات بیشتر به ازای هر كیلو وزن: وزن كمتر بمعنی تعداد قطعات بیشتر به ازای هر كیلو وزن است. میخ، پیچ، مهره و واشر آلومینیومی را می‌توان به ازای واحد وزن تا سه برابر تعداد قطعات مشابه فولادی ساخت.


مقاومت زیاد در مقابل خوردگی:

یكی دیگر از خواص مشخصه آلیاژهای آلومینیوم مقاومت در مقابل خوردگی است. آلومینیوم خالص وقتی كه در هوا قرار گیرد بلافاصله با یك لایه چسبنده اكسید آلومینیومی پوشیده می‌شود، این لایه پوششی، مانع خوردگی می‌گردد. اگر در اثر سائیدگی این لایه كنده شود بلافاصله دوباره تشكیل می‌گردد. ضخامت این لایه نازك طبیعی در حدود 025/0 میكرون (یك میكرون = یكهزارم میلی‌متر) است، با این وجود بقدری محكم است كه مانع موثری در مقابل اغلب مواد خورنده محسوب می‌گردد.
البته برخی از آلیاژهای خاص آلومینیوم نسبت به دیگران مقاومتر است. برای مثال گروه آلیاژهای Al-mg مخصوصاً در مقابل هوا و آب دریا مقاوم است. از طرف دیگر آلیاژهای آلومینیوم حاوی مس یا روی از نظر مقاومت خوردگی ضعیف‌تر و از نظر استحكام مكانیكی قویتر می‌باشد.
اگر مقاومت طبیعی آلومینیوم برای بعضی از محیط‌ها كافی نباشد در آن صورت روشهایی وجود دارد كه بتوان مقاومت آن را افزایش داد. برخی از این روشها عبارتند از: «پوشش دادن با آلومینیوم Alcladding»، «آندایزه كردن (آبكاری) Anodizing»، «پوشش سخت دادن Hard Coating» و «محافظت كاتدی Cathodic Protection».
در زیر، هر یك از این روشها به طور مختصر شرح داده می‌شود كه در یكی از فصول بعدی نیز به تفضیل مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در جمعه چهارم اسفند 1385  |
 سرآغاز
به نام خدا

با سلام

 امروز چهار شنبه ۲۵ بهمن ۱۳۸۵  آغاز به کار وبلاگ من می باشد

 

|+| نوشته شده توسط ابراهیم رئیسیان در پنجشنبه بیست و ششم بهمن 1385  |
 
 
بالا