گزارش کاراموزی کارگاه غیر آهنی 2

گزارش کاراموزي کارگاه غير آهني 2 در 50 صفحه ورد قابل ويرايش


فهرست

عنوان صفحه

آلومينيم .....................................................................4

و بررسي عوامل موثر بريز.............................12 دانگي آليژاهاي آلومينيوم

مس......................................................... ................7

چدن هاي داکتيل .............................................. ............11

برنج ............................................. .................................47

برنز ها................................... .. ....................................51

آلياژ هاي روي............................ ..............................57













آلومينيم

آلومينيم با علامت شيميايي AL و شبکه کريستالي FCC مي تواند اتم هاي عناصري مثل کربن ،نيتروژن،بر ، هيدروژن و اکسيژن را به دليل شعاع اتمي کوچک که دارد در خود به شکل محلول جامد بين نشين حل نمايد.

نقطه ذوب 660 درجه سانتيگراد و نقطه جوش آن 2750 درجه مي باشد. آلومينيم را در دماهاي 1000 درجه و بالاتر از آن استفاده نمي کنند به دليل اينکه شديدا اکسيد شده و تلفات آن زياد مي باشد. ولي منيزيم و روي اين مقدار بيشتري از آلومينيم تلفات دارند. وزن مخصوص 7/2 مي باشد و در حالت مذاب 3/2 بنابراين مي توان نتيجه گرفت در حالت مذاب انبساط آن زياد مي باشد.در صد انقباض آن در فاز مايع 10% و در حين انجماد 8/6% است و به دليل انقباض هاي زياد به تغذيه در قعات آلومينيم ضرورت مي يابد.مهمترين آياژهاي آلومينيم عبارتند از : آلياژ آلومينيم با منيزيم – مس و سيليسيم و يا آلياژهاي با ترکيب اين سه عنصر لذا در اثر آلياژ نمودن خواص مکانيکي مقاومت به خوردگي و ماشين کاري آلومينيم افزايش مي يابد . به هر حال آلومينيم و آلياژهاي آن به دليل نقطه ذوب پايين ، سياليت زيادي که دارد افزايش خواص مکانيکي در اثر آلياژ سازي و همچنين قابليت عمليات حرارتي را دارد.

منحني سرد شدن تعادلي مواد فلزي با يکديگر متفاوت است مثلا يک آلومينيم خاص را با يک آلياژ ديگر در نظر بگيريد در فلز خاص در يک دماي خاص انجماد صورت مي گيرد .

در صورتي که در يک آلياژ انجماد در يک فاصله در جه حرارتي صورت مي گيرد.

عمليات گاز زدايي با استفاده از گازهاي فعال مثل کلر : اگر درجه حرارت 180 درجه برسد ترکيب فوق به شکل حباب در آمده ( فرار مي باشد ) و هيد روژن به داخل آن نفوذ مي کند هر چه عمق مذاب بيشتر باشد گاز زدايي يا بازده ي آن بيشتر مي شود. عملا بايد 6/0 % گاز کلر مصرف شود که بستگي به نوع آلياژ نوع کوره و شرايط وارد کردن گاز و روش تهيه قالب و رطوبت هوا دارد.

گاز زدايي باکلر نسبت با ازت برتري دارد چون گاز کلر حباب کاريد آلومينيم ريز و بيشتري توليد مي کند .





کلر معايبي هم دارد که عبارتست از :

1- سمي بودن کلر 2- تلفات آلومينيم

عمليات با کلريد ها قديمي ترين روش گاز زدايي مي باشد و بر اساس واکنش کلر با فلز است . در اين روش تر کيبات کلريد تجزيه شده و در انتخاب کلريد بايستي دقت شود تا ناخالصي وارد مذاب نشود.آلياژ هاي Mg-Al که تا 2%Mg خالص به مذاب AL توليد مي شود. بديهي است که تلفات اين عنصر زياد مي باشد و از اين رو اغلب از آميژن اين عنصر با 10 % Mg استفاده مي شود.سياليت آلياژهاي Mg کم بوده و از اين سيستم هاي راهگاهي معمولا از اندازه عادي بزرگتر انتخاب مي گردد.

آلياژهاي Si-Al-Mg :

دو عنصر آلياژي Si و Mg قادر به ترکيب بوده و ترکيب بين فلزي را بوجود مي آورند اين عناصر به عنوان يک سيستم آلياژي شبه دو تايي عمل مي کند.

اين سيسيتم سه تايي سيستمي است که مي توان آن را تحت عمليات حرارتي محلولي و پير سختي قرار داد . آلياژهاي سه تايي داراي مزيت سيستم شبه دو تايي و همچنين اثرات مفيد Si محلول درصد کم Mg تا حدود 3/0 % و درصد هاي بالاي Si يعني 6-8 %مي باشد.

افزايش بيشتر Si باعث بهبود خواص ريخته گري اين آلياژ ها مي شود . در بعضي از آلياژها ترکيب سيليسيم و منيزيم مضر هستند که در نتيجه به عنوان نا خالصي محسوب مي شوند .

به خاطر اين که تمامي آلياژ Al داراي Si مي باشد افزايش سختي در اثر تشکيل مي باشد و با افزايش اين سختي آلياژ ترد و شکننده مي شود.

از خواص قطعات ريخته گري Al مي تواند به قابليت ماشين کاري ، قابليت پرداخت کاري ، جوش کاري، لحيم کاري و قابليت عمليات سختي سطحي اشاره کرد . اين آلياژ داراي خواص ديگري مانند استحکام برشي ، استحکام فشاري و مقاومت به خوردگي نيز مي باشد.

وزن مخصوص كم:
يك متر مكعب آلومينيوم خالص 8/2827 كيلوگرم وزن دارد و يك متر مكعب از سنگين‌ترين آلياژهاي آلومينيوم (يعني آلياژهاي حاوي مس و روي) داراي وزني در حدود 2953 كيلوگرم است. حتي اين سنگين‌ترين آلياژ‌هاي آلومينيوم نيز حداقل 1978 كيلوگرم در هر متر كعب سبك‌تر از وزن هم حجم ساير فلزات ساختماني (بجز منيزيم) است.

پوشش سخت دادن Hard Coating:
يكي از فرآيندهاي آندايزه كردن است كه به تدريج اهميت پيدا مي‌كند و آن را آندايزه كردن سخت يا پوشش سخت دادن مي‌نامند. اين فرآيند گرچه در اساس مشابه آندايزه كردن معمولي است ولي از چند نقطه نظر با آن تفاوت دارد. در پوشش سخت، محلول مورد استفاده اسيد سولفوريك و درجه حرارت عمل پايين‌تر است. فرآيند بقدري ادامه مي‌يابد كه لايه اكسيدي به ضخامتي تا حدود 5 برابر ضخامت آندايزه كردن معمولي برسد.

پوشش آلومينيومي دادن Alcladding:
بطور كلي آلياژهاي آلومينيوم با استحكام زياد از نظر خوردگي كم مقاومترين آنها محسوب مي‌گردند. اين مطلب بخصوص در مورد آلياژهاي حاوي درصدهاي زياد مس يا روي صادق است. از طرف ديگر مقاومت به خوردگي آلومينيوم خالص بسيار زياد است. پوشش آلومينيومي دادن يكي از روشهاي افزايش مقاومت خوردگي به يك آلياژ با استحكام زياد است. در اين فرآيند يك لايه آلومينيوم خالص به سطح آلياژ مورد نظر متصل شده و در نتيجه مجموعه حاصل خواص مورد نظر حاصل مي‌شود. اين روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌اي مناسب است.





ريخته گري در قالبهاي مختلف آلومينيم :

ريخته گري در قالب هاي فلزي – ريخته گري در قالبهاي ماسه

در قالبهاي فلزي در رابطه با آلياژهاي آلومينيم – سيليسيم با افزايش درصد سيليسيم سختي پيوسته افزايش مي يابد با افزايش در صد سيليسيم تا حدود 12% استحکام کششي افزايش و بعد از آن کاهش مي يابد و همچنين با افزايش آن تا حدود 6% از ديادطول کاهش مي يابد.

در رابطه با قالب هاي ماسه اي با افزايش درصد سيليسيم تا حدود 22% استحکام افزايش و بعد از آن کاهش مي يابد .

افزودن سيليسيم به مذابآلومينيم توسط آلياژ ساز هاي آلومينيم-سيليسيم که داراي 13 تا 23 % سيليسيم مي باشد صورت مي گيرد اين آلياژ ساز به دليل نقطه ذوب پايين يعني 580 درجه سانتيگراد به راحتي در مذاب آلومينيم قابليت حل شدن دارند.

روش هاي مختلف قالبگيري آلياژهاي آلومينيم :آلياژهاي آلومينيم با کليه روش هاي قالبگيري موقت ماسه اي ، گچي پوسته اي ، سراميکي و قالب هاي فلزي و قالب هاي تحت فشار قابليت ريخته گري دارند.

ريخته گري در قالب هاي ماسه اي از انواع ماسه هاي سيليسي ، زيرکني ، کروميتي استفاده مي شود و در قالب هاي فلزي جنس قالب هاي فلزي از چدن خاکستري پر کربن بوده و سطح آن را با گرافيت پوشش مي دهند..

اثرات متقابل هيدروژن محلول در مذاب و عمليات بهسازي با استرانسيم بر تخلخل در آلياژ آلومينيم 319

چکيده مطلب

افزودن استرانسيم اصلاح ساختار سيلسيم يو تكتيكي از حالت درشت و سوزني به حالت ظريف و رشته اي شكل ، هم اكنون بعنوان يك فرايند مهم در ذوب آلياژهاي آلومينيوم - سيلسيم مورد استفاده قرار مي گيرد. يكي از اثرات جانبي عمليات بهسازي با استرانسيم ، افزايش تخلخل در قطعات ريخته گري است. در اين پژوهش اثر عمليات بهسازي بر تخلخل در شرايط انجماد اتمسفري (فشار 1 اتمسفر ) و انجماد تحت خلا نسبي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نشان داد در صورت استفاده از قالب فنجاني شكل جدار نازك (قالب متداول در آزمايشات انجماد تحت خلا نسبي ) عمليات بهسازي با استرانسيم تاثير قابل ملاحظه اي بر تخلخل ندارد.

تاثير عوامل مختلف بر ريز ساختار آلومينيم و چدن نشكن نيمه جامد در روش سطح شيبدار

چکيده مطلب

روش استفاده از سطح شيبدار يكي از جديدترين روشهاي توليد قطعات از طريق ريخته گري نيمه جامد - نيمه مايع مي باشد كه از تكنولوژي ساده تري نسبت به روشهاي متداول ديگر از قبيل ريخته گري همزدني يا مغناطيسي برخوردار است. پارامترهاي موجود در اين روش مانند طول و زاويه سطح شيبدار تعيين كننده زمان و ميزان اعمال تنش بر مخلوط نيمه جامد در حين عبور از سطح شيبدار هستند. در تحقيق حاضر تاثير پرامترهاي مذكور بر ريز ساختار آلياژ A1365 و چدن نشكن با استفاده از سطح شيبدار مسي مورد بررسي قرار گرفته است...
کليدواژگان:Gray Cast iron , Silicon content , Microstructure , cooling curve , Mechanical properties.


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.


1-بررسي مقالات علمي :
روشهاي ريز کردن دانه بندي آلياژهاي آلومينيوم 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، که در زير به تفکيک مورد بررسي قرار مي گيرند.

1- 1- روشهاي گرمايي:

1-1-1- تاثير سرعت سرد كردن بر اندازه دانه:
سرعت سرد شدن به عنوان يك پارامتر مهم در انجماد قطعات ريختگي همواره مورد توجه بوده است . سرعتهاي انجمادي مختلف باعث تغيير ريز ساختار ، اندازه دانه ، مورفولوژي سيليسيم

يوتكتيكي ، فاصله بين بازوهاي دندريت و فازهاي بين فلزي و بطور كلي خواص مكانيكي آلياژ هاي آلومينيم مي گردد .
براي بررسي اثر سرعت سرد كردن دو گونه آزمايش انجام شده است. تعدادي با استفاده از نمونه پله اي جهت بررسي اثر ضخامتهاي مختلف (سرعتهاي مختلف سرد شدن ) بر روي ريز دانگي و تعداد ديگري با استفاده از انواع مختلف قالب ( جنس قالب و ميزان انتقال حرارت در آن ) به بررسي اثر نوع قالب بر روي ريز دانگي پرداخته اند.
پس از بررسي نمونه ها مشاهده گرديده است با افزايش ضخامت از 5 تا 30 ميليمتر اندازه دانه ها زياد مي شود علت افزايش اندازه دانه در ضخامتهاي بالاتر افزايش زمان انجماد و كاهش سرعت سردشدن مي باشد كه منجر به ايجاد دانه هاي درشت تر در انتهاي انجماد مي گردد . با توجه به نتايج تجربي بدست آمده ( شکل (1)) مقدار افزايش اندازه دانه حدود 8 درصد مي باشد. [1]

-1-نتيجه گيري از آزمايش:
پژوهش حاضر نشان مي دهد كه لرزانش مذاب در حين انجماد اثرات قابل ملاحظه اي بر ساختار ماكروسكوپي آلياژهاي Al - Si دارد در اين آلياژها لرزانش مذاب سبب تشكيل دانه هاي محوري ريز به جاي دانه هاي درشت و ستوني در ساختار ماكروسكوپي مي گردد. (جدول 2) از طرف ديگر مشاهده مي گردد که با ريز شدن دانه بندي، ميزان تخلخل بشدت افزايش يافته و از چند درصد به بيش از 10 درصد افزايش يافته است. اين امر باعث ميگردد که بهبود خواص مکانيکي که از ريز بودن دانه بندي انتظار ميرود بدليل وجود تخلخل زيادتر حاصل نگردد.
اين بدين معنا است که ريز کردن دانه ها به وسيله لرزانش باعث افزايش تخلخل نيز مي گردد و در نتيجه در مجموع باعث ميگردد خواص مکانيکي افزايش نيابد و در نهايت قطعات توليدي داراي کيفيت کمي باشند. اين موضوع (ايجاد تخلخل) محدوديتي است که گسترش استفاده از لرزانش را در توليد قطعات تا ده ها سال پس از دست يابي بشر به اين دانش فني در دهه 1930 ميلادي به تاخير انداخت. در دهه 1960 ميلادي تکنولوژي استفاده از (Hot Isostatic Press) HIP به منظور مسدود کردن تخلخل ها پس از ريخته گري باعث گسترش استفاده از لرزانش در توليد قطعات ريخته گري گرديد.[10]
HIP روشي است که در آن قطعات در دماهاي بالا تحت فشار همه جانبه بالايي قرار ميگيرد و طي آن تخلخل هاي دروني قطعه از بين مي رود.
اندازه متوسط دانه ها بشدت به دامنه ارتعاشات بستگي دارد و با افزايش دامنه ارتعاشات اندازه دانه ها كاهش مي يابد. از طرف ديگر لرزانش مذاب سبب ريزتر و كروي تر شدن فاز سيليسيم مي گردد اين عمليات در صورت كم بودن دامنه ارتعاشات سبب كاهش مقدار تخلخل مي گردد ولي در نمونه ريخته شده به دليل زياد بودن دامنه ارتعاشات افزايش ميزان تخلخل مشهود مي باشد.



مس

معمولا اين نوع آلياژ ها در صنايع الكترونيك و برق استفاده مي شود كه تا حدود 2 درصد شامل ناخالصي مي باشد و جود ناخالصي باعث كاهش هدايت الكتريكي آلياژ مي شود ناخالصي هاي موجود شامل روي آرسنيك كادميم سيليسيم كرم ونقره مي باشد به علت قابليت اكسيداسيون بالا و انجماد خميري و سياليت پايين ريخته گري اين آلياژ مشكل مي باشد
برنج آلياژ مس – روي (برنج) ...................................................................................
فاز B و B' داراي سختي و مقاومت به سايش بالا مي باشد و باعث افزايش استحكام و سختي آلياژ مي شود افزايش بيشتر روي در آلياژ باعث تشكيل فاز گاما مي شود Cu5Zn8 اين فاز فوق العاده شكننده بوده و باعث ايجاد ترك و كاهش خواص مكانيكي در آلياژ مي شود وجود ناخالصي ها در برنج ها باعث تشكيل فاز هاي مياني Cu2ZnAl و Cu2ZnSn,Cu5ZnMg اين فاز ها به شكل ناخالصي و آخال باعث كاهش خواص آلياژ مي شود .
نوع آلياژ رنگ و مشخصات مس
Cu>98 رنگ و مشخصات مس
بين 98 تا 90 طلايي تيره زرد تيره
بين 85تا 80 رنگ سرخ مس
بين 65 تا 70 رنگ زرد – زرد روشن
كمتر از 60 رنگ زرد متمايل به سفيد

آلياژ مس قلع( برنز) ..................................................................................................
وجود قلع در مس باعث افزايش استحكام و خواص مكانيكي مي شود حد حلاليت قلع در مس در فاز آلفا حدود 13.5 درصد است و در درجه محيط مقادير بسيار كوچك و صفر مي رسد
قلع در مس تشكيل فاز بين فلزي دلتا را مي دهد Cu3Sn8 اين فاز ، فاز سختي بوده و باعث افزايش سختي آلياژ مي شود عموما آلياژ هاي مس قلع زير 20 درصد قلع دارند و آلياژ هايي كه 5 تا 10 درصد قلع دارند داراي فاصله انجماد بسيار طولاني 200درجه و لذا انجماد خميري دارند يكي از آلياژ هاي برنز آلياژ زنگ مي باشد كه داراي 20 تا 23 درصد قلع مي باشد و سختي و شكنندگي زياد دارد وجود سرب باعث افزايش خاصيت ماشين كاري مي شود وجود آلومينيم در آلياژ هاي مس قلع باعث افزايش سختي و شكنندگي اين نوع آلياژ ها مي شود و همچنين وجود آهن در تركيب شيميايي اين نوع آلياژ ها به ريز شدن شبكه كريستالي كمك مي كند .
آلياژ هاي برنز در ياتاقان ها و نقاطي كه ميزان خوردگي بالا مي باشد استفاده مي شود مانند اسكله ها و كشتي ها همچنين درجه حرارت ريخته گري برنز 1070 تا 1150 درجه مي باشد
(آلياژ هاي مس نيكل ( ورشو......................................................................................
ورشو آلياژي از مس و نيكل بوده اين آلياژ جلاي فلزي بالايي دارد و عموما در ساخت صنايع و اشياء هنري و صنايع غذايي استفاده مي شود همچنين اين آلياژ به نقره آلماني نيز معروف مي باشد
آلياژ مس – قلع روي بوده عموما 10 قلع و 20 درصد روي دارد اين نوع آلياژ مقاومت به خوردگي بالايي در آب دريا داشته لذا در صنايع دريايي از آن استفاده مي شود .
آلياژ مس سرب .:...................................................................................................
حلاليت سرب در مس پايين بوده كه حلاليت 0.002 درصد مي باشد وجود عناصر مانند قلع باعث افزايش حلاليت سرب در مس مي شود حلاليت را تا 0.005 افزايش پيدا مي كند سرب به دليل وزن مخصوص بالايي كه دارد تمايل به جدايي زيادي در آلياژ دارد لذا در حين ريخته گري پايين عمليات مخلوط كردن و هم زدن انجام شود سرب در اكثر برنج ها و برنز ها تا حدود 2 درصد وجود دارد كه بعلت افزايش قابليت ماشين كاري و روغن كاري مي شود اما د رآلياژ هاي ياتاقان ميزان سرب تا 50% افزايش پيدا مي كند معروف ترين آلياژ مس سرب آلياژ 85 % مس 5% روي 5% سرب 5% قلع كه آلياژ معمولا براي ساخت قطعات هيدروليكي استفاده مي شود فوق ذوب در آلياژ هاي مس سرب در حدود 150 درجه بوده كه براي جلوگيري از رسوب در فاز مذاب مي باشد .