id: plusfair

search bot: efileyabbot

email: web.plusfa[at]gmail.com

plusfa.ir
دانلودمقاله چدن های پر آلیاژ

دانلودمقاله چدن های پر آلیاژ

 این فایل در مورد دانلودمقاله چدن های پر آلیاژ و هم اکنون در فروشگاه 7maghale موجود می باشد.
  دسته بندی: کتاب ، جزوه
 وب سایت:فایل سل
 قیمت:4,700
اشتراک گذاری:

Facebook

Twitter

Google+

linkedin


مقدمه
نخستين خانواده چدنهاي پر آلياژ كه بيشترين اهميت را كسب كردند چدنهاي نايهارد بودند با زمينه مارتنزيني، كاربيدي، كربن در آنها از 5/2% تا 6/3% متغير مي‌باشد. در اين چدنها تشكيل عنصر اساسي است كه به منظور به تعويق افتادن تشكيل پرليت است و كاهش سرعت بحراني سرد شدن در رنج 3/3% تا5/0 به كار مي‌رود كه نتيجتاً مارتزيت به همراه مقداري آستيت باقيمانده در زمينه ساختار به وجود مي‌آيد. كروم در رنج %5/3 – 4/1% اضافه مي‌شود، براي حصول اطمينان از اينكه مازاد كربن آلياژ به جرم كاربيدهاي پايدار مي‌سازد و همچنين از خاصيت گرافيت زايي نيكل نيز جلوگيري به عمل مي‌آيد. تركيب كاربيدها به علاوه مارتنزيت زمينه‌اي با مقاومت سايشي خوبي ايجاد مي‌كند. تعيين درصد عناصر آلياژي در چدنهاي نايهار بستگي دارد به ابعاد قطعه و خواصي كه از آن انتظار مي‌رود. زمانيكه مقاومت سايشي خوب و ضربه‌پذيري پايين مورد نظر باشد كاربيدهاي درشت‌تر انتخاب شده و نتيجتاً درصد كربن بين 6/3 -3/3% انتخاب مي‌شود و زمانيكه قطعه در معرض بارهاي ضربه‌اي قرار مي‌گيرد كربن بين 2/3-7/2% متغير خواهد بود. درصد عناصر بستگي به سرعت سرد شدن و ضخامت قطعه دارد براي قطعات با ضخامت 1 تا 2 اينچ سيكل بين 2/4 – 4/3% براي به تعويق انداختن در تبديل پرليتي و اطمينان از تبديل كامل مارتنزيتي ضروري است. چنانچه ضخامت قطعه بالاتر باشد نيكل از 5/5 – 4% مورد استفاده قرار مي‌گيرد تا پرليت تشكيل شود.
در نايهارد نوع II چنانچه درصد نيكل پايين باشد پرليت تشكيل مي‌شود و چنانچه مقدار نيكل زياد باشد به پايداري استنيت كمك مي‌كند. تفاوت اصلي در بين 4 آلياژ چدنهاي نايهارد در كاربردد آنهاست. در جدول زير كه بر اساس ASTM است مشخصات كلي اين 4 كلاس متفاوت نايهارد با هم مقايسه شده است:
M5% %cr % Ni %mn %si %T.c Tape Specify no Specifying body
Min 4/1 5/3 3 A A532
Fe3c


(fecr)7c3

Astm
Max 1 4 5 3/1 8/0 6/3
Min 4/1 5/3 5/2 B
Max 1 4 5 3/1 8/0 3
Min 1/1 7/2 9/2 C
Max 1 5/1 4 3/1 8/0 7/3
Min 7 5 1 5/2 D
Max 1 11 7 3/1 2/2 6/3
مقاومت به ضربه نوع D بسيار بالاتر از سه مورد قبل (A, B, C) مي‌باشد. SI در آن بالاست و نقش كمك كردن به تشكيل كاربيد را تسريع مي‌كند چون حلاليت كربن در گاما را كاهش مي‌دهد. چدنهاي نيكل- سخت بوفور در عمليات خرد كردن، پودر كردن، نورد كردن، و حمل مواد به كار برده مي‌شوند. دو گروه عمده چدن نيكل سخت وجود دارند، چدنهاي با 4% نيكل و چدنهاي با 6% نيكل و 9% كروم كه معمولاً به نيكل سخت 2 و 4 موسوم‌اند. نوع 2 چدن نيكل سخت شامل كاربيدهاي يوتكتيكي M3C لدبوريتي است و بنابراين داراي چقرمگي كمي است در صورتيكه نوع 4 چدن نيكل سخت عمدتاً شامل كاربيدهاي ناپيوسته M7C3 است و در نتيجه چقرمگي نيكل سخت 4 بيشتر است. چدن نيكل سخت نوع 2 چقرمگي كمتري دارد عمدتاً در توليد غلطكهاي فلز كاري مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
متالورژي و كاربرد چدنهاي نيكل- سخت نوع 4 تقريباً مشابه چدنهاي پركروم است. اما مشاهده شده است كه در كاربردهاي خاص مانند گلوله‌هاي آسياب و جدار پوسته آسيابهاي سيمان با قطر زياد كه قطعات ريختگي در آن هم تحت سايش و هم ضربات مكرر سنگين قرار دارند نيكل سخت 4 مقاومت لازم براي شكست را ايجاد نمي‌كند. به طور كلي مقاومت شكست چدنهاي پركروم بيش از چدنهاي نيكل سخت 4 است. مشخصه‌اي كه سبب ارجحيت بارز چدنهاي نوع نيكل سخت 4 در مقايسه با چدنهاي پركروم مي‌شود قابليت سختي‌پذيري عالي آن است.
محدوديت استفاده از اين نوع چدنها مخصوصاً در نوع 2، مربوط به شبكه پيوسته كاربيد آهن مي‌شود كه دانه‌هاي آستينت رادر خود احاطه كرده است و باعث تردي آن مي‌گردد. همچنين در مقاطع ضخيم اين نوع چدنها را نمي‌توان توليد نمود زيرا امكان به وجود آمدن گرافيت آزاد و كاهش مقاومت به سايش وجود دارد. ديگر اينكه سختي فاز كاربيد آهن از كاربيدهاي آلياژي كمتر است. سمانتيت يا كاربيد آهن را مي‌توان با كاربيدهاي ديگر جايگزين نمود به اين طريق اين امكان وجود دارد كه چدني توليد نمود كه فاز كاربيد آن از سمانتيت سخت تر بوده و از نظر ساختاري نيز خواص مكانيكي بهتري را عايد نمايد.
ساختمان سطح مقطع و تاثير آن روي خواص مكانيكي:
عواملي كه روي خواص اين گونه چدنها مخصوصاً بر روي سختي ضربه‌پذيري آن اثر مي‌گذارند عبارتند از:
1- نوع كاربيد
2- شكل و اندازه كاربيدها
3- اندازه دانه‌ ها
4- ساختمان زمينه
فازهاي كاربيدي در چدنهاي نيكل سخت
تركيب شيميايي تمام چدنهاي نيكل – سخت طوري انتخاب مي‌شود كه بيشتر ساختار به صورت كاربيد يوتكتيك و آستنيت جامد شود. مقدار كاربيد يوتكتيك كه تشكيل مي‌شود و نيز ساختار زمينه به تركيب شيميايي چدن بستگي دارند.
تفاوت بين ساختار كاربيدي در انواع 2 و 4 چدنهاي نيكل – سخت در شكل زير نشان داده شده است.

چدن نيكل – سخت نوع 2 داراي ساختار لدبوريتي خاصي است كه در آن كاربيد M3C در برابر زير ساختار پيوسته حضور دارد. ساختار كاربيدي علاوه بر اينكه محل مساعدي براي شروع ترك است مسير بهتري براي اشاعه ترك نيز است. بر عكس چدن نيكل سخت نوع 4 داراي ساختار يوتكتيكي است كه در آن كاربيدهاي نوع M7C3 به طور ناپيوسته حضور دارند. مزيت اين نوع ساختار كاربيدي اين است كه گر چه كاربيد M7C3 به اندازه M3C ترد است ولي تركهايي كه در آن ايجاد مي‌شوند قبل از اين كه وارد زمينه به مراتب نرمتري شوند نمي‌توانند خيلي اشاعه پيدا كنند و به اين دليل چدن نيكل- سخت نوع 4 مقاومت به وضوح بيشتري به شكست دارند تا نوع چدن نيكل سخت 2.
كاربيدهاي نوع M7C3 نسبت به كاربيدهاي M3C از سختي بيشتري برخوردارند ضمن اين كه كاربيدهاي نوع M7C3 ساختار ظريفتر را ايجاد مي‌نمايد كه منجر به سختي‌پذيري بهتر مي‌گردد. كاربيدهاي M3C عموماً داراي شبكه پيوسته هستند كه باعث مي‌شوند در مقايسه با كاربيدهاي M7C3 ضربه‌پذيري و سختي كمتري داشته باشند.
تمام عناصر آلياژي موجب افزايش درصد حجمي فاز كاربيد در چدنهاي نيكل – سخت مي‌شوند. اما تاثير اين عناصر در مقايسه با اثر خود كربن جزئي است. دامنه حجمي كاربيد در نوع 4 چدن نيكل- سخت كلي چدن‌هاي نيكل- سخت دخالت دارد.
تاثير شكل و اندازه كاربيدها
معمولاً ريزتر بودن كاربيدها و يك‌نواختي آنها نيز خواص ضربه را بهتر مي‌كند لذا استفاده از روشهاي انجماد سريع و اضافه كردن پاره‌اي مواد تلقيحي نظير فرونيتانيوم يا فروكروم كربن به ذوب مي‌‌تواند ساختاري ظريفتر و يكنواخت‌تر را ترغيب نمايد. البته اخيراً با روشهاي ديگري نظير عمليات حرارتي خاص و يا كنترل تركيب آناليز توانسته‌اند شكل كاربيدها را نيز كنترل نمايد.
اندازه دانه‌ها
هر قدر اندازه دانه‌ها كوچكتر باشند مقاومت به ضربه را بهبود مي‌بخشد.
ساختمان زمينه:
ساختار زمينه توسط آلياژي كردن صحيح قطعه با توجه به اندازه آن كنترل مي‌شود. اين چدنها درحالت ريخته شده فاقد گرافيت بوده و داراي ساختار شامل كاربيدهاي يوتكتيكي با زمينه‌اي كه آستنيت در آن غالب است مي‌باشند. در صورتيكه عناصر آلياژي به مقدار كافي موجود نباشند ممكن است به جاي آستنيت مقاديري پرليت نرمتر يا گرافيت به وجود آيد. انجام عمليات آلياژي كردن سبب ايجاد مقادير زيادي آستنيت باقيمانده بعد از عمليات حرارتي مي‌شود. به منظور ايجاد حداكثر سختي و مقاومت به سايش عمليات حرارتي انجام مي‌شود تا زمينه‌اي با ساختار مارتنزيت فاقد آستنيت باقميمانده ايجاد شود. بهترين تركيب شيميايي به ابعاد قطعه زيختگي و خواص مورد نظر بستگي داشته و معمولاً در دامنه زير قرار دارد:
كربن 3/3-6/2%
سيليسم 2-5/1%
منگز 8/0-6/0%
كروم 9-8%
نيكل 5/5-8/4%
موليبدن 1-5/0%
با در نظر گرفتن اين مطلب كه %si + 0/3 % Cr از 1/4 بزرگتر است. مطمئناً توسط اين تركيب به جاي كاربيدهاي لدبوريتي، كاربيدهاي ناپيوسته تشكيل مي‌شوند.
علاوه بر كاربيدها آنچه خواص مكانيكي اين نوع چدن را تحت تاثير قرار مي‌دهد مابقي ساختار است. جهت حصول بهتر مقاومت سايش بهتر است زمينه مارتنزيتي به دست بيايد منتهي محدوديتهاي نظير عدم اطلاع دقيق از نحوه خروج حرارت از قطعه و تاثير تغيير ضخامت و تركيب شيميايي و ... باعث عدم توفيق ريخته‌گران در به دست آوردن زمينه مارتنزيتي مي‌باشد. مشكل اين است كه در هنگام سرد كردن تبديل آستنيت به پرليت صورت گرفته و حضور پرليت در جوار كاربيد به شدت از مقاومت فرسايشي قطعه مي‌كاهد و كروم به تنهايي براي جلوگيري از اين تحول كافي نمي‌باشد لذا از عناصر آلياژي موليبدن، مس و نيكل جهت كاهش سرعت بحراني سرد شدن مي‌توان استفاده نمود.
مساله ديگر اين است كه به دليل حلاليت زياد كربن در آستنيت امكان باقي ماندن مقداري آستنيت باقي مانده تا درجه حرارت محيط وجود دارد. در مورد آستنيت باقيمانده دو نظر وجود دارد: در حاليكه صرفاً مقاومت سايشي مطرح است و ضربه وجود ندارد آستنيت باقيمانده نامطلوب تلقي مي‌شود زيرا سختي مجموعه كمتر مي‌شود و در مواردي كه سايش توام با ضربه شديد وجود دارد كار سختي در لايه تماس صورت گرفته در حالي كه ميان قطعه داراي انعطاف بيشتري است در چنين صورت وجود مقداري آستنيت باقي مانده مجاز خواهد بود كه مقدار آن بايد زير 5% باشد.
اثر عناصر آلياژي
كربن: سختي به مقدار زياد توسط مقدار كاربيدهاي موجود، كه خود به مقدار كربن بستگي دارد كنترل مي‌شود. در كاربردهايي كه حداكثر سختي و مقاومت به بارگذاري ضربه‌اي از اهميت ثانوي برخوردار است از كربن به مقدار 3/3% استفاده كرد ولي در جايي كه ضربات تكراري اعمال مي‌شود بايد مقدار كربن در دامنه 6/2 تا 9/2 باشد. جدول زير اثر مقدار كربن را بر عمر سختي ناشي از ضربه در چدنهاي نيكل سخت نوع 4 نشان مي‌دهد.
مقدار كربن % عمليات حرارتي عمر خستگي – ضربه‌اي (تعداد ضربات)
48/3 8 ساعت –0c800 سرد شدن در هوا 648
01/3 8 ساعت –0c800 سرد شدن در هوا 1670
90/2 8 ساعت –0c800 سرد شدن در هوا 3728
60/2 8 ساعت –0c800 سرد شدن در هوا 4590

چقرمگي تحت ضربات تكراري (عمر خستگي ضربه‌اي) بر حسب تعدا ضربات لازم براي شروع شكست در يك گلوله چدني نيكل سخت به قطر mm60 كه مكرراً از ارتفاع m7 بر روي يك سندان فولادي شيب‌دار مي‌افتد ارزيابي شده است.
جهت حصول حجم مناسب از كاربيدهاي m7c3 و ايجاد سختي‌پذيري لازم در چدنهاي نايهارد مقدار آن
Grade 2A Bs2/3 – 7/2% و B2 Grade Bs% 6/3 -2/3 انتخاب مي‌شود. ازدياد كربن باعث ازدياد مقدار كاربيد شده كه سختي قطعه را افزايش مي‌دهد و همچنين تردي را نيز زيادتر مي‌كند. در مقادير ماقبل يوتكتيك (اگر مقدار كربن يوتكتيك براي 7% كروم حدود 2/3 است) ابتدا مذاب آستنيت جدا شده در تحول يوتكتيك مابقي ذوب به كاربيد m7c3 و آستنيت تبديل مي‌شود كه نهايتاً زمينه داراي كاربيدهاي محصور در زمينه آستنيت است. در حوالي كربن يوتكتيك ساختمان يكنواختي از كاربيد m7c3 و آستنيت يوتكتيكي ظاهر مي‌شود اما چنانچه مقدار كربن بيشتر از يوتكتيك باشد از مذاب كاربيدهاي m7c3 جدا شده كه دانه‌هاي يوتكتيكي را احاطه كرده است. چنانچه مقدار كربن خيلي پايين باشد با تشكيل كاربيد كروم درصد كربن آستنيت‌ به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌يابد و لذا در تبديلات بعدي نخواهد توانست سختي‌پذيري كافي را داشته باشد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 40 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید



قیمت محصول
4,700
مجوز فعالیت
دارد
فروشگاه
7maghale
وب سایت
فایل سل
دسته بندی مطالب
پلاسفا پلاسفا این امکان را فراهم می آورد تا بتوانید راحتتر فایل مورد نظر خود را از وب سایت هایی که دارای مجوز فعالیت هستند پیدا نموده و نسبت به دریافت آن در حداقل زمان ممکن اقدام نمایید. توجه نمایید که مشخصات فروشنده و آدرس فروشگاه فروشنده فایل ذکر گردیده است که می توانید جهت پشتیانی و گفتگو با فروشنده اقدام نمایید.
ارتباط با ما ایمیل:web.plusfa[at]gmail.com
تلگرام:plusfair
تمام حقوق برای پلاسفا محفوظ است و استفاده از مطالب سایت با ذکر منبع بلا مانع است.