دانشنامه تخصصی مهندسی ایران

دانشنامه تخصصی مهندسی ایران

 engpedia   راه اندازی کانال تلگرام ( EngPedia_ir@ )

                همراه با مطالب ویژه سایت بصورت رایگان

  • نسخه ۱۲.۱ نرم افزار Aveva Marine در سایت قرار گرفت. (اینجا)
  • نسخه ۱۰.۵۲ نرم افزار Plus 2D در سایت قرار گرفت. (اینجا)
  • نسخه ۱۱.۰ نرم افزار AGI Systems Tool Kit-STK در سایت قرار گرفت.(اینجا)

همکاران

متالورژی و عملیات حرارتی چدنها

مدیریت شهریور ۵, ۱۳۹۲ 2118 بازدید ۰دیدگاه

 

چدن

 

چدنها خانواده ای از آلیاژهای آهنی با خواص کاملاً متنوع بوده که اکثراً به روش ریخته گری شکل داده می شوند. برخلاف فولادها که حاوی کمتر از ۲ درصد ( و معمولاً کمتر از ۱ درصد ) کربن هستند، چدنها معمولاً دارای ۲ تا ۴ درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیس می باشند. به علاوه، اغلب عناصر آلیاژی دیگر ( فلز ویا غیرفلز) جهت کنترل ترکیب شیمیائی، ساختمان میکروسکوپی و در نتیجه خواص مکانیکی به چدنها اضافه می شود. علاوه بر ترکیب شیمیایی، پارامترهای مهم دیگر که بر روی خواص نهائی اثر می گذارند عبارتند از: فرآیند انجماد، سرعت انجماد، سرعت سرد شدن پس از انجماد و عملیات حرارتی.

 

مطالب این جزوه به دو بخش تقسیم شده، در بخش اول متالورژی چدنها را مورد بررسی قرار داده و در بخش دوم عملیات حرارتی چدنها و چگونگی بهبود خواص مکانیکی آنها، با استفاده از روشهای مختلف عملیات حرارتی مطالعه خواهد شد.

 

برخی از خواص ویژه چدنها که آنها را از فولادها متمایز می سازد عبارتند از: ارزانی قیمت، نقطه ذوب پائین ( بین ۱۱۳۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد )، سیالیت بالا، پائین بودن میزان انقباض در موقع انجماد و سردش، مقاومت ضربه پائین، انعطاف پذیری کم، قابلیت جذب ارتعاش، مقاومت خوب سایش و عدم حساسیت در برابر شیارهای سطحی.

 

نکته قابل تذکر در مورد خواص فوق این است که بسیاری از آنها شدیداً بستگی به ساختمان میکروسکوپی زمینه و نحوه توزیع کربن در آن دارد. از این رو، با تغییر هر یک از پارامترهای فوق خواص چدن نیز ممکن است کاملاً تغییر کند. به عنوان مثال در حالی که گرافیت لایه ای شکل، انعطاف پذیری چدن را شدیداً کاهش می دهد، چدنهای نشکن از انعطاف پذیری بسیار خوبی برخوردارند، و یا اینکه چدنهای نشکن با زمینه بینیتی دارای مقاومت به ضربه و سایش بسیار خوبی می باشند.

 

اساساً چدنها، از آهن خام ۱ که محصول کوره بلند بوده و معمولاً دارای ۲ الی ۴ درصد کربن، حداکثر ۵/ ۳ درصد سیلیسیم، حداکثر ۲ درصد فسفر، حداکثر ۲ درصد منگنز و ۴/ ۰ درصد گوگرد می باشد تهیه می شوند. برای این کار آهن خام با ترکیب شیمیائی مزبور را همراه با درصد مشخصی از چدن و یا قراضه فولاد ذوب کرده، پس از تنظیم ترکیب شیمیائی به کمک عناصر دیگری که به مذاب اضافه می کنند، آنرا در اشکال مورد نظر ریخته گری می نمایند. همانگونه که گفته شد، خو اص مکانیکی چدنها نظیر سختی و استحکام، شدیداً بستگی به سا ختمان میکروسکوپی، یعنی طبیعت ساختمان زمینه و نحوه توزیع کربن دارد. تحت شرایطی که هر یک از پارامترهای مزبور منجر به ایجاد خواص نامطلوب در چدنها شود، به کمک عناصر آلیاژی و یا عملیاتی که بر روی مذاب انجام می گیرد و  یا عملیات حرارتی، پارامتر مورد نظر را در جهت بهبود خواص مکانیکی می توان تغییر داد. در این بخش ابتدا پدیده گرافیت زائی در چدنها و بعد نمودارهای شبه تعادلی آهن  سمنتیت و تعادلی آهن-گرافیت مورد بررسی قرار می گیرند. سپس پارامترهائی نظیر توزیع و شکل گرافیت، ساختمان زمینه و اثر ضخامت قطعه مطالعه شده و در پایان، انواع مختلف چدنها معرفی خواهند شد. روشهای عملیات حرارتی چدنها در بخش بعد توضیح داده می شوند.

 

chodan 

 

کربن می تواند به دو صورت یکی الماس و دیگری گرافیت وجود داشته باشد. الماس نوع بسیار کمیاب کربن بوده و در آلیاژها تشکیل نمی شود. کربن چدنها می تواند به صورت آزاد، یعنی گرافیت، و یا به صورت ترکیبی، یعنی سمنتیت، باشد. گرافیت دارای ساختمان کریستالی لایه ای می باشد. سطح هر یک از لایه ها تشکیل صفحه قاعده را داده و لبه های لایه ها صفحات جانبی را به وجود می آورند. در چدنهای خاکستری سرعت رشد گرافیت در جهات کریستالی a و c یکسان نیست.

 

به این صورت که رشد آن در امتداد محور a راحت تر و بیشتر از محور c می باشد. از جمله دلایلی که برای این امر آورده شده، عبارت است از: جذب گوگرد و اکسیژن مذاب بر روی صفحات قاعده و در نتیجه محدود کردن سرعت رشد گرافیت در جهت محور c. این نکته با مطالعه و مقایسه آلیاژهای Fe-C-Si خالص و عاری از اکسیژن و گوگرد و آلیاژهای معمولی Fe-C-Si به اثبات رسیده است. گرافیت از استحکام و خاصیت پلاستیکی بسیار پائین برخوردار می باشد. از مقایسه ساختمان کریستالی و ترکیب شیمیائی آستنیت، سمنتیت و گرافیت نتایج صفحه بعد به دست می آیند…

 

 

—————————————————————————————

 

قیمت مقاله (۷۷ صفحه): ۴۵ هزار تومان

 

اطلاعات بیشتر:

 

Info@EngPedia.ir

یا از طریق فرم تماس با ما

 

نظرات شما باعث دلگرمی و پیشرفت ما می شود.

telegram: @EngPedia_ir

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *