عنوان :
تعداد صفحات : ۵۶
نوع فایل : ورد و قابل ویرایش
چدن (Cast iron)، آلیاژی از آهن- کربن- سیلیسیم (Fe-C-Si) است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از ۱/۰ درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از ۱/۰ درصد) بوده و به صورت حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده میشود. اساس خواص مکانیکی چدن به زمینه آن بستگی دارد. به همین دلیل است چدن ها را با عبارت ساختار زمینه آنها برای مثال انواع پرلیتی یا فریتی توصیف میکنند. چدن ها به دو گروه اصلی تقسیم بندی میشوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدن های سفید و آلیاژهای که برای مقاومت در برابر سایش، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
سپس در ادامه مقاله درباره خوردگی فلزات، پوشش ها، تاریخچه و استخراج و کاربرد آهن، مراحل تولید آهن در کوره، فولاد و تبدیل آهن به فولاد و کاربرد های آن مورد بررسی قرار می گیرد.
واژه های کلیدی: چدن، آهن، فریت، پرلیت، چدن های عمومی، چدن های سفید، خوردگی فلزات، فولاد زنگنزن ، آهن، فولاد، سنگ معدن آهن
چدن ۵
چدن خام ۵
آلیاژهای چدن ۵
انواع ساختارهای زمینه چدن ۶
انواع چدن ۸
چدن های عمومی (معمولی): ۸
طبفهبندی چدنها ۱۰
چدن های معمولی (عمومی) ۱۱
چدن های سفید و آلیاژی مخصوص ۱۵
خوردگی فلزات ۱۹
تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی ۱۹
فرایند خودبهخودی و فرایند غیرخودبهخودی ۱۹
جنبههای اقتصادی فرایند خوردگی ۲۱
پوششهای رنگها و جلاها ۲۱
پوششهای فسفاتی و کروماتی ۲۱
پوششهای اکسید فلزات ۲۲
پوششهای گالوانیزه ۲۲
پوششهای قلع ۲۳
پوششهای کادمیم ۲۳
فولاد زنگنزن ۲۴
تاریخچـــــه ۲۴
پیدایـــــــش ۲۷
خصوصیات قابل توجه ۲۷
کاربردهــــــــــا ۲۸
ترکیبات ۳۰
بیولـــــــوژی ۳۰
ایزوتوپها ۳۰
هشدارهـــــــــا ۳۱
استخراج آهن ۳۲
سیر تحولی و رشد ۳۳
سنگ معدنهای آهن ۳۳
فرآیندهای اولیه استخراج آهن ۳۴
مواد اولیه مورد نیاز استخراج آهن ۳۴
واکنشهای کوره استخراج آهن ۳۶
عامل اکسنده و عامل کاهنده ۳۹
موازنه معادلات اکسایش- کاهش ۳۹
روش یون- الکترون برای موازنه معادلات اکسایش- کاهش ۴۰
کوره بلند آهن ۴۴
مراحل تولید آهن در کوره ۴۴
فـولـادهــا ۴۷
کاربرد انواع مختلف فولاد ۴۸
کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصیها ۵۰
روش دیگر جدا کردن ناخالصیها از آهن ۵۰
تبدیل آهن به فولاد ۵۱
تهیه فولاد ۵۲
روشهای تهیه فولاد ۵۲
انواع فولاد و کاربرد آنها ۵۴
منابع ۵۶
چدن (Cast iron)، آلیاژی از آهن- کربن- سیلیسیم (Fe-C-Si) است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از ۱/۰ درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از ۱/۰ درصد) بوده و به صورت حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده میشود.
آهن، اغلب از کانه های اکسید یا کربنات که گوگرد، آرسنیک و غیره از آنها زدوده شده باشد با برشته کردن در هوا، و کاهش با کربن تهیه میشود. کانه آهن با کک و کربنات کلسیم آمیخته شده و در یک کوره بلند که دمای بیشینه آن ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد است. گرم میشود ناخالصیهای عمده اسیدی به کمک سرباره (کلسیم سیلیکات، آلومینات و غیره) خنثی میشود و توده فلزات مذاب به صورت چدن خام به بیرون جریان مییابد چدن خام شامل ۲ الی ۴ درصد کربن و اندکی گوگرد، فسفر و سیلسیم است. چدن مذاب را به صورت خام یا پس از افزودن فلزهای آلیاژ دهنده، برای بهبود خواص چدن، در قالبهایی از ماسه یا فلز و بر حسب نوع مصرف، آنها را به صورت اشکال مختلف در میآورند.
فلزهای آلیاژ دهنده برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده میشوند. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که در آنها چدن معمولی ناپایدار است به کار میروند و حتی ممکن است در مواردی نیز، مثلا ساخت میل لنگ، جانشین فولاد شوند. در هر حال، با دارا بودن مزایایی از قبیل از قیمت تمام شده تولید پایین توام با قابلیت ریخته گری، استحکام، قابلیت ماشین کاری، سختی، مقاومت در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی، انتقال حرارت و جذب ارتعاش در این آلیاژ آن را از سایر آلیاژهای ریختگی آهنی متمایز ساخته است.
اساس خواص مکانیکی چدن به زمینه آن بستگی دارد. به همین دلیل است چدن ها را با عبارت ساختار زمینه آنها برای مثال انواع پرلیتی یا فریتی توصیف میکنند. مهمترین ساختار زمینه چدن عبارتند از:
فریت محلول جامد Fe-C است که به طور قابل ملاحظهای Si و مقادیر کمتری Ni ,Cu ,Mn در آن حل شدهاند. فریت نسبتا نرم، چکش خوار، استحکام کم، مقاومت به سایش ضعیف، شکست خوب، ضریب هدایت گرمایی نسبتا خوب و قابلیت ماشینکاری خوبی است. یک زمینه فریتی را میتوان به طور ریختگی تولید کرد اما اغلب با عملیات حرارتی باز پخت (تابکاری) میتوان به آن دست یافت.
مخلوطی از فریت و سمانتیت Fe<sub>3</sub>C است که توسط واکنش یوتکتیک از استینیت تشکیل شده و نام پرلیت از ظاهر صدف گونهاش مشتق شده است. پرلیت نسبتا سخت و از چقرمگی کمتری برخوردار بوده و ضریب هدایت گرمایی کم و در ضمن از ماشینکاری خوبی برخوردار است. وقتی فاصله بین دانههای پرلیت در زمینه کم میشود خواص مکانیکی افزایش مییابد مقدار کربن پرلیت در فولادهای غیر آلیاژی ۰٫۸ % است در حالی که در چدنها بسته به ترکیب چدن و سرعت خنک شدن متغیر بوده و حتی می تواند کمتر از ۰٫۵% در چدن های پرسیلسیم باشد.
ساختار مخلوطی است که غالبا برای رسیدن به خصوصیاتی بینابینی از آنچه که در فوق شرح داده شده به کار گرفته میشود.
این ساختار میتواند به صورت ریختگی با افزودن عناصر آلیاژی Mo و Ni به مقادیر معین تولید شد. در ضمن جهت اطمینان بیشتر میتوان توسط عملیات حرارتی آستمپر نیز به این ساختار رسید. این آلیاژ، با توجه به صرفه اقتصادی اخیرا توانستهاند نقش موثری بویژه در مهندسی خودرو، قطعات دنده ها، قطعات انتقال نیرو داشته باشند. مزایای چدن های گرافیت کروی آسمتپر عبارتند از: استحکام کششی بالا توام با چقرمگی، انعطاف پذیری و استحکام خوب، مقاومت به سایش و خراش، ظرفیت بالای جذب صدا و کارکرد، خواص ریخته کری خوب، فرم پذیری نزدیک به شکل نهایی حتی در شکل های خیلی پیچیده، قابلیت ماشینکاری خوب در حالت ریخته و حدود ۱۰% صرفه جویی در وزن در مقایسه با فولاد.
آستنیت
برای پایدار نگاه داشتن این فاز در طول عمل خنک شدن یک عنصر آلیاژی با مقدار زیاد و معینی لازمست. چدن گرافیت ورقه ای و گرفیت کروی آلیاژی (نیکل- سخت) چدن هایی با زمینه آستنیتی و دارای خواص عالی حرارتی مقاومت به خوردگی و نیز غیر مغناطیسی هستند. این زمینه میتواند خصوصیات چقرمگی خوب، مقاومت به خزش، تنش پارگی تا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد و یک محدوده گسترده ای از انبساط حرارتی که تابع از Si موجود در چدن است را نشان دهد.
چدن ها به دو گروه اصلی تقسیم بندی میشوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدن های سفید و آلیاژهای که برای مقاومت در برابر سایش، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
این چدن ها جزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و بر اساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم بندی میشوند:
o چدن گرافیت لایه ای یا چدن خاکستری ورقهای
o چدن گرافیت مالیبل یا چدن چکشخوار
o چدن گرافیت کروی یا چدن نشکن
o چدن گرافیت فشرده یا کرمی شکل
چدن های سفید و آلیاژی مخصوص:
این چدن ها با آلیاژهای چدنی معمولی فرق میکنند. میزان عنصر آلیاژی در آنها بیش از ۳% بوده و لذا آن را نمیتوان توسط مواد افزودنی به پاتیل اضافه کرده و به یک ترکیب پایه استانداردی رسید. این چدن های آلیاژهای به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیتدار تقسیم بندی میشوند و به صورت های مقاوم به خوردگی، دمای بالا، سایش و فرسایش میباشند.
o چدن های بدون گرافیت:
چدن سفید پرلیتی: مقاوم به سایش§
چدن سفید مارتنزیتی§ (نیکل-سخت): مقاوم سایش
چدن پر کرم (۳۳-۱۷ %Cr): مقاوم به خوردگی، سایش و§ حرارت
o چدن های دارای گرافیت:
چدن سوزنی: استحکام بالا و مقاوم به سایش§
آستنیتی: شامل دو نوع نیکروسیلال یعنی نیکل سیلسیم بالا و نیکل مقاوم§ (Ni-resist) و هر دو مقاوم به حرارت و خوردگی
فریتی: شامل دو نوع چدن، پر§ سیلسیم (۱۵%) مقاوم در برابر خوردگی و چدن ۵%سیلسیم در سیلال مقاوم در برابر حرارت
برخی از کاربردهای چدنها:
در تولید قطعات ریختگی تحت فشار از جمله شیر فلکه ها، بدنه های پمپ قطعات ماشین آلات که در معرض شوک و خستگی هستند، میل لنگ ها، چرخ دنده ها، غلتک ها، تجهیزات فرایند شیمیایی، مخازن ریختگی تحت فشار و…
برای خودرو و صنایع وابسته به آن مثلا در ساخت مفصل های فرمان، دیسک ترمزها، بازوها، میل لنگها و چرخ دندهها، صفحه کلاچها و…
در راه آهن، کشتیرانی و خدمات سنگین و دیگر جاهایی که نیاز به مقاومت در برابر شوک است مثلا در تجهیزات الکتریکی کشتیها، بدنه موتور، پمپ ها، بست ها و غیره
قطعات غیر فشاری برای کاربردهای درجه حرارت بالا برای مثال در ساخت قطعات و جعبه های درگیر با آتش، میله های شبکه، قطعات کورهها، قالبهای شمش، قالبهای شیشه، بوتههای ذوب فلز.
اگر چدن های غیر آلیاژی به طور کلی مقاوم به خوردگی بویژه در محیط های قلیایی هستند، چدنهای نیکل مقاوم و نیکروسیلال و نیکل و کروم بالا به صورت برجستهای مقاوم به خوردگی در محیط هایی مناسب و مختص به خودشان هستند. مهمترین کاربرد این چدنها در پمپهای دندهای حمل اسید سولفوریک، پمپها و شیرهایی که در آب دریا مصرف میشوند، قطعات مورد استفاده در سیستم های بخار و جابجایی محلول های آمونیاکی، سود و نیز برای پمپاژ و جابجایی نفت خام اسیدی در صنایع نفت هستند.
جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .