عنوان :

مقاله سـرمـت متـریال

تعداد صفحات : ۱۰۷

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

مقاله حاضر در ۵ فصل طراحی شده است. فصل اول تعریف و طبقه بندی سرمت ها  را توضیح می دهد. یکی از کاربردهای صنعتی سرمت احیاگری مکانیکی است.  یکی از نتایج حاصل از بازرسی‌های CM و خصوصاً آنالیز روغن وجود درصد بالای فلز در روغن آنالیز شده و نشان از وجود خوردگی فلزی است که در سطوح درگیر رخ می دهد.

سرمت که ماده ی ترکیبی از سرامیک و فلز است طبق تکنولوژی نوینی که در چند کشور جهان به ثبت رسیده است ساخته شده که به محلهای خوردگی همراه روانکار(روغن یا گریس) تزریق می شود.در صورتی که محیط انرژی لازم یعنی دما و فشار مناسب را جهت واکنش ها داشته باشد، سرمت باعث می شود ذرات فلز موجود در ماده روانکار به سطوح خورده شده باز گشته وبه مرور زمان خوردگی ترمیم شده و علاوه بر آن سطحی بسیار صیقلی حاصل می شود.

سرمت ها می توانند بر طبق اجزاء دیرگدازشان طبقه بندی شوند. در این سیستم، رده های اصلی سرمت ها با حضور شش جزء مشخص می شود.

کاربیدها، کربونیتریدها،نیتریدها،اکسیدها،بوریدها و انواع مواد کربن دار.

در فصل دوم تکنیک های ساخت وتولید سرمت از جمله  آماده سازی پودر، حرارت دادن یا زینترینگ ، پرس کاری سرد بصورت ایستا، عمل فشارش هیدرواستاتیک(همه جانبه)سرد، روش اکستروژن گرم برای مخلوط های پودری سرمت، نورد پودر، ریخته گری دوغا بی(تعلیقی)، فرایند قالبگیری تزریقی، فشرده سازی داغ ایستا، پرس ایزواستاتیک گرم، اکستروژن گرم شمش های سرمت، تراوش و اتصال و ریز ساختار را توضیح می دهد.

در فصل سوم انواع سرمت ها وکاربردهای آن را بیان می کند.

در فصل چهارم بخش اصلی پروژه به بررسی تولید سرمت های کاربید تیتانیوم زمینه فولادی و همچنین سرمت های کاربید سیلیسیم- آلومینیوم پرداخته می شو د.هدف این پروژه از تولید سرمت های کاربید تیتانیوم زمینه فولادی افزایش مقاومت به سختی در حرارت بالا بودو از تولید سرمت های کاربید سیلیسیم- آلومینیوم مقاومت به سایش آن مدنظر بود. و فصل پنجم نتایج را نشان می دهد.

واژه های کلیدی: سرمت ها، آماده سازی پودر، زینترینگ ، پرس کاری سرد ، عمل فشارش هیدرواستاتیک(همه جانبه)سرد، روش اکستروژن گرم ، نورد پودر، ریخته گری دوغا بی، فرایند قالبگیری تزریقی، تراوش ، سرمت های اکسیدی،  سرمت های کاربید و کربونیترید، سرمتهای بورید 

فهرست مطالب

فصل اول:تعریف و طبقه بندی سرمت ها
۱-۱- مقدمه    ۱
۱-۲-طبقه بندی    ۴
۱-۲-۱- سرمت های با پایه ی کاربید    ۵
۱-۲-۲-سرمت های با پایه ی کربونیترید    ۵
۱-۲-۳-سرمت های با پایه ی نیترید    ۶
۱-۲-۴-سرمت های با پایه ی اکسید    ۶
۱-۲-۵- سرمت های با پایه ی بوراید    ۶
۱-۲-۶- سرمت های محتوی کربن    ۶
فصل دوم : تکنیک های ساخت وتولید سرمت
۲-۱- مقدمه     ۷
۲-۲-آماده سازی پودر    ۹
۲-۳-زینترینگ    ۹
۲-۳-۱-مکانیزم زینترینگ فاز مایع    ۱۱
۲-۳-۲-کوره ها    ۱۲
۲-۴-پرس کاری سرد بصورت ایستا    ۱۳
۲-۵- عمل فشارش هیدرواستاتیک(همه جانبه)سرد    ۱۶
۲-۵-۱-امتیازها و معایب    ۱۷
۲-۶- روش اکستروژن گرم برای مخلوط های پودری سرمت    ۲۱
۲-۷-نورد پودر    ۲۲
۲-۸-ریخته گری دوغا بی    ۲۵
۲-۹-فرایند قالبگیری تزریقی(MIM )    ۲۷
۲-۹-۱-کاربردها و مزایای فرایند MIM برای سرمت ها    ۲۸
۲-۱۰-فشرده سازی داغ ایستا    ۳۱
۲-۱۱- پرس ایزواستاتیک گرم (HIP)    ۳۳
۲-۱۲-اکستروژن گرم شمش های سرمت    ۳۵
۲-۱۲-۱-روش ها    ۳۵
۲-۱۲-۲-کاربرد    ۳۶
۲-۱۲-۳-    ترکیب زینترینگ- فشرده سازی    ۳۸
۲-۱۳- تراوش    ۴۰
۲ -۱۴ – اتصال و ریز ساختار:
۲-۱۴-۱- اتصال    ۴۴
۲-۱۴-۲-انحلال پذیری    ۴۴
۲-۱۴-۳-رطوبت    ۴۵
۲-۱۴-۴-ریز ساختار    ۴۶
۲-۱۴-۵ -آرایش موقعیت‌های‌سرمت‌برای بهبود مقاومت در مقابل تغییر شکل و تافش شکست    ۴۷
فصل سوم :انواع سرمت ها وکاربردهای آن
۳-۱ – سرمت های اکسیدی
۳-۱-۱ – مقدمه     ۵۰
۳-۱-۲ – سرمت های اکسید- سیلیکون    ۵۰
۳-۱-۳ – سرمت های اکسید آلومینیوم    ۵۱
۳-۱-۴ – سرمت های اکسید منیزیم    ۵۳
۳-۱-۵ – سرمت های اکسید بریلیوم    ۵۴
۳-۱-۶ – سرمت های اکسید زیرکونیوم    ۵۴
۳-۱-۷ – سرمت های اکسید توریوم    ۵۵
۳-۱-۸ – سرمت های اکسید اورانیوم    ۵۵
۳-۱-۹- سرمت های محتوی دیگر اکسیدها    ۵۷
۳-۱-۱۰- سوپر هادی دمای بالا با زمینه فلزی    ۵۸
۳ -۲ – سرمت های کاربید و کربونیترید
۳-۲-۱ – مقدمه     ۵۸
۳-۲-۲ – سرمت های کاربید تیتا نیم متصل به نیکل    ۶۱
۳-۲-۳ – سرمت های کاربید تیتا نیم متصل به فولاد    ۶۲
۳-۲-۴- مقایسه ی کاربیدهای متصل به فولاد که قابلیت عملیات حرارتی دارند با کاربید تنگستن متصل با کبالت    ۶۴
۳-۲-۵- مقایسه ی سرمت های کاربید  متصل به فولاد با دیگر مواد مقاوم در برابر سایش
۳-۲-۶ – سرمت های کاربید  با آرایش های مختلف اتصال فولادی    ۶۵
۳-۲-۷ – ساختن سرمت های کاربید تیتا نیم متصل به فولاد    ۶۷
۳-۲-۸ – سخت کردن سرمت ها با اتصال فولاد    ۶۸
۳ -۲ -۸ -۱ – ماشینکاری و سایش    ۶۸
۳-۲-۹- سرمت های کربونیترید تیتا نیم    ۶۹
۳-۲-۹-۱ – ویژگی ها    ۷۲
۳-۲-۹-۲-کاربردها    ۷۵
۳-۲-۱۰ – سرمت های کاربید تنگستن متصل به فولاد    ۷۵
۳-۲-۱۱ – سرمت های کاربید کروم    ۷۶
۳-۲-۱۱-۱ – کاربردها و ویژگیها    ۷۷
۳-۲-۱۲ – دیگر سرمتهای بر پایه ی کاربید    ۷۹
۳-۲-۱۳- سرمت های کاربید سیلیسیم – آلومینیوم    ۸۰
۳-۲-۱۴- سرمت های کاربید آلومینیوم – بور    ۸۱
۳ -۳ – سرمتهای بورید
۳-۳-۱ – مقدمه     ۸۳
۳-۳-۲ – سرمت های بورید زیرکونیوم    ۸۵
۳ – ۳ -۳ – سرمتهای بورید تیتانیم۸۶
۳ -۳ -۴ – سرمتهای بورید مولیبدن    ۸۷
۳-۳-۵ – دیگر سرمتهای نسوز(دیرگداز)    ۸۸
۳-۳-۵-۱ – سرمتهای نیتریدی و کربونیتریدی     ۸۸
فصل چهارم:روش تحقیق
۴ -۱ – مقدمه۹۲
۴ -۲ – تولید سرمت های کاربید تیتانیوم زمینه فولاد ریل۹۲
۴-۳- تولید سرمت های کاربید سیلیسیوم- آلومینیوم۹۲
فصل پنجم: نتایج وبحث
۵-۱- مقایسه مقاومت به سایش نمونه سرمتی با نمونه AL-Si و Al خالص۹۴
۵-۲- مقایسه خواص مکانیکی AL خالص وAL-Si با سرمت کاربید سیلیسیم – آلومینیوم۹۵

منابع و مأخذ:

۱- عبادزاده . تورج ، کاربیدها ، موسسه دانش پویان جوان ، سال ۱۳۸۵، صفحات۱۶۵-۸۹٫

۲- فریتس وی .لنل ،  متالورژی پودر ، مترجم دکتر پروین عباچی ، موسسه انتشارات علمی  دانشگاه صنعتی شریف ، ۱۳۸۱ ، ۴۷۱-۱۳۷٫

۳- ASTM Committee C-21, “Report of Task Group B on Cermets,” American Society for Testing and Mater als, 1955.

۴- J.R. Tinklepaugh and W.B. Crandal Chapter 1 in Cermets, Reinhold, 196.

۵- E.C. Van Schoick, Ed., Ceram Glossary, The Ceramic Society, 1963.

۶- P. Ettmayer and W. Lengauer, The Story of Cermets, Powder Metall. Int vol 21 (No. 2), 1989, p 37-38.

۷- R. Kieffer and F. Benesovsky, Har metalle, Springer- Verlag, 1965, p 43-489.

۸- E. Rudy, Boundary Phase Stabilit and Critical Phenomena in Higher Oder Solid Solution Systems, J. Lest Common Met., Vol 33, 1973, p 43-70.

۹- F. V. Lenel, Powder Metallurgy, Prit ciples and Applications, Metal Powde Industry Federation, 1980.

۱۰- P. Popper, Isostatic Pressing, Britis Ceramic Research Association, Her den & Sons Ltd., 1976.

۱۱- R. Kieffer and P. Schwarzkopf, Har stoffe and Hartmetalle, Springer- Verlag, 1953.

۱۲- C. G. Goetzel, Infiltration Process, in Cermets, Reinhold, 1960, p 73-81.

۱۳- T.D. Claar, W.B. Johnson, C.A. Anderson, and G.H. Schiroky, Microstructure and Properties of Platelet Reinforced Ceramics Formed by the Directed Reaction of Zirconium with Boron Carbide, Ceram. Eng. Sci. Proc., Vol 10(No. 7/8), 1989.

فصل اول:تعریف و طبقه بندی سرمت ها

 ۱-۱- مقدمه:

سرمت، نامی اختصاری که در تمام جهان برای ترکیبی همگن که از فلزها یا آلیاژها یا یک یا چند فاز سرامیکی است که متشکل از تقریباً ۱۵ تا ۱۸ درصد از حجم آن است و انحلال پذیری نسبتاً اندکی بین فازهای فلزی و سرامیکی در دمای آماده سازی وجود دارد به کار می رود. تعریفی خوب از کلمه سرامیک را می توان در« فهرست سرامیکی» پیدا کرد . هر نوع محصول غیر عادی، غیر فلزی که در طول ساخت یا استفاده در معرض دمای بالا قرار می گیرد. بطور نمونه، اما نه منحصراً، سرامیک یک اکسید،براید،کاربید فلزی، یا ترکیب یا مخلوطی از چنین موادی است؛ که در آنها آنیونهایی وجود دارد که نقش مهمی در ساختار و خواص اتمی بازی می کند.» با داشتن منبعی خاص در مورد سرمت ها، این تعریف از جزء سرامیکی می تواند تا مرزی گسترش یابد که شامل نیتریدها، کربونیتریدها و سیلیسیدها نیز بشود.

در دیدی وسیع، سرمت ها همانند نوع خاص مواد  سخت و دیرگداز موجود در طبقه کلی، زمینه فلزی کامپوزیت ها هستند. در مقاله های علمی این موضوع پوشش خوبی داده شده است، به ویژه در طیف حجم شکستگی های خاص قابل مقایسه و اجزاء فلزی. در مقام مقایسه با لایه های کامپوزیت،ترکیب فلز و غیر فلز در سرمت ها در مقیاس بسیار ریز اتفاق می افتد.فاز غیر فلزی معمولاً غیر رشته ای است اما تعدادی دانه های ریز غیر هم محور تشکیل یافته که به خوبی در هم پراکنده شده و به زمینه فلزی چسبیده اند. در صورتی که جزء فلزی یا سرامیکی غالباً به صورت رشته‌ای می باشند، ماده باید به عنوان یک ماده ی کامپوزیتی در نظر گرفته شود. اتصال بین فاز غیر فلزی و زمینه فلزی اثرات مهمی را در بین سرمت ها ایجاد می کند؛ این مورد به شدت بر ارتباطات فازی، انحلال پذیری و ویژگی های مرطوب شدن که در ارتباط با اجزاء سرامیکی و فلزی هستند، تاًثیر می گذارد. تفاوت در بین اندازه ی جزء سرامیکی به سیستم و کاربرد آن مربوط است. این میتواند ریزی ۵۰ تا ۱۰۰ میکرومتر باشد، همانگونه که در بعضی از انواع سرمت ها بر پایه ی دی اکسید اورانیوم(uo₂) که برای عناصر سوخت راکتور هسته ای استفاده می شوند یا به ریزی ۱ تا ۲ میکرومتر، که در نوع ریز ذرات کاربیدهای سمانته شده وجود دارد. می باشد. در صورتی که جزء سرامیکی، کوچکتر و در اندازه های کمتر می باشد، ماده می تواند به عنوان طبقه ای از آلیاژ مقاوم شده تلقی شود و بنابراین از تعریف مورد قبول برای سرمت ها خارج می شود.

هدف اصلی از ترکیب فلز و سرامیک در مقیاس معمولی، دستیابی یه کیفیت مورد نظر و حذف خواص نا مناسب و نا خواستنی هر دو نوع ماده است. مثال برجسته ای از خواص مطلوب که از مواد سرامیکی و فلزی حاصل می شود انواع فلزات سخت است که از کاربیدهای سمانته ساخته می شوند.

کاربیدهای سمانته شده از رشدی دائمی در ۶ دهه ی گذشته برخوردار بوده اند.در طول این زمان، توسعه مواد ابزارهای ساخته شده از سرمت/ فلز سخت از کاربیدهای با پایه ی فلز تنگستن به مواد پیچیده ی کاربیدی و با پایه ی نیتریدی رفت(جدول ۱)

بطور کلی سرمت ها برای کاربردهایی نظیر ابزار برش استفاده می شدند. در حدود ۴۵ سال پیش، آنها در کاربردهای دیگری نیز به ایفای نقش پرداختند همانند سیستم های پیشرانش(فشار به سوی جلو) از این مواد انتظار می رود که خواص سرامیک مانند رفتار دیرگدازی، مقاومت و پایداری در مقابل خوردگی، بطور مفیدی با بخش پایه ی فلزی که خواصی مانند شکل پذیری بالا، و هدایت حرارتی دارد همکاری نماید و دیگر اینکه بعضی از مواد عالی جدید برای کاربردهای با دماهای بسیار زیاد تولید شوند. متاسفانه با وجود تلاش های بسیار در ایالات متحده و اروپا در طول دهه ی ۱۹۵۰ این اهداف حاصل نشدند. میزان چکش خواری و سختی حاصل از بخش چسباننده ی فلزی برای بسیاری از کابردهای حیاتی نظیر موتور توربو جت(هواپیمای جت توربین دار)و پره های جت ایستگاه گازی یا تیغه های نازل ها، ناکافی باقی ماند. هر چند که در موارد دیگر، سرمت ها، مواردی را برای مواد مورد استفاده در مهندسی بهبود بخشیدند، به خصوص در ابزاری که بر پایه ی کاربید تیتانیم(TiC) یا کربونیتراید تیتانیم(TiC,N) هستند، و نیز در بعضی از انواع عناصر سوخت هسته‌ای سرمت های بر پایه ی دی اکسید اورانیوم، به همان خوبی آنهایی که بر پایه ی کاربید اورانیوم(UC) هستند، امکان تبدیل شدن به سوخت هسته ای را دارند. سرمت های بر پایه ی بورید زیرکونیوم(ZrB₂) یا بورید سیلیکون(SiC) و بقیه که شامل اکسید آلومینیوم(Al₂O₃)، دی اکسید سیلیکون کاربید بور(B₄C) یا ترکیبات دیرگداز همراه با الماس هستند، خواص یکسانی دارند. بعضی ها بطور اقتصادی در طیف وسیعی از کاربردها که شامل ابزارهای ماشین کاری گرم، شفت ها و بدنه در پوش لوله های فلزی، اجزاء شیر فلکه و بخش های پوشاننده، لوله ها و فازل ها در معرض دماهای بسیار بالا، اجزاء موتور موشک، گیره های کوره و عناصر اصلی آن، چرخ های ساینده و سرمت های شامل الماس و دندانه های اره، می شود. بکار می روند.

یکی از کاربردهای مهم سرمت ها شامل مواد ابزار برش می باشد که از TiC یا TiC,N به عنوان فاز به شدت دیرگداز استفاده می کند. همچنین کاربید مولیبدن(MO₂C) و دیگر کاربیدها بر اساس فرمول بندی این سرمت ها ساخته می شوند. مقاومت به خوردگی و سایش لبه و دیواره مواد ابزار ساخته شده از سرمت TiC و TiC,N بهتر از همین خواص متعلق به ابزارهای کاربیدهای سمانته شده معمول(که کبالت مخلوط با کاربید تنگستن است) می باشد. در مقایسه با ابزارهای برش سرامیکی، این سرمت ها اجازه ی برش سنگین را دارند که در سرعت بالا، نتیجه ی آن میزان بیشتری از فلز حذف شده در سطوح قابل مقایسه با عمر ابزار است. به روشنی سرمت ها دارای ویژگی های مواد ابزار برش هستند که قادر است فاصله بین کاربیدهای سمانته شده معمولی و سرامیک ها را پر سازد.

یکی از کاربردهای صنعتی سرمت احیاگری مکانیکی است.  یکی از نتایج حاصل از بازرسی‌های CM و خصوصاً آنالیز روغن وجود درصد بالای فلز در روغن آنالیز شده و نشان از وجود خوردگی فلزی است که در سطوح درگیر رخ می دهد.

سرمت که ماده ی ترکیبی از سرامیک و فلز است طبق تکنولوژی نوینی که در چند کشور جهان به ثبت رسیده است ساخته شده که به محلهای خوردگی همراه روانکار(روغن یا گریس) تزریق می شود.در صورتی که محیط انرژی لازم یعنی دما و فشار مناسب را جهت واکنش ها داشته باشد، سرمت باعث می شود ذرات فلز موجود در ماده روانکار به سطوح خورده شده باز گشته وبه مرور زمان خوردگی ترمیم شده و علاوه بر آن سطحی بسیار صیقلی حاصل می شود.

در این روش نیازی به توقف تجهیز نبوده و تعمیر در حین کار و بهره برداری عادی تجهیز صورت می پذیرد.

اصطلاح “Revitalization” از واژه لاتین(vita) به معنی زندگی گرفته شده و به معنای احیای مجدد است. کشف پدیده احیا گری مبتنی بر فرایندهای فیزیکی و شیمیایی انحصاری است که تحت شرایط ویژه ای در ناحیه ی دارای اصطکاک رخ می دهد.

سرمت که ترکیبی از دو نام سرامیک و فلز است و حاوی یک نوع ماده اولیه و یک کاتالیزور است، انرژی اضافی حاصل از اصطکاک گرما و فشار را صرف تشکیل سطحی جدید بر روی قطعات می کند. فرایند احیاگری به محض آنکه شکل هندسی قطعه(یا قطعات دستگاه) ترمیم شده و به شکل اولیه بازگردد،پایان می یابد. با انجام عملیات احیاگری قطعاتی که در تماس با یکدیگر هستند با هم کاملاً انطباق می یابد. پس از احیاگری سطوح قطعات به مانند شیشه صیقلی می گردد.ضخامت این لایه های باز سازی شده بر روی قطعات فرسوده پمپها چند میکرون، در مورد موتور خودروها تا دهها میکرون و بر روی چرخ دنده ها تا صدها میکرون می رسد.

۱ -۲ – طبقه بندی:

سرمت ها می توانند بر طبق اجزاء دیرگدازشان طبقه بندی شوند. در این سیستم، رده های اصلی سرمت ها با حضور شش جزء مشخص می شود.

کاربیدها، کربونیتریدها،نیتریدها،اکسیدها،بوریدها و انواع مواد کربن دار.

فاز چسباننده ی فلزی می تواند از عناصر گوناگونی تشکیل شود، به صورت تنها و یا بصورت ترکیبی، مانند نیکل،کبالت،آهن،کروم،مولیبدن و تنگستن؛همچنین می تواند شامل دیگر فلزات نیز مانند فولاد زنگ نزن، سوپر آلیاژها،تیتانیم،زیرکونیوم یا بعضی از آلیاژهای با نقطه ذوب پائین مس یا آلومینیوم نیز باشد. حجم کل فاز چسباننده تماماً به خواص مورد نظر و استفاده نهایی مورد نظر از ماده بستگی دارد. این حجم می تواند از ۱۵ تا ۸۵ درصد باشد، اما برای کاربردهای ابزار برش، بطورکلی،کمتر از نصف از مقدار کل نگهداشته می شود(برای مثال ۱۰ تا ۱۵ درصد از درصد وزنی)اتصال(پیوند) فلزی برای هر سرمت به منظور رسیدن به ساختار و خواص مورد نظر برای کاربردی خاص،انتخاب می شود.گروه فلزات آهنی و آلیاژهای آنها در طبقه ی فلزات سخت کاربید تنگستن سمانته شده غالب هستند؛نیکل و به میزان کمتر کبالت و آهن ترکیبات مطلوب را برای سختی بالا و چکش خواری خوب دارا می باشند.

با تمام این احوال، ماده چسباننده برای یک سرمت می تواند از گروهی از فلزات واکنش پذیر انتخاب شود مانند تیتانیم یا زیرکونیوم و یا می تواند از یک سری از فلزات دیرگداز که شامل کروم،نیوبیوم،مولیبدن و تنگستن می باشد، انتخاب شود. فلزات و آلیاژهای کمتر ذوب شونده و در درجه اول آنهایی که بر پایه ی مس و آلومینیوم می باشند.از لیست چسباننده ها و از انتهای مقیاس حرارتی آن خارج هستند. با این وجود اغلب آلومینیوم در کامپوزیت های با زمینه فلزی وجود دارد.

۱-۲-۱- سرمت های با پایه ی کاربید:

سرمت ها با پایه ی کاربید بزرگترین دسته از سرمت ها هستند، حتی اگر لغت سرمت بسیار سخت گیرانه بکار رود و گستره ی وسیعی از کاربیدهای سمانته شده بکار رفته در ابزار برش و بخش های پوشاننده بر پایه ی کاربید تنگستن(wc)را در نظر نگیرد. از زمان تکنولوژی سرمت، مفهوم برجسته به این صورت بوده است که این مواد بر پایه ی TiC به عنوان بخش سخت اصلی و نیز بخش دیر گداز هستند که با اتصال به یکدیگر، هر نوع از فلزات یا آلیاژهای شکل پذیر دیرگداز را تشکیل می دهند(بیشتر از آنچه برای کاربیدهای سمانته شده تنگستن استفاده شده است).

سرمت های TiC کاربردهایی در ابزار و پوشش های مقاوم، همچنین در سیستم هایی که برای دماهای بالا و فشارهای زیاد بکار می روند همچنین در محیطهای خورنده استفاده می شوند.سرمت های با پایه ی SiC و B₄C که عموماً به عنوان کامپوزیت زمینه فلزی طبقه بندی می شوند اهمیت ویژه ای در صنایع به خصوص در پوشش ها و قسمت های ضد سایش و ضد خوردگی بدست آورده اند؛همچنین این مواد در کاربردهای راکتور هسته ای نیز استفاده شده اند؛ موادی با پایه ی کاربید کروم(Cr₃C₂) برای انواع مختلفی از کاربردهای مقاوم به خوردگی و نیز به عنوان بلوک های مدرج و شاخص استفاده شده اند؛ با این حال به نظر می رسد که آنها بسیاری از استفاده های صنعتی خود را از دست داده اند.

۱-۲-۲- سرمت های با پایه ی کربونیترید:

سرمت های با پایه ی کربونیترید می توانند همراه با انواع مختلف کاربیدها یا بدون آنها تولید شوند(که MO₂C مهمترین است)؛ آنهابا چسباننده های عادی کاربید سمانته شده به هم چسبیده اند.

در حال حاضر این مواد جزء اولین سرمت ها برای به کار برده شدن در ابزارها می باشند. مقاومت افزایش یافته ی آنها، که این مواد را برای ابزارهای برش با سرعت بالا مناسب می سازد، به دلیل بهبود چسبندگی بین دانه های سخت کاربید و فلز چسباننده است. بهبود چسبندگی نتیجه ای است از بهم آمیختن و اختلاط(بدون آنکه خواص آن تغییر کند) در سیستم های چهار گانه ی TiC، TiN، MOC، MON که سبب جابجایی بازگشتی در دو فاز هم ساختار می شود که بطور اساسی قابلیت مرطوب شدن چسب را بهتر می کند.

۱-۲-۳- سرمت های با پایه ی نیترید:

سرمت های با پایه ی نیترید یک طبقه ی خاص از مواد سازنده ی ابزار را تشکیل می دهند. نیترید تیتانیم و به خصوص نیترید بور مکعبی(CBN) در صورتی که با یک ماده ی چسباننده ی سخت ترکیب شوند، ابزارهای برش بسیار عالی را تولید می کنند.نیترید تیتانیم و نیترید زیرکونیوم(ZrN) که خود را به عناصر سخت فلزی متصل کرده اند، برای مقاصد، مقاوم به فرسایش و نیز مقاوم به گرمای خاص تولید می شوند.

۱-۲-۴- سرمت های با پایه ی اکسید:

سرمت های با پایه ی اکسید دسته ای را تشکیل می دهند که UO₂ و یا دی اکسید توریوم(ThO₂) را شامل می شود که برای اجزاء شکاف هسته ای در عناصر سوخت آن به کار می روند؛ Al₂O₃ یا دیگر اکسیدهای بسیار دیرگداز برای سازندگان و کسانی که با فلزات بصورت مایع سرو کار دارند(برای مثال مجرای جریان فلز مذاب)و نیز بخش های دیگر کوره استفاده می شود؛ و SiO₂ که برای عناصر اصطکاکی مناسب است. مخلوط Al₂O₃ با TiC برای ابزار ماشین کاری به روش گرم مناسب است.

۱-۲-۵- سرمت های با پایه ی بوراید:

سرمت های با پایه ی بوراید، فاز غالبشان بوراید یکی از فازهای انتقالی است. این سرمت ها مقاومت در مقابل سایش و دماهای بالایی را برای کار به همراه فلزات فعای مانند آلومینیوم در حالت ذوب شده یا بخار ایجاد می کنند. ترکیبی از ZrB₂ و SiC در مقابل فرسایش ناشی از گازهای شیمیایی پیشران موشک ها مقاوم است.

۱-۲-۶- سرمت های محتوی کربن:

سرمت های محتوی کربن، موادی هستند که شامل گرافیت به نسبت های مختلفی می باشند. این مواد برای رنگ ها و اتصالات الکتریکی یا به عنوان بخش تشکیل دهنده ی کوچکی که روانکاری را در عناصر سایشی ایجاد می کنند استفاده می شوند. همچنین در این رده قطعات الماس درون زمینه فلزی وجود دارد که برای ابزار خاص استفاده می شود.

فصل دوم : تکنیک های ساخت وتولید سرمت

۲-۱- مقدمه

روش های استفاده شده برای آماده سازی پودر، شکل دادن، حرارت دادن یا زینترینگ و عملیات شکل دهی سرمت ها بسیار شبیه به سرامیک و فرایندهای متالوژی پودر([۱](P/M است.

شکل۱، یک نمودار از روش های متالورژی پودر( (P/M قابل استفاده مختلف برای سرمت ها است. جدول ۲ ویژگی های نسبی روش های تشکیل دهنده ی اصلی را که در تولید پایه ی کاربید و بیشتر دیگر انواع سرمت ها بکار می رود، خلاصه کرده است. فرایندهای اصلی شکل دهی سرد(آهنگری سرد) و زینترینگ، زینترینگ فشاری و تراوش(در متالوروژی به کشیده شدن فلز مایع به داخل خلل و فرج فلز دیگر توسط نیروهای پیوستگی گفته می شود) می باشند. فرایند فشار کاری سرد شامل فشرده سازی به روش تمام محوره ی هم فشار و نیز فشار تک محوره می شود. ترکیبات پودری در فشار ۳۵ تا ۱۰۰ مگاپیکسل (۱۴/۵ ksi تا ۵) فشرده می شوند.روش اصلی شامل فشار دادن پودری است که با واکس روغن کاری شده(البته به روش خشک) در قالب های فلزی محکم با دو صفحه ی پرس کننده ی رو به روی هم،برای میله های دراز یا لوله ها با سطح مقطع یکسان، این قالب ها توسط روش اکستروژن که ذرات پودر در چسب یا واکس آلی مناسب قرار داده شده اند،استفاده می شوند. برای ساخت شکل های پیچیده بزرگ، پودر خشک در قالب قابل انعطاف قرار داده می شود و از همه ی جهات با فشار هیدرواستاتیک ناشی از یک سیلندر فولادی تقویت شده و محکم بسته شده، فشرده می شود.

[۱] Powder Metalurgy

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 .