عنوان :
مقاله چدن خاکستری استنیتی
تعداد صفحات : ۲۷
نوع فایل : ورد و قابل ویرایش
چکیده
از زمانی که اولین نوع چدن آستنیتی تهیه گردید یعنی از حدود پنجاه سال پیش تا کنون انواع زیادی از این چدن با خواص مطلوب تولید شده است. در حال حاضر انواع مختلفی از این نوع چدنها با ۳۶-۱۴% نیکل و همچنین مقادیر متغیری از عناصر دیگر نظیر سیلیسیم، منگنز، مس کرم و مولیبدن وجود دارد.
گروهی معروف از چدنهای پرآلیاژ با نام تجاری نای رزیست شناخته می‌شوند و از مدتها پیش به منظور مقاومت در برابر خوردگی تولید شده اند. مقاومت عالی این چدنهای پرکاربرد در برابر خوردگی مدیون وجود ۵/۱۳ تا ۳۶ درصد نیکل و ۸/۱تا ۶ درصد کرم و در یک نوع ۵/۵ تا ۵/۷ درصد مس در آنهاست. از چدنهای نای رزیست برای حل مسائل خوردگی مربوط به تلمبه کردن حمل و پالایش نفت چاههای ترش اب شور، بعضی اسیدها و قلیاها استفاده می‌شود. اغلب چدنهای نای رزیست را می‌توان به صورت چدن خاکستری یا داکتیل تولید کرد.
از چدن های آوستنیتی برای تولید محصولاتی استفاده می شود که بایستی در محیط های گوناگون در برابر خوردگی پوسته شدن مقاوم باشند و در درجه حرارتهای بالا تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد رشد و خزش آنها نسبتا کم باشد. البته این آلیاژ ها بخاطر خواص خوب انبساطی الکتریکی غیر مغناطیسی بودن و سایر خصوصیات خوب فیزیکی مصارف بسیار زیادی دارد. همچنین از آن در تولید قطعاتی که در درجه حرارتهای زیر صفر بکار گرفته می شود نیز استفاده می گردد. کاربرد اصلی این چدن ها در تولید رینگ پیستون های موتورهای دیزلی، پمپ ها و شیرهای مورد استفاده در صنایع نمک زدایی، شیمیایی، نفت و تمام صنایع که آب یا سایر مایعات خورنده حمل می نمایند، همچنین برای تولید توربوشارژهای لوله های اگزوز، شیرهای مقاوم در درجه حرارتهای بالا، کمپرسورها،کلیدهای الکتریکی و پروانه های کشتی ها می باشد.
مقاومت خوب چدن های آوستنیتی در برابر خوردگی در آب دریا از مهمترین عواملی است که استفاده از این نوع چدن را روز افزون نموده است.
واژه های کلیدی: چدن خاکستری آستنیتی نای ر زیست، سیلیسیم، چدنهای نیکل دار، سختی، تست خوردگی
فهرست مطالب
۱- چدنهای پر آلیاژ ۱
۱-۱- مقدمه ۱
کار در محیط خورنده ۱
کار در دمای بالا ۱
۲-چدن خاکستری آستنیتی نای ر زیست ۲
۳- تاثیر عناصر آلیاژی ۷
۱-۳-کربن ۷
۲-۳-مس ۸
۳-۳-کروم ۸
۴-۳-منگنز ۸
۵-۳-سیلیسیم ۸
۶-۳-فسفر ۹
۷-۳-سایر عناصر ۹
۴-کنترل دقیق متغیرها ۹
۱-۴-اهمیت کربن معادل ۹
-۲-۴-مسائل مربوط به ترکیب شیمیایی ۱۰
۵-خواص ۱۱
۱-۶-چدنهای نیکل دار برای کار در دماهای زیاد ۱۴
۲-۶-کاربرد قطعات چدن آوستنیتی ۱۶
۷-عوامل موثر در ریخته گری قطعات چدن آستنیتی ۱۷
۸- مواد اولیه ۱۷
۹- تجهیزات قالبگیری: ۱۸
۱۰-تجهیزات ذوب ۱۸
۱۱-عملیات بار ریزی ۱۸
۱۲-نحوه آزمایش ۱۸
۱۳-محاسبه شارژ ۱۹
۱-۱۴ساختار ۲۱
۲-۱۴سختی ۲۱
۳-۱۴تست خوردگی ۲۱
۱۵ – منابع ۲۳
منابع
۱- متالورژی کار بردی چدنها جلد اول وجلد دوم، تالیف مرعش مرعشی
۲- قطعات ریختگی چدنی «خواص مکانیکی» تالیف:گری ف.راف. جان داو و دیگران، ترجمه محمدرضا فضلی
۳- متالورژی ساختاری تالیف آلبر ورسی، ژولین وید، ترجمه فریدون اشرفی، انتشارات دانشگاه آزاد.
۱- چدنهای پر آلیاژ
۱-۱- مقدمه
گروه مهمی از چدنهای آلیاژی که با چدنهای ریختگی معمولی تفاوت دارند، به نام چدنهای پرآلیاژ یا چدنهای مخصوص شناخته می‌شوند.
چدنهای پر آلیاژ را جداگانه بررسی می‌کنیم زیرا مقدار عنصرهای آلیاژی در آنها از ۳ درصد بیشتر است و نمی توان آنها را در پاتیل با افزودن عنصرهای آلیاژی به چدنهای با ترکیب شیمیایی استاندارد تولید کرد. چدنهای پر آلیاژ معمولا در ریخته گریهایی تولید می‌شوند که به تجهیزات لازم برای تولید این گونه ترکیبها مجهزند. این چدنها را معمولا در کوره‌های قوس الکتریکی یا القایی ذوب می‌کنند . در این کوره‌ها می‌توان ترکیب شیمیایی و دما را به دقت کنترل کرد. چدنهای پر آلیاژ گران قیمت ترند و در شرایط دشوار کاربردی از چدنهای معمولی بهتر کار می‌کنند. می‌توان ریخته گریهایی را که این گونه چدنها را تولید می‌کنند به کوره‌های عملیات گرمایی و تجهیزات آبدادن با سرمایش مجهز کرد تا از عنصرهای آلیاژی به اقتصادیترین شیوه استفاده شود.
چدنهای آلیاژی را معمولا برای کاربرد اقتصادی و رضایت بخش در شرایط خاص انتخاب می‌کنند. عنصرهای آلیاژی گوناگون و مشخصه‌های آنها را در سه نوع وضعیت کاری بررسی می‌شود:
کار در محیط خورنده
الف- چدنهای نیکل دار ب – چدنهای پرسیلیسیم
کار در دمای بالا
الف- چدن نیکل دار ب- چدنهای پر سیلیسیم ج – چدن آلومینیم دار د- چدن سفید پرکرم
کار در محیطهای ساینده و فرساینده
الف- چدنهای سفید نیکل – کروم دار (نای هارد)
ب- چدنهای سفید پر کروم مولیبدن
ج- چدن سفید کروم دار
ترکیب شیمیایی بسیاری از این چدنهای مخصوص در مشخصات فنی استاندارد گنجانیده شده است اما بعضی از آنها ترکیب شیمیایی اختصاصی دارند. برای دستیابی به سودمندترین خواص بعضی از این چدنها را عملیات گرمایی می‌کنند.
۲-چدن خاکستری آستنیتی نای ر زیست
از زمانی که اولین نوع چدن آستنیتی تهیه گردید یعنی از حدود پنجاه سال پیش تا کنون انواع زیادی از این چدن با خواص مطلوب تولید شده است. در حال حاضر انواع مختلفی از این نوع چدنها با ۳۶-۱۴% نیکل و همچنین مقادیر متغیری از عناصر دیگر نظیر سیلیسیم، منگنز، مس کرم و مولیبدن وجود دارد.
گروهی معروف از چدنهای پرآلیاژ با نام تجاری نای رزیست شناخته می‌شوند و از مدتها پیش به منظور مقاومت در برابر خوردگی تولید شده اند. مقاومت عالی این چدنهای پرکاربرد در برابر خوردگی مدیون وجود ۵/۱۳ تا ۳۶ درصد نیکل و ۸/۱تا ۶ درصد کرم و در یک نوع ۵/۵ تا ۵/۷ درصد مس در آنهاست. از چدنهای نای رزیست برای حل مسائل خوردگی مربوط به تلمبه کردن حمل و پالایش نفت چاههای ترش اب شور، بعضی اسیدها و قلیاها استفاده می‌شود. اغلب چدنهای نای رزیست را می‌توان به صورت چدن خاکستری یا داکتیل تولید کرد. چدنهای نای رزیست در مشخصات فنی ASTM جداول ۱ و ۲ گنجانیده شده اند.
در برابر اکسایش در دمای زیاد و نیز در محیطهای خورنده مقاوم اند. وجود نیکل زیاد باعث تشکیل پولکهای گرافیت در حین انجماد حتی در حضور کروم زیاد ( تا ۶ درصد در چدن نوع ۲b) می‌شود. زیاد بودن مقدار نیکل از تبدیل زمینه آستنیتی نیز جلوگیری می‌کند. خواص مکانیکی و فیزیکی چدنهای خاکستری نای رزیست که در جدولهای ۳ و ۴ ارائه شده است حاکی از ریز ساختار گرافیت پولکی در زمینه آستنیتی است. به طور کلی استحکام کششی در گسترده ۱۷۰ تا ۲۴۰ مگان پاسکال خواهد بود، و اگر چه چدنهای خاکستری نای رزیست پر آلیاژند، نباید تصور کرد که پراستحکام نیز هستند. معمولا چدنهای نای رزیست عملیات گرمایی نمی شوند اما در بعضی کاربردها و هنگامی که قطعات ریختگی باید در دمای زیاد کار کنند آنها را باید از لحاظ ابعادی پایدار کرد. این گونه عملیات گرمایی ساختار زمینه آستنیتی را تغییر نخواهد داد.
فازآستنیت در چدنها کاملا مانند فولادها نمی تواند در درجه حرارت معمولی حفظ شود مگر اینکه نقطه Ms با افزایش عناصر مناسب به اندازه مناسبی پایین رود.
برای این منظور عناصر منگنز نیکل مس یا ترکیب کروم + نیکل که استنیت را پایدار می‌کند به کار می‌برند. بعلت مقدار زیاد کربن در چدن اگر بخواهیم از گذار کربن به حالت ترکیبی با ناپدید شدن گرافیت و سرانجام به دست آمدن چدن سفید اجتناب شود نباید عناصر منگنز و کروم که کربورهای کمپلکس می‌دهند بیش از اندازه لازم افزوده شوند. بنابر این نمی توان یک چدن خاکستری بر طبق فرمول مخصوص فولاد تهیه نمود.
برای اینکه چدن خاکستری استنیتی همراه با کربورهای آزاد یا بدون آنرا به دست آوریم با در نظر گرفتن اینکه افزایش مسی نباید از حد حلالیت فراتر رود، و اینکه افزایش منگنز و کروم نباید ایجاد مقدار زیادر کربور بنماید، اساسا از عنصر نیکل استفاده می‌گردد.
دامنه موارد استعمال چدنهای خاکستری استنیتی فقط بعضی از کاربردهای ویژه را در بر می‌گیرد انواع نای رزیست زمانی که مقاومت در برابر خوردگی مورد تقاضاست، مناسب می‌باشد. انواع غیر مغناطیسی در قطعات موتورها و ماشینهایی که قابلیت نفوذ مغناطیسی آنها باید حداقل باشد به کار می‌روند نوع minvar دارای ضریب انبساط فوق العاده کوچکی است و نوع أهزقخسهمشم در درجات حرارتی بالا مورد استعمال دارد.
چدنهای آستنیتی بدلیل مقاومت در برابر خوردگی وابستگی شدیدی به ترکیب دارند بنابر این رعایت حدود تغییرات عناصر در محدوده‌های تعیین شده بسیار مهم است. از آنجائیکه سیلیسیم از تشکیل کاربیدها جلوگیری نموده و باعث رسوب گرافیت می‌شود لذا بایستی با در نظر گرفتن محدوده مجاز استاندارد مقدار آنرا به بالاترین حد ممکن رساند. نوع کاربید تاثیر مهمی بر خواص ریخته گری دارد تشکیل کاربید بیانگر این نکته است که در هنگام انجماد گرافیت کمتری رسوب نموده است و در این صورت میزان انبساط چدن در قالب کمتر می‌باشد.
بعلاوه کاربیدهای یوتکتیک کرم در مراحل انتهای انجماد نمی توانند بخوبی تغذیه شوند در نتیجه باعث ایجاد خلل و فرخ و همچنین بروز انقباضهای بین دندریتی در قطعه می‌شوند بنابر این از نظر انقباض ناشی از انجماد بهتر است که میزان کاربیدها حداقل باشد. در بیشتر چدنهای آوستینتی کرم وجود دارد که تشکیل کاربیدهای کرم را می‌دهد. به هر حال کرم مقاومت در برابر خوردگی و اکسید شدن را افزایش می‌دهد و در بعضی موارد برای ایجاد مقاومت سایشی زیاد بیش از ۳% کرم به آلیاژ اضافه می‌شود. چدنهای آوستنیتی نظیر چدنهای خاکستری غیر آلیاژی نسبت به ضخامت حساس هستند بدین معنی که مقاطع نازکتر نسبت به مقاطع ضخیمتر دارای کاربیدهای بیشتری هستند. همچنین مقدار کاربید با افزایش کربن معادل کاهش می‌یابد.
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 .
