توضیحات

تکنولوژی ساخت چدن دوگونه

شناخت فلز آهن

طبیعت و خواص آهن

آهن دارای نقطه‌ی ذوب  و نقطه‌ی جوش  می باشد. وزن مخصوص این فلز ۸۶/۷ و شعاع اتمهای آهن به صورت  (گاما)  و به صورت آلفا  است.

آهن خالص را نمی توان به طریق صنعتی تهیه کرده آهن با درصد خلوص ۹۹۱۷/۹۹ در آزمایشگاه ها قابل تهیه است. آهن ساخته شده در آزمایشگاه ها

۰۰۸۳/۰ درصد ناخالصی دارد و در حدود ۲۷ عنصر را در بر می گیرد که اهم ترکیبات آن عبارتند از کربن، سیلیسیم، گوگرد، فسفر (عناصر دائمی همراه آهن) و سایر ناخالصی ها از قبیل هیدروژن، ازت، کلسیم، منیزیم و غیره. هر نوع ناخالصی روی خواص آهن تأثیر می گذارد،

۱۴۰صفحه فونت ۱۴ فایل ورد منابع فارسی و لاتین دارد

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

فهرست مطالب فصل اول: شناخت فلز آهن ۱-۱) طبیعت و خواص آهن ۱-۲) سنگهای معدنی آهن خالص ۱-۳) خواص بلوری آهن خالص ۱-۴) فرآیند استخراج آهن (متالورژی استخراجی آهن) ۱-۵) انواع آهن ۱-۵-۱) آهن خام (لخته) ۱-۵-۱-۱) خواص آهن خام (لخته) ۱-۵-۲) آهن کار شده ۱-۵-۲-۱)

خواص و کاربرد آهن کار شده فصل دوم: چدن شناسی عمومی ۲-۱) طبیعت چدن ها ۲-۲) خصوصیت چدن ها ۲-۲-۱) برتری ها ۲-۲-۲) کاستی ها ۲-۳)

انواع چدن ها ۲-۳-۱) چدن برای مقاصد عمومی (معمولی) ۲-۳-۱-۱) چدن مالیبل (چدن چکش خوار) ۲-۳-۱-۲) چدن سفید ۲-۳-۲) چدن برای مقاصد ویژه (آلیاژی) ۲-۴) متالورژی چدنها ۲-۴-۱) سیستم آهن – کربن – سیلیسیم ۲-۴-۱-۱) کربن معادل ۲-۴-۲) حضور کربن در چدن ۲-۴-۲-۱) کربن آزاد (گرافیت) ۲-

۴-۲-۲) کربن ترکیبی (کاربید) ۲-۴-۳) ساختار زمینه ها در چدن ۲-۴-۳-۱) فریت ۲-۴-۳-۲) پرلیت ۲-۴-۳-۳) سمنیت ۲-۴-۳-۴) آستیت (اوتسیت) ۲-۴-۳-۵)

بینیت و مارتنزیت ۲-۴-۳-۶) کاربیدها ۲-۵ ) تأثیر عناصر در چدن ۲-۵-۱) عناصر عمده ۲-۵-۱-۱)

گوگرد (S) 2-5-1-2) منگنز (Mn) 2-5-1-3) فسفر (P) 2-5-2) عناصر جزئی ۲-۵-۳) عناصر آلیاژی ۲-۵-۳-۱) نیکل (Ni) 2-5-3-2) کرم (Cr) 2-5-3-3) مولیبدن (Mo) 2-5-4-3) وانادیم (Va) 2-5-3-5) سیلییم (Si) 2-5-3-6)

مس (Cu) 2-5-3-7) آلومینیوم (Al) 2-5-4) عناصر گازی ۲-۵-۴-۱) اکسیژن (O) 2-5-4-2) نیتروژن (ازت N) 2-5-4-3) هیدروژن (H) 2-6) موارد استعمال چدن ها ۲-۶-۱) چدن خاکستری (ریختگی) ۲-۶-۲) چدن مالیبل (چکش خوار) ۲-۶-۳) چدن داکتیل (نشکن) فصل سوم: چدن شناسی تخصصی ۳-۱) چدن

تکنولوژی ساخت چدن دوگونه

خاکستری ۳-۱-۱) متالورژی چدنهای خاکستری ۳-۱-۲) ساختار میکروسکوپی

در چدنهای خاکستری ۳-۱-۲-۱) گرافیت (G) 3-1-3) ریخته گری چدن خاکستری ۳-۱-۳-۱) مواد شارژ ۳-۱-۳-۲) مسئله‌ی تلقیح مواد در ریخته گری چدن خاکستری ۳-۱-۳-۲-۱) عملکرد تلقیح ۳-۱-۳-۲-۲) مواد تلقیح ۳-۱-۳-۲-

۳) روش های تلقیح ۳-۱-۳-۲-۴) اثر مواد تلقیح ۳-۱-۳-۲-۵) ارزیابی عملکرد تلقیح ۳-۱-۳-۳) متالورژی ذوب چدن خاکستری ۳-۱-۳-۳-۱) گرافیت زایی ۳-۱-۴) انجماد چدن خاکستری ۳-۱-۴-۱) گرایش انجماد به تشکیل چدن سفید ۳-۱-۴-۲) گرایش انجماد به تشکیل چدن خاکستری ۳-۱-۴-۳) اصول فرآیند انجماد

۳-۱-۴-۴) ساختار چدن خاکستری در دمای محیط ۳-۱-۴-۵) اثر ضخامت ۳-۲) چدن داکتیل (نشکن) ۳-۲-۱) مبانی ساخت چدن داکتیل ۳-۲-۲) کاربرد چدن داکتیل ۳-۲-۳) متالورژی چدن داکتیل (نشکن) ۳-۲-۳-۱) انجماد و مکانیزم کروی شدن گرافیت در چدن نشکن ۳-۲-۳-۲) تعادل آهن و گرافیت ۳-۲-۳-۲-۱) کربن معادل ۳-۲-۳-۲-۲) انجماد هیپویوتکتیکی ۳-۲-۳-۲-۳) انجماد هیپر (هایپر) یوتکتیکی ۳-۲-۳-۲-۴) مکانیزم کروی شدن گرافیت ۳-۲-۴) ریخته گری چدن

تکنولوژی ساخت چدن دوگونه

داکتیل (نشکن) ۳-۲-۴-۱) مواد شارژ ۳-۲-۴-۲) ملاحظات کیفی، شیمیایی و متالورژیکی در حین ذوب ۳-۲-۴-۲-۱) کربن دهی ۳-۲-۴-۲-۲) کنترل گاز مذاب ۳-۲-۴-۲-۳) گوگرد زدایی ۳-۲-۴-۲-۴) انتخاب ترکیب شیمیایی ۳-۲-۴-۲-۵) اثر کربن معادل ۳-۲-۴-۳) اثر درجه حرارت بارریزی ۳-۲-۴-۴) فرآیند کروی سازی

۳-۲-۴-۴-۱) مشکلات افزدون منیزیم به شکل خالص ۳-۲-۴-۴-۲) روشهای مختلف کروی سازی ۳-۳) چدن با گرافیت فشرده (CGI) 3-3-1-1) ریزساختار ۳-

۳-۱-۲) ترکیب شیمیایی ۳-۳-۱-۳) خواص مکانیکی و فیزیکی ۳-۳-۱-۳-۱) خواص کششی ۳-۳-۱-۳-۲) هدایت حرارتی ۳-۳-۱-۳-۳) جذب ارتعاش ۳-۳-۱-۳-۴) قابلیت رشد و پوسته شدن ۳-۳-۲) ریخته گری چدن با گرافیت فشرده ۳-۳-۲-۱) عملیات ذوب و تهیه مذاب چدن با گرافیت فشرده ۳-۳-۲-۲) مواد

تکنولوژی ساخت چدن دوگونه

قالبگیری ۳-۳-۳) کاربردهای صنعتی چدن با گرافیت فشرده (CGI) 3-3-4) مقایسه چدن با گرافیت

فشرده در مقابل چدن های خاکستری و نشکن ۳-۳-۴-۱) در مقایسه با چدن خاکستری (مزایا CGI) 3-3-4-2) در مقایسه با چدن نشکن (مزایا CGI) فصل چهارم: تئوری چدن دوگونه (G&D) 4-1) مقدمه ای بر چدن دو گونه (G&D) 4-2) مقدمه ای بر مسئله‌ی تکنولوژی ۴-۳) تشریح تکنولوژی ساخت

اصولاً چدن نشکن در مقایسه با چدن گرافیت ورقه ای، تمایل به تبرید بیشتری دارد و برای بدست

آوردن ساختار عاری از کاربید مخصوصاً در مقاطع نازک، لازم است جوانه زایی با آلیاژ سیلیسیم (Si) انجام شود. وقتی که چدن نشکن ریخته می شود اگر کاربید در ساختار ظاهر شود، با عملیات حرارتی مناسب می توان گرافیت ها را کروی نمود.

شکل (۳-۲۴)، حالت مطلوب گرافیت کروی را برای قطعاتی که در قالبهای ماسه ای ریخته می شوند، نشان می دهد.

شکل (۳-۲۴): چدن ریختگی به قطر ۱۲Cm بدون اچ تعداد گرافیت ها در واحد سطح  عدد می باشد.

اندازه گرافیت های کروی می تواند روی خواص مکانیکی تأثیر بگذارد. اندازه گرافیت ها به دو پارامتر بستگی دارد:

۱٫ آهنگ سرد شدن یا اندازه سطح مقطع؛ چدن مقاطع نازک سریع سرد می‌شوند، تعداد بیشتری گرافیت کروی خواهند داشت. مقایسه تعداد و اندازه

گرافیت ها در شکل (۳-۲۴) که میلگرد با قطر ۱۲mm ، شکل (۳-۲۵) که میلگرد با قطر ۳mm و شکل (۳-۲۶) که میلگرد با قطر ۳۰۰mm می باشد امکان پذیر است.

۲٫ جوانه زنی با آلیاژ سیلیسیم، افزایش تعداد گرافیت های کروی و کاهش تمایل به تبریدی بودن مخصوصاً در مقاطع نازک را باعث می شود. افزایش مقدار جوانه زا باعث افزایش تعداد گرافیتهای کروی می شود.

شکل (۳-۲۵): چدن ریختگی به قطر ۳mm بدون اچ. تعداد گرافیت ها در واحد سطح ۶۱۶ عدد می باشد.

شکل (۳-۲۶): چدن ریختگی به قطر ۳۰۰mm «تحت فشار» محلول اچ: پیکرال تعداد گرافیتها در واحد سطح ۷ عدد می باشد.

البته در حین ریخته گری می توان چدنهایی با ساختار زمینه فریت، پرلیت، مخلوط فریت، پرلیت، آستنیت،

بینایت (بینیت) و مارتنزیت تولید نمود. چدن های نشکن پرلیتی استحکام بالایی دارند ولی چقرمگی آنها کمتر است. چدنهای نشکن فریتی استحکام کمتری دارند ولی ازدیاد طول نسبی آنها بیشتر و مقاومت به ضربه‌شان خوب است.

۳-۲-۲) کاربرد چدن داکتیل:

در قسمت پایانی فصل دوم (چدن شناسی عمومی) به کاربرد انواع چدن بر اساس استاندارد ASTM اشاره شد؛ اما در این قسمت به تقسیم بندی خاص‌تری از کاربردهای چدن داکتیل (شکن) می پردازیم:

۱) لوله و اتصالات تحت فشار: این قطعات از چدن های نشکن فریتی تهیه شده و برای اتصالات و لوله های گاز، آب و سایر مایعات به کار می روند و بیشترین مقدار تولید را در خانواده چدنهای نشکن دارند.

۲) خودرو و قطعات آن: در ساخت قطعات خودرو نظیر میل لنگ، چرخ دنده،  صفحه کلاچ، توپی، رینگ چرخ، پوسته دیفرانسیل، کاسه چرخ، اکسل کامیون

تکنولوژی ساخت چدن دوگونه

، سگ دست و بسیاری قطعات دیگر به کار می روند که در شکل (۳-۲۷) نمونه‌هایی از آن نشان داده شده است.

شکل (۳-۲۷): تعدادی از قطعات اتومبیل از چدن شکن

۳) در صنایع کشاورزی، راه سازی و ساختمانی: چدنهای داکتیل (شکن) موارد مصرف

بسیار زیادی در ساخت ماشین آلات کشاورزی از جمله قطعات مختلف تراکتورها، گاو آهن (خیش)، سگ دستها، گیره ها و پولی ها دارند. در شکل (۳-۲۸) متالی در این مورد نشان داده شده است. در فعالیتهای جاده

سازی و صنایع شهرسازی نیاز به قطعات چدن نشکن زیاد است. مصرف اصلی این قطعات در بولدوزرها، خاک بردارها، کمپرسورها و جرثقیلها می‌باشند. یکی از مهمترین مصارف این نوع چدنها در فعالیتهای شهرسازی اجزاء داخلی (آجرهای چدنی) متروها است.

شکل (۳-۲۸): پوسته‌ی دیفرانسیل یک خودرو کشاورزی، از چدن نشکن سیاه تاب

۴) مهندسی عمومی: تولید قطعات چدن نشکن با شکل پیچیده از وزن چند گرم و تا حدود ۱۰۰ تن امکان پذیر است، لذا این نوع چدن یک ماده مفید و اساسی برای صنایع ماشین سازی به شمار می رود. مثال هایی در این مورد صفحات مربوط به ماشینهای تزریق تحت فشار، سیلندرها و پیستون های مربوط به ماشینهای کوبش، غلطکهای نورد گرم و سرد، شیرآلات مقاوم در مقابل عوامل خورنده می باشند.

۳-۲-۳) متالورژی چدن داکتیل (نشکن):

۳-۲-۳-۱) انجماد و مکانیزم کروی شدن گرافیت در چدن نشکن:

در انجماد چدن با گرافیت ورقه ای، یوتکتیک گرافیت و آستنیت تشکیل می‌شود. در انجماد، این یوتکتیک گرافیت و آستنیت با مذاب در تماس است. رشد

دندریت های آستنیت و هسته های گرافیت ورقه ای تا زمانی که ذوب کاملاً منجمد شود، ادامه خواهد داشت. انجماد یوتکتیگ گرافیت ورقه ای تا زمانی که ذوب کاملاً منجمد شود، ادامه خواهد داشت.

انجماد یوتکتیک گرافیت در چدن شکن نسبت به چدن با گرافیت ورقه ای درهای بالاتری شروع می شود. در حین انجماد چدن نشکن، پوسته ای از

تکنولوژی ساخت چدن دوگونه

آستنیت پیرامون گرافیت کروی تشکیل می شود و به همین علت، فقط فاز آستنیت با مذاب در تماس خواهد بود و چنین انجمادی را «نیویوتکتیک» می‌نامند

هر واحد گرافیت کروی و پوسته آستنیت دور آن را می توان یک هسته در نظر گرفت که کربن باید به داخل این هسته نفوذ کند تا رشد گرافیت کروی کامل شود. نتیجتاً این فر‌آیند نسبت به انجماد چدن خاکستری، با سرعت کمتری انجام می شود و با شروع انجماد نیویوتکتیک هسته سازی گرافیک کروی به اتمام می رسد.

بنابراین، تعداد گرافیتهای کروی در مرحله اول انجماد تعیین می شود. با ادامه انجماد تا دمای یوتکتیک گرافیتهای داخل پوسته های آستنیتی به رشد خود ادامه خواهند داد. تعداد و میزان کروی شدن گرافیت ها بر روی خواص چدن نشکن تأثیر بسزایی دارد. وقتی تعداد هسته ها یا پوسته های آستنیت کم

باشد، مناطق برای نفوذ کردن به داخل پوسته آستنیت کمتر شده، و نتیجتاً تعداد گرافیتهای کروی کاهش می یابد. بسته به فرآیند تولید، احتمال ایجاد گرافیت ورقه ای یا کروی ناقص و یا سمنتیت وجود دارد. شکل (۳-۲۹) ، عکس یک گرافیت کروی کامل را که توسط میکروسکوپ الکترونی گرفته شده است نشان می دهد………………………..