√دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

تاريخ : شنبه ٢٩ دی ۱۳۸٦
‌ريخته گري دقيق به روشي اطلاق ميشود كه در آن قالب با استفاده از پوشاندن مدل هاي از بين رونده توسط دوغاب سراميكي ايجاد مي وشد. مدل (‌كه معمولا از موم يا پلاستيك است) توسط سوزاندن با يا ذوب كردن از محفظه قالب خارج مي شود.

ويژگي :
در روشهاي قالبگيري در ماسه ، مدلهاي چوبي يا فلزي به منظور تعبيه شكل قطعه در داخل مواد قالب مورد استفاده قرار ميگيرد. در اينگونه روشا مدلها قابليت استفاده مجدا دارند ولي قالب فقط يكبار استفاده مي شود. در روش دقيق هم مدل و هم قالب فقط يك بار استفاده مي شود. درروش دقيق هم مدل و هم قالب فقط يك بار استفاده مي شود .
مزايا و محدوديتها :
الف: مهمترين مزاياي روش ريخته گري دقيق عبارتند از : - توليد انبوه قطعات با اشكال پيچيده كه توسط روشهاي ديگر ريخته گري نمي توان توليد نمود توسط اين فرايند امكان پذير مي شود. - مواد قالب و نيز تكنيك بالاي اين فرايند،‌- امكان تكرار توليد قطعات با دقت ابعادي وصافي سطح يكنواخت را ميدهد. - اين روش براي توليد كليه فلزات و آلياژهاي ريختگي به كار مي رود . همچنين امكان توليد قطعاتي از چند آلياژ مختلف وجود دارد. - توسط اين فرآيند امكان توليد قطعاتي با حداقل نياز به عملايت ماشينكاري و تمام كاري وجود دارد. بنابراين محدوديت استفاده از آلياژهاي با قابليت ماشينكاري بد از بين مي رود. - در اين روش امكان توليد قطعات با خصوصا متالورژيكي بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق براي ذوب و ريخته گري قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدايش قطعات حذف مي شود و نتيجتا موجب حذف عيوبي مي شود كه در اثر وجود خط جدايش به وجود مي آيد.. –
ب:مهمترين محدوديتهاي روش ريخته گري دقيق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات توليد شده توسط اين روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن كمتر از 5 كيلوگرم توليد مي شود . - هزينه تجهيزات و ابزارها در اين روش نسبت به ساير روشها بيشتر است.

انواع روشهاي ريخته گري دقيق :در اين فرايند دو روش متمايز در تهيه قالب وجود دارد كه عبارتند از روش پوسته اي و روش توپر به طور كلي اين دو روش درتهيه مدل با هم اختلاف ندارند بلكه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرايند قالبهاي پوستهاي سراميكي پوسته اي سراميكي درريخته گري دقيق: براي توليد قعطات ريختگي فولادي ساده كربني ، فولادهاي آلياژي ،‌فولاد هاي زنگ نزن، مقاومت به حرارت وديگر آلياژهايي با نقطعه ذوب بالاي اين روش به كار مي رود به طور شماتيك روش تهيه قالب را در اين فرآيند نشان مي دهند كه به ترتيب عبارتند از :
الف : تهيه مدلها : مدلهاي مومي يا پلاستيكي توسط ورشهاي مخصوص تهيه ميشوند.
ب : مونتاژ مدلها : پس از تهيه مدلهاي مومي يا پلاستيك معمولا تعدادي از آنها ( اين تعداد بستگي به شكل و اندازه دارد) حول يك راهگاه به صورت خوشه اي مونتاژ مي شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ريز روشهاي مختلف وجود دارند كه سه روش معمولتر است و عبارتند از :
روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده مي شود و سپس به محل تعيين شده چسبانده مي شود .
روش دوم: اين روش كه به جوشكاري مومي معروف است بدين ترتيب است كه محلهاي اتصال ذوب شده به هم متصل مي گردند .
روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهاي مخصوص است كه محل اتصال توسط جسبهاي مخصوص موم يا پلاستيكي به هم چسبانده مي شود. روش اتصال مدلهاي پلاستيكي نيز شبيه به مدلهاي مومي مي باشد..
ج : مدل خوشه اي و ضمائم آن در داخل دو غاب سراميكي فرو برده مي شود. درنتيجه يك لايه دو غاب سراميكي روي مدل را مي پوشاند
د:در اين مرحله مدل خوشه اي در معرض جريان باران ذرات ماسه نسوز قرار ميگيرد.‌تايك لايه نازك درسطح آن تشكيل شود .
ه: پوسته سراميكي ايجاده شده در مرحله قبل كاملاخشك مي شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا براي جند بار تكرار مي شود . تعداد دفعات اين تكرار بستگي به ضخامت پوسته قالب مورد نياز دارد. معمولا مراحل اوليه از دوغابهايي كه از پودرهاي نرم تهيه شده ،‌استفاده شده و بتدريج مي توان از دو غاب و نيز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافي سطح قطعه ريختگي بستگي به ذرات دو غاب اوليه و نيز ماسه نسوز اوليه دارد.
ز: مدول مومي يا پلاستيكي توسط ذوب يا سوزانده از محفظه قالب خارج مي شوند، به اين عمليات موم زدايي مي گويند . درعمليات موزدايي بايستي توجه نمود كه انبساط موم سبب تنش وترك در قالب نشود
ح: در قالبهاي توليد شده عمليات بار ريزي مذاب انجام مي شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سراميكي شكسته ميشود.
ي: در آخرين مرحله قطعات از راهگاه جدا مي شوند.
مواد نسوز در فرآيند پوسته اي دقيق:
نوعي سيليس به دليل انبساطي حرارتي كم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته اي دقيق مورد استفاده قرار مي گيرد.اين ماده نسوز براي ريخته گري آلياژهاي آهني و آلياژهاي كبالت مورد استفاده قرار مي گيرد. زير كنيم شايد بيشترين كاربرد را به عنوان نسوز در فرآيند پوسته اي دارد. اين ماده بهترين كيفيت را در سطوح قطعه ايجاد نموده و در درجه حرارتهاي بالا پايدار بوده و نسبت به خورديگ توسط مذاب مقاوم است. آلومين به دليل مقاومت كم در برابر شوك حرارتي كمتر مورد استفاده قرار ميگيرد. به هر حال در برخي موارد به دليل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار مي گيرد.
چسبها :‌مواد نسوز به وسيله چسبها به يكديگر مي چسبد اين چسبها معمولا شيميايي مي باشند سليكات اتيل ،‌سيليكات سديم و سيليس كلوئيدي . سيليكات اتيل باعث پيدايش سطح تمام شده بسيار خوب ميشوند. سيليس كلوئيدي نيز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالي مي شود.
اجزاي ديگر: يك تركيب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد ديگري است كه هر كدام به منظور خاصي استفاده مي شود.
اين مواد به اين شرح است : - مواد كنترل كننده ويسكوزيته - مواد تركننده جهت كنترل سياليت دو غاب و قابليت مرطوب سازي مدل - مواد ضد كف جهت خارج كردن حبابهاي هوا - مواد ژلاتيني جهت كنترل در خشك شدن و تقليل تركها فرايند تهيه قالبهاي توپر در ريخته گري دقيق: شكل به طول شماتيك مراحل تهيه قالب به روش توپر را نشان مي دهد كه عبارتند از :
الف : تهيه مدلهاي ذوب شونده
ب :‌مونتاژ مدلها : اين عمليات درقسمت
ج: توضيح داده شده ح: مدلهاي خوشه اي و ضمائم آن درداخل درجه اي قرار ميگيرد و دوغاب سراميكي اطراف آن ريخته ميشودتا درجه با دو غاب ديرگداز پر شود. به اين دو غاب دو غاب پشت بند نيز گفته ميشود . اين دو غاب در هوا سخت مي شود و بدين ترتيب قالب به اصطلاح توپر تهيه مي شود
د: عمليات بار ريزي انجام ميشود
ه : قالب سراميكي پس ازانجماد مذاب شكسته مي شود
و: قطعات از راهگاه جدا مي شوند شكل دادن به روش ريخته گري دو غابي مقدمه اين طريقه شبيه كار فيلتر پرس است ، به اين معنا كه مقدار آب به مواد اوليه اضافه شده تا حالت دو غابي به خود بگيرد. بايد خارج شود ،به اين دليل براي ساختن اشيا روش كندي است . به طور كلي اين روش موقعي مورد استفاده قرار ميگيرد كه شكل دادن به روشهاي اقتصادي تر غير ممكن باشد. ازطرف ديگر مواقعي از اين روش اسفتاده مي كنند كه تعدااد زيادي از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتري بارز اين روش در توليد قطعات پيچيده است . دوغاب،‌داخل قالبهاي گچي متخلخل كه شكل مورد نظر را دارد، ريخته مي شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر اين عمل يك لايه از مواد دو غاب به ديواره قالب بسته مي شود و شكل داخل قالب را به خود مي گيرد.دو غاب در داخلي قالب باقي مي ماند تا زماني كه لايه ضخامت مورد نظر را پيدا كند. اگر ريخته گري تو خالي نباشد ،‌نيازي به تخليه دو غاب نيست ، ولي براي قطعاتي كه توخالي باشند، قالب برگدانده ميشود . دو غاب اضافي كه روي سطح قالب قرار دارد،‌به وسيله كرادكي تراشيده مي شود . سپس لايه اضافي با كمك چاقو در ناحيه ذخيره برداشته مي شود . جدارة تشكيل دشه كه همان قطعه نهايي موردنظر است، درقالب باقي مي ماند تا زماني كه كمي منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس مي توان آن را از قالب در آورد . بعد از اينكه قطعه مورد نظر خشك شد،‌كليه خطوط اضافي كه دراثر قالب روي آن ايجاد شده است، با چاقو زده و يا به وسيله اسفنج تميز مي شود در اين مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافي دو غاب حين ريخته گري خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پايين مي آيد. به اين دليل معمولا يك حلقه بالاي قالب تعبيه مي شود تا دو غاب را بالاي قعطه مورد نظر نگه دارد. اين حلقه ممكن است از گچ و يا از لاستيك ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نيز دو غاب به جدا بسه شده و با كمك چاقو تراشيده ميشود. وقتي كه جسم داخل قالب گچي كمي خشك شد،‌اسفنجي نمدار دور آن كشيده مي شود تا سطحي صاف به دست آيد . اين روش كه در بالا به ان اشاره شد ، براي ريخته گري اجسامي است كه داخل آنها خالي است . مانند گلدان، زير سيگاري ، و غيره ... اما طريقه اي هم هست كه براي ساختن اجسام توپر به كار مي رود ، به اين تريتب كه دو غاب داخل قالب مي ماند تا اينكه تمام آن سف شود. براي ساختن اشيايي كه شكل پيچيده دارند ، ممكن است قالب گچي ازچندين قعطه ساخته شود تا بتوانيم جسم داخل آن را از قالب خارج كنيم ، هر قطعه قالب شامل جاي خالي است كه قعطه قالب ديگر در آن جا مي گيرد. (‌نروماده ) اگر قالب داراي قطعات زيادباشد،‌لازم است در حين ريخته گري خوب به هم چسبد اين كار را مي توان به وسيله نوار لاستيك كه محكم به دور آن مي بنديم انجام دهيم . هنگام در اوردن جسم از قالب بايد اين نوار لاستيكي را باز كرده و برداريم. غلظت مواد ريخته گري بايد به اندازه كافي باشد كه باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادي كه شامل مقدار زيادي خاك رس هستند،‌غلظت آنها به قدري كم خواهد شد كه ريخته گري آنها مشكل شده و معايبي هم در حين ريخته گري ايجادمي شود. براي اينكه دو غاب را به اندازه كافي روان كنيم . مواد روانسازي به دو غاب اضافه مي شود.
ريخته گري دو غابي تجهيزات مورد نياز: مواد مورد نياز - مواد اوليه - آب - روانساز( سودا و سيليكات سديم يا آب شيشه ) ابزار مورد نياز - همزان الكتريكي - ترازو ( با دقت 1/0و01/0 گرم) - پارچ دردار - قالب گچي مورد نياز ( قالب قوري - لوله و قالب هاون آزمايشگاهي - دسته هاون آزمايشگاهي - دسته هاون ) - ويسكوزيته متر ريزشي با بروكفيد - لاستيك نواري - ميز كار آماده سازي دو غاب توزين و اختلاط مواد اوليه :‌در توليد فرآورده هاي سراميكي ،‌عمل توزين مواد اوليه به طور كلي مي تواند به دو روش انجام شود. (‌توزين به روش خشك ) (‌توزين به روش تر )‌در مرحله تهيه و آماده سازي بدنه ،‌روش توزين عامل بسيار مهم و تعيين كننده اي است.
توزين درحالت خشك : در اين روش ،‌عمل توزين هنگامي صورت مي گيرد كه مواد اوليه به صورت خشك و يا تقريبا خشك باشند و هنوز تبديل به دو غاب نشده باشند . هنگام توزين ،‌حتما بايد آب موجود درمواد اوليه و به طور عمده در مواد پلاستيك (‌كه از محيط اطراف جذب شده و يا در معدن در اثر ريزش برف و باران مرطوب و نمدار شده است )‌منظور شود . البته بايد توجه داشت كه تعيين دقيق مقدار رطوبت موجود در مواد اوليه،عملا غير ممكن است و اين موضوع ، يعني عدم دقت ، نقص بزرگ توزين به روش خشك است . در عمل از تك تك مواد اوليه نمونه برداري كنيد ،‌و بعد از توزين آن را در خشك كن آزمايشگاهي در دماي ( ) قرار دهيد بعد از 24 ساعت نمونه را دوباهر توزين كنيد . اختلاف وزن نسبت به وزن اوليه را محاسبه كنيد تا درصد رطوبت خاك مشخص شود . بعد از تعيين درصد رطوبت ، درصد فوق را در توزين نهايي مواد اوليه منظور كنيد . توزين در حالت تر: در اين روش،‌عمل توزين بعد از تبديل هر يك از مواد اوليه به دو غاب انجام مي شود. بديهي است كه هريك از مواد اوليه به دو غاب انجام مي شود . بديهي است كه در روش خشك گفته شد ، وجود نخواهد داشت . البته در صنعت به لحاظ نياز اين روش به چاله هاي ذخيره سازي كه فضاي بيشتري با سرماهي گذاري اوليه بالاتري را مي طلبد ،‌كمتر استقبال مي شود. در مورد توزين به روش تر ،‌حتما اين روش مطرح خواهد شد كه چگونه مي توان به مقدار مواد خشك موجود در دو غاب هر يك از مواد اوليه پي برد. در عمل براي تعيين مقدار مواد خشك موجود درغابها از رابطه برونينارت استفاده مي شود . W=(p-1) W= وزن ماده خشك موجود در يك سانتيمتر مكعب از دو غاب (‌گرم ) P= وزن ماده خشك موجود در يك سانتيمتر مكعب = وزن مخصوص ( دانسيته ) دو غاب درعمل با توزين حجم مشخصي از دو غابها،‌مي توان به وزن مخصوص يا دانسيته آنها پي برد. در مورد وزن مخصوص مواد خشك بايد اشاره شود كه به طور معمول اين مقدار حدود 5/2 تا6/2 گرم بر سانتيمتر مكعب است. بنابراني اگر با تقريب ،‌وزن مخصوص را 5/2 اختيار كنيد ، مقدار كسري برابر با خواهد بود . پس تنها عامل در اكثر موارد،‌دانسيته دو غابها است .
الك كردن : عمل توزين مواد اوليه چه به صورت تر باشد و چه در حالت خشك ،‌ابعاد ذرات دو غاب بدنه موجود در حوضچه هاي اختلاط نبايد از حدو مورد نظر بزرگتر باشد. تعيين ابعاد ذرات موجود در دو غاب،‌قسسمتي از اعمال روزمره آزمايشگاهها ي خطوط توليد است و اين عمل در پايان نمونه برداري در حين سايش انجام گيرد و سپس تخليه انجام مي گيرد. در هر صورت ،‌انتخاب دانه بندي مناسب بستگي به فاكتور هاي ذيل دارد: - نوع بدنه ( چيني ظروف- چيني بهداشتي ،- نوز) - نوع مواد اوليه و درصد انها (‌- بالكي) - خواص ريخته گري ( تيكسوتراپي ،‌- سرعت ريخته گري) - جذب آب - عمل الك كردن براي جداسازي ذرات درشت و كنترل خواص دوغاب بسيار ضروري است. زيرا اولا وجود ذرات درشت عوارض گسترده اي بر پروسس ريخته گري ،‌- خواص دو غاب ،‌- خواص حين پخت و خواص محصول نهايي دارد. ثانيا ،- كنترل دانه بندي براي خواص دو غاب شديدا تحت تاثير دانه بندي بوده و نبايد از حد متعارفي كمتر باشد . انتخاب و شماره الك توسط استاد كار انجام خواهد شد. عموما به لحاظ وجود ذرات درشت و حضور ناخالصيهاي گسترده در مواد اوليه نظير موادآلي ،‌ريشه درختان ،‌كرك و پشم كه به منظور افزايش استحكام خام به بعضي از مواد اوليه زده مي شود ،‌غالبا چشمه هاي الك زود كورمي شود و ادامه عمل الك كردن را با مشكل مواجه مي كند. لذا غالبا الكهارا چند طبقه منظور كرده و طبقات نيز از مش كوچك به مش بزرگ از بالا به پايين قرار مي گيرند تا دانه هاي درشت تر بالاو دانه هاي كمتري روي الك زيرين كه داراي چشمه هاي ريزتري است ،‌قرار گيرد .
آهن گيري: مي دانيد كه اهن با ظرفيتهاي مختلف در مواد اوليه يا بدنه هاي خام وجود دارد، در مجموع چهار شكل متفاوت آهن وجود دارد. - به صورت يك كاتيون در داخل شبكه بلوري مواد اوليه - به صورت كانيهاي مختلف كه به عنوان ناخالصيهاي طبيعي با مواد اوليه مخلوط مي شوند . - به صورت ناخالصيهاي مصنوعي كه در اثر سايش صفحات خرد كننده سنگ شكنها و آسيابها به وجود آمده اند . فقط در حالت اخير آهن به صورت فلزي يا آزاد وجود دارد. لذا در اين حالت توانايي مي توان عمل اهن گيري را انجام داد. - به صورت تركيبات دو وسه ظرفيتي آهن كه در اثر زنگ زدگي خطوط انتقال دو غاب ،‌- وارد دوغاب ميشوند.در توليد فرآورده هاي ظريف براي تخليص دو غاب از ذرات آهن موجود ،‌- از دستگاههاي آهنر يا مگنت دستي استفاده مي شود . دستگاههاي آهنربا اگر چه عامل بسيار موثري در حذف آهن و تخليص دو غاب هستند،‌- ولي ماسفانه بايد توجه داشت كه اين دستگاهها قادر به جذب تمام مواد وذرات حاوي آهن نيستند . در بين كانيهاي مهم آهن، كانيهاي مگنيت سيدريت ‌و هماتيت  به ترتيب داراي بيشترين خاصيت مغناطيسي هستند و بنابراين ،‌به وسيله دستگاههاي آهنربا جذب مي شوند . در كانيهاي ليمونيت ماركاسيت و پيريت  خاصيت مغناطيسي به ترتيب كاهش يافته و به همين دليل در عمل ، احتمال جدا سازي اين كانيها به وسيله دستگاههاي آهنربا بسيار كم است . در مورد آهن فلزي بديهي است كه دستگاههاي آهنربا به راحتي قادر به جذب آنها هستند. تنظيم خواص رئولوژيكي بعد از اينكه دو غاب الك و آهنگيري شد، دو غاب رابه چاله ذخيره يا به ظرف مخصوص انتقال مي دهيم . در حالي كه همزن الكتريكي با دور كم در حال هم زدن آرام دو غاب است ، از چاله نمونه برداري كرده و آزمونهاي زير را اعمال مي كنيم تا فرم پيوست تكميل شود. همان طوريكه در فرم ملاحظه مي شود ،
شامل مراحل زير است :‌اولين مرحله تنظيم دانسيته دوغاب است . بدين معنا كه سرعت ريخته گري يا مدت زماني كه لازم است دو غاب در قالب گچي بماند و به ضخامت مورد نظر برسد، تنظيم شود . بدين منظور در ابتدا قالب گچي مناسب را كه داراي عمر مشخص و درصد آب به گچ ثابت و معيني است آماده مي كنيم و يا اينكه مي توانيم از يك مدل مشخص در خط توليد استفاده كنيم بعد از بستن قطعات قالب، آنها را با كمك يك نوار پهن لاستيكي نظير تيوپ دوچرخه يا لاستيكي كه از تيوپ ماشين معمولي بريده شده است ، كاملا در كنار هم جذب و محكم كنيد . دو غاب حاصل را به داخل قالب گچي بريزيد . و بعد از مدت زمان مشخصي ،‌در نتيجه واكنشهاي متقابل بين دو غالب وقالب گچي ،‌لايه اي درمحل تماس دو غاب و قالب ايجاد مي شود .‌واضح است كه قطر لايه ايجاد شده بستگي به زمان توقف دو غالب در قالب دارد. بعد از گذشت مدت زمان مورد نظر ، دو غاب اضافي موجود قالب تخليه مي شود . اين زمان به طور عمده بستگي به قطر فراورده مورد نظر وسرعت ريخته گري دو غاب دارد . بايد توجه داشت كه تراكم قالب گچي نيز عامل موثري در زمان ريخته گري است . ولي براي ايجاد زمينه اي در ذهن دانش آموزان بايد اشاره شود كه با توجه به كليه عوامل موثر زمان ريخته گري به عنوان مثال براي فرآورده ها بهداشتي به قطر حدود 10 يا 11ميليمتر،‌معمولا حدود تا 2 ساعت ،‌براي ظروف غذا خوري از جنس ارتن و ريا پرسلان با قطر2 تا 3 ميليمتر ، حدود 15 تا 25 دقيقه و براي چيني استخواني به همين قطر حدود 2 تا 5 دقيقه است .سپس قالب و فرآورده شكل يافته در آن براي مدتي به حال خود گذاشته مي شود تا لايه ايجاد شده ،‌تا حدودي خشك و در نتيجه كوچكتر شود .(‌دراثر انقباض تر به خشك ) بعد از اين مرحله قطعه شكل يافته به راحتي از قالب جدا شده و مي توان آ نرا از داخل قالب گچي خارج كرد درهنگام تشكيل لايه در محل تماس قالب و دوغاب،‌حجم دو غاب موجود در غاب به مرور كمتر وكمتر مي شود . به همين دليل لازم است كه مجددا مقاديري دو غاب به داخل قالب گچي ريخته شود. با توجه به اينكه انجام اين عمل نيازمند نيروي انساني بيشتر و نيز مراقيت دايم است، در عمل قطعه اي در دهانه قالب گچي تعبيه شده كه اصطلاحا به آن ((‌حلقه 45)) گفته مي شود. اين حلقه باعث ايجاد ستوني از دو غاب برفراز قطعه ساخته شده مي شود. در نتيجه با كاهش حجم دو غاب موجود در قالب ،‌نيازي به اضافه كردن مجدد دو غاب نيست. در بعضي موارد به جاي تعبيه حلقه از قيف استفاده مي شود . حلقه ها مي توانند از جنس لاستيك و يا گچ باشند. در صورتي كه حلقه ها از جنس گچ باشند، در سطح داخلي حلقه ،‌در محل تماس دو غاب با گچ نيز لايه اي ايجاد ميشود . اين لايه اضافي و نيز ديگر قسمتهاي اضافي ( به عنوان مثال اضافات ايجاد شده در محل درز قالبها)‌در مرحله پرداخت بريده و جدا مي شوند . قالبهاي گچي به ندرت يك تكه هستند. بدين معني كه معمولا فراورده ها در قالبهاي چند تكه شكل مي يابند. از طرف ديگر در مورد بعضي از شكلهاي پيچيده لازم است مدل اصلي به چند قعطه مختلف تجزيه شده و هر يك از قسمتها جداگانه شكل بگيرند . سپس، بعد از خروج از قالبها به يكديگر متصل شوند. به عنوان مثال ، در مورد ظروف خانگي دسته فنجانها و يا لوله قوريها به صورت مجزا شكل يافته و پس از خروج از قالب، به بدنه اصلي چسبانده مي شوند . مرحله چسباندن قطعات در شكل دادن فراورده ها داراي اهميت زياد است . درشكل دادن به روش ريخته گري به صورت كاملا ساده نشان داده شده است . تعيين زمان ريخته گري دو غابي وسايل مورد نياز مواد اوليه مورد نياز تعداد پنج عدد قالب گچي دو غاب تنظيم شده ليواني كوليس يا ريز سنج كاغذ ميليمتري سيم يا فنر براي برش دادن خط كش كرنومتر مدت زماني كه دو غاب در داخل قالب باقي مي ماند ، در قطر لايه ايجاد شده ويا به عبارت ديگر در ضخامت بدنه خام ، تاثير بسيار زيادي دارد. بدني معني كه چنانچه دو غاب اضافي همچنان در قالب باقي مانده و تخليه نشود و اصطلاحا (( زمان بيشتر به دو غاب داده شود ))‌،‌قطر لايه ايجاد شده افزايش خواهديافت . بايد توجه داشت كه با گذشت زمان ،‌سرعت تشكيل ثابت نبوده و به مروركند تر مي شود . چرا كه در اين شرايط ،‌خود لايه ايجاد شده به صورت سدي در ماقابل نفوذ آب به داخل گچ ،‌عمل مي كند. همچنانكه مشاهده مي شود ، اين عامل كه اصطلاح (( ريخته گري)) به آن اتلاق مي شود، عامل مهمي درتعيين قطر بدنه خام (‌ودر نتيجه ديگر خصوصيات بدنه ) و نيز سرعت توليد است . به همين دليل ،‌يكي از مهمترين خواص دوغابها مقدار ( سرعت ريخته گري) آنها است. به طور مشخص ،‌سرعت ريخته گري عبارت است از ضخامت ايجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در ان كلا عبارتند از : فشار، درجه حرارت ،‌وزن مخصوص دو غاب و بالاخره مقاومت لايه ريخته گري شده در برابر عبورآب . دو عامل اخير وبخصوص آخرين عامل ، مهمترين مواردي هستندكه عملادرصنعت مورد توجه قرار مي گيرند . مقاومت لايه ريخته گري شده در برابر عبور آب ، خود به عوامل ديگري بستگي دارد كه به طور خلاصه عبارتند از:نوع و يا دانه بندي مواد و نيز چگونگي و يا شدت روان شدگي ( به عبارت ديگر تجمع و ياتفرق ذرات )ضمنا بايد توجه داشت كه در سرعت ريخته گري ،‌عوامل خارجي ديگري كه ربطي به خواص دو غاب ندارند نيز موثر هستند. مانند تراكم و يا تخلخل قالب گچي و درصد رطوبت موجود در آن.ضخامت لايه ايجاد شده رابطه مستقيم با جذر زمان ريخته گري دارد. بنابراين ،‌بين زمان و ضخامت لايه رابطه زير بر قرار خواهد بود: ويا در رابطه فوق ، 1ضخامت لايه ايجاد شده ( به ميلي متر )‌و t زمان (‌به دقيقه)‌وk ضريب ثابت است . به همين دليل سرعت ريخته گري معمولا به صورت بيان مي شود . رابطه فوق بدين معني است كه به عنوان مثال چنانچه ساخت فرآورده اي به ضخامت يك ميليمتر ،‌چهاردقيقه زمان احتياج داشته باشد، ساخت فراورده ديگر به ضخامت 2 ميليمتر در همان شرايط به شانزده دقيقه زمان نياز دارد. با اين توضيحات ، براي تعيين سرعت ريخته گري و در كنار آن زمان ريخته گري، به صورت زير عمل كنيد: نخست روي قالبهاي گچي به ترتيب شماره يك تا پنج بزنيد ، سپس دو غاب را به ترتيب در اولين قالب ريخته و بلافاصله كرنومتر را بزنيد .بلافاصله قالب گچي ديگر و درنهايت پنجمين قالب گچي را از دو غاب پركنيد. بعد از يك دقيقه اولين قالب را و بعد بترتيب زيرا قالبهاي ديگر را تخليه كنيد : بعد از اينكه آخرين قطرات دو غاب از چكه كردن باز ايستاد ،‌قالب را به حال خود بگذاريد و بعد از زمان مشخصي كه جداره تشكيل شده در اثر انقباض از قالب جدا شد، آن را از قالب بيرون آورد. با ريز سنج يا با كمك كوليس اندازه گيري كنيد.سپس با كمك كاغذ ميليمتر و با انتخاب دو محور xوy به ترتيبx را به عنوان زمان و y را به عنوان ضخامت با كمك نقطعه يابي رسم كنيد. در اين حالت با رسم 1 بر حسب خواهيد توانست ضريب خط را بدست آوريد كه همان سرعت ريخته گري است . و از انجا مي تونيد به راحتي هر ضخامتي را كه مي خواهيد ، تعيين و زمان آن را محاسبه كنيد. مثلا اگر سرعت ريخته گري 5/0 باشد،يعني ( ميليمتر مربع بر دقيقه) براي داشتن بدنه اي به ضخامت 8/0 سانتيمتر به صورت زير محاسبه مي كنيم . دقيقه َ 2.8 = 60 ÷ 128 يعني بايد 2 ساعت و 8 دقيقه زمان بدهيد تا جداره مورد نظر تشكيل شود.يكي از عوامل موثر درسرعت ريخته گري ، وزن مخصوص دو غاب و يا به عبارت ديگر نسبت بين مواد جامد و آب است . علاوه بر اين مورد افزايش مقار اب در دو غاب ريخته گري باعث اشباع سريعتر قالبها مي شود كه به نوبه خود خشك كردن كامل قالبها باعث فرسودگي سريعتر آنها و نهايتا كاهش بازدهي قالبهامي شود . وزن مخصوص دو غابهاي ريخته گري بايد حتي المقدور بالا باشد. علت اساسي استفاده از روان كننده ها در دوغابهاي ريخته گري ،‌همين مورد است . چرا كه بدون استفاده از روان كننده ها تهيه دو غابهايي با وزن مخصوص بالا ، تقريباً غير ممكن است . به همين دليل يكي از خواص مخصوص آنها است . در توليد فرآورده هاي سراميك ظريف به طور معمول وزن مخصوص دو غاب ريخته گري بين 5/1 تا است. يكي ديگر از خصوصيات بسيار مهم در دو غابهاي ريتخه گري و يسكوزيته آنهاست .ويكسوزيته يك دو غاب علي رغم وزن مخصوص بسيار بالاي آن بايد درحدي باشد كه درمقياس صنعتي ، دوغاب به راحتي از الكها و يا خطوط لوله عبور كند و درعين حال بتواند تمامي زواياو گوشه هاي قالب را پركند. مساله مهم درارتباط بين وزن مخصوص ويسكوزيته و روان كننده اين موضوع است كه اگر چه تغييرات وزن مخصوص ويا به عبارت ديگر مقدار آب و نيز تغييرات مقدار روان كننده در ويسكوزيته موثر هستند. ولي تغييرات مقدار روان كننده در مقدار وزن مخصوص بيتاير است ودر نتيجه در خطوط توليد كارخانه ها ،‌با اندازه گيري و يسكوزيته و وزن مخصوص در بسياري موارد مي توان به تغييرات مقدار روان كننده پي برد. علاوه برسرعت ريخته گري ،‌وزن مخصوص و ويسكوزيته عامل ديگري نيز دردو غاب بدنه خام اهميت دارد و آن تيكسو تروپي است ؛ خاصيت تيكسوتر را به طور خلاصه مي توان به صورت ‍«افزايش ويسكوزيته دو غاب دراثر سكون و ركود و كاهش ويسكوزيته دراثر هم خوردن» تعريف كرد. دو غابي كه داراي تيكسوتر و پي زيادي است بلافاصله بعد از هم خوردن ممكن است داراي رواني مناسبي باشد. ولي بعد از مدتي سكون ، ويسكوزيته آن به شدت افزايش مي يابد. افزايش ويسكوزيته در اثر خاصيت تيكسوتروپي، گاه به حدي است كه چنانچه ظرف حاوي دو غاب بعد از مدتي سكون ،‌وارونه شود، دو غاب داخل آن از ظرف خارج نمي شود. در دو غابهاي ريخته گري به طور معمول مقادير كمي تيكسوتروپي مطلوب است. چراكه تيكسوتروپي باعث افزايش سرعت ريخته گري شده و درعين حال استحكام و ثبات خاصي را در قطعه ريخته گري شده ايجاد مي كند.( بايد دقت شود كه منظور ، ايجاد استحكام و در حالت پلاستيك است ( درصورتي كه استحكام خشك مد نظر باشد، خلاف اين موضوع صحيح است . بدين معني است كه رسهاي روان شده به دليل تراكم بيشتر داراي استحكام خشك بسيار بيشتري هستند. استحكام خشك زيادتر فرآروده هايي كه به روش ريخته گري شكل مي يابند نيز به همين دليل است ). از طرف ديگر وجود مقدار زيادي تيكسوتروپي دردوغاب نيز باعث بروز اشكالاتي مي شود؛ تيكسوتروپي زياد در دو غاب باعث سست شدن فراورده ريختهگري مي شود ،‌به نحوي كه چنين فرآورده هايي را مي توان به راحتي تغيير شكل داده و با تكان دادن ممكن است مجددا به دو غاب تبديل شوند. به عنوان يك قانون كلي ، روان كننده ها نه تنها باعث كاهش ويكسوزيته مي شوند، بلكه تيكسوتروپي رانيز كاهش مي دهند. بنابراين ،‌مقدار مصرف روان كننده بايد به نحوي تنظيم شود كه با ايجاد بيشترين مقدار رواني ، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب ايجاد شود. دليل استفاده مشترك از سليكات و كربنات سديم به عنوان روان كننده همين مورد است. سيليكات سديم اگر چه باعث رواني دو غاب مي شود. ولي تيكسوتروپي ار ينز به طور كامل از بين مي برد . در حالي كه كربنات سديم درعين حال كه باعث كاهش ويسكوزيته مي شود، مقادير كمي تيكسوتروپي در دو غاب باقي ميگذارد. استفاده توام از اين دو روان كننده باعث ايجاد بيشترين حد رواني و در عين حال وجود مقدار كمي تيكسوتروپي در دو غاب مي شود.
روشهاي ساخت ماهيچه هاي سراميكي: ماهيچه هاي سراميكي به خاطر دقت ابعادي بالا در ريخته گري قطعات دقيق به كاربرده مي شوند. اين ماهيچه ها به دو روش دو غابي و فشاري ساخته مي شوند كه از نظر نوع نسوز يكسان بوده ولي چسبهاي آنها با هم تفاوت دارد. دو روش ساخت ماهيچه ها در ذيل به اختصار شرح داده مي شود:
الف ) ماهيچه هاي ساخت سراميك به روش دو غابي در اين روش يك مدول مومي به شكل ماهيچه موردنظر ( با احتساب انقباضات موم و مواد سراميكي پس از خشك شدن) ساخه مي شوند. پس اين مدل مومي را در داخل يك قالب مي گذاريم به طوريكه يك قسمت از مدل جهت خروج موم و وارد كردن دو غاب سراميك به آن درنظر گرفته شود. پس دو غاب گچي آماده شده را در درون قالب حاوي مدل مومي مي ريزيم و پس ازسفت شدن دو غاب گچ آنرا از قالب خارج كرده و در خشك كن قرار مي دهيم پس از خشك شدن قالب گچي مدل مومي را ذوب كرده و از قالب گچي خارج مي نماييم. دو غاب سراميكي تهيه شده به نسبت 70% پودر نسوز و 30% آب را درون قالب گچي تهيه شده مي ريزيم و پس ازخشك شدن مواد سراميكي قالب گچي را شكسته و ماهيچه سراميكي شكل گرفته را خارج مي نماييم . اين ماهيچه را پس از خشك كردن در دمايي حدود950 درجه سانتي گراد پخت مي كنيم. ماهيچه تهيه شده پس از پخت كامل و خنك شدن آماده استفاده مي باشد. قابل ذكر است كه چسبهاي مورد استفاده دراين روش از نوع سيليكاتها مي باشد ونسوز مصرفي داراي عدد ريز دانگي 200يا325 مش است.
بـ )ساخت ماهيچه هاي سراميكي به روش فشاري: در اين روش پودر نسوز مورداستفاده كه ازنوع زيركني يا آلومينيايي يا آلوميناسيليكاتي مي باشد را با رزين مخصوص(موم و..)‌مخلوط كرده و به صورت خمير در مي آوريم خمير تهيه شده ار در درون قالب ماهيچه كه عمدتااز جنس فلز مي باشدبه روش فشاري تزريق مي كنيم . ماهيچه تهيه شده را حرارت داده تا به آرامي موم آن خارج گردد. سپس اين ماهيچه رادر دماي 950 درجه سانتيگراد تحت عمليات نهايي پخت قرار مي دهيم. پس ازپخت كامل ماهيچه و خنك نمودن آن تا دماي محيط ماهيچه مذكور مورد استفاده قرار مي گيرد.


ارسال توسط محسن حیدری
 
آماده سازی نمونه متالوگرافی را تا حد زیادی می توان یک هنر دانست معمولا در آزمایشگاه های مختلف از شیوه های متفاوتی برای آماده سازی نمونه استفاده می شود با توجه به اینکه فلزات از نظر سختی و بافت با یکدیگر متفاوت هستند از این رو با توجه به نوع فلز مورد آزمایش روش آماده سازی نمونه ممکن است کمی متفاوت باشد ولی بصورت کلی عملیات آماده سازی نمونه ها مشابه مي باشد. برای آشنایی با فرایند آماده سازی یک نمونه متالوگرافی روش رایج در مورد آهن و فولاد مورد بررسی قرار می گیرد.

آماده سازی نمونه متالوگرافی را تا حد زیادی می توان یک هنر دانست معمولا در آزمایشگاه های مختلف از شیوه های متفاوتی برای آماده سازی نمونه استفاده می شود با توجه به اینکه فلزات از نظر سختی و بافت با یکدیگر متفاوت هستند از این رو با توجه به نوع فلز مورد آزمایش روش آماده سازی نمونه ممکن است کمی متفاوت باشد ولی بصورت کلی عملیات آماده سازی نمونه ها مشابه مي باشد. برای آشنایی با فرایند آماده سازی یک نمونه متالوگرافی روش رایج در مورد آهن و فولاد مورد بررسی قرار می گیرد.شرح : یک نمونه کوچک که از یک قطعه فولادی جدا شده را در نظر بگیرید که یک سطح تخت مناسب در یک طرف این نمونه بوسیله اره کردن و سنگ زنی آمده شده است روش معمول اینست که این نمونه در یک قرص پلاستیکی با قطر یک اینچ 25 میلیمتر و ضخامت یک دوم اینچ نصب می شود به طوری که سطحی از نمونه که قرار است پولیش شود در یک طرف دیسک قرار بگیرد .دریک روش برای تولید این قرص نمونه در داخل یک قالب ساده استوانه ای قرار داده شده و سپس رزین اپوکسی مایع در داخل قالب ریخته می شود این مراحل به چهار مرحله مختلف طبقه بندی می شود :1) سایش نرم     2) پرداخت خشن     3) پرداخت نهایی     4) اچ کردن در سه قسمت اول هدف اصلی کاهش ضخامت لایه تغییر شکل یافته زیر سطح نمونه است عملیّات برش سنگ زنی و سایش فلز نزدیک به سطح را به شدت تغییر شکل می دهند ساختار واقعی فلز تنها زمانی آشکار می شود که لایه تغییر شکل یافته کاملا از روی سطح برداشته شود چون هر مرحله از آماده سازی نمونه نیز به خودی خود باعث تغییر شکل در سطح می شود ، بنابراین در هر مرحله باید از ساینده های نرم تر از قبلی استفاده شود هر ساینده سبب جدا شدن لایه تغییر شکل یافته ناشی از مرحله قبل می شود در حالی که همین ساینده ، یک لایه اعوجاج یافته با عمق کمتر نیز تولید می کند سایش نرم در این مرحله سطح نمونه با استفاده از پودر های کاربید سیلیسیم که بر ریو کاغذ های مخصوص تعبیه شده اند ساییده می شود ممکن است نمونه بصورت دستی روی کاغذ سنباده ای که روی یک سطح تخت نظیر یک تکه شیشه تخت قرار دارد ساییده شود همچنین ممکن است کاغذ سنباده روی سطح یک چرخ دوار افقی و تخت چسبانیده شده و سپس نمونه متالوگرافی روی آن قرار داده شود در هر دو روش معمولا از آب به عنوان یک روانساز استفاده می شود که باعث حمل ذرات جدا شده از سطح نیز می شود سه نوع ساینده با شماده های 320 ،400، 600 که در آنها به ترتیب اندازه ذرات کاربید سیلیسیم برابر 33 ، 23 ، 17 میکرون است مورد استفاده قرار می گیرند در هر یک از مراحل سایش اولیه نمونه بصورتی روی یک سطح حرکت داده می شود که خراش ها فقط دریک جهت تشکیل شود هنگام تعویض یک کاغذ سنباده نمونه به اندازه تقریبی 45 درجه دوران داده می شود که در نتیجه خراش های جدید تشکیل شده در روی سطح با خراش های قبلی زاویه می سازند سایش تا زمانی ادامه می یابد که خراش های تشکیل شده از مراحل قبل ناپدید شوند.پرداخت خشن  این مرحله بسیار حساس است در حال حاضر ماده ساینده مورد استفاده برای عملیات پرداخت خشن پودر الماس با اندازه دانه تقریبی 6 میکرون است پودر الماس در خمیری قابل حل در روغن نگه داری و حمل نقل می شود در این مرحله مقدار کمی از این خمیر بر روی سطح یک چرخ دوار که با یک پارچه نایلونی پوشیده است قرار می گیرد روانساز مورد استفاده در حین عملیات پرداخت روغنی مخصوص است نمونه روس چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه ای فشار داده می شود در طول این مرحله نمونه در یک محل خاص و ثابت روی چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه ای فشار داده می شود در طول این مرحله نمونه در یک محل خاص ثابت روی چرخ پرداخت نگه داشته نمی شود و د حول چرخ و در جهت مخالف دوران چرخ حرکت داده می شود در نتیجه عمل پرداخت با یکنواختی بالایی انجام می شود ذرات الماس خاصیت داده می شود در نتیجه عمل پرداخت با یکنواختی بالایی انجام می شود ذرات الماس خاصیت برش شدیدی داشته و در جدا کردن لایه عمیق تغییر شکل یافته ناشی از عملیات سایش اولیه بسیار موثرند پودر الماس 6میکرون  قادر به جدا سازی لایه تغییر شکل یافته حاصل از ساینده کاربید سیلیسیم 17 میکرونی در مرحله آخر سایش اولیه است پرداخت نهایی در این مرحله خراش های ظریف و لایه های اعوجاج یافته بسیار ریز که از مرحله پرداخت خشن باقی مانده اند جدا می شوند ماده پرداخت مورد استفاده اغلب پودر آلومینا از نوع گاما با اندازه دانه 05/0 میکرون است این پودر روی یک چرخ دوار پوشیده شده با پارچه ریخته شده و از آب مقطر به عنوان رونساز استفاده می شود بر خلاف پارچه نایلونی بدون پرز استفاده شده در پولیش خشن ، پارچه مورد استفاده در مرحله عموما پرزدار است چنانچه این مرحله و مرحله قبلی با دقت کافی انجام شوند ، سطحی عاری از خراش و تقریبا بدون هیچ لایه  فلزی اعوجاج یافته قابل تشخیص تشکیل می شود اچ کردن معمولا در نمونه متالوگرافی ساختار داده ها پس از پایان عملیات پرداخت نهایی در زیر میکروسکوپ مشخص نیست  ضخامت مرز دانه های یک فلز در بهترین حالت در حد ضخامت چند اتم است در حالی که توان آشکار سازی یک میکروسکوپ بسیار کمتر از حد لازم برای تشخیص آنهاست تنها در فلزی که بلور هایی با رنگ های مختلف در تماس با یکدیگر باشند ، قابل رویت ساختن مرز دانه ها نمونه های متالوگرافی اچ می شوند که این عملیات با فرو بردن سطح نمونه پولیش شده در یک محلول اچ ضعیف اسیدی یا قلیایی انجام می شود رایج ترین محلول مورد استفاده برای فولاد های نایتال نام دارد که محتوی محلول 2% اسید نیتریک در الکل است در بعضی حالات می توان عمل اچ را توسط مالش ملایم یک تکه پنبه آغشته به محلول اچ بر روی سطح انجام داد در هر صورت در نتیجه این عمل مقداری از سطح فلز حل شده و از سطح خارج می شود چنانچه محلول اچ مورد استفاده مناسب باشد سطح فلز بصورت یکنواخت حل نمی شود گاهی عامل اچ کننده به مرز دانه ها سریع تر از سطح دانه ها حمله می کند سایر محلول سایر محلول های اچ ، دانه های مختلف را بر اساس جهت گیری آن ها حل خواهند کردپس از اچ کردن مرز ها به صورت پله هایی کم عمق در سطح ظاهر می شوند جداره های عمودی این پله ها نور را همانند سطوح بلوری نسبتا صاف به عدسی های شیئ میکروسکوپ منعکس نمی کنند و در نتیجه محل مرز بلوری در زیر میکروسکوپ قابل رویت می شوند پرداخت الکتریکی و اچ الکتریکی در فلزاتی نظیر فولاد زنگ نزن تیتانیم و زیر کونیم که از بین بردن لایه های سطحی اعوجاج یافته بسیار مشکل است پولیش مکانیکی مناسب نیست بنابراین اغلب این مواد توسط روش پرداخت الکتریکی در آخرین مرحله پرداخت می شوند در این حالت نمونه به عنوان آند و یک ماده غیر قابل حل به عنوان کاتد در یک حمام الکترولیتی به صورت مناسب قرار می گیرند چنانچه از دانسیته جریان مناسب استفاده شود می توان سطح نمونه را به صورتی حل کرد که یک سطح پرداخت مناسب تولید شود در روش پرداخت الکتریکی حمام و دانسیته جریان باید به صورت مجزا طوری کنترل شوند که سطحی صاف و بودن پستی و بلندی تولید شود همچنین با تغییر ترکیب شیمیایی حمام و دانسیته جریان می توان سطحی با پستی بلندی های مناسب عملیات اچ را تولید کرد به این مراحل پرداخت الکتریکی گویند.شرح هر یک از مراحل آماده سازی قطعه :نمونه برداری
سنباده زنی و پرداخت کاری
اچ کردن
نمونه برداريمقوله نمونه برداري که تابع زمان ، مکان ، تعداد نمونه لازم براي دستيابي به يک نتيجه تکرار پذير و . . . است ، از زمره کارهايي است که امروزه در اکثر نقاط جهان به صورت دستورالعمل درآمده و لازم الاجرا است . در متالورژي بحث نمونه برداري در دو بخش پژوهشي و صنعتي خلاصه مي شود . مقصود پژوهشگر از تهيه يک نمونه در يک کار پژوهشي ، بررسي خواص آن قبل از ساخت و توليد انبوه است ، در حالي که نمونه برداري صنعتي به منظور بررسي خواص و حصول اطلاعات لازم و کافي در مورد محصولات يک فرآيند توليد خاص قابل کنترل مي باشد ، مانند يافتن علل عيوب در قطعات ريختگي .در اين صورت نمونه برداري از آنجا اهميت بسزايي مي يابد که مي  بايد نماينده شايسته اي ازکل محصولات توليدي باشد که با شرايط يکسان توليد شده اند .نمونه متالوگرافي :يک نمونه متالوگرافي مطلوب براي مطالعات ميکروسکوپي و ماکروسکوپي ساختار ، به درستي و با دقت انتخاب شده و از سطح مناسبي برخوردار است  به منظور بررسي دقيق تر جزئيات ساختاري ، لازم است که سطح نمونه عاري از هر گونه تغيرات ناشي از عمليات نمونه برداري و آماده سازي نمونه بوده ، فاقد هر گونه لکه ، خراش و تغيير شکل باشد . در مواردي خاص نيز بايد لبه يا نوک نمونه ها محافظت گردد . تهيه و آماده سازي نادرست و نامناسب مي تواند به نتايج غلط منجر گردد.برش و مقطع زدن :جدا سازي يک تکه کوچک ( نمونه) از قطعه اولين مرحله از فرآيند آماده سازي نمونه بوده و از اهميت شاياني برخوردار است . بريدن نمونه از قطعه مي بايد از مکاني صورت گيرد که سطحي مناسب و واقعي از قطعه را نمايان ساخته و بتواند نماينده قطعه و مبين ساختار عمومي آن باشد . اين امر به مشخصات قطعه ، روش پژوهش و اهداف مورد نظر نيز بستگي دارد . در اين ميان به مواردي چون فشار ، دما ، سرعت بريدن ، توسعه ترک ، توليد گرما ( و در نتيجه تبلور مجدد ، باز پخت موضعي و گاهي ذوب موضعي ) ، دقت عمل و غيره ، که هر يک به نوعي مي توانند بر خواص قطعه تاثير بگذارند نيز توجه خواهد شد . کمک گرفتن از يک روانکار و يا خنک کننده مي تواند اين اثرات را به حداقل برساند. انواع روش هاي برش به سه دسته تقسيم مي شوند :برش مکانيکي
برش با قوس الکتريکي
برش الکتروشيميايي
 
برش مکانيکي :
 
برش مکانيکي به طرق مختلف امکان پذير است . در روش برشي سايشي – که يکي از روش هاي برش مکانيکي است – با استفاده از يک صفحه گردنده با دور بالا در زمان کوتاهي ، با دقت مناسبي نمونه بريده مي شود . در بسياري موارد با استفاده از سيم و يا اره الماسه ، با حرکت گردشي مناسب ، مي توان عمل بريدن نمونه را در حد مطلوب به انجام رساند . گاهي نيز با يک قلم تيز که با امواج مافوق صوت عمل مي کند ، مي توان عمليات نمونه برداري در شرايط خاص را آسان نمود.برش با قوس الکتريک :
 
ماشيني که براي اين نوع برش ساخته شده است ، به نام اسپارک سيمي و يا اسپارک صفحه اي خوانده مي شود . در اين روش به منظور جلوگيري از افزايش دما هنگام برش ، عمليات برش داخل روغن انجام مي گيرد . اين روش اغلب براي آلياژهاي بسيار سخت استفاده مي شود . سطح بريده شده با اين روش بسيار صاف بوده و عمليات بعدي آماده سازي نمونه را تسهيل مي نمايد . شايان ذکر است از اين روش اخير براي بريدن لايه هاي بسيار نازک از قطعه به عنوان نمونه نيز استفاده مي شود.برش الکتروشيميايي :
 
در اين روش ضمن بريدن با فرز يا اره ، مايع خنک کننده اسيد خورنده اي است که در يک مدار الکتريکي ، بريدن نمونه را سرعت بخشيده و کار بريدن نمونه در زمان کوتاهي به اتمام مي رسد . گاهي اوقات با استفاده از يک افشانه ( جت ) محلول خورنده را با شتاب بر روي قسمتي که بايد بريده شود پرتاب مي کنند . در اين صورت جريان الکتريسته موجود نيز کمک نموده و خوردگي چنان سرعت مي گيرد که مي توان نمونه را به راحتي و سريع از قطعه مورد نظر جدا ساخت.نمونه گير : نمونه تهيه شده براي مطالعات متالوگرافي با ميکروسکوپ، کوچک بوده وتا قبل از رسيدن به بررسي هاي ميکروسکوپي کارهاي زيادي بر روي آن صورت مي گيرد . بنا بر اين لازم است که نمونه توسط يک نمونه گير طوري تحت کنترل و ثابت باشد که کار کردن بر روي آن با سهولت انجام شود . جنس نمونه گير ها معمولا از فولاد نرم ، فولاد ضد زنگ ، آلياژهاي آلومينيوم و آلياژهاي مس مي باشد.مانتينگ : در بيشتر موارد ترجيح داده مي شود که نمونه در يک ماده غير فلزي مانند شيشه ، پلاستيک و يا رزين جاي داده شود . اين عمل مانتينگ نام دارد و به روش هاي گوناگوني صورت مي پذيرد . مانتينگ نمونه زماني که نمونه نا منظم ، کوچک ، خيلي نرم ، خيلي ترد و يا متخلخل باشد و يا اينکه نياز به حفظ لبه هاي آن احساس شود ، لازم و ضرورري است . فرو بردن نمونه در مواد پلاستيک پر کاربرد ترين روش مانتينگ در متالوگرافي مي باشد که به دو روش مانت گرم و سرد انجام مي پذيرد :مانت گرم = رزين + فشار + گرمامانت سرد = رزين ( مونومر ) + کاتاليستدر روش مانت گرم از دستگاهي استفاده مي شود که بتواند پس از قرار دادن نمونه در داخل مواد ، دمايي در حدود 150 درجه سانتي گراد و فشاري حدود  29  مگاپاسکال ايجاد نمايد . در اثر فشار و گرما ، پودر رزين سفت شده و نمونه را در خود حبس مي کند . رزين هاي گرما سخت  (Thermosetting)  مانند فنل ها ، با گذشت زمان به طور يک طرفه سخت مي شوند . رزين هاي گرما نرم ( Thermoplastic) با کاهش درجه حرارت و تحت فشار منجمد و سخت مي گردند ، اما قابليت ذوب مجدد را دارا مي باشند.علامت گذاري بر روي نمونه : نمونه ها در صورتي قابل استفاده دوباره مي باشند که علامت گذارده شده بر روي آنها در تمام مدت آماده سازي و مطالعه ميکروسکوپي به وضوح قابل رويت بوده و هويت آنها گم نشود . علامت گذاري بر روي نمونه مي بايست بر روي سطحي انجام شود که مورد متالوگرافي قرار نميگيرد . در مورد نمونه هايي که مانت مي شوند ، مي توان روي ماده مانت علامت گذاري نمود . در هنگام استفاده از مانت هاي شفاف ( شيشه اي ) نيز مشخصات نمونه روي يک تکه کاغذ نوشته شده و طوري همراه نمونه قالب گيري مي شود که نوشته قابل خواندن باشد سنباده زني و پرداختدر تهيه نمونه هاي متالوگرافي از نمونه هاي نا هموار ، استفاده از سنباده هاي درشت تا ريز مطلوب مي باشد . سنباده زني موجب صاف شدن سطح ، از بين رفتن لايه هاي نا خواسته و هويدا شدن لايه هاي مورد نظر مي شود . سنباده خشن باعث از بين رفتن سطوح و برجستگي هاي نا مطلوب شده و يک سطح صاف با زبري 10 تا 100 ميکرومتر را به وجود مي آورد . زبري اين سطح با استفاده از سنباده هاي نرم تر به حدود 1تا 10 ميکرو متر مي رسد . اگرچه عمليات سنباده زني يک سطح صاف ايجاد مي کند  اما اين سطح فقط براي آزمايش هاي ماکروسکوپي ( نظير سختي سنجي ) و يا ماکرواچ مناسب مي باشد . به دليل عدم وجود يک مرز مشخص ميان سنباده زني و پرداخت کاري ، همواره يک ارتباط نزديک و قابل توجه بين سنباده زني نرم و پرداخت کاري سخت وجود دارد و به همين علت دو بحث سنباده زني و پرداخت کاري با هم مورد بحث قرار مي گيرند.سنباده زني و پرداخت کاري مکانيکي :متداول ترين روش سنباده زني و پرداخت کاري روش مکانيکي است . اين عمل با استفاده از سنباده ثابت ، سنباده متحرک ، صفحه گردان و يا تسمه هاي چرخشي انجام مي شود . هدف از سنباده زني که عموما مرحله به مرحله زبري سنباده را کاهش مي دهند ، به دست آوردن يک سطح صاف بدون شيار و تغيير شکل در سطح نمونه است . تنوع مکان ها در سطح نمونه موجب اختلاف هايي در خواصي نظير پتانسيل الکتروشيميايي مي گردد . به عنوان مثال مناطقي که بيشترين ميزان تغيير شکل را دارند ، بيشترين واکنش را با محلول هاي اچ نشان مي دهند.  در نتيجه با سرعت بيشتري حل مي شوند . اين ناصافي ها به دليل وجود خراش هايي در سطح نمونه پرداخت شده بعد از اچ بوده و مبين يک آماده سازي نامناسب است . مجموع عمق خراش ها و منطقه تغيير شکل يافته ، معادل عمق کل منطقه معيوب در نمونه مي باشد .از بين برد خراش هاي ظاهري از سطح نمونه به تنهايي کافي نيست ، بلکه بايد به همان ميزان لايه هاي تغيير شکل يافته نيز از ميان برداشته شوند . به جاي سنباده هاي خشن بايد از سنباده هاي نرو و دانه ريز استفاده نمود ، زيرا با سنباده زني خشن تمايل به تغير شکل بيشتر مي باشد .سنباده زني و پرداخت کاري تر :در برخي از موارد ، آماده سازي نمونه در هوا يا در محيط گاز خنثي و بدون حضور مايعات صورت مي گيرد . اما اين موارد نادر بوده و در آماده سازي نمونه به مايعاتي چون آب ، به عنوان خنک کننده و پراکنده کننده ذرات نياز است تا موجب سنباده زني و پرداخت کاري راحت تر و يکنواخت تري گردد . سنباده زني و پرداخت کاري تر مزاياي زيادي دارد که از جمله آنها مي توان به موارد زير اشاره نمود :کنترل حرارت در فصل مشترک نمونه با سنباده
 
دور ساختن ذرات نامناسب از روي نمونه
 
افزايش طول عمر براي سنباده هاي ثابتفشار ، زمان و سرعت سنباده زني و پرداخت کاري :افزايش فشار ، زمان و سرعت عموما به کنده شدن سريعتر مواد منجر مي شوند .تاثير اين عوامل بر تغيير شکل به صورت زير متغير است :افزايش فشار ممکن است به توليد گرما منجر گشته و در نتيجه اثرات و تغييراتي بر ريز ساختار بر جاي گذارد . فشار ، به خصوص در هنگام پرداخت کاري ، نبايد بيش از حد زياد باشد.
 
به طور کلي هرچه زمان سنباده زني کوتاه تر وزمان پرداخت کاري بلند تر باشد ، بهتر است.
 
با افزايش سختي نمونه ، از سرعت کمتر سنباده زني و پرداخت کاري استفاده به عمل مي آيد . البته اين نکته عموميت نداشته و براي برخي مواد مانند سراميک ها ، ترکيبات بين فلزي و کاربيدهاي سيماني ، عمدتا سرعت پرداخت کاري بالاتر ترجيح داده مي شود.
 
به دليل آن که افزايش سرعت سنباده زني و پرداخت کاري موجب توليد گرماي زيادي در سطح مي گردد ، مواد حساس به گرما بايد با سرعت هاي پايين تري پرداخت گردند و يا در حين عمل از خنک کننده بيشتري استفاده شود.
 
حرکت نمونه بر روي سطح ساينده :براي دريافت بهترين نتيجه ، بايد سطح پهن تر نمونه انتخاب گشته ، در تمام مدت عمليات ثابت نگه داشته شده و روي سطح ساينده قرار گيرد. به منظور جلوگيري از تشکيل شيار هاي جهت دار ناشي از سنباده و پرداخت بر روي نمونه ، بهترين کار اين است که نمونه بعد از هر مرحله به اندازه 90 درجه چرخانده شود . در مواقع استفاده از سنباده يا پرداخت کنده چرخان ، چرخش نمونه در خلاف جهت چرخش چرخ ، موجب جلوگيري از تشکيل اثرات جهت دار چرخ سنباده يا پرداخت بر روي سطح نمونه مي گردد.نکاتي در زمينه سنباده زني و پرداخت کاري :در زمينه سنباده زني و پرداخت کاري نمونه هاي متالوگرافي ، توجه به نکات زير مفيد است:در مراحل مختلف سنباده کاري ، نمونه متالوگرافي در هر مرحله نسبت به مرحله قبل 90 درجه چرخانده شود و عمليات سنباده زني در هر مرحله تا زمان از بين رفتن کامل اثر و امتداد خطوط مرحله قبلي ادامه مي يابد.
 
کاغذ سنباده از جنس SiC  براي فلزات نرم و کاغذ سنباده ازجنسAl2O3  براي فلزات سخت و پايه آهني به کار مي رود. براي سنباده زدن سراميک ها ازصفحات الماسه استفاده مي شود.
 
در سنباده زني نرم براي فلزات نرم از عدد ريزي بالاي سنباده SiC استفاده مي شود ، ولي براي فلزات سخت تر ، صفحات سنباده الماسه يا نمونه هاي مخصوص همراه با خمير الماسه (با اندازه ذرات 9 الي 45 ميکرون) مورد استفاده قرار مي گيرد.
 
در مرحله صيقل کاري و پرداخت کردن ، که مقدار تغيير شکل سطح به حداقل مي رسد ، دو روش با علايم اختصاري OP و DP اعمال مي شود  . روش DP صيقل کاري با استفاده از خمير الماسه و نمونه مخصوص است . در اين روش به دليل اصطکاک بالاي ناشي از سختي خمير الماسه ، از مواد خنک کننده مناسب استفاده مي شود . روش OP  در نمونه هاي نرم تر که شکل پذيري بالا دارند به کار مي رود . پودر هاي اکسيدي  MgO و  SiO2 ، Al2O3 با دانه بندي حدود 0,04 ميکرون همراه با محلول امولسيوني در دو گروه مورد استفاده قرار مي گيرند . در گروه اول ( OP-U ) پودر SiO 2 با يک محلول به Ph حدود 9,8 براي از بين بردن لايه تغيير شکل يافته و در گروه دوم ( OP-S) پودر اکسيدي با دانه بندي 0,04 ميکرون به صورت مخلوط سوسپانسيون و محلول H به کار مي رود.
 
نمد مورد استفاده در روش OP به دليل بالا بودن  Ph در محلول امولسيون و پايين بودن آن در مخلوط سوسپانسيون بايد مقاومت خوردگي خوبي در اين محيط ها ( بازي و اسيدي ) داشته باشد.
 
در روش DP ماده ساينده همراه با محلول خنک کننده با گرانروي و چسبندگي بالا به کار مي رود (خمير الماسه در سرنگ هاي با حجم محدود سي سي در دسترس است).
 
در پرداخت اوليه از آب در پرداخت نهايي از مخلوط آّب و صابون يا محلول آب و الکل (به نسبت 50 تا 70 درصد الکل) و در پرداخت هاي مراتب بالاتر از محلول هاي آب – صابون – الکل يا الکل – گليسيرين ، به عنوان ماده خنک کننده ، استفاده به عمل مي آيد.
 
روش سنباده زني و صيقل کاري بسته به جنس ماده موردنظر ، متغير است.
 
تميز کردن نمونه :تميز نگه داشتن نمونه در متالوگرافي الزامي بوده و لازم است نمونه ها پس از هر مرحله تميز شوند. آلودگي هاي ناشي از سنباده زني و پرداخت کاري بايد از بين بروند تا موجب کاهش بازده مراحل بعدي نشوند. وجود آثار انگشت ، لايه هاي نازک چربي و يا مواد کمرنگ و ناپيدا بر روي سطح نمونه ممکن است موجب اخلال در عمل اچ کردن گردد. به اين ترتيب که موجب ايجاد مناطق گوناگوني مي گردند که سرعت اچ شدن در اين مناطق متفاوت است. شستشو با آب متداول ترين روش براي تميز کردن نمونه است. در اين روش نمونه را زير جريان ملايم آب نگه داشته و با يک برس بسيار نرم ، پارچه کتان و يا پنبه سطح آن را تميز مي کنند.تميزکاري مافوق صوت (اولتراسونيک) موثرترين روش تميزکاري است. در اين روش نه تنها آلودگي هاي سطحي از بين مي روند ، بلکه ذرات ريز موجود در ترکها ، حفره ها و شکافهاي سطح نمونه نيز خارج مي شوند. عمل تميزکاري به اين روش معمولا بين تا 30 ثانيه زمان مي خواهد.بعد از تميزکاري لازم است نمونه توسط الکل ، بنزن و يا ساير محلول هايي که نقطه جوش پايين دارند ، شسته شده و سپس سريعا خشک گردد. ماندن مايعات بر روي نمونه باعث ايجاد لک مي شود.
اچ کردنمفهوم اچ کردن :اگر يک نمونه فلزي پس از آماده سازي زير ميکروسکوپ نوري قرار داده شود ، انعکاس و بازتابش نور به گونه اي خواهد بود که رويت ريزساختار ، که هدف اصلي متالوگرافي است، امکان پذير نمي گردد. به همين دليل ، جهت ايجاد يک زمينه قابل رويت از ريزساختار نمونه ، عمل اچ کردن (به شيوه هاي گوناگون ) انجام مي شود. شايان ذکر است که اگر منظور مطالعه مواردي مانند ترک مويي ، تخلخل ، حفره ، آخال غير فلزي و برخي فازهاي خاص (نظير گرافيت در چدن خاکستري و سرب در برنج سرب دار) باشد ، اچ کردن نمونه آماده شده ضرورت ندارد.اچ کردن به مفهوم ايجاد خوردگي بسيار ضعيف در قسمت هاي ناپايدار سطح نمونه آماده شده و پرداخت شده است. در بسياري از موارد ، نمونه پرداخت شده ريزساختار خود را نمايش نمي دهد. زيرا نورهاي معمولي به صورت يکسان و متحد منعکس مي شوند. از آنجايي که اختلاف هاي ناچيز در انعکاس پذيري توسط چشم انسان قابل تشخيص نيست ، روشهايي براي تصويرگيري از طريق تباين نوري مورد نياز مي باشد. اگرچه اين روشها به نام اچ کردن معروف هستند ، اما هميشه اچ کردن مرتبط با انتخاب محلول هاي شيميايي خاص براي ساختارهاي مختلف نمي باشد. اين امر مي تواند با استفاده از روشهاي نوري ، شيميايي ، الکتروشيميايي و يا فيزيکي به انجام برسد. اچ کردن روشهاي گوناگوني دارد که هر يک براي ساختارها و مواد مختلف مفاهيم متفاوتي را در بر خواهد داشت. در واقع در هر شيوه اي براي يک ماده خاص مي توان ظرايفي را به کار گرفت که به بهترين و مطلوب ترين نتايج دست يافت. انواع روشهاي اچ کردن :اچ نوري:(Optical Etching)
اچ نوري بر مبناي استفاده از روشهاي خاص روشن سازي و بر اساس اصول روشن سازي کوهلر(Kohler) بنا گرديده است. اين روشها که شامل ميدان تاريک ، نور قطبي ، تباين فازي ، تباين تداخلي و... مي باشند ، در اغلب ميکروسکوپهاي تجاري موجود بوده و يا به سادگي قابل نصب و به کارگيري هستند.
روش اچ کردن نوري يک مزت قابل توجه نسبت به ساير روشهايي که موجب تغييرات در سطح نمونه مي شوند ، دارد و آن مبتني بر اين نکته است که روشهاي فيزيکي و شيميايي اچ کردن نيازمند زمان قابل توجهي است و همواره خطر ايجاد قسمت هايي که نتوان در مورد آنها تفسير صحيحي ارايه نمود وجود دارد.اچ الکتروشيميايي(Electrochemica (Chemical) Etching) :
 
در طول اين فرآيند نمونه هاي فلزي ، عمليات اکسيداسيون و احيا اتفاق مي افتد.همه فلزات در تماس با محلول ها تمايل به يونزه شدن از طريق آزاد کردن الکترون دارند. کميتي که مي تواند مشخص کننده انجام اين تحول باشد ، پتانسيل الکتروشيميايي است. اين کميت با مقايسه پتانسيل فلز نسبت به پتانسيل استاندارد يک الکترود مرجع سنجيده و اندازه گيري مي شود.فهرست عناصر زير ترتيب قرارگرفتن فلزات گوناگون را بر حسب سري الکتروموتيو آنها نشان مي دهد:Li , Na , K , Ca , Ba , Be , Mg , Al , Mn , Zn , Cr , Cd , Tl ,  Au , Pt , Co , Ni , Pb , Fe , H , Sn , Sb , Bi , As , Cu , Ag, Hg عناصر فوق الذکر براساس ميل ترکيبي با الکترون مرتب شده اند. با حرکت از چپ به راست ، قدرت اکسيد کنندگي (يا احيا شوندگي) افزايش يافته ، قدرت احيا کنندگي (يا اکسيد شوندگي) کاهش مي يابد. در اين رديف ، عناصر قبل از هيدروژن ، با اسيد خورده شده و2 Hآزاد مي کنند. بالعکس ، عناصر بعد از هيدروژن بدون عامل اکسيد کننده خورده نشده و با اسيد و آب ، هيدروژن توليد نمي نمايند. بنابراين به دليل وجود پتانسيل هاي شيميايي مختلف براي عناصر و وجود عناصر و آلياژهاي گوناگون در يک ساختار ، سرعت خوردگي ريزساختار در مناطق مختلف ، متفاوت بوده ، اچ کردن در محلول هاي گوناگون ، نتايج متنوعي را به همراه خواهد داشت. وجود اختلاف پتانسيل در مناطق مختلف يک ساختار ، باعث ايجاد منطقه هاي کوچک آندي – کاتدي مي شود. گاهي اين سلولهاي الکتروشيميايي کوچک ناشي از اختلاف ترکيب نيستند ، بلکه از بي قاعدگي ساختار بلوري ناشي مي شوند. از جمله اين نا همگني هاي ساختاري و عدم مساوات ها مي توان به موارد زير اشاره کرد:* نا همگني هاي حاصل از تغيير شکل که داراي مقاومت به خوردگي کمتري نسبت به قسمت ها تغيير شکل نيافته هستند.* نا همواري در اثر تشکيل لايه هاي اکسيد. (نواحي صيقلي و مناطق پرداخت شده مقاومت کمتري دارند.)* افت و خيز غلظت در الکتروليت. (غلظت کمتر داراي مقاومت کمتري است.)* تفاوت در سرعت حرکت الکتروليت. (سرعت گردش بالاتر ، مقاومت خوردگي را کاهش مي دهد.)* تفاوت در ميزان اکسيژن الکتروليت. )محلول هاي گازدار مقاوم ترند.(* تفاوت در شدت تابش نور که منجر به تغير پتانسيل مي گردد.به علت وجود اختلاف پتانسيل بين ريزساختارها ، انحلال سطح با سرعت هاي مختلف صورت مي گيرد و در نتيجه تباين ، تضاد و اختلاف سطح ايجاد مي شود. ايجاد اين اختلاف ، تنها با انحلال مواد نيست ، بلکه با روشهايي چون اچ کردن رسوبي Precipitation Etching)) و رنگ آميزي حرارتي (Heat Tinting) نيز مي توان اين مهم را به انجام رساند. در اچ کردن رسوبي ، ماده ابتدا حل شده و با مقدار معين محلول اچ واکنش مي دهد تا مواد نا محلولي را تشکيل دهد. اين مواد و ترکيبات نامحلول ، به طور انتخابي بر روي سطح نمونه رسوب کرده ، رنگ هاي تداخلي يا لايه هاي ضخيم از رنگ هاي مشخصي را به وجود مي آورند. اچ کردن به روش رنگ آميزي حرارتي با اعمال شرايط معين دمايي و فشاري خاص صورت مي گيرد. در اين شيوه ، سطح بر اساس خواص گوناگون ريزساختاري با سرعت هاي مختلف اکسيد شده و رنگ هاي متنوعي اجاد مي نمايد.محدوده وسيعي از محلول هاي اچ در دسترس هستند که شامل اسيدها ، بازها ، محلول هاي خنثي ، مخلوطي از محلول ها ، نمکهاي مذاب و گازها مي باشند. اغلب اين فرمول ها به صورت تجربي بدست آمده ، ترکيب و شيوه به کارگيري هر يک مي تواند تغيير يافته يا بهبود پيدا کند. سرعت خوردگي عمدتا با درجه تجزيه محلول اچ و هدايت الکترکي آن تعيين مي گردد که هر يک از اين موارد مي تواند با افزودن مواد افزودني شيميايي تحت کنترل درآيد. دامنه زماني اچ کردن از چند ثانيه تا چند ساعت متغير است اما هيچ دستورالعمل خاصي در اين زمينه وجود ندارد. زيرا سطح نمونه و کدر شدن آن تعين کننده زمان اچ هستند. زمان و دماي اچ به هم وابسته اند. با افزايش دما ، زمان اچ کردن کاهش مي يابد. اگر چه افزايش دما توصيه نمي شود. زيرا هنگامي که سرعت خوردگي بالاست ، تباين غير منتظره اي ايجاد مي نمايد. اغلب عمليات اچ در دماي محيط صورت مي گيرد.در فرآيند اچ کردن ، خصوصا اچ شيميايي ، خطاهاي فراواني امکان بروز دارند. اين خطاها اغلب به تفسير نا درست ريزساختار منجر مي شوند. به عنوان مثال ، رسوب محلول اچ يا محلول شوينده بر روي سطح مي تواند به عنوان يک فاز اضافي تفسير شود.اچ کردن شيميايي قديمي ترين و مرسوم ترين روش کاربردي براي ايجاد تباين ميکروسکوپي و ريزساختاري است. در اين روش ، محلول اچ بدون استفاده از جريان الکتريسيته از خارج ، با سطح نمونه واکنش مي دهد.در اچ کردن الکتروشيميايي (اچ کردن الکتروليتي يا آندي) پتانسيل الکتريکي براي نمونه به وسيله يک مدار خارجي تامين مي گردد. در طي اچ کردن آندي ، يونهاي مثبت فلزي ، سطح نمونه را ترک نموده و وارد الکتروليت مي شوند و معادل اين مقدار يون مثبت ، الکترون در نمونه باقي مي ماند. انحلال ماده بدون تشکيل لايه در اين فاصله صورت مي گيرد. اگر يونهاي فلزي که از ماده خارج مي شوند با يونهاي غير فلزي الکتروليت واکنش داده و ترکيبات لاينحل تشکل دهند ، لايه هاي رسوبي ، با ضخامت هاي گوناگون بر روي سطح نمونه ايجاد خواهد شد. ضخامت اين لايه ها تابعي از ترکيب جهت ريزساختار در نزديکي مايع اچ مي باشد. تغيير ضخامت اين لايه ها رنگ هاي متنوعي ايجاد مي کند که منجر به شناسايي ساختار مي گردد. از اين نوع تغييرات در اچ الکتروليتي با عنوان آندايزينگ  (Anodizing) هم ياد مي شود.پس از انجام اچ شيميايي يا الکتروشيميايي لازم است که نمونه بلافاصله در آب کاملا تميز و شسته شود تا مواد شيميايي خارج شده و از ادامه واکنش جلوگيري شود. البته در برخي روشها مانند اچ کردن براي جدايش ها به روش اوبرهوفر (Oberhoffer) توصيه شده است که نمونه پس از اچ در الکل شسته شود تا از رسوب مس بر روي سطح نمونه ممانعت به عمل آيد.پس از اينکه نمونه ها در آب شسته شدند ، مي بايست در الکل نيز شسته شده و سپس در جريان هواي گرم ، خشک گردند. استفاده از الکل بر عمل خشک کردن سرعت بخشيده و از تشکيل لکه روي نمونه جلوگيري مي کند. نمونه هاي مانت شده بايد کاملا تميز شوند تا از تاثير مخرب محلول اچ و حلال ، که از شيارها و ترک ها نفوذ مي کنند ، جلوگيري به عمل آيد. در چنين حالتي به کارگيري دستگاه تميزکننده مافوق صوت (اولتراسونيک) مفيد و مشکل گشاست. اگر نمونه داراي تخلخل هاي فراوان بود و يا اسيد به کار رفته براي اچ کردن غلظت زيادي داشت (مثلا در اچ عميق Deep Etching) ، توصيه شده است که قبل از عمليات تميز و خشک کردن ، عمل خنثي سازي صورت پذيرد. اچ فيزيکي :(Physical Etching) :
 
در موادي که اچ شيميايي يا الکتروشيميايي نتيجه بخش نيست ، پديده هاي فزيکي را مي توان براي ظاهر ساختن ساختار به کار برد. اچ کردن فيزيکي داراي اين مزيت است که سطح نمونه را از هر گونه پسماند شيميايي عاري مي نمايد. به عنوان مثال هنگامي که اختلاف پتانسيل الکتروشيميايي بسيار زياد بين عناصر ريزساختار وجود دارد و يا وقتي که محلول اچ شيميايي لکه هاي مخرب يا باقيمانده ايجاد مي نمايد ، استفاده از اچ فيزيکي توصيه مي شود. از زمره نمونه هاي مناسب براي اچ فيزيکي مي توان به سطوح صاف ، اتصالات جوشکاري ، مواد نامتشابه ، مواد متخلخل و سراميکها اشاره نمود.در اچ کاتدي (Cathodic Etching) تحت خلا ، که تحت عنوان اچ کردن يوني (Ion Etching) هم بيان مي شود ، با بيرون آوردن انتخابي اتم ها از سطح نمونه ، تباين ساختاري ايجاد مي گردد. اين روش با استفاده از يونهايي مانند آرگون ، که در ولتاژ 1 تا 10 کيلوولت شتاب مناسبي مي گيرند ، انجام مي شود. در سرعت هاي مختلف پرتاب يون ، بر اساس جزيييات ريزساختار مانند جهات بلوري دانه ، مرز دانه و... اتم هاي مشخصي خارج مي گردند.يکي ديگر از انواع اچ فيزيکي ، اچ حرارتي (Thermal Etching) است که در  ميکروسکوپ ها حالت گرم (Hot-Stage) يا دماي بالا  (High-Temperature) به کار مي رود. اين روش بر اساس جدا شدن اتم ها از سطح ماده به دلل جذب انرژي بنا شده است. اين امر باعث مي شود که فازها و دانه هاي گوناگون داراي رنگ هاي متفاوتي گشته و از هم قابل تميز باشند.گاهي بر خلاف روش اچ حرارتي که از برداشتن لايه سطحي نمونه براي ايجاد تباين استفاده مي شود ، از ترسيب مواد بر روي سطح نمونه استفاده به عمل مي آيد. در اين روش موادي مانند  TiO و  ZnSeرا بخار نموده و تحت خلا بر روي نمونه متالوگرافي رسوب مي دهند. اين مواد که قابليت انعکاس نور بالايي دارند ، بنا به خواص متفاوت فازها و دانه هاي سطح نمونه ، در جاها گوناگون با ضخامت هاي مختلفي رسوب نموده و قابليت تشخيص ساختار در ميکروسکوپ هاي نوري را افزايش مي دهند.نگهداري نمونه :پس از پرداخت و اچ کردن نمونه ها ، لازم است که آنها احيانا براي مدت زيادي نگهداري و انبار شوند. در اين صورت مي بايست در مقابل خوردگي اتمسفري محافظت گردند. دسيکاتورها و دسيکاتورهاي کابينتي وسايل بسيار معمولي براي نگهداري نمونه ها هستند. اگر چه به کارگيري پوشش هاي پلاستيکي و يا نوارهاي سلوفاني نيز مي توانند تا مدتي نمونه ها را حفظ کنند.قابليت تکرارپذيري در اچ کردن :هر چند اچ کردن معمولي روش ساده اي است ، اما تکرار آن مشکل مي باشد. البته اين وضع در اچ کردن الکتروشيميايي نمود بيشتري دارد. در اين نوع اچ مواردي مانند تغيير در الکتروليت يا باز داشتن واکنش ها در سطح نمونه که منجر به قطبي شدن ، پتانسيل اضافي و... مي گردند ، بايد به حساب آيند.به منظور رسيدن به تکرارپذيري و دسترسي به نمونه هاي مناسب و قابل مقايسه در متالوگرافي ، در سالهاي اخير روش هاي بي شماري توسعه يافته اند. اچ کردن يوني و تبخير لايه هاي مزاحم از جمله روشهاي مذکورند.بهبود و توسعه روش هاي اچ کردن با تضاد و تباين ساختاري مناسب و قابليت تکرارپذيري بيشتر در تجزيه کمي تصاوير از اهميت ويژه اي برخوردار است. اين روش هاي مذکور براي تشخيص مثلا مقطع شکست يک ماده چند فازي مناسبند ، اما براي اختلاف هاي ريز دقت چنداني ندارند. بنابراين به طور کلي مي توان گفت حصول تباين تکرارپذير در ساختارهاي متالوگرافي ، در عمل اچ کردن ، براي بدست آوردن نتايج دقيق ضروري است.

منبع :
engineer2007.blogfa.com


ارسال توسط محسن حیدری
تاريخ : شنبه ٢٩ دی ۱۳۸٦

            مواد با ویژگی های مختلف مثل استحكام ، داكتیلیته ، مقاومت به شكست و مقاومت به خوردگی تنشی مورد نیاز صنایع است؛  بخصوص برای كاربرد هایی در ساختارهای عملیاتی كه در زیر بارگذاری سنگین به همراه حد بالایی از ایمنی هستند( مثل هواپیماها و راكت ها ) .

آلیاژهای آلومینیم به علت نسبت مناسب استحكام به چگالی ، كاربرد های گسترده ای در ساختارهای مخصوص كارهای سنگین پیدا كرده اند. یك نمونه از این آلیاژها ، آلیاژهای  AlZnMgCu است كه استحكام بالایی از خود نشان می دهند. اما گاهی اوقات در معرض شكست و خوردگی تنشی هستند.

خواص مكانیكی آلیاژهای  AlZnMgCu وابسته به موارد زیر است :

1- تركیب شیمیایی ، مقدمتا مجموع مقادیر Zn + Mg و نسبت Zn/Mg

2- وجود Mn ،  Cr ، Zr و ناخالصی های  Si و Fe

3- ریز ساختار ناشی از تولید ترمو مكانیكی و شرایط عملیات حرارتی ؛ به طور مثال مورفولوژی ، توزیع و حجم اجزاء فاز اینترمتالیك (IM ) و بافت آلیاژ

در ریز ساختار آلیاژ AlZnMgCu ، وجود سه نوع از اجزاء قابل انتظار است :

1-  اجزاء درشت ،  0.1 to 10 mm ، تولید شده در طی تبلور ( انجماد ) ، بیشتر فاز های IM نامحلول ، غنی از Fe  و Si هستند.  این فازها نقطه ضعف هایی در رابطه با خواص مقاومت به شكست هستند.

2- اجزاء میان مرحله ای ، غنی از Mn ،  Cr ، Zr با سایز 0.05 to 0.5 mm

3- اجزاء كوچك ، با اندازه 0.01 to 0.5 mm ، تشكیل شده از تجزیه محلول جامد - رسوب حرارتی ( پیر سازی )

با توجه به نیاز بر گسترش آلیاژ های آلومینیوم با استحكام كششی بالای 650 MPa و داكتیلیته  و تافنس شكست رضایت بخش ، چندین آلیاژ با مقدار  Zn بین 6  و  8.8% ، منیزیم بین 2.15 تا  3.5%  طراحی شده اند.

برای اینكه یك دید بهتر بدست بیاوریم در تاثیرات متالوژیكی از كار سرد و گرم ، ترمومكانیكی و عملیات حرارتی روی تغییرات میكرو ساختار و خواص مكانیكی چندین آزمایش با آلیاژهای طراحی شده  انجام شده است . مورفولوژی و توزیع فازهای نامحلول با سایز بالای 0.6 µm بوسیله آنالیز كمی متالوگرافی بدست آمده است و تاثیر آنها روی مقاومت به شكست ارزیابی شده است .

خواص كششی ، استحكام نهایی Rm و استحكام تسلیم RP0.2  برای یك نمونه نسبتا كوچك ( قطر 8 mm) اندازه گیری شده است. گراف شكل یك نشان دهنده نتیجه آزمایش روی آلیاژ( 200 heats of AlZnMgCu) است كه برای 2 ساعت در  460oC عملیات حرارتی شده  سپس در آب كوئنچ شده و در نهایت در یك مرحله ایج شده است (  120oC/24h  ).

جدول 1- تركیب شیمیایی آلیاژهای آزمایش شده

Alloy 

Chemical composition (wt %) 

Impurities 

Design.

Zn

Mg

Cu

Mn

Cr

Zr

Fe

Si

A02

6.00

2.20

2.58

0.28

0.25

0.15

0.28

0.11

B01

7.15

3.15

1.53

0.23

0.22

0.15

0.28

0.11

C02

7.38

2.21

1.44

0.29

0.24

0.15

0.28

0.11

C03

7.20

2.21

1.44

0.29

0.24

0.15

0.21

0.06

C04

7.20

2.15

1.46

0.28

0.16

0.12

0.12

0.05

D02

8.30

3.30

1.63

0.24

0.23

0.15

0.28

0.15

D03

8.20

2.35

1.45

0.29

0.19

0.15

0.15

0.07

D04

8.80

3.50

1.45

0.27

0.21

0.15

0.14

0.07

از روی نتایج آماری روابط زیر برای درصد Mn و ‌Zn قابل استخراج است :

Rm = 461.74 + 20.16 Zn + 33.82 Mg
RP0.2 = 350.81 + 28.40 Zn + 35.10 Mg

تافنس شكست كرنش صفحه ای ، KIC ، بر طبق ASTM E 399 on SE (B) اندازه گیری شده است. خستگی قبل از شكست با یك ماشین با ضربانهای فركانس بالا تولید شده است.

a)                                                          b)

شكل 1-  تاثیر Mg و Zn روی a ) استحكام تسلیم b) استحكام نهایی از آلیاژ AlZnMgCu

شكل 2 نتایج بدست آمده  برای چندین آلیاژ از درصد های متفاوت Zn و Mg را نشان می دهد. كه بر طبق روش بالا تولید شده اند. ارتباط بین تافنس شكست با در صد Zn و Mg بوسیله رابطه زیر نشان داده می شود :

KIC = 66.78 - 2.6 Zn - 7.22 Mg

شكل 2-  تاثیر درصد Zn و Mg روی تافنس شكست از آلیاژ AlZnMgCu

برای  اینكه دید بهتری نسبت به خوص مكانیكی بدست بیاوریم ، در شكل 3 مقادیر KIC همراه با استحكام های تسلیم متفاوت برای آلیاژهای تست شده نشان داده می شود. با توجه به شكل 3 واضح است كه آلیاژهای سری C0 می توانند پذیرفته شوند به عنوان بیشترین احتمال در رابطه با استحكام و مقاومت به شكست . ناحیه KIC  پیشنهاد شده بین 28.9  و  41.4 MPa m1/2 برای استحكام تسلیم بین 630  و  665 MPa است .

شكل 3 - ارتباط KIC  با استحكام تسلیم برای آلیاژهای داده شده

در هر صورت انتخاب بهترین تركیب از استحكام و تافنس شكست در آلیاژهای AlZnMgCu متاثر از درصد آهن است. تاثیر درصد Fe روی تافنس شكست برای آلیاژ های انخاب شده با درصدهای متفاوت Zn و  Mg در شكل 4 نشان داده شده است.

شكل 4 - تاثیر درصد Fe روی KIC  از آلیاژهای AlZnMgCu با مقادیر متفاوت Zn و  Mg برای روش ایجینگ

وجود فازهای اینترمتالیك ثانویه در تعداد ، سایز ، حجم اجزاء ( مخصوصا اجزاء درشت غنی از Fe و Si )  روی آنالیز TAS plus ساختاری بررسی شده است. آنالیز سطح شكست بعد از تست شكست بوسیله میكروسكوپ SEM 511   با   EDAX 9900 انجام شده است.

تحقیقات انجام شده نشان می دهد كه افزایش درصد Zn و Mg عموما خواص استحكامی را افزایش می دهد و تافنس شكست را كاهش می دهد. همچنین استحكام مورد نیاز ( استحكام نهایی بیش از 650 MPa) بدست می آید بوسیله چندین آلیاژ (  B01 type, C02, C03, C04, D02, D03, D04  ) ، تنها آلیاژهای نوع C0 (~ 7.3% Zn, ~ 2.2% Mg ) پیشنهاد می شوند بدلیل تافنس شكست رضایت بخش آنها .

همچنین ثابت می شود كه كاهش درصد Fe در آلیاژهای ( C04 تا C02 ) و به طور مشابه كاهش در اجزا میان فلزی درشت از فاز ثانویه منجر به افزایش مقاومت به شكست می شود . اجزاء درشت ( غنی از Fe و Si ) تغییر شكل می دهند و می شكنند در طول تست همچنانكه فازهای اینتر متالیك ریز و كاملا پخش شده در رفتار داكتیل مشاركت می كنند. در آخرین مورد این اجزاء خیلی كم می شكنند.

بوسیله مقایسه نتایج بدست آمده  می توان نتیجه گرفت كه بهترین تركیب از استحكام تافنس شكست بوسیله آلیاژ C04 بدست می آید ، با درصد Fe  كم و به طور متناظر توزیع منظم از فاز ثانویه ریز.

روش پیر سازی دو مرحله ای (100oC/5h + 160oC/5h ) برای آلیاژ C04 می تواند توصیه شود هنگامی كه تافنس شكست بالا مد نظر باشد . علت اندكی كاهش در پارامتر استحكام رسوب سختی است.

منبع : http://www.key-to-metals.com/PrintArticle.asp?ID=65


 

 

 metallurg.mihanblog.com



ارسال توسط محسن حیدری
تاريخ : دوشنبه ٢٤ دی ۱۳۸٦

جوشکاری چدن ها

 گردآوری:  جعفر زارعی

دانشجوی کارشناسی ناپیوسته متالورزی دانشگاه شهید رجایی    

استاد: مهندس میر احمدی  

 

مقدمه

    

جوشكاري يكي از مهم ترين فرايندهاي ساخت و توليد در صنعت مي باشد و در صنايع مختلف نظير خودرو سازي ، نفت و گاز ، پتروشيمي ، تاسيسات و ساختمان و پل ها ، حمل و نقل ، كشتي سازي ، صنايع ريلي ، نيروگاه ها ، صنايع  دفاعي  و  هوا  فضا  ،  محصولات  پزشكي  ،  الكترونيكي  و  تجهيزات دقيق و .....  كاربردهاي فراواني دارد . كشور ايران در حال پيمودن مسير توسعه صنعتي بوده و از اين رو صنعت جوش براي كشور از اهميت ويژه اي برخوردار است . بنابراين آموزش منسجم و هماهنگ با جهان در اين صنعت ، يكي از نيازهاي مهم كشور تلقي مي گردد .

چدن ها گروهي از آلياژهاي آهني با خواص گوناگون و متنوع اند و به جاي اين كه در حالت جامد روي آنها كار انجام گيرد در حالت مذاب به شكل دلخواه ريخته گري مي شوند . بر عكس فولادها كه كمتر از 2% كربن و معمولاً كمتر از 1% كربن دارند ، چدن ها 2 تا 4% كربن و 1 تا 3% سيليسيم دارند . ساير عناصر فلزي و غير فلزي نيز براي كنترل و ايجاد ويژگي هاي خاص اضافه مي شوند . علاوه بر تركيب شيميايي ، عوامل مهم ديگري از قبيل فرايند انجماد ، نرخ انجماد و عمليات گرمايي بعدي بر خواص آنها تاثير مي گذارد . چدن ها عالي ترين آلياژهاي ريخته گري اند و داراي گسترده ي وسيعي از استحكام و سختي و در بعضي موارد خواص ماشينكاري خوبي مي باشند .

انجام عمليات جوشكاري روي قطعات ريخته شده چدني به دليل الزاماتي است كه به برخي از مهمترين آنها اشاره شده است :

الف) برطرف كردن بعضي عيوب ريخته گري كه پس از بيرون آوردن قطعه از قالب يا در حين تراشكاري ظاهر مي شوند ، نظير حفره هاي گازي ، حفره هاي ناشي از ريزش ماسه يا حبس سرباره ، ترك هاي موضعي ، كشيدگي يا تغيير ابعاد در بعضي مواضع كوچك .

ب) تعمير قطعات مستهلك كه از نظر اقتصادي يا عدم دسترسي به تكنولوژي ساخت آنها بهتر است كه از طريق جوشكاري بازسازي شوند . اين مورد خود دو حالت دارد : قطعات شكسته شده و قطعات سائيده شده و يا خورده شده .

ج) اتصال دو يا چند قطعه كه ريختگي آن به صورت واحد با مشكلاتي همراه بوده يا از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيستند .

جوشهاي انجام شده در موارد فوق از نظر كلي سه مشخصه ي زير را دارند :

1-  جوش هاي تحت تنش ، كه بايد موضع جوش داده شده داراي حداقل خواص مكانيكي مورد نظر بوده يا با بقيه قطعه برابري كند .

2- جوشهايي كه تحت تنش قرار نمي گيرند و خواص مكانيكي آنها قابل مقايسه با قطعه ي مورد نظر نياز نيست . غالباً قابليت ماشين كاري و در بعضي موارد تطابق رنگ موضع جوش داده شده با بقيه ي قطعه لازم است . اين حالت بيشتر در تعميرات بعضي عيوب قطعات ريختگي مورد نظر است .

3-  مقاومت سطحي در مقابل خوردگي ، سائيدن ، خراش و اصطكاك  در موضعي كه فلز جوش رسوب داده شده ، درخواست مي شود . در اين موارد از فلز پركننده خاصي با تركيب شيميايي ويژه استفاده مي شود كه بيشتر در مواضع سائيده شده قطعات چدني مستهلك ، يا بالا بردن كارآيي قطعات چدني نو كاربرد دارد .

برای دریافت جزوه کامل در 35 صفحه به حجم  1428KB  اینجا را کلیک کنید

 فلزات دات کام



ارسال توسط محسن حیدری


گرداورنده  :  خلیل گنجه فر

دانشجوی کارشناسی ناپیوسته متالورزی دانشگاه شهید رجایی|     

چکيده :

تحقيق به عمل آمده شامل تعدادي از عيوب قطعات آلومينيومي تحت فشار مي باشد و سعي بر آن شده که عيبهاي مهم آن از جمله  

عيب سرد جوشي عيب نيامد عيب مک هاي گازي - عيب مک هاي انقباضي عيب آبلگي عيب مک هاي سوزني ( ريزمک ) – عيب ترک خوردگي عيب سخت ريزه و عيب قطره هاي سرد مورد بررسي و چاره جوئي قرار گيرد . قابل ذکر است نياز امروزي صنعت به کيفيت هاي بالاتر ايجاب مي کند که توليد کنندگان به سطوح جديدي از کيفيت و بازده توليد دست يابند و اگر چه اين نوع  ريخته گري محدوديتهايي دارد اما ثابت شده که با بکارگيري اصول مهندسي کارآيي آن به خوبي بسياري از فرآيندهاي ديگر خواهد بود و باعث بالابردن سطح کيفيت موجود خواهد شد .

يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد .

 مقدمه و تاريخچه  

دايکاست يا ريخته گري تحت فشار عبارت است از روش توليد قطعه از طريق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل يک نوع پمپ يا سيستم تزريق هدايت شود سپس در حاليکه پيستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طريق سيستم تغذيه قالب به داخل حفره مي فرستد ، هواي داخل حفره از طريق سوراخهاي هواکش خارج مي شود . اين پمپ در بعضي از دستگاهها داراي درجه حرارت محيط و در برخي ديگر داراي درجه حرارت مذاب مي باشد .

از ابتداي قرن 20 کاربرد قطعات ريخته گري آلومينيوم رشد خود را آغاز نمود اولين محصولات آلومينيوم مختص به وسايل آشپزخانه و قطعات تزئيني بود بعد از جنگ جهاني دوم رشد سريعي در صنعت ريخته گري آلومينيوم بوقوع پيوست و علت اصلي آن نسبت وزن / استحکام عالي آلياژهاي AL بود .

از سال 1945 به دليل توسعه صنايع ريخته گري تزريقي ، ميزان مصرف و کاربرد آلومينيوم ريختگي شديدا ً افزايش پيدا نمود و بيشترين آن در صنايع اتومبيل سازي بود بخصوص در کشورهايي مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلياژهاي AL به صورت صعودي رو به افزايش بوده است که از طريق مواد آلومينيوم مي تواند وزن اتومبيل را کاهش دهند .

 بررسي انواع عيوب ريخته گري در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار وبررسی جلوگیری از ان

 عيب سرد جوشي 

سردجوشي عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسيد شده که باعث ناپيوستگي در قطعه ريخته شده مي شود . در صورتي که انجماد فلز خيلي پيشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشي به صورت کشيدگي در قطعه ظاهر مي شود .

   نحوه ايجاد عيب سرد جوشي  

سردجوشي نتيجه تقسيم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب مي باشد اين تقسيم شدن مي تواند در اثر وجود يک مانع در راه عبور مذاب ( پين يا ماهيچه ) باشد و يا در اثر يک انسداد ناشي از جاري شدن به صورت جت مي باشد حضور اکسيد در فلز مذاب قبل از ريخته گري پديده سردجوشي را      شديدتر مي نمايد 

عيب نيامد

نيامد عيبي است که در اثر نرسيدن مذاب به قسمت هايي از قطعه ايجاد مي شود اين عيب مي تواند در نواحي نازک قطعه ايجاد شود و از نظر ظاهري به عيب سردجوشي شبيه است 

  نحوه ايجاد عيب نيامد

عيب نيامد نتيجه تقسيم شدن جبهه مذاب در حين پر شدن قالب است فلز خيلي سرد بوده و يا زمان پر شدن قالب خيلي طولاني مي باشد و يا حتي ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حين پرشدن  قالب نامناسب باشد به طوري که مذاب مسير طولاني را براي رسيدن به هدف بپيمايد در اين حال قبل از اينکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نيامد ايجاد مي شود .

عيب مک هاي گازي  

اين عيب به صورت مک هايي با ديواره صاف ظاهر مي شود که شکل کروي داشته و با سطح خارجي نيز ارتباطي ندارند سطح داخلي اين مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهي ممکن است تا حدودي اکسيده نيز شده باشد که بستگي به منشأ ايجاد مک ها دارد .

 نحوه ايجاد عيب مک هاي گازي

الف ) حبس هوا در حين پر شدن قالب : پرشدن قالب هاي ريخته گري تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمي انجام شده و اين تلاطم باعث حبس هوا در قالب مي شود .

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشين هاي محفظه سرد در هنگام اولين فاز تزريق ذوب هوا مي تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش هاي زيادي از مذاب محبوس گردد .

پ) حبس گاز در محفظه سيلندر تزريق : اين حالت در اثر تبخير و يا تجزيه ماده حلال موجود در روانساز پيستون ايجاد مي شود در نتيجه در هنگام ورود مذاب به اين قسمت ها بايد ماده روانساز به صورت خشک باشد .

ت) حبس گاز از طريق مواد مذاب : همان فرآيند ذکر شده در فوق مي باشد که ناشي از تبخير ناقص روانساز قالب و يا تجزيه آن هنگام رسيدن مذاب مي باشد .

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومينيوم و آلياژهاي آن به راحتي آب و ديگر ترکيبات هيدروژن دار ( مانند روغن و گريس ) را تجزيه مي نمايند هيدروژن آزاد شده در هنگام اين تجزيه در فلز حل شده و هر چه دما باشد ميزان ورود هيدروژن به فلز نيز بيشتر خواهد بود برعکس حلاليت هيدروژن درآلومينيوم در حالت جامد عملا ً ناچيز است در نتيجه در حين انجماد هيدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ايجاد سوراخ هاي ريز مي نمايد .

 عيب مک هاي انقباضي  

مک هاي انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغير مي باشند اين مک ها بر عکس مک و حفره هاي گازي سطوح صاف و براق نداشته و کم و بيش حالت کندگي و سطوح دندريتي دارند . 

 نحوه ايجاد عيب مک هاي انقباضي

در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمي گرديده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، اين انقباض به صورت يک يا چند حفره ظاهر مي گردد اين حفره ها مي توانند در سطح قطعات ريختگي ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردي که مذاب در شمش ريزي منجمد مي شود ) و يا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ريخته گري تحت فشار مشاهده مي شود .

 عيب آبلگي  

عيب آبلگي همانند حفره هاي گازي است اما در سطح قطعه ظاهر مي شود همچنين در مورد قطعات نازک اين عيب مي تواند در دو سطح قطعه نيز ظاهر شوند . 

طريقه ايجاد عيب آبلگي 

روش ايجاد آبلگي همانند ايجاد عيب حفره هاي گازي است ولي در اين مورد آزاد شدن هيدروژن حل شده بر خلاف ايجاد حفره هاي گازي ، به صورت غير کافي انجام مي گيرد در  اين حال در صورتي که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بيش از حد بالا باشد مقاومت مکانيکي آلياژ بسيار ضعيف بوده و حفره هاي گازي ايجاد شده تحت فشار فوق العاده قوي موجب تغيير شکل قطعه در نواحي نزديک سطح مي شوند همچنين در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازي نيز عيب فوق به وجود مي آيد  

 عيب مک هاي سوزني ( ريزمک)  

ريز مک هاي سطحي به صورت سوراخ هاي بسيار ريز ( چند صدم ميلي متر ) و اغلب به صورت گروهي مشاهده مي گردند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي سوزني  

الف ) حبس گاز : در اين مورد تاول هاي ريزي به وسيله حباب هاي گازي که در نواحي بسيار نزديک سطح محبوس گرديده اند ايجاد مي شود .

ب) اکسيدها : اکسيدهاي  موجود در فلز نيز مي توانند عيب فوق را ايجاد نمايند .

 عيب ترک خوردگي  

عيب ترک خوردگي به صورت ايجاد ترک هاي کم و بيش نازک و عميق ظاهر مي شود در برخي موارد اين ترک ها مي توانند حتي ضخامت قطعه را نيز طي نمايند . 

 نحوه ايجاد عيب ترک خوردگي

اين نوع ترک ها بين دانه اي بوده و به فرم هاي غيرمنظم مي باشند اين ترک ها هنگامي ايجاد مي شوند که آلياژ در انتهاي انجماد تحت تنش باشد . در اغلب موارد خطر ايجادترک در نواحي از قطعه که مستعد ايجاد تنش مي باشند و در نقاط گرم بيشتر است . 

عيب سخت ريزه 

اين عيب به صورت ناهنجاري ساختاري و يا حضور اجسام خارجي مي باشد که در حين ساخت و يا فرسايش و يا شکست ابزار برش ايجاد مي شوند . 

نحوه ايجاد عيب سخت ريزه 

عيب سخت ريزه در ريخته گري تحت فشار مي تواند مبدأ متفاوتي داشته باشد .

الف ) ترکيبات بين فلزي  

الف – 1 – ترکيبات m-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات بر روي برش هاي قطعات به صورت سوزن هاي کوتاه ديده مي شود که در حقيقت به صورت ذرات بريده مشاهده مي شود . 

الف – 2 – ترکيبات x-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به فرم خطوط چيني ريز مشاهده مي شوند اين ترکيبات نسبت به ترکيبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روي خواص مکانيکي ضرر کمتري داشته و در فرآيند ساخت عملا ً مشکلي را ايجاد نمي نمايند .

الف – 3 – ترکيبات c-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به شکل بلورهاي چند وجهي با طول متغير مي باشند اين نوع ترکيبات هنگامي ايجاد مي شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معيني باشد که اين حد بستگي به مقدار آهن ، منگنز و کروم  در آلياژ دارد . 

ب) اکسيداسيون ، واکنش با ديرگدازه ها

 آلياژهاي آلومينيوم مخصوصا ً در حالت مايع طبيعتا ً بسيار اکسيد شونده هستند  روي حمام آلياژ مذاب معمولا ً لايه اي از اکسيد آلومينيوم ايجاد مي شود که به آن اکسيد آلومينيوم گاما مي گويند اين لايه به شدت محافظت کننده است اما طي چند ساعت يا چند ده ساعت به اکسيد آلومينيوم آلفا تبديل مي شود سرعت تبديل تابعي از درجه حرارت مي باشد از طرفي سرعت اکسيداسيون همچنين به حضور برخي عناصر آلياژي و از همه مهم تر در ريخته گري تحت فشار بستگي به حضور فلز روي در آلياژ دارد . 

پ) ذرات خارجي

آزمايش سيستماتيک بر روي تعداد زيادي از نمونه ها به کمک ميکروسکوپ الکترونيکي نشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغيير يافته در اثر واکنش با آلومينيوم و يا ذرات بوته ) مي باشند .

 عيب قطره هاي سرد

قطرات سرد به صورت طبله هاي کم و بيش کروي به صورت محبوس در روي قطعه ظاهر مي شوند واغلب موارد نيز قابل حل شدن و ايجاد پيوستگي ساختاري با فلز اطراف خود نمي باشند تنها راه تشخيص اين عيوب ، بررسي ريز ساختار آنها مي باشد . 

نحوه ايجاد عيب قطره هاي سرد 

 قطرات سرد قسمت هايي از فلز هستند که به سمت ديواره هاي قالب و يا ماهيچه پاشيده شده اند و بلافاصله نيز منجمد گرديده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدي حذف گردند اين قطرات منجمد در داخل  قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند اين قطرات فقط باعث ايجاد يک غيرهمگوني در ساختار فلزي مي شوند .

طبقه بندي علل عيوب قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار 

علل عيب سرد جوشي

                                  عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق

                                  طرح نامناسب سيستم مذاب رساني

                                  پايين بودن سرعت دومين فاز مرحله تزريق

                                  بيش از حد بودن مقدار مذاب تزريق شونده

                                  سرد بودن قالب

                                  سرد بودن مذاب هنگام تزريق

                                  کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومين مرحله تزريق 

علل عيب مک هاي گازي

                                  طرح نامناسب سيستم مذاب رساني 

                                  کم بودن سرعت دومين مرحله تزریق

                                  بالا بودن سرعت دومين مرحله تزريق 

                                  طولاني بودن زمان مرحله تزريق

                                  مشکل قالب گيري

                                  عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب

                           کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها

                                  عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق 

علل عيب مک هاي انقباضي

                                  فشار نامناسب مرحله سوم ( تزريق

                                  عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق

                                  طرح نامناسب سيستم مذاب رساني

                                  سرعت خيلي پايين مرحله دوم تزريق

                                  گرم بودن قالب

                           کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها

علل عيب آبلگي

                                  عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق

                                  سرعت پايين مرحله دوم تزريق

                                  بالا بودن سرعت مرحله دوم تزريق

                                  طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق

                                  مشکل قالب گيري

                                  عدم وجود هواکش به اندازه کافي در قالب  

                         کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها

                                  عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

علل عيب مک هاي سوزني

                                  طرح نامناسب سيستم مذاب رساني

                                  طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق

                                  زمان نامناسب قالب گيري

                                  عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب

                      کيفيت نامناسب آلياژ مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها

                                  عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

علل عيب ترک خوردگي

                                  نامناسب بودن عمل تزريق

                                  فشار نامناسب مرحله سوم تزريق

                                  گرم بودن قالب

                                  گرم بودن مذاب تزريق شونده

                                  مشکل قالب گيري 

                            کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها

علل عيب سخت ريزه 

                                  نامناسب بودن ترکيب شيميايي آلياژ

                                  نامناسب بودن زمان انجماد

                                  وجود ترکيبات بين فلزي در آلياژ

                                  اکسيد شدن آلياژ و واکنش با ديرگدازه ها

                                  وجود هر گونه ذرات خارجي در آلياژ

علل عيب قطرات سرد

                                  عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق

                                  طرح نامناسب سيستم مذاب رساني

                                  پايين بودن سرعت مرحله دوم تزريق

                                  سرد بودن مذاب تزريق شونده

                                  کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزريق

 بررسي روش هاي جلوگيري از ايجاد عيوب در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار

 مشکلات تزريق : مشکلات مربوط به تزريق مذاب منجر به ايجاد ترک در حد قابل توجهي مي شوند به خصوص هنگامي که بيرون اندازه ها به طور موضعي روي قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغيير شکل شوند در اين حال فشار زيادي بر قطعات وارد شده و منجر به شکست يا ايجاد ترک مي گردد جهت حل اين عيب سه راه حل وجود دارد .

الف ) کوتاه کردن بيرون اندازه ها .

ب) افزايش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه .

پ) بازبيني نحوه توزيع بيرون اندازه ها روي قطعه و يا افزايش قطر آنها .

 اضافه فشار يا زمان بالا آمدن ذوب : تأثير فشار اضافي در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط مي باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخير در کاربرد اين فشار

الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافي اثر مطلوبي بر کاهش عيوب به ويژه در مورد مک هاي انقباضي به وسيله اعمال فشار در فاز يوتکتيکي دارد  در اين حال تأثير اين فشار اضافي بر روي حفره هاي گازي کمتر محسوس مي باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگي به نيروي بسته شدن قالب دارد .

ب) تأخير در اعمال فشار : با ايجاد تأخير در اعمال فشار اضافي در مرحله سوم ريخته- گري تحت فشار ، انجماد سريعا ً انجام مي پذيرد به همين دليل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غير اين صورت قسمت هاي نازک قطعات منجمد گرديده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقيه قسمت هاي قطعه مي گردد .

 گريپاژ يا توقف نابهنگام پيستون تزريق : حرکات ناگهاني پيستون تزريق عامل ايجاد انواع عيوب است از جمله سرد جوشي ، نيامد، مک هاي انقباضي  و حتي عيب قطرات سرد ، گريپاژ پيستون به راحتي قابل تشخيص است به شرط آنکه منحني جابجايي و فشار آن را در اختيار داشته باشيم . 

منشأ گريپاژ پيستون اغلب در سرد شدن نامناسب پيستون بوده که خود دو علت دارد .

الف ) کارکرد نامناسب سيستم خنک کننده پيستون تزريق .

ب) دبي غير کافي آب که ، نياز به بازبيني و رگلاژ دارد .

از طرفي علت هاي  ديگري نيز جهت گريپاژ پيستون وجود دارند :

الف ) سرد شدن بيش از حد پيستون تزريق

ب) بسته شدن شير تزريق و يا ديگر عيوب مربوط به سيستم هيدروليک

پ) گرفتگي فلر در سيلندر تزريق

ت) طرح سيستم تغذيه قالب

چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را مي توان ذکر نمود :

الف ) روش طراحي سيستمي که از طريق تجربي طراحي شده باشد و يا حتي بدتر از آن طراحي بدون محاسبه موجب ايجاد عيوب مي گردد .

ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودي مذاب در اين حال برخي نقاط قطعه به سختي از مذاب تغذيه شده و يا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب مي گردد .



ارسال توسط محسن حیدری
تاريخ : جمعه ۱٤ دی ۱۳۸٦

راهگاههای فرعی

راهگاههای فرعی به ویژه در سیستم های فشاری مهمترین جزء سیستم راهگاهی به شمار می روند . تعبیه ضخامت محاسبه شده راهگاه فرعی در مرحله قالب گیری به دقت زیادی نیاز دارد این مشکل در مواردی می تواند باعث افزایش ضایعات قطعات ریختگی شود حداقل ضخامت مجاز راهگاه فرعی به درجه حرارت ریختن مذاب بستگی دارد .

هنگامی که گوشه های راهگاه فرعی جامد شد همزمان با آن نصف ضخامت این راهگاه جامد می شود . محاسبه نشان می دهد که چنانچه راهگاه فرعی در قالب با یک شیب 45 درجه تعبیه گردد گوشه های آن حتی سریعتر جامد می شود .

در یک سیستم راهگاهی تعداد راهگاههای فرعی به طرح قطعه بستگی دارد . در سیستم فشاری عرض راهگاههای فرعی را نباید بیش از حد بزرگ در نظر گرفت زیرا در مرحله اولیه ریختن مذاب در قالب و قبل از آن که راهگاه اصلی از مذاب پر شود امکان ورود فلز و احتمالا شلاکه به داخل راهگاههای فرعی وجود خواهد داشت .

اصول طراحی سیستم فشاری

در ریخته گری چدنها و در بیشتر موارد استفاده از سیستم فشاری بر سیستم غیر فشاری ترجیح داده می شود . یکی از انتقادات به این نوع سیستم راهگاهی وارد شدن سریع مذاب از راهگاههای فرعی به محفظه قالب است که خود می تواند باعث شسته شدن ماسه قالب شود . سرعت جریان مذاب در راهگاه فرعی بسته به ارتفاع مذاب در راهگاه بارریز است .

یکی از مهمترین پارامترها در طراحی سیستم راهگاهی انتخاب زمان مناسب برای پرکردن محفظه قالب می باشد . اندازه مناسب برای تنگه تابعی از مدت زمان ریختن مذاب می باشد برای آنکه مذاب به سهولت و بدون تأخیر محفظه قالب را پر کند ایجاد منافذ هوا به منظور جلوگیری از ازدیاد فشار در محفظه قالب در اثر تراکم هوا و گاز های موجود در محفظه قالب ضروری می باشد.

درجه حرارت ریختن مذاب و ظرفیت پاتیل ها

انتخاب درجه حرارت ریختن مذاب بستگی به نوع سیستم راهگاهی و تغذیه گذاری قطعات دارد . برای ریخته گری قطعات چدنی با جداره های ضخیم با استقاده از تغذیه ریختن مذاب در درجه حرارتی بالایی انجام می شود .

انتخاب اندازه پاتیل بایستی به گونه ای انجام گیرد که افت درجه حرارت مذاب در آن حداقل مقدار ممکن بوده و خالی و پر کردن آن نیز با مشکلی مواجه نباشد و شکل لوچه پاتیل بسیار مهم بوده و به شکل U کشیده ترجیح داده می شود ضمن آن که سطح مقطع کانال بارریزی آن دو برابر سطح مقطع راهگاه بارریز در نظر گرفته می شود .

اصول طراحی سیستم غیر فشاری

نسبت بین سطوح مقاطع قسمت فوقانی راهگاه بارریز و تنگه باید در همان حدی در نظر گرفته شود که در سیستم راهگاهی فشاری معمول است در این سیستم وردو شلاکه به محفظه قالب می تواند در سه مرحله زمانی مختلف انجام گیرد : مرحله اول شبیه حالت فشاری است با این تفاوت که این زمان کوتاه تر بوده و احتمالا شلاکه نمی تواند به راهگاههای فرعی راه یابد و مرحله دوم با سیستم فشاری شباهت دارد و همین طور مرحله سوم .

در این جا ترجیح داده می شود که راهگاه اصلی به صورت مستقیم باشد و در این سیستم مجموع سطوح مقاطع راهگاههای فرعی باید بیشتر از سطح مقطع تنگه در نظر گرفته شود .

کوچکترین سطح مقطع در سیستم غیر فشاری در محل اتصال راهگاه بارریز به راهگاه اصلی واقع است . مجموع سطوح مقاطع راهگاههای فرعی معمولا دو تا چهار برابر سطح مقطع تنگه در نظر گرفته می شود . سرعت خطی جریان مذاب در راهگاه فرعی یک سیستم غیر فشاری کمتر از مقدار مشابه در سیستم فشاری است .

سیستم راهگاهی با سطح جدایش عمودی

تهیه قالب های ماسه ای با سطح جدایش عمودی به طور گسترده ای در ریخته گری رواج پیدا کرد . روش قالب گیری پوسته ای و روش های قالب گیری ماشینی بدون درجه با سرعت قالب گیری بالا که به سریع ریختن مذاب در قالب منتهی می شود از اهمیت زیادی برخوردار است . تکنولوژی راهگاهی در این روش قالب گیری هنوز در مراحل تکاملی خود قرار دارد در شکل زیر چند نوع متداول از سیستم راهگاهی با سطح جدایش عمودی نشان داده شده است .

روش راهگاه گذاری در ریخته گری چدن با گرافیت کروی برای اضافه کردن منیزیم به مذاب در راهگاه

در این روش آلیاز محتوی منیزیم را در محفظه ای درون سیستم راهگاهی قرار داده و مذاب عاری از منیزیم را درون قالب می ریزند . امروزه این روش در تهیه چدن با گرافیت کروی در سطح گستردهای در صنایع ریخته گری رواج یافته و دارای جاذبه های خاصی می باشد .

غالبا استفاده از سیستم راهگاهی با کنترل جریان مذاب در راهگاه فرعی اصلی توصیه می شود . یکی از مسائل مهم در اضافه کردن منیزیم به مذاب در سیستم راهگاهی امکان ورود شلاکه های منیزیمی به محفظه قالب می باشد به همین دلیل سیستم راهگاهی بایستی به گونه ای طرح گردد که شلاکه در راهگاهها باقی مانده و امکان ورود به محفظه قالب را نیابد .

معایب مربوط به سیستم راهگاهی و روشهای رفع آن ها

یکی از معایب سطحی بسیار آشنا در چدن های خاکستری و انواع چدن با گرافیت کروی حفره های گازی در سطوح فوقانی قطعات ریختگی می باشند در شکل زیر نمونه ای از آن آمده است .

ورود شلاکه به محفظه قالب و بجای ماندن آن در قطعه ریختگی از دیگر معایب معمول در قطعات چدنی است . اکسیدها منبع اصلی شلاکه را تشکیل می دهند ورود شلاکه به محفظه قالب همواره امکان پذیر است مگر آنکه سیستم راهگاهی به درستی طراحی گردد . برخی اکسید ها توسط کربن موجود در آهن مذاب احیاء می شوند . زمان باقی ماندن حبابهای گاز در سطح مشترک قالب و مذاب بستگی به اندازه حبابها و نوع چدن دارد .

انرژی لازم برای نفوذ حباب گازی از سطح مشترک فوق به جداره قالب به مقدار زیادی بستگی به انرژی سطح مشترک مذاب و قالب دارد از این لحاظ چدن با گرافیت کروی بدتر از چدن خاکستری بوده و احتمال بروز معایب گازی سطحی در آن تقریبا 50 درصد بیش از چدن خاکستری می باشد . سه مثال از عیوب فوق در شکل زیر نشان داده شده است .

برای جلوگیری از عیوب فوق طراحی سیستم راهگاهی ضرورت دارد و چنین جریان مذاب در راهگاهها و محفظه قالب باید به آرامی صورت گیرد . ورود شلاکه به محفظه قالب علل گوناگونی دارد نگرفتن شلاکه به طرز صحیح در پاتیل موجب ورود آن به محفظه قالب و حضور آن در قطعه ریختگی می گردد .

نوع چدن و سیستم راهگاهی

از نظر اصولی تفاوتی بین طراحی سیستم راهگاهی برای چدن های خاکستری و انواع چدن با گرافیت کروی وجود ندارد به هر حال به عنوان یک راهنمای کلی می توان چنین اظهار داشت که راهگاه گذاری چدن خاکستری از انواع چدن با گرافیت کروی ساده تر است .

یک اختلاف اساسی در راهگاه گذاری این دو نوع چدن آن است که چدن های خاکستری به راهگاه اصلی با حجم کمتری نیاز دارند و هم چنین گرفتن شلاکه و ناخالصی ها در ریخته گری چدن ها ی خاکستری ساده تر از انواع چدن با گرافیت کروی انجام می شود . مذاب چدن با گرافیت کروی دارای شلاکه بیشتری از مذاب چدن خاکستری است علاوه بر این ها مقدار سیلیسیوم در چدن خاکستری کمتر از چدن با گرافیت کروی است .

 http://metallurgyis.ir



ارسال توسط محسن حیدری
تاريخ : دوشنبه ۱٠ دی ۱۳۸٦

بیوتكنولوژی به عنوان فنونی كه از میكروارگانیسم ها و یا بخشی از سلول برای دسترسی به بعضی از اهداف صنعتی و بهداشتی و زیست محیطی استفاده می كند، تعریف شده است. در صنایع معدنی و متالوژی نیاز روز افزون به مواد اولیه و كاهش ذخایر معدنی پرعیار ، ضرورت مصرف بهینه انرژی در رعایت دقیق معیار های زیست محیطی ، كاربرد روش های جدید ، ایجاد تحول در صنایع معدنی و متالوژی را ضروری كرده است.

همچنین توسعه فن آوری های جدید برای فرآوری منابع كم عیار و یا منابعی كه روش های معمول كارایی لازم را برای آنها نداشته و یا ملاحظات اقتصادی امكان استفاده از آنها را نمی دهد. توجه به بازیابی مواد معدنی و متالوژی محور دیگری از این تحول می باشد. توسعه روش هایی جهت كاهش آلودگی های زیست محیطی كه منشا در گاز خروجی كارخانه ها و نیروگاه ها ، بخصوص صنایع متالوژی و پساب صنایع مختلف دارد، مانند جذب و بازیابی فلزات سنگین از پساب ها و كاهش گوگرد از سوخت های فسیلی. برخی از مشكلات صنایع معدنی و متالوژی با كاربرد فنونی كه از میكروارگانیسم ها استفاده می كنند، قابل حل می باشد و در نتیجه بسیاری از توسعه روش ها و فن آوری های جدید نیز بر این پایه قرار دارند.

كاربرد این روش ها در متالوژی نسبت به سایر صنایع جدید تر بوده و برای اولین بار از حدود چهل سال قبل شروع شده است . امروزه این فنون در متالوژی به منظور استفاده از مواد اولیه فقیر فلزی ، تصفیه پساب های صنعتی و بازیابی فلزات موجود در آن ، حل كردن مواد معدنی و غیره بكار می رود. با تغییر ساختار ژنتیكی میكروارگانیسم ها در جهت رسیدن به مشخصات مورد نیاز، موفق به تولید فرآورده هایی در صنعت متالوژی شده اند، كه امكان تهیه آن از طریق سایر روش هابه صورت اقتصادی میسر نبوده است.

میكروارگانیسم ها جهت سوخت و ساز و انجام فرآیند های حیاتی خود از منابع آلی و معدنی موجود در محیط تغذیه می كنند. از این رو واكنش های مختلف شیمیایی ، شیمی فیزیكی را در شرایط مختلف طبیعی و یا مصنوعی تحت تاثیر خود قرار می دهند. كاربرد مثبت واكنش های متابولیكی موجودات زنده در زمینه فرآوری مواد معدنی و استخراج فلزات قلمرو جدیدی است كه تحقیقات پیرامون آن بیشتر در بخش های بیوتكنولوژی و میكرو بیولوژی انجام می گیرد. برخی كاربردها مانندبهبود بازدهی و فرآیندهای اكسیده و حل كردن كانی های كم عیار سولفیدی و كانسنگ های طلا و یا اورانیوم ، امروزه در مقیاس صنعتی استفاده می شوند.

كاربرد بیو تكنولوژی در فر آوری و استخراج فلزات متعدد می باشد كه برخی از مهمترین آنها عبارت اند از:

- استفاده از میكروارگانیسم ها در كانه ارایی : میكروارگانیسم هایی در طبیعت وجود دارند كه ضمن داشتن بار الكتریكی منفی به شدت آب گریز اند و می توان از آنها برای تغلیظ بعضی از مواد معدنی استفاده كرد. بررسی های انجام شده نشان داده است كه گونه ای از میكروارگانیسم ها را می توان برای جدا سازی بعضی از كانی ها مانند فسفات ها ، ذرات ریز ذغال و كانی هماتیت مورد استفاده قرار داد.

- استفاده از میكروارگانیسم در تصفیه پساب ها : آب های خروجی بسیاری از صنایع حاوی تركیبات آلی و معدنی است ، كه طی فرآیند مورد استفاده قرار گرفته اند. این تركیبات مناسب با ماهیتشان به درجات متفاوت سمی می باشند. به عنوان مثال می توان از محلول های سیانور دار كه در استخراج طلا بكار برده می شود ، نام برد. بعضی از میكروارگانیسم ها و یا آنزیم ترشح شده از آنها در تجزیه سیانور آزاد موثر بوده و در نتیجه در بهبود و ضعیت زیست محیطی پساب های سیانوری تولید شده از واحد های هیدرو متالوژی فلزات گرانبها نقش مهمی دارند. بازیابی فلزات و جذب آنها از دور ریز ها توسط باكتری ها بسار سریع بوده و معمولا از چند دقیقه تجاوز نمی كند . عبور پساب آلوده از حجم آلوده باكتری ( بیوماس) برای حذف عناصر آلوده كننده آن كافی می باشد. آب خروجی راكتورهای اتمی معمولا حاوی مواد رادیواكتیو می باشد. كه مقدار آن از یك تا چند ppm تغییر می كند. و عملا بجز كاربرد باكتری ، سایر رو ش ها بصورت اقتصادی قادر به حذف آنها نیستند.

- استفاده در جذب یون های فلزی : بعضی از موجودات ذره بینی قادرند یون های فلزات سنگین را از محلول ، بویژه محلول های رقیق جذب سطح خارجی خود كرده و بدین ترتیب این یون های فلزی را از محلول جدا كنند. این روش برای جدا سازی فلزات از پساب هی صنعتی و یا از محلول های حاصل از فرآیندهای هیررو متالوژی كاربرد فرآوان دارند.

- استفاده در استخراج فلزات : در استخراج فلزات به روش هیدرو متالوژی یكی از مهمترین مراحل حل كردن كانی های معدنی به كمك حلال مناسب بنحوی كه در این فرآیند قسمت بیشتر فلز مورد نظر به صورت محلول و یا رسوب در آید . اكسیده كردن و انحلال میكروبی سنگ های معدنی بویژه سنگ های سولفوری كم عیار مهمترین جنبه كاربرد میكروارگانیسم ها به منظور افزایش بازدهی حل شدن می باشد كه در مورد كانی های طلادار و كانسنگ های اورانیم كاربرد صنعتی دارد. بكارگیری میكروارگانیسم ها جهت تسریع واكنش های مورد نظر در حل كردن كه در نهایت به آزاد سازی آنها منجر می شود. تحت عنوان فروشویی زیستی شناخته می شود. مزایایاین روش نسبت به روش های دیگر عبارت اند از :

* اثرهای مضر زیست محیطی به مراتب كمتر بر روی منابع آبی و هوا

* نیاز به انرژی كمتر

* عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و در نتیجه سرمایه گذاری كمتر

* عمل حل كردن بیولوژیكی را می توان در اعماق زمین و بدون استخراج معدنی انجام داد.

محدودیت عمده بكار گیری این روش ناشی از نیاز به دانش فنی و آگاهی عمیق به مبانی بیوتكنولوژی می باشد. دست اندر كاران پروژه های تحقیقاتی در این زمینه باید حتما از مبانی میكروب شناسی ، بیوشیمی و بیوتكنولوژی اطلاع كافی داشته باشند.

چند نمونه كاربرد باكتری در مقیاس صنعتی و نیمه صنعتی :

1- حل كردن ارانیوم ( توسط باكتری های TF از سنگ معدن حاوی پیریت پیروتیت)

2- استخراج طلا از سنگ های مقاوم طلا دار ( سنگ معدن پیریت و ارسینو پیریت)

3- حل كردن بیولوژیك رس ها و تولید آلومین

- گوگرد زدایی زیستی: سوخت های فسیلی حاوی گوگرد در محصولات احتراق خود علاوه بر گاز های اكسید گوگرد و اكسیز ازت ، مقداری غبار نیز وجود دارد. كه مجموعا از عوامل آلوده كننده محیط زیست می باشند. باران های اسیدی ناشی از رها سازی اكسید گوگرد در فضا ، حیات بسیاری از گیاهان و جانداران و بخصوص آبزیان را به خطر بیندازند. بعلاوه این باران ها عامل خوردگی فلزات و سنگ های ساختمتنی نیز می باشند.

حذف گاز های الوده كننده از محصولات احتراق رقم بسیار بزرگی را تشكیل می دهد. از همین رو جذف و یا كاهش مقدار گوگرد در سوخت های فسیلی اهمیت بالایی برای صنایع دارد. حذف گوگرد مبتنی بر فن اوری های فیزیكی و شیمیایی ، مشكلاتی را به همراه دارد كه رویكرد به روش های بیوتكنولوژی را ناگزیر نموده است. از ویژگی های مثبت آن این است كه برخی از میكروارگانیسم ها به طور اختصاصی فقط پیوند كربن - گوگرد را شكسته و با جدا كردن گوگرد بقیه مولكول آلی را رها می كنند. در آینده نچندان دور گوگرد زدایی زیستی جایگزین روش های فیزیكی و شیمیایی می شود.

برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم می توانید به كتاب " فناوری میكروبی در متالورژی" مراجعه كنید . نویسندگان این كتاب عبارت اند از : دكتر رامز وقار، دكتر منوچهر اولیا زاده و دكتر محمد رضا وقار. ناشر

این كتاب دانشگاه صنایع و معادن ایران است.

       http://irnext.com/

                             

ارسال توسط محسن حیدری

«عمليات حرارتي»

قبل از ظهور متالوژي به عنوان يك علم، بسياري از عمليات مربوط به سخت كردن فولادها، افزايش قابليت شكل پذيري آنها و يا عمليات مشابه ديگر، در پرده اي از ابهام و اسرار نهفته بود. به بيان ديگر، تبديل يك قطعه آهن نرم و انعطاف پذير به يك ابزار و اسلحه فلزي مقاوم، سخت و برنده نظير شمشير، ويا چاقو، اساس و راز صنعتگران به حساب مي آمد و هيچگونه علم و دانشي براي روشن كردن چگونگي اين تغيير حالتها وجود نداشت. به عنوان مثال، براي مدتها تصور مي شد كه، كيفيت بسيار بالاي فولادهاي ساخته شده توسط صنعتگران شفليد در انگلستان، ناشي از خواص سحر آميز آب اين شهر است. در همين رابطه، گفته شده است كه زماني يك تاجر از ايالت يورك در انگلستان، مقادير بسيار زيادي از آب شهر شفليدر را به قيمت گزافي به ژاپن صادر نمود.

در گزارشها آمده است كه در زمان بسيار قديم، صنعتگران دمشق براي سخت كردن شمشيرهاي فولادي، آنها را ابتدا حرارت داده، كاملاً داغ كرده، و سپس در شكم برده هاي اسير شده فرو برده، به شدت حركت داده و مي چرخاندند. از جمله عوامل موثر در سخت شدن فولاد در اين روش وحشتناك عمليات حرارتي، مي تواند جذب نيتروژن خون باشد. در يادداشتهاي مربوط به تاريخچه عمليات حرارتي آمده است كه جيمز باوي سازندة اصلي چاقوي باوي در دوران غرب وحشي به منظور سخت كردن چاقوهاي خود آنها را پس از حرارت دادن و سرخ شدن، نه مرتبه پشت سر هم در روغن پلنگ فرو مي برده است.

گرچه از زمان باستان، عمليات حرارتي به عنوان يكي از مهمترين مراحل توليد ابزارهاي فولادي (به طور فلزي ) استفاده مي شده است، ولي ظهور آن به عنوان يك علم به اواسط قرن نوزدهم بر مي گردد. تا آن زمان، دانش بشر در زمينة عمليات حرارتي به مجموعه هايي از دستورالعملهاي به دست آمده از قرنهاي متوالي تجربه منحصر مي شود.

اين دستورالعملها كه اغلب  ارزش بسيار زيادي داشته، از پدر به پسر به ارث مي رسيد. در اين ميان، بسياري از اسرار گم شده و دو مرتبه كشف مي شد، ولي طبيعت و ماهيت واقعي عمليات حرارتي همچنان در پرده ابهام باقي بود.

در قرن نوزدهم، با پيشرفت سريع علم، عمليات حرارتي نيز به جرگه علوم پيوست، جهش اوليه و ناگهاني كه در اين زمينه به وقوع پيوست، ناشي از مطالعات انجام شده توسط ميكروسكوپ نوري داده شد، "تكنيك متالوگرافي" براي مشاهده و مطالعة ساختار فلزات و آلياژها ارائه شد. اين تكنيك كه شامل پوليش و حكاكي با محلول شيميايي مناسب و مشاهده ساختار سطح نمونه توسط ميكروسكوپ نوري است، هنوز هم يكي از مهمترين ابزارهاي دانشمندان متالوژي براي مطالعه و تعيين ميكروساختار فلزات و آلياژها محسوب مي شود.

پيشرفتهاي وسيع نظريه هاي عمليات حرارتي پس از سالهاي 1920، مديون دستگاه آناليزكننده با پرتو ايكس است. به كمك اين دستگاه مطالعات عميق در رابطه با طبيعت، مكانيزم و سينتيك دگرگونيهاي حالت جامد انجام شد. در مدت دو يا سه دهه، اطلاعات بسيار و جامعي در رابطه با قوانين اثرات حرارتي برروي ميكروساختار و خواص فلزات و آلياژها به دست آمد. در اواخر سالها ي 1950 ميكروسكوپهاي الكترونيكي از نوع عبوري براي مطالعة تغييرات ميكرو ساختار دروني در اثر عمليات حرارتي و سپس تكنيكهاي جديد به منظور آناليز در مقياس ميكروسكوپي نظير استفاده از ميكروسكوپهاي اوژه به طور وسيعي به كار گرفته شدند.

در مرحلة جديد مطالعات، اثرات و نقش معايب شبكه هاي بلوري در فلزات بر روي چگونگي تغييرات ميكروساختار در اثر عمليات حرارتي مختلف بررسي شد. اهميت اين امر با توجه به اين نكته مشخص مي شود كه، در بسياري از موارد، معا يب بلوري اثرات بسيار شديد و حتي در برخي موارد اثرات تعيين كننده اي بر روي مكانيزم تغييرات ساختار و در نتيجه تغييرات خواص در ضمن عمليات حرارتي دارند.

ارايه نظريه هاي جديد، بسط و گسترش آنها، بهبود روشهاي عمليات حرارتي موجود و ارائه روشهاي نوين نظير عمليات حرارتي – شيميايي (ترموشيمي) و بالاخره به كارگيري روشهاي جديد نظير القاي يوني به منظور سخت كردن سطحي، موجب گسترش هر چه وسيعتر گسترة عمليات حرارتي در دهه اخير شده است.

 



تست خستگی حرارتی فولاد ابزار گرم کار مارتنزیت کرم

پس از بعمل آوری های آستنیتیی مختلف

خلاصه »

  

ابزارهای استفاده شده در ریختگی حدیده،  نورد گرم، اکستروژن و آهنگری گرم دربرابر درجه حرارت های دوره ای بالا و بارهای مکانیکی قرارگرفته اند.    بالاخص فولادهای ابزار  گرم کار  طراحی شده غالباً  برای برآورده کردن الزامات کاربردی مصرف می شوند،  با درنظرگرفتن یک مقاومت خستگی حرارتی بالا بعنوان یک خصوصیت ابزارمهم. برای افزایش عملکرد ابزار،  مثلاً طول عمرابزار،  شرایط ریزساختاری فولاد ابزارمی توانند بهینه سازی شوند.  در مطالعه کنونی، خواص خستگی حرارتی یک آلیاژ فولاد ابزار  گرم کار  مارتنزیت کرم جدید در ارتباط با بعمل آوری آستنیتیی ارزیابی شده اند.  با استفاده از 4 درجه حرارت مختلف آستنیتیی،  آن ماده آب داده شده و با همان سختی 470  اچ وی پخت شد.  خستگی حرارتی با استفاده از یک سیستم گرم کنندگی القای فرکانس بالا اجرا شد،  که برای شبیه سازی شرایط بعمل آوری   گرم کار  طراحی شد،  درحالی که کرنش سطحی آن نمونه را با یک تکنیک لکه ای لیزری ثبت می کند. معلوم شد که رشد شکاف خستگی حرارتی درفولاد ابزارقویاً  وابسته بر درجه حرارت های آستنیتیی مختلف ، و همچنین درجه حرارت تست حداکثر بود.   مقاومت خستگی حرارتی مفروض بود که بستگی بر مقاومت پخت دهنده در درجه حرارت دور حداکثر بالا  و بر چقرمگی و رسانایی در درجه حرارت  پایین تر دارد.  مقاومت به خستگی حرارتی می تواند با بهینه سازی بعمل آوری حرارتی اضافه شود. کرنش مکانیکی سطحی درطول دور حرارتی از اندازه گیری های لکه لیزری تخمین زده شد.

لغات اصلی : خستگی حرارتی؛  کرنش های سطح ؛  فولاد ابزار  گرم کار  

1-          مقدمه

درکاربردهای درجه حرارت بالا ازقبیل ریختگی حدیده،  نورد گرم، اکستروژن و آهنگری گرم، ابزارعملیاتی  مکرراً  درمعرض درجه حرارت ها و بارهای بالا قراردارد.  این شرایط سخت نهایتاً  منتهی بر آسیب سطحی به شکل بازبینی حرارت،  سائیدگی و خوردگی خواهد شد [1 ].   یکی از شایع ترین مکانیسم های خستگی  شروع  شکاف ایجاد شده توسط  بازبینی حرارتی است،  که یک شبکه از شکاف های سطحی است،  که از خستگی حرارتی ایجاد شده و عموماً  بصورت قابل ملاحظه ای تحت تاثیر اکسیداسیون وخزش است. عمر خدمت ابزار بالارفته و انتخاب بهینه شرایط سطح ابزار کیفیت محصول ساخته شده را بالا خواهد برد و مقرون به صرفه بودن را افزایش می دهد.  فولادهای  ابزار  گرم کار  مارتنزیت کرم،  ازقبیل AISI H11  و H13،  اغلب بعنوان مواد ابزار برای پیشگیری از بازبینی حرارتی استفاده می شوند.  آنها طراحی شده اند که دارای یک ترکیب کافی از قدرت گرم،  چقرمگی و رسانایی، و همچنین انبساط و هدایت کنندگی حرارتی هستند [ 1و2 ].   تست  خستگی حرارتی،  که درآن سطح یک نمونه مکرراً  گرم وسرد می شود،  می تواند برای ارزیابی  یک ظرفیت مواد برای مقاومت در برابر شکاف های سطحی استفاده شود [3و 4 ].  راههای مختلفی برای اجرای یک تست خستگی حرارتی وجود دارد و یک راه استفاده  از یک لیزر ضربه ای برای گرم کردن کامل آن سطح است [5 ].   مزیت های استفاده  از یک لیزرعبارتند از کنترل دور درجه حرارت دقت بالا و این نمونه می تواند در داخل یک محفظه خلاء برای اجتناب ازاکسیداسیون قرارداده شود.  بهرحال،  یک عیب عمده منطقه محدود شده  سطح گرم شده بعلت عرض شعاع لیزری کوچک است ،  که ارزیابی آن آسیب را دشوار می سازد.  با این وجود،  راه دیگر برای تست کردن خستگی حرارتی بوسیله فروبردن مکرر آن نمونه است،  ابتدا درداخل یک فلز مایع و سپس بداخل  یک مایع خنک تر،  مثل آب،  و پس از آن ارزیابی آسیب نمونه پس ازتست [6 ]. این روش می تواند یک شبیه سازی خوب ریختگی حدیده باشد، اما حساس به هندسه نمونه است،  و بعلت پوشش کامل می تواند هنگام ارزیابی آسیب بر روی آن نمونه پیچیده شود.   همچنین روش های دیگری برای گرم کردن کامل یک سطح وجود دارند، که امروزه بسیارشایع نیستند،  ازقبیل گرم کردن شعله،  گرم کردن اصطکاک، و غوطه وری درداخل نفت گرم و سرد [7 ]. روش استفاده شده  در مطالعه کنونی گرم کردن القای مغناطیسی است،  که درآن یک فنر بدور آن نمونه  برای گرم کردن قرارداده می شود و روغن سیلیس درمیان این نمونه برای خنک کنندگی جریان دارد.   وقتی القا برای شبیه سازی گرم کردن سطحی استفاده می شود یک تناوب القایی کاملاً  بالا باید برای بدست آوردن اثر گرم کردن نزدیک به سطح استفاده شود.  یک تناوب پایین تر باعث خواهد شد که حداکثر گرم کردن در قسمت داخلی آن نمونه تولید  شود.

                            

   کارهای پیشتر نشان داده اند که هنگام استفاده از درجه حرارت های آستنیتیی مختلف در بعمل آوری سخت شدگی فولاد ابزار،  این کار منتهی بر تفاوت های عظیم در ثبات حرارتی خواهد شد [8 ].  ماده تست استفاده شده عبارت بودند از فولاد ابزارهای شبیه به اچ 13 بعمل آمده حرارتی در 4 شرایط متفاوت،  با استفاده از درجه حرارت های آستنیتیی مختلف.  بناراین،  تاثیر مقاومت بازپخت ،  درجه حرارت تست ووضعیت بار روی رفتار دوره ای فولاد ابزاردرخستگی ایزوترمال مطالعه شد.  در مطالعه کنونی،  تاثیر شرایط آستنیتیی مختلف و ثبات حرارتی بر شروع شکاف و رشد در خستگی حرارتی کاوش می شود.  بعلاوه،  کرنش های سطحی با استفاده از یک تکنیک لکه لیزری منحصربفرد ارزیابی می شوند،  جایی که کرنش مکانیکی از کرنش سطح کلی اندازه گیری شده مشتق می شود

منبع:www.mohandesan1ta.ir 

 



ارسال توسط محسن حیدری
تاريخ : شنبه ۱ دی ۱۳۸٦

علت نامگذاری فازها در متالورژی

شاید بارها نام فازهای مختلف دیاگرام آهن- کربن را شنیده اید و دوست داشته ایدبدانید منشا این نامها چیست. در ادامه مطلب در این مورد بحث شده است.

سمانتیت (Cementite): حدس زدن این مورد شاید آسان باشد. این لغت برگرفته از کلمه Cement در زبان انگلیسی به معنای ماده ای است که مواد مختلف را به هم می چسباند، می باشد.
در سال 1855 Osmond و Werth تئوری سلولی را ارائه دادند که در آن نه تنها وجود گونه های آلوتروپیک آهن( که امروزه به نام آستنیت و فریت معروف هستند) را پیشنهاد دادند، بلکه در این تئوری نگاه تازه ای به تشکیل کاربید ها شده بود. تحقیقات آنها در خصوص فولادهای پرکربن نشان داد که مخلوطی شامل سلولهای و دانه های آهن وجود دارد که توسط لایه ای از کاربید آهن محصور شده است.در حین انجماد ابتدا گلبولها یا سلولهای آهن تشکیل شده و رشد می کنند و باقیمانده مذاب به صورت کاربید آهن منجمد می شود. بدین ترتیب کاربید تشکیل شده با قرار گرفتن در اطراف سلولهای قبلی شکل گرفته، آنها را به هم می چسباند. از این شرح می توان دریافت چرا Osmond کاربید تشکیل شده را از لغت فرانسوی Ciment نامگذاری کرد.
این فاز در زبان آلمانی با Zementit و در انگلیسی با Cementite نشان داده می شود.
فریت (Ferrite): Ferrum ریشه لاتین برای بیشتر لغات جدید ساخته شده در خصوص آهن و ترکیبات آن می باشد که احتمالا ریشه سامی دارد.آستنیت (Austenite): این فاز به یادبود Sir William Chandler Roberts-Austen متالورژیست انگلیسی تبار(1843-1902) نامگذاری شده است.
Robert-Austen اولین کسی بود که دیاگرام اولیه آهن – کربن را در سال 1897 (شکل زیر) و فرم نهایی آن را در سال 1899 منتشر کرد.


او همچنین اولین دانشمندی است که اندازه گیری کمی (Quantitative ) نفوذ در حالت جامد (طلا در مس ) را با توجه به قوانین نفوذ فیک انجام داد.
پرلیت(Pearlite): برگرفته از ظاهر درخشنده مروارید شکل (Pearl) و رنگین کمانی این فاز می باشد.علت اینکه ساختار این فاز به صورت مروارید این است که تیغه های تشکیل شده با داشتن خاصیت انعکاس نور متفاوت به علت جهت گیری مختلف، تشکیل کریستال های متفاوت نوری می دهند.
لدبوریت (Ledeburite): نامگذاری شده به افتخار Adolf Ledebur (1837- 1916).
Ledebur اولین پروفسوری بود که در سال 1882 مخلوط کریستالی آهن کربن را کشف نمود.
مارتنزیت (Martensite): به افتخار Adolf Martens(1850-1914) نامگذاری شده است.
وی کارش را در آزمایشگاه مکانیکی رویال در برلین به عنوان مهندس شروع نمود. امروزه یک جایزه مشهور به نام او اهدا می شود.
بینیت (bainite): این فاز به یادبود E.C. Bain شیمیدان آمریکایی نامگذاری شده است.
تاریخچه آستمپرینگ به سال 1930 بر می گردد، زمانی که Grossman و Bain در آزمایشگاه های فولاد ایالات متحده بر روی ارزیابی پاسخ متالورژیکی فولادهای سرد شده با سرعت زیاد از دمای 1450 درجه فارنهایت (788 درجه سانتیگراد) به دماهای متناوبا بالا و نگهداری در این دماها به مدت زمانهای مختلف های در حال کار بودند.
نتیجه تحقیقات آنها چیزی است که ما امروزه به عنوان دیاگرامهای استحاله همدما (Isothermal Transformation Diagram) می شناسیم.
Grossman و Bain با ساختارهای معمول متالورژیکی فریت، پرلیت و مارتنزیت آشنا بودند. چیزی که آنها کشف کردند ساختار دیگری بود که در بالاتر از دمای آغاز تشکیل مارتنزیت (Ms) و پایین تر از دمای تشکیل پرلیت بود.
در فولادها این ساختار شکل ساختارهای سوزنی (بشقابی) با ظاهری پر مانند را داراست. تحقیقات X ray نشان داد که بینیت شامل فریت و کاربید فلزی است.

منبع:http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_8/advanced/t8_4_1.html



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس