دانلود گزارش کار بررسی ریزساختار چدن خاکستری شامل بخش تئوری و عملی به همراه بحث و نتیجه گیری و منابع
تعداد صفحات : 11
فرمت فایل دانلودی : PDF
قسمتی از متن ابتدایی :
الف)تئوری
مقدمه:
چدن خاکستری (Gray Cast Iron) سیال ترین آلیاژ آهنی بوده و مقاطع پیچیده و نازک را می‌توان از آن تولید کرد. اگر ترکیب شیمیایی چدن در گستره چدن خاکستری و آهنگ انجماد مناسب و درستی باشد، کربن موجود در آهن به هنگام انجماد جدا شده و رشته‌های گرافیتی را تشکیل می‌دهند(شکل زیر). این چدنهادر سختیهایی که مقاومت به سایش خوب دارند دارای تراشپذیری عالی هستند. سطح شکست چدن خاکستری به رنگ خاکستری دوده‌ای است و از این رو چدن خاکستری نامیدهمی‌شوند.
چدن خاکستری دارای ویژگی‌های متعدد و مفیدی بوده و برای ریختهگری در اشکال پیچیده و در ابعاد کوچک و بزرگ هنوز مورد علاقه مهندسان طراح میباشد. امروزه، به علت ارزانی و سادگی انجام کار، حدود 75% وزنی تمام قطعات ریختگی از چدن خاکستری است. در این نوع چدن، گرافیت رشته‌ای موجب ایجاد خواص ویژه‌ای مانند؛ تراشپذیری عالی در سختیهایی که مقاومتسایشی بالاست، مقاومت به خوردگیسایشی با روغنکاری محدود، و قدرت جذب ارتعاش عالی میشود. وقتی استحکام فشاری، پایداری ابعاد، و قرار گرفتن دقیق تحت تنش مورد نیاز باشد، چدن خاکستری با فولادهای پر استحکام قابل مقایسه است. مقدار، اندازه، شکل و پراکندگی گرافیت یا کاربید، مبانی اصلی تعیین کننده خواص استحکامی چدنهای خاکستری میباشند و کنترل آنها اهمیت زیادی در تولید چدن خاکستری دارد. ساختار گرافیت در چدنهای خاکستری ممکن است در اثر تغییرات ذوب، جوانهزایی، سرعت انجماد و تاثیر بعضی از عناصر هر چند جزیی تغییر زیادی پیدا کند. گرافیت میتواند به صورت ورقه های درشت یا ریز به صورت پراکنده بهوجود آید.
اثر عناصر آلیاژی بر چدن خاکستری
سیلیسیوم: در بین عناصر آلیاژی قویترین عامل گرافیتزا به شمار میرود. این عنصر احتمالا با آهن ترکیب Fe3Si تشکیل داده و از خود، گرافیت آزاد به جای گذاشته که بیشترین مقدار موثر آن حدود 3% است.
نیکل: نیز به گرافیته شدن کمک میکند ولی تاثیر آن تنها به اندازه نصف تاثیر سیلیسیوم میباشد. نیکل وزن مخصوص چدن را زیاد کرده و از میزان تخلخل آن به نحو قابل توجهی میکاهد. نیکل همراه با کمی سیلیسیوم با تغییر ساختار پرلیت درشت به پرلیت ریز و نهایتا به مارتنزیت، زمینه چدن را به طور یکنواخت سخت و مقاوم میسازد، به ریز شدن دانه کمک کرده و پراکندگی گرافیت را در یک حالت بسیار ریز افزایش میدهد و در نتیجه استحکام و سختی را بهبود میبخشد. این عنصر در ترکیبات چدن با عناصری نظیر کروم جهت حصول یکنواختی ریختهگری قطعات با ضخامت متغیر، کاربرد وسیعی دارد.
کروم: کاربیدهای پایداری تشکیل داده و به تشکیل پرلیت لایه ای و سخت تر کمک میکند. بنابراین استحکام، سختی و مقاومت به فرسایش را افزایش میدهد. در مقادیر 1.5-1 درصد مقاومت به نرم شدن و اکسیده شدن را زیاد میکند و از گرافیته شدن قسمت های نازک تر جلوگیری میکند.
مولیبدن: هنگام سرد کردن، سرعت تبدیل آستنیت به پرلیت را کاهش داده و در نتیجه پرلیت بسیار ریزی تشکیل میدهد که به نحو قابل توجهی استحکام، سختی و عمر خستگی را زیاد میکند. مولیبدن موثرترین عنصر آلیاژ دهنده برای افزایش استحکام چدن بوده و یکنواختی ساختاری در قطعات سنگین را زیاد میکند و سختی پذیری را بهبود میبخشد.
مس: تشکیل گرافیت را تسریع میکند ولی فقط حدود یک پنجم قدرت گرافیت کنندگی سیلیسیوم را دارد، مقاوم کننده متوسط زمینه چدن بوده و نقاط سمنتیتی حجیم را تجزیه میکند. سختی چدنهایی را که خاصیت تبریدی زیادی دارند کم میکند ولی در چدنهای خاکستری معمولی باعث افزایش سختی، مقاومت به سایش و خوردگی میشود.
وانادیم: به نحو موثری به ریزتر شدن ذرات چدن کمک کرده و سختی چدن و پایداری کاربید را زیاد میکند. همچنین سختی تبریدی، سفتی و مقاومت به سایش را افزایش میدهد.
فسفر: که مقدار آن در چدن خاکستری اصولا بین 0.8-0.02% میباشد. فسفر سیالیت ذوب را افزایش میدهد و در مقادیر بالاتر از 0.15% اغلب به صورت اجزای یوتکتیک (استدیت) با نقطه ذوب 980-950 درجه سانتی گراد یافت میشود. به علت وضعیت جدایی یا تفکیکی استدیت معمولا الگوی سلولی با مشخصه اندازه سل یوتکیتیک که در طول انجماد توسعه پیدا میکند به خود میگیرد. مقدار فسفر اضافی سبب افزایش سختی و استحکام کششی میشود و شکنندگی چدن ها به علت تشکیل استدیت بالا میرود.
ترکیب شیمیایی مذاب و سرعت سرد شدن مبنای اصلی در تعیین خواص چدن خاکستری میباشد. چدن های خاکستری با نام آلیاژ آهن-کربن-سیلیسیوم-فسفر شناخته میشوند و هر کدوام این عناصر روی ساختار میکروسکوپی خواص مکانیکی و سختی اثرات مهمی دارند. با افزایش میزان کربن در مذاب، استحکام و سختی قطعه ریختگی کاهش مییابد زیرا مقدار گرافیت بیشتر و اندازه آن درشت تر میشود. از طرف دیگر، نگهداری ذوب در دماهای بالا و یا دماهای ریختهگری به علت تاثیر روی نوع، شکل و پراکندگی گرافیت، اثرات قابل توجهی بر خواص مکانیکی قطعه ریختگی دارد.
