بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
فولادهای پر آلیاژ
1-3 مقدمه:
تولید فولادهای پر آلیاژ باید به نحوی انجام شود که بهترین بازیابی ممکن آلیاژها بطریقی کاملاً‌اقتصادی بدست آید. قیمت مواد خالص یا فرو آلیاژها با قراضه آلیاژی بالا استٰ‌ٰٰٰٰ بنابراین از آنها فقط در موارد ضروری باید استفاده شود. گرچه ذوب قراضههای آلیاژی ارزانتر تمام میشود ولی آنها را باید از یکدیگر تفکیک و مجزا نمود تااینکه از آلیاژهای موجود فقط در صورت نیاز استفاده شود نه اینکه با شارژ کردن بیش از حد معین به هدر بروند. بدلایل اقتصادی یک کارخانه ذوب فلز که در آن فولادهای آلیاژی تهیه میشود. باید از تمام قراضه برگشتی خودش نیز استفاده کند. این کار در مورد فولادهای با منگنز بالا وکوره‌هایی که ذوب در آنها فقط با آستر اسیدی انجام میشود عملی نیست که این مورد هم بندرت پیش می‌آید.
اسلاید 2 :
معمولاً فولادهائی که دوباره ذوب میشوند در مقایسه با فولادهائی که از شارژهای فلز خالص و فر و آلیاژها بدست می‌آیند نامرغوبتر می‌باشندٰٰٰٰٰٰٰ مگر اینکه یک شارژ برگیزده به کار رود یا روش تصفیه به کار گرفته شود. ارزش نیکل در فولاهای کرم نیکل دارٰ موجب گسترش روش جوشش سنگ معدن و سپس شیوه تصفیه با اکسیژن شده است ولی گسترش فرایند مشابه در مورد فولادهای منگنزدار آستنیتی دیرزمانی نپائیدٰ چون ارزش قراضه در درجه پائین‌تری قرار داشت.
امروزه روشهای ذوب متفاوتی برای تولید فولاد آلیاژی به کار میروند. هر کارخانه روشی را درپیش میگیرد که به نظرش بهترین راه تهیه برای فولاد مخصوصی است. تنها گروهی از کارخانجات تا حدودی از روشهای ذوب استاندارد پیروی می‌کنند. در این فصلٰ به بعضی از روشهایی که برای تهیه فولادهای پر آلیاژبه کار میروند اشاره میشود.
Ore boling
اسلاید 3 :
اساساً سه روش اصلی برای تهیه فولادهای پر آلیاژ وجود دارد. روش اول در این روش از مواد بکر یعنی قراضه آهن خالص یا فولاد کربنی به عنوان مبنا استفاده می‌گردد و عناصر آلیاژی به صورت خالص با فروآلیاژها به آنها اضافه میشود. این روش گرانترین روش میباشد زیرا قیمت مواد آلیاژی با قراضه آهن خالص بالا است.
روش دوم در این روش قراضههای آلیاژی برگشتی که از ذوبهای دیگر به دست می‌آیند. دو مرتبه ذوب میشوند در این صورت لزوم مقداری از آلیاژها نیز به این مواد اضافه میشوند. تا شرایط مورد نظر حاصل گردد. غالباً فولادی که با این روش تولید میشود از روش اول نامرغوبتر است و ممکن است مشکلاتی به سبب جذب گاز درحین عمل ذوب پدید آید.
اسلاید 4 :
روش سوم در این روش تصفیه قراضههای برگشتی تصفیه میشوند و با ایجاد جوشش کربن همراه است چون از این طریق گازهای محلول از محیط خارج میشوند و معمولاً مرحله بازاریابی را بدنبال دارد که در این هنگام بعضی از آلیاژها که به سرباره منتقل شده‌اند به مذاب برگشت داده میشوند تا کمبودهای موردنظر جبران شود. به این ترتیب خواص فولاد حاصل مشابه با خواص فولادی است که از بار تازه بدست می‌آید. در جدول (1-3) نشان داده شده است که با این روش و در مقایسه با به کار بردن بار تازه به میزان قابل ملاحظه‌ای صرفه جوئی میشود. البته این مقایسه نمی‌تواند زیاد صحیح باشد چون پیش‌بینی‌های لازم برای فرسایش بیشتر مواد دیرگداز زمان ذوب و غیره نشده است.
اسلاید 5 :
قبل از بحث درباره روشهای گوناگون تصفیه لازم است به نظریه‌هائی که این روشها بر پایه آنها بنیان گذاری شده‌اند توجه شود. نمودار الینگهام برای تشکیل اکسیدها (شکل 1-3) انرژیهای آزاد را از لحاظ نظری برای تشکیل اکسیدها در درجه حرارتهای مختلف نشان میدهد.
Ellingham diagram
اسلاید 6 :
جدول (1-3)- مقایسه هزینه تولید فولاد زنگ نزن حاصل از مواد تازه برگشتی که توسط اکسیژن تصفیه شده است.
اسلاید 7 :
هر چقدر این انرژی آزاد (Fٰ) منفی‌تر باشد اکسید پایدارتر است. از این رو وقتی مخلوطی از فلزات در معرض اکسید شدن قرار گیرند (در حالی که در مورد مخلوط عناصر و اکسیدها وضعیت فرق میکند) در این حالت یک عنصر اکسیدی را که انرژی آزاد منفی کمتری دارد احیا کرده و به صورت عنصر بنیان آن در می‌آورد. مثلاً سیلیسیم Cr2o3 را احیا کرده cr تولید میکند. فاصله بین دو خط در نمودار نشان دهنده اختلاف انرژی آزاد است یا به عبارت دیگ نیروی محرکه حاصل از واکنشهای اکسیداسیون و احیا میباشد. هرچه نیروی محرکه زیادتر باشد واکنشها با سرعت بیشتری انجام می‌گیرند با اینکه در یک مدت زمان معین به شرایط تعادل نزدیک‌تر میشوند.
اسلاید 8 :
شکل (1-3)- انرژیهای آزاد در شرایط استاندارد برای تشکیل اکسیدها (نمودار الینگهام) اانرژی آزاد حاصل از اکسیداسیون کربن که طی آن کربن به منواکسید کربن تبدیل میشود با اازدیاد درجه حرارت منفی‌تر میشود و به عبارت دیگر co پایدارتر میشود. این عمل عکس دیگر واکنشهای اکسیداسیونی است که طی آنها درجه حرارت زیاد سبب تجزیه اکسید به صورت فلز و اکسیژن میشود. بنابراین در درجه حرارتهای بالاتر اکسیداسیون کربن یا احیای اکسیدهای فلزی توسط کربن درجه اول انجام میشود. این موضوع را میتوان با ذکر مثالی از کرم روشن ساخت. خطوط مربوط به واکنشهای ؟ در شکل (1-3) یکدیگر را در حرارت 1200 درجه سانتیگراد قطع می‌کنند. در این درجه حرارت مخلوطی ازCٰ،Co،Cr،Cr2o3 اکسید درمی‌آید و کربن هم Cr2O3 را احیا میکند و یا با اکسیژن آزاد ترکیب میشود. درجه حرارتهائی که فولاد در آنها تولید میشود از یکدیگر بسیار مجزا شده‌اند. در این صورت ساده‌تر این است که کربن اکسید شود ولی کرم با ازدیاد درجه حرات به صورت فلزی باقی بماند.
اسلاید 9 :
نمودارهای الینگهام فقط تحت شرایط تعادلی دقیق‌تر هستند یعنی زمانی که وقت کافی برای اانجام واکنشها وجود داشته و مقدار مواد شرکت کننده در واکنشها مولار باشد (یعنی وزن معادل شیمیایی) در کار تجارتی این شرایط هرگز به دست نمی‌آید ولی این شرایط امکان انجام واکنشها را نشان میدهند هرچند که غلظتهای نهائی که قبلاً بدست می‌آیند آن حدی نیستند که در آنها تعادل ایجاد گردد با این حال نمودارهای الینگهام مبنایی برای فرآیندهای تصفیه توسعه تجارتی می‌باشند.
اسلاید 10 :
فروآلیاژها می‌توانند حاوی مقادیری از گاز باشند. بنابراین به هنگام تولید فولادهای پر آلیاژ که فروآلیاژ مشخص را به مقدار لازم به مذاب اضافه می‌کنند این امکان وجود دارد که مشکلاتی بر اثر ایجاد تخلخل در قطعات ریختگی نهایی بروز کند. تجزیه گاز در درجات و اانواع گوناگون فروآلیاژها نشان داده است که محتوی گاز از یک گروه به گروه دیگر فرق میکند اما به طور کلی درجات ظریف‌تر بیشترین مقدارگاز را دارند. نمونه‌ای از مقادیر گاز برابر ؟ و ؟ برای فروسیلیسیم درشت و برابر ؟ و ؟ برای نوع ریز(1)می‌باشند. مقدار زیادتر ااکسیژن احتمالاً‌به سطح بزرگتر قطعه که قسمتی از آن اکسید شده یا گاز را از هوا جذب کرده نسبت داده میشود. از درجه حرارتهائی که در آنها گاز محلول متصاعد میشود چنین بر می‌آید که چنانچه فروآلیاژها قبل از اضافه شدن به حمام مذاب پیش گرم شوند محتوی گاز مذاب به مقدار قابل توجهی کاهش یافته زمان ذوب کوتاهتر می‌گردد. در نتیجه بهره‌برداری از روش تصفیه قراضه آلیاژی گاز موجود در مذاب به هنگام تخلیه کمتر از مواقعی است که شارژهای تازه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
