دانلود مقاله تکنولوژی چدن

بخشی از مقاله

تکنولوژی چدن

گروه 1 شامل دو دسته است: 1- آلياژ تصفيه شده Rehend 2- 1200، A 1050
آلياژ تصفيه شده (H99, 1198) كه درجه خلوص آنها 90/99 و 99.999% مي‌باشد.
بسته به خلوصشان در ساخت خازن (چگالنده) الكتريكي (باصطلاح فلز اچ شده)، وسايل روستايي‌ها، و براي كاربرهاي دكوري در ساختن بسته‌هاي لوكس (عطريات و آرايشي) فلز معمولاً آبكاري مي‌شود.

آلياژ 1050A داراي خلوص بالاتر از 5/99% مي‌باشد و يكي از گروهاي پرمصرف مي‌باشد.
داراي تلفيق سازش خوبي يعني مقاومت مكانيكي Rm، ظرفيت بر روي تغيير شكل پلاستيك و خاص دكوري مي‌باشد داراي رنج كاربري وسيعي از قبيل: بسته‌بندي، ساختن، ورق‌كاري، لوله براي مبادلهاي حرارتي هدايت كننده‌هاي الكتريكي و غيره مي‌باشد.
آلياژ 1200 داراي خلوص بين وو و 5/99% مي‌باشد و در جائيكه شكل‌پذيري پلاستيكي كافي مدنظر باشد جايگزيني 1050A مي‌شود بسته‌بندي، ظروف آشپزخانه.
گروه 3

آلياژ صنعتي گروه 3 (شكل 1-4) شامل 10105 منگنز مي‌باشد اين آلياژي بطور بارز خواص مكانيكي AL را افزايش مي‌دهد و حداقل استحاكم كششي به ميزان 40-50Mpa بطور تضميني مي‌افزايد در حاليكه شكل‌پذيري به حالت خوب خود باقي مي‌ماند آلياژ 3003 بارزترين آلياژ اين گروه باشد افزودن تا cu20/0% افزايش بيشتري در مقاومت مكانيكي را فراهم مي‌نمايد. و افزايش تا cu 7/0% امكان دست‌يابي به ساختار ريز دانه را فراهم مي‌نمايد.

همانند تمامي آلياژ‌ها اين گروه داراي بيشترين ظرفيت تغيير شكل پلاستيكي در وضعيت مي‌باشد كاربرد اصلي 3003 در ساختمان (آبكاري تابلو- ورق روكش سقف)، ساخت، ورق‌كاري (طبي‌سازي) لوله‌هاي مبدل حرارتي وسايل آشپزخانه و غيره مي‌باشد.
3103 متفاوت از 3003 مي‌باشد كه در آن مس بدون اضافه نمي‌شود.

304 تقريباً 1% منيزيم بدان اضافه شده، در حاليكه تمام خواص 3003 را دارد اندكي خواص مكانيكي بهتري ارائه مي‌نمايد. بطور عمده براي ساخت ظروف غذايي، ظروف آشپزخانه و....
آلياژ 3005 و 3105 دو آلياژي مي‌باشد كه خواص مكانيكي آنها تأمين گرديد كه 4 و 3003 افت پيدا مي‌كند كه در زمينه ساختمان ساخت (توليد)، ورقكاري- روكش حرارتي و...
گروه 5

خواص مكانيكي اين آلياژها با افزايش منيزيم افزايش مي‌يابد (شكل 2-4)
آلياژهاي كار شده به ندرت شامل 5% منيزيم مي‌باشند زيرا با بهترين از اين سطح پايداري آلياژ كاهش پيدا مي‌كنند خصوصاً اگر تحت تاثير حرارت باشد.
نگهداشتن دراز مدت در دماي بالا منجر به رسوب تركيبات بين فلزي در مرز دانه‌ها مي‌شود كه تأثيرات احتمالي آن در بخش 4/6 B بيان شده است.
اگر بسته به كاربرد نياز به عمليات حرارتي باشد. عمليات حرارتي پايدارسازي مي‌تواند بر روي آلياژي كه حاوي mg3% يا بيشتر باشد انجام پذيرد (H321, H116).
اغلب آلياژهاي گروهاي 5 شامل افزودني‌هاي ديگر از قبيل Ti, cr, mg كه افزايش بيشتري در استحكام كششي و يا خواص قطعي از قبيل مقاومت به خوردگي، ؟؟؟/ و ديگر را فراهم مي‌نمايد.

اين آلياژها:
- بسيار مناسب به جهت جو همكاري مي‌باشند به استثناء آن آلياژهاي كه شامل %22-8/1 منيزيم باشد.
- استحكام كششي اتصال بوش تقريباً برابر با فلز پايه در شرايط آئين شده مي‌باشد.
- داراي خواص خوب در دماهاي پايين مي‌باشد.

- داراي مقاومت به خوردگي خوب چه در حالت جوش و چه در حالتي معكوس مي‌باشد.
آلياژ 5005 شامل حدود mg %6/0 مي‌باشد و زمانيكه اندكي بهبود در خواص مكانيكي مورد نياز باشد جايگزين گروه 1200 و A 1050 مي‌شود.
آلياژ 5657 متفاوت از 5005 زمانيكه از فلز پايه 1085 استفاده مي‌كنيم مي‌باشد. بدين معنا كه معروف به كيفيت bright- trime بر روي بسته‌بندي زينتي و به منظور دكوراسيوني كه مدنظر مي‌باشد است.

آلياژ 5154، 5454، 5754 تركيبي از منيزيم از %4 تا 5/2 با اضافه كردن اندكي mn يا cr مي‌باشد كه بطور وسيعي در بخش ساختمان سيم 5154A غالباً بعنوان منع پروچ مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
آلياژ 5086، 5083 حاوي %5 تا 5/3 منيزيم با Mn و cr اضافه شده بالاترين خواص مكانيكي براي تمامي محصولات ناتمام گروه‌هاي 5 كه شامل دماهاي پايئني مي‌باشد را ارائه مي‌نمايد.

مناسب براي جوشكاري و داراي مقاومت به خوردگي عالي خصوصاً در محيطهاي دريايي مي‌باشند. و رشد بسياري در صنايع دريايي و صنايع توليدي دارو
آلياژ 5182 با mg5%-A اما با Fe و Si كمتر تلفيق خوبي بين مقاومت مكانيكي و شكل‌پذيري در شرايط اين را فراهم مي‌نمايد و بعنوان ؟؟؟؟ كننده در ماشين‌هاي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
آلياژ 5019 با Mg %5 به جهتي محدود ويژه از قبيل- سيم پن، بست، گيره، و مصارفي كه با موارد خوراكي در ارتباط مي‌باشد.
گروه 2
افزودني اصلي به اين گروه cu و مقادير كمي Mg و Si مي‌باشد ملاك انتخاب بحراني براي اين آلياژها معمولاً
- استحكام مكانيكي در شرايط Ti
- نرخ انتشار و كم‌ترك در شرايط
- مقاومت حرارتي و بدون

آلياژهاي اين گروه يا در شرايط T4 يا T6 يا T8 مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
آلياژ A2017 (سابقاً به دور ؟؟؟ ناميده مي‌شد) استحكام كششي متوسطي با قابليت ماشين‌كاري خوب فراهم مي‌نمايد و بطور گسترده كاربردهاي مكانيكي (بعنوان اكسترونون با قره ضخيم) مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

آلياژA 202 با مقدار درصدر Mg بالاتر نسبت به A2017 با خواص مكانيكي خوبي تا ضمن شكست خوب و مقاومت به اشاعه ترك خوب گسترش پيدا نموده است و بطور عمده در ساخت هواپيما بعنوان ورق در اندازه‌هاي ورقهاي نازك و ضخيم (شرايط T351) و بعنوان اكسژترن مورد استفاده قرار بگيرد.
- آلياژ 2014 با مقدار Si بالاتر (0.5-102y) خصوصاً داراي خواص مكانيكي بالا در شرايط T6 مي‌باشند.
- اين آلياژ براي ساخت هواپيما و صنايع مكانيكي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
- آلياژ 3214 متفاوت از 2014 كه دوري آهن كمتر مي‌باشد كه شكست آن بهبود مي‌يابد و مقاوم به اشباع ترك در ورقهاي ؟؟؟ براي ساخت هواپيما مي‌شود.
در محصولات ضخيم آلياژ 2024 در شرايط T8 يك سطح خوبي از استحكام مكانيكي و مقاومت به خوردگي بين دانه‌اي رضايت‌بخشي در محصولاتي با ضخامت كمتر از mm10 را فراهم مي‌نمايد.

كرنش سختي پايين كويچ و ؟؟؟ مصنوعي منجر به افزايش استحكام مكانيكي (در شرايط T8) مي‌شود
كاربرد اصلي اين آلياژ در هوانوردي و تسهيلات نظامي مي‌باشد.
افزودنيهاي اضافي آهن، Ni، Mn و V خواص مكانيكي در So بين 300-100 را افزايش مي‌دهد.
اينها آلياژ 2219، A2618 مي‌باشند كه در شرايط T6 پايداري خوب و مقاومت به خزشي تا 150-100 را فراهم مي‌نمايند. آلياژ 2219 داراي بالاترين مقدار مس (cu%6) بعلاوه mm مي‌باشند.

كرنش سختي بعد از كوئيچ، خواص مكانيكي اين آلياژ را در شرايط T8, T6, T3 مي‌باشد و داراي چندين خواص جانبي مي‌باشند از قبيل
مقاومت به خزش و استحكام كششي تسليمي در محدوده 300-200
خواص مكانيكي در دماهاي؟؟
جوشپذيري قوي Tic, Mc

مقاومت به تنش خوردگي در شرايط T6
مورد استفاده قرار مي‌گيرد براي ساخت مخازن ؟؟؟ براي لانچر هوايي موشك،
سرانجام، اضافه كرد سرب، يا ؟؟؟ استعداد (پتانسيل) خوبي براي ماشين‌كاري به خاطر خرد كردن براده‌هاي تراشكاري ارائه مي‌نمايد. كه اين موضوع در رابطه با آلياژ كردن 2011و 2030 مي‌باشد.

مي‌بايستي يادآوري شود كه باستثناء 2219 اين آلياژها نمي‌توانند توسط تكنيكهاي متداول Mic , Tic جوشكاري شوند. بعلاوه مقاومت به خوردگي ضعيف مي‌باشد و بنابراين نيازمند اين است كه اگر در محيطهاي مرطوب مورد استفاده قرار گيرند محافظت شوند.
1- كاربرد الكتريكي- صنايع شيميايي
2- در صورت عمليات حرارتي صحيح استحكام بالا
مقاومت به خوردگي پايين لذا براي حل اين مشكل  clod كردن با Al خالص و يا آلياژهاي مخصوص
اين آلياژهاي امنيتي در صنايع هواپيمايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
گروه 3- مقدار Mn تا ؟؟/ محدود مي‌شود.
استحكام متوسط

و به سهولت مي‌توان بر روي آن كار انجام داد.
گروه 4-
Si غير اصلي آن مي‌باشد.
و به جهت كاهش نقاط ذوب به اندازه كافي مي‌توان بدان Si اضافه نمود.
مناسب براي Bra ze
گروه 5
Mg غير اصلي
استحكام متوسط
خصوصيات ذوب جوشكاري

مقاومت خوب
اما مقدار كار ؟؟؟ مي‌بايست محدود شود.
گروه 6-
مقاومت به ؟؟؟ خوب
گروه 7
استحكام بالا
پاين‌ترين دانسيته در بين گروهاي Al  صنايع هواپيمايي
تأثير آلياژ cu-Mg

در موقع انتخاب filler براي آلياژهاي Al- cu و Al- mg به هم مي‌بايستي نمود
زيرا كه با تركيب شدن اين دو فلز با هم دماي يوتيك كاهش مي‌يابد كه جوشپزيري را كاهش مي‌دهد.
فاكتورهاي جوشپزي
تركيب شيمايي مهمترين پارامتر بر روي جوشپزيري مي‌باشد
اكسير

صلاحيت گليكوژن منبع چربي رطوبت گروه بسيار حساس به تشكيل اكسيد هيدرات مي‌باشد لذا Filler بايد در تجاي مرطوب نگهداشته شود.
خصوصيات حرارتي
انتخاب آلياژ filler
زمان انتخاب filler مي‌بايستي كاركرد قطع مدنظر باشد در حاليكه چندين filler امكان جوش دادن قطع مسير است ولي بايد بهينه‌ترين گزينه را انتخاب كنيم كه اصلي‌ترين فاكتورهاي اين انتخاب به شرح ذيل مي‌باشند.
سهولت جوشكاري يا عاري از ترك بودن

استحكام كششي يا برشي جوش
انعطاف‌پذيري جوش
دماي كاركرد قطعه
عدم تغيير رنگ بين جوش و فلز يا به بعد از اناليز
حساسيت ترك جوش
در اغلب كاربردها سهولت جوشكاري از اولين مداخلات مي‌باشد. معمولاً گروهاي عملياتي حرارتي ناپذير مي‌توانند با فيلتري كه تركيب آن مشابه فلز پايه باشند جوشكاري گردند. در بعضي موارد همانطور كه در جدول 6 يا نشان داده شدهف يك مقدار كمي زا grain refiner از قبيل Ti به آلياژ filler اضافه مي‌شود و حساسيت به ترك را در حين جوشكاري به حداقل برساند.

براي مثال فيلترهاي 55 و 555 براي فلز پايه خود بكار مي‌روند باستثناء اينكه فيلتر بودن اضافه شده است حساسيت به ترك با تأثير گذاشتن بر تركيب جوش به سهولت كنترل مي‌شود و اين امر توسط انتخاب صحيح آلياژ فيلتر و اطمينان از Dilution ميلر در جوش حاصل مي‌شود
اغلب اين آلياژها حساسيت به ترك را كاهش مي‌هند.

علي رغم محدوده انجماد پايين اين آلياژ گروه 4 عدم حساسيت به ترك عالي را مهيا مي‌نمايد اما قابل كاربرد در تمامي گروهاي Al نمي‌باشد.
بدليل تشكيل مقاير زيادي ترد، فيلتر آلياژ 4 براي جوشكاري گروه 7 كه داراي مقادير قابل توجهي Mg مي‌باشد غيرقابل كاربرد مي‌باشد.
جدول 7 فيلتر پيشنهادي براي فلزات پايه گوناگون را نشان مي‌دهد.

آلياژها عمليات حرارتي پنير اندكي به دليل متالوژيكي و حساسيت hot short پيچيده مي‌باشد.
با اجازه دادن تركيب دادن با نقطه ذوب پايين فيلتر با فلز پايه فلز پايه زودتر از جوش منجمد شد تنشهاي در فلز پايه در حين شرايط hot short به حداقل مي‌رسد و تمايل به ترك بين دانه‌اي بشدت كاهش مي‌يابد.
طبق جدول 8 داريم: (بنابر آزمايشات)

1- آلياژ گروههاي 1 خلوص بالا و 3003 با فيلر base خودشان به سهولت قابل جوشكاري مي‌باشند.
2- آلياژ 2215 بهترين جوشپزيري را در گروه 2 از خود نشان داده و بسهولت 2319و 4043و 4145 جوشكاري مي‌شود
3- فيلتر 4145 حداقل حساسيت به ترك در جوش را در گروه 2

حساسيت به ترك جوشهاي آلياژ: Al mqs زمانيكه مقدار Mg جوش به بيش از %2 افزايش پيدا كند كاهش مي‌يابد.
فيلتر كه داراي منيزيم بالا مي‌تواند براي جوشكاري AlMg كار شده و ريخته شده با استفاده از قوي گازي محافظ مورد استفاده قرار گيرند.
گروه 6 اغلب به سهولت توسط از قبيل 4043، 4047 جوشكاري كرد.

با وجود اين فيلترهاي AlMg مي‌تواند بطور رضايت‌بخشي براي گروه 6 coppor – beare بكار رويد اين در حالي است كه نياز به استحكام برش بالاتر و انعطاف‌پذيري جوش مدنظر باشد.
گروه 6 را نمي‌توان با آلياژ پر كننده مشابه base خود و بدون filler استفاده كرد زيرا باعث ايجاد ترك مي‌شود.
آلياژ 6 را اغلب پخ زني و يا فاصله يعني آنه مي‌گذرند تا بتوانند Dilution زيادي از فيلتر بگيرند.
گروه 7 – حساسيت به ترك در رنج وسيعي از خود نشان مي‌دهند.

آلياژهاي 7005 و 7039 با كمتر از 1% داراي رنج ذوب محدود مي‌باشند و به سهولت مي‌توانند با فيلترهاي يا بالايي مي‌باشند جوشكاري شوند.
آلياژ‌ گروه 7 داراي مقادير قابل توجهي از مس مي‌باشد از قبيل 7075، 7178 كه داراي محدود ذوب و دماي پايين مي‌باشند و بي‌نهايت مستعد به ترك در حين جوشكاري قوي مي‌باشند.

به غير از شرايطي كه در آن قطعه آيين شده باشد حرارت جوشكاري منطقه مجاور جوش را نرم مي‌نمايد
در اغلب جوشهاي شياري منطقه استحكام اتصال جوش داده شده را كنترل مي‌كند.
براي آلياژها آلومينيم غيرقابل عمليات حرارتي منطقه مجاور جوش بطور كامل مي‌شود.

چند ثانيه در دماي بالاي بطور كامل تمامي اثرات كار سختي را بميزان در تمامي جهات جوش از بين مي‌برد.
روش جوشكاري و انتخاب پروسه جوشكاري ذوبي داراي تأثيرات اندكي بر استحكام كششي عرضي جوشهاي شياري گذاشته بلكه صرفاً تأثير بر عرض مي‌گذارند.
خواص مكانيكي جوشهاي شياري عمليات حرارتي ناپذير در جدول 8 داده شده است.

آلياژ عمليات حرارتي پذير براي تكميل شدن نيازمند ماندن بمدت 2 تا 3 ساعت همراه با خنك شدن آرام مي‌باشند.
اين عمل در حين جوشكاري اتفاق نمي‌افتد و HAZ شامل چندين مرحله انحلال و درجه هاي متفاوت رسوب بسته به شرايط حرارتي مي‌گردد.
درجه نرم شدن در HAZ كاملاض حساس به جهت رسيدن به دماي ماكزيمم در موقعيت (مكان) مشخص بعلاوه زمان ماند در آن درجه حرارت مي‌باشد.
پارامترهايي از قبيل دماي پيش گرمايي، خنك كردن اين پاسي، حرارت دماي از پروسه اتصال و تكنيك جوشكاري و نرخ خنك كردن تمامي بر شدت نرم شدن تأثير داشته كه نتيجه جوشكاري آلياژهاي آلومينيوم حرارتي‌پذير مي‌باشد.

پيش گرمايي، عدم خنك شدن بين پالسها آهسته خنك شدن، پايين جوش موجي تمامي دماي، پيك را افزايش داده و دماي و اطراف را افزايش مي‌دهد از اين رو خواص مكانيكي HAz را كاهش مي دهد.
آلياژ گروه 7 عمليات حرارتي پذير 7005 و 7039 حداقل حساسيت بر اين متغايرات هستند در دماي اتاق بمدت هفته متعارف عمليات جوشكاري مي‌شوند استحكام بالا بدون عمليات حرارتي بعد از جوش را فراهم مي‌كنند. نمونه خواص مكانيكي براي جوشها شياري آلومينيوم حرارتي‌پذير در جدول 9 آمده شده است.
براي جوشكاري 6061 از فيلتر 46043 آماري mg بالاتر است به جهت افزايش استحكام استفاده مي‌شود و با عمليات حرارتي كامل هميشه عملي نيستند زيرا كه كوئيچ سريع از دماي بالا مي‌تواند سبب پيچيدگي جوش مونتاژ گردد.

آلياژ گروه 7 عمليات حرارتي پذير 7005 و 7039 دماي حداقل حساسيت به اين متغيرات هستند و در دماي اتاق بمدت هفته مقاومت عمليات جوشكاري مي‌شوند استحكام بالا بدون عمليات حرارتي بعد از جوش را فراهم مي‌كنند.
فيلتر عمليات حرارتي پذير 2319 بالاترين استحكام را براي آلياژهاي 2014 و 2219 فراهم مي‌نمايد.
آلياژ ريختگي عمليات حرارتي پذير اغلب و جوشكاري‌شان با fillor اين كه تركيب شيميايي مشابه فلز پايه دارند انجام مي‌شوند و مي‌توانند براي استحكام مطلوب عمليات حرارتي شوند.
براي جوشكاري آلياژ 6061 از فيلتر 4043 استفاده مي‌شود و بعد از عمليات حرارتي استحكامي را مي‌دهد.
براي جوشكاري ضخامتهاي بالاتر از آن فيلتر 4643 آكادمي بالاتر است.

اين آلياژ منيزيم بالا زمانيكه تحت عمليات حرارتي رسوبي در مدت زمان نسبتاً زيادي تحت شرايط استرس بالا قرار مي‌گيرند مستعد به ترك‌خوردگي ناشي از تنش Scc مي‌گردند.
بدليل اينكه مي‌تواند براي بسياري از فلزات پايه مورد استفاده قرار گيرند، بالاترين استحكام فلز جوش مي‌تواند مزيت اقتصادي را در بعضي كاربردهاي فراهم نمايد.
انعطاف‌پذيري جوشهاي آلومينومي براي آلياژهاي غير عمليات حرارتي پذير از آلياژ مشابه استفاده نمي‌باشد.
جوشكاري آلياژهاي Al- Zn- Mg- cu از قبيل 7075 و 7178 داراي انعطاف‌پذيري خيلي كمي مي‌باشند كه اين امر حساسيت به ترك را هنگام جوشكاري قوي افزايش مي‌دهد و معمولاً استفاده نشان را براي كاربردي قوي منصرف مي‌نمايد.

آلياژها گروه‌هاي 7 كه حاوي مس كمي مي‌باشد از قبيل 7005 و 7039 انعطاف‌پذيري جوش خوبي با فيلترهاي 5183 و 5356 و 5556 از خود نشان داده اند .
انعطاف‌پذيري پايين در منطقه ذوب جوش هنگام اتصال يك آلياژ حاوي Si بالا (از قبيل 356.0 ريختگي) به يك آلياژ حاوي منيزيم بالا از قبيل 5038 امتحان گرديد.