بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
عیوب ریخته گری
Casting defects
عیوب متالورژیکی
Metallurgical defects
اسلاید 3 :
Material Engineering
Casting
تعریف عیوب ریخته گری
به کلیه نارسایی ها و نواقصی اطلاق میگردد که از فقدان کامل محاسبات علمی و فنی، 000تکنولوژی،انتخاب غیر صحیح مواد،عدم کنترل فرآیندو تجهیزات نامناسب، حاصل شده و قطعه یا قطعات را در محدوده ی خارج از استاندارد پذیرش قرار میدهد.
اسلاید 4 :
Material Engineering
Casting
باتوجه به اينكه مرحله ذوب وانجماد درفرآيند ریخته گری مهمترین بخشی است که با متالورژی ارتباط پيدا مي كند؛عيوب متالورژيكي به عيوبي اطلاق مي گردد كه در مرحله انجماد به وجود مي آيند.
عیوب متالورژیکی
اسلاید 5 :
اهمیت متالورژی در بررسی عیوب
با توجه به تنوع فلزات وآلیاژها و در نتیجه تنوع نوع و دامنه انجماد نمی توان انتظار داشت که هر عامل ثابت در تمام فلزات و آلیاژها عیوبی یکسان و مشابه وهرعیب مشابه، اثراتی یکسان وثابت ایجاد نماید. بنابراین تحلیل عیوب مستلزم آگاهی کامل بر مبانی متالورژیکی میباشد.در این مورد توجه شما را به دو مثال زیر جلب میکنیم :
مک های گازی در فولادها عموما از اکسیژن و نسبت اکسیژن به کربن ناشی میشوند در حالیکه در آلیاژهای آلومینیم مک های گازی محصول حضور هیدروژن میباشند.
آخال در فولادها و فلزات غیر آهنی نقش حساسی در تقلیل خواص مکانیکی دارند در حالیکه در چدن های خاکستری به دلیل نوع ساختار از اهمیت کمتری برخوردارند.
اسلاید 6 :
نقایص قطعات ریختگی که هنگام انجماد پدید می آید:
نقایص اتمی
نقایص ماکروسکوپی
نقایص اتمی
این نوع نقایص شامل حفرهها ، بین نشینها ، نابجاییها و . میباشد.
نقایص ماکروسکوپی
این نوع نقایص شامل نقایصی میشود که در اثر انجماد بوجود میآیند و به اندازهی کافی بزرگاند که با چشم غیر مسلح دیده میشوند در ادامه تعدادی ازاین نوع نقایص را بررسی میکنیم .
اسلاید 7 :
حفرههای انقباضی
همهی فلزهای مذاب بجز معدودی از آنها در اثر انجماد منقبض میشوند. این کاهش حجم ممکن است حدود 6% باشد. در قالبی با طراحی مناسب و امکان رسیدن مذاب به قسمتی که دیرتر منجمد میشود ، انقباض حجمی مسئله جدی بوجود نمیآورد ولی اگر ابتدا پوسته و قسمت بیرونی منجمد شود، کاهش حجم قسمت درونی درهنگام انجماد منجرب پیدایش حفرههای انقباضی و بویژه در مقطع میانی میشود.
راه حلهای پیشنهادی
از تغییرات ناگهانی ضخامت و ترکیب مقاطع نازک و ضخیم اجتناب کرد.
در قطعات با مقاطع ضخیم از تغذیه مناسب استفاده شود.
اسلاید 8 :
مکها
این نوع ازعیوب حاصل محاصره شدن گازها در داخل قطعه ریختگی هستند از آنجا که گازها در فلز مایع محلول تراند تا درفلز جامد، لذا گازهای حل شده ممکن است طی انجماد آزاد شوند و مکها را ایجاد کنند همچنین ممکن است در اثر واکنش فلز مایع با مواد فراری مانند رطوبت در قالب گاز تولید نماید.
وجه تمایز مکها با حفرات گازی
تعداد آنها بسیار زیاد است.
از حفرات انقباضی کوچکترند.
شکل مدوری دارند.
اسلاید 9 :
ایجاد هواکشهای مناسب
پرهیز از متراکم کردن بیمورد ماسهی قالب
اسلاید 10 :
ترک های گرم
برای تعریف ترک گرم نیاز هست ابتدا رفتار تنشی یک میله فلزی در حین انجماد و تبدیل به جامد را تا رسیدن به دمای محیط بررسی کنیم.
اسلاید 11 :
در این مرحله ترک گسترش نمییابد زیرا به سرعت
توسط مذاب پرمیشود.
مذاب حاوی مقداری فاز جامد(مذاب زیاد، جامد کم )
در این مرحله نیز مذاب کافی برای پر کردن هر پارگی
احتمالی در دسترس است.
مذاب در مراحل نهایی انجماد ( مذاب کم، جامد زیاد )
در این مرحله طی انجماد، شبکه به هم پیوستهای از بلورهای جامد بوجود میآید که دارای استحکام نسبی است یعنی فلز بصورت هم سیما ( coherent ) درمیآید. برای فلزات و آلیاژها با الگوهای انجمادی مختلف، زمان رسیدن به این مرحله بعد از انجماد 50 تا 90% کل مذاب تخمین زده شده است.
کاملا مذاب
اسلاید 12 :
حال با توجه به مطالب گفته شده عیب بوجود آمده را به دلیل اینکه در محدودهی خاتمه انجماد یا کمی بالاتر از آن بوجود میآید، ترک گرم مینامند.
بنابراین تلفیق دو عامل است که باعث ترک گرم میشوند :
فلز در حالت هم سیما با حضور لایههای نازک مذاب
تنش کششی کافی
و اما تعریف ترک گرم
دراینجا فیلمهای مذاب هنوز وجود دارند و ساختار تحت تنشهای خیلی کم هم پاره میشود و حجمهای پراکنده مذاب قادر به پرکردن پارگیهای ناشی از تنش نیستند.
اسلاید 13 :
از عواملی که باعث ایجاد تنش در فلز یا آلیاژ ( بخصوص در مرحله سوم ) میشود به موارد زیر میتوان اشاره کرد:
انقباض قطعه در اثر تبدبل مذاب به جامد ( تنش حرارتی )
در این مورد نکات زیر قابل تأمل اند :
انتظار میرود فلزات خالص و یوتکتیکی با توجه به ثابت بودن دما در مرحله نهایی انجماد و در نتیجه عدم وجود تنش کششی ناشی از انقباض جامد نسبت به آلیاژهای با دارمنهی انجماد طولانی، حساسیت کمتری در مقابل ترک گرم داشته باشند.
هرچه دامنهی انجماد آلیاژ( محدودهی دمایی انجماد ) باریکتر باشد، نسبت به ترک گرم حساسیت کمتری دارد زیرا در فاصله دمایی بسیار کوچکی ساختار به هم پیوسته ( هم سیما ) وجود خواهد داشت.
منابع تنش
اسلاید 14 :
اختلاف انقباض بین قالب و قطعه ریختگی
در این مورد میتوان به انقباض در اطراف یک ماهیچه اشاره کرد که یکی از شایعترین دلایل ترک گرم است.
اختلاف زمانی انقباض در قسمتهای مختلف قطعه ریختگی
یک مثال ساده در این مورد ترک خوردن یک فلنج نازک متصل به یک مغزی بزرگ میباشد.
اسلاید 15 :
نکتهای در مورد طراحی
شکل قطعه ممکن است موجب افزایش تنش در قسمتهای خاصی از سطح مقطع ( مناطق ناپیوسته ) شود که به چنین اثرات ناشی از شکل، عوامل تمرکز تنش گفته میشود . برای دستیابی به قطعه سالم باید این مورد را نیز در طراحی لحاظ کرد.
اسلاید 16 :
راه حلهای پیشنهادی
در نقاطی از قطعه که تحت تنشهای کششی قرار داشته و انجماد آنها باتاخیر انجام میگیرد از ابزارهای
سرد کننده و یا مبردهای خارجی استفاده نمایید.( در مورد سومین عامل تنش ذکر شده )
طول زمان بارریزی را کاهش دهید.
طراحی مناسب قطعه
افزودن موادی مانند خاک اره به ماهیچه تا به سرعت سرد شده و باعث از هم پاشیدن سریع ماهیچه شود.
اسلاید 17 :
ترک سرد
همانطور که از اسم آن پیداست، ترکی است که در دمایی پایین تر از دمای وقوع ترک گرم ایجاد میشود. عامل اصلی ترک سرد تنشهای پسماند حاصل از انجماد است. قطعات با تنش پسماند وقتی تحت شرایط کاربردی ، تمیزکاری و . قرار میگیرند دچار شکست میشوند.
تنش پسماند
این تنشها پس از حذف منبع تنش باقی میمانند. علت باقی ماندن تنش، وجود تغییر شکل مومسان ناهمگن است. یکی از منابع مهم تنشهای پسماند، تغییر غیریکنواخت در حجم ماده براثر عوامل گرمایی است. این عوامل شامل انبساط ( یا انقباض ) گرمایی در موقع گرم یا سرد کردن وتغییر از حالت مایع به جامد میشود . میله فلزی جامد داغ که با فروبردن در آب سرد میشود مثالی در این مورد است.
اسلاید 18 :
سرما دهی ملایم تر قطعه و در نتیجه کاهش تنشهای باقیمانده
اعمال حرارتی پایدار کردن ( تابکاری تنش زدا )
اصلاح طرح قطعه
اسلاید 19 :
خوردگی بین دانه ای intergranular corrosion cracking) (
خوردگي بين دانه اي به سبب حضور ناخالصي ها درمرزها،تجمع يا نقصان موضعي يك يا چند عنصرآلياژي به وقوع مي پيوندد
اين عيب تمام سطح قطعه ريختگي را شامل مي گرددوتاثير نامطلوبي بر خواص مكانيكي دارد.
از جنبه هاي ديگر اين عيب پيچيدگي ها وترك هاي سطحي روي قطعه مي باشد.تشخيص خوردگي بين دانه اي درمراحل اوليه بسيار دشوار است؛بدين منطور بايستي از آناليز ميكروسكوپي سطح بهره گرفت. انواع مختلفي ازآلياژها هستند كه در معرض خوردگي بين دانه اي هستند؛كه ازآن ها مي شود به:
1)فولادآستنيتي زنگ نزن كه به نقصان كروم در نزديكي مرزها ارتباط داده مي شود.
2)آلياژ روي كه حاوي مقاديري ناخالي نظير قلع و سرب مي باشد.
راه حل پيشنهادي:كنترل تركيب شيميايي براساس مباني متالورژيكي
اسلاید 20 :
شیوه های شناسایی علت یا علل عیوب
شناسایی تواتر و تناوب زمانی بروز عیوب
شناسایی تواتر و تناوب مکانی بروز عیوب
مقایسه مبانی علمی و نظری در شرایط ایده آل برای یک فرآیند خاص با شرایط عملی و موجود در واحد تولیدی
برای مدت طولانی
علل عیوب را به طراحی و مبانی متالورژیکی و . نسبت میدهند.
بدون دامنه تناوبی معین
علل عیوب را به کاربردهای تکنولوژی و نیروی انسانی نسبت میدهند.
در یک فصل معین
تغییرات نامعین در محل بروز عیوب
عموما به طراحی مدل و قالب نسبت داده میشود.
به مطالعات وسیعتری نیازمند است.
