تماس با ما

فید خبر خوان

نقشه سایت

همه چی ارزونه !!!

تمامی فایل ها با تخفیف ویژه در سایت قرار میگیرد. در ضمن برخی محصولات سایت در جمعه با تخفیف 80 درصدی ارائه میشود ...


دسته بندی سایت

پیوند ها

نظرسنجی سایت

بنظر شما دوستان گرامی چه مطالبی در سایت قرار داده شود ؟

اشتراک در خبرنامه

جهت عضویت در خبرنامه لطفا ایمیل خود را ثبت نمائید

Captcha

آمار بازدید

  • بازدید امروز : 118
  • بازدید دیروز : 172
  • بازدید کل : 178165

بررسي تاثير تيتانيم و کربن بر ريزساختار و خواص سايشي کامپوزيت Fe - TiC پروژه كارشناسي علم مواد و متال 95 ص


بررسي تاثير تيتانيم و کربن بر ريزساختار و خواص سايشي کامپوزيت Fe - TiC پروژه كارشناسي علم مواد و متال 95 ص

فصل اول :

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

كامپوزيت مخلوطي از دو يا چند جز با خواص متفاوت است كه خواص مجموعه از مجموع

خواص ذرات يا اجزاء تشكيل شده برتر است. اجزاي كامپوزيت از نظر شيميايي، متفاوت و از نظر فيزيكي تفكيك پذير است. فاز پيوسته را زمينه(matrix) و فاز توزيع شده را تقويت كننده(reinforcement ) گويند. ‌‌‍‌‌‌‌‌‍‍‍‌‌‌‍‍‍‍‌‍‌[2]

در دنياي امروز نياز صنعت به مواد مهندسي نو ضروري است. در اين ميان كامپوزيت هاي زمينه فلزي از جايگاه ويژه اي برخوردار هستند. كامپوزيتهاي پايه فلزي از مخلوط و يا ترکيب ذرات سخت سراميكي و حتي الياف كربني در زمينه فلزي با روشهاي مختلف بدست مي آيند. [2] متداولترين تقويت كننده ها SiC ، TiC,TiB ,Al2O3 و ... است. به طور مثال كامپوزيت

Al – SiC به جاي آلياژ آلومينيوم، سبب كاهش وزن و افزايش مدول الاستيسيته در پيستونهاي ديزلي خواهد شد. [3]

جدول (1-1) برخي از كامپوزيتهاي زمينه فلزي با ذرات استحكام دهنده غير فلزي را نشان مي دهد.

 

 

 

جدول 1-1 : تعدادي از كامپوزيتهاي ذره اي زمينه فلزي با ذرات غير فلزي و روش هاي مورد استفاده براي ساخت آنها [4]

 

روش ساخت

آلياژ زمينه

درصد حجمي

اندازه ذرات پخش

نوع ذره

Vacuum slurry casting, squeeze casting, powder metallurgy

Al-Si, Al-Cu, Al-Cu-Mg

0.3-20

1-20

SiC

Slurry casting, squeeze casting, powder metallurgy, laser melt-particle injection, casting

Al-Cu, Al-MG, Ti-Al-V, steel

8-40

<40-212

Tic

Slurry casting, squeeze casting, powder metallurgy

Al-Mg, Al-Cu, Al-Si, Cu-, steel, Mg

0.5-10

1-20

0.01-200

<50

Al2O3 (bauxite),

87.9% Al2O3

laser melt-particle injection, powder sintering

Ti-Al-V, Co-base

106-105-

WC

Powder metallurgy

Co-Cr

18-38

M7C3 (Cr-rich)

Slurry casting, bottom pouring, spray dispersion, powder metallurgy

Cu, Al, steel

1-4

5-80

ZrO2/ZrSiO4

Slurry casting, bottom pouring, spary dispersion, powder metallurgy

Cu, Al, steel

10

TiO2/MgO

Slurry casting, bottom pouring, powder metallurgy

Al-Mg, Cu

2-10

30-110

Glass/SiO2

Slurry casting, compocasting, powder metallurgy

Al-Cu-Mg, Ag, Cu-Sn

3-10

40-180

Mica/talc

Slurry casting, squeeze casting

al-Si-Mg

15

125

Shell char

Slyrry casting, squeeze casting, powder metallurgy

Al, Cu, Ag, iron

1-750

15-800

Graphite

Powder metallurgy

Cu, Ag, Cu-steel

20-40

PTFE

Powder metallurgy

Cu, Cu-Ta

1-80

0.5/5

MoS2

Powder metallurgy

Fe-Pb, Ag-Cu, Ag

20-80

MoSe2

 

 

 

برتري هايي كه كامپوزيت هاي زمينه فلزي نسبت به بقيه دارند عبارتند از :

1) استحكام و چقرمگي بهتر

2) هدايت حرارتي و الكتريكي عالي

3) پايداري حرارتي بهتر نسبت به كامپوزيتهاي زمينه پليمري

4) جوش پذيري و كار پذيري بهتر از بقيه كامپوزيتها [3]

در ميان كامپوزيتهاي زمينه فلزي Fe/TiC ، كامپوزيتي منحصر به فرد است. اولين مطالعات در مورد اين كامپوزيت در سال 1950 ميلادي آغاز شد. حفظ استحكام در دماي بالا ، امكان ماشينكاري راحت در حالت آنيل با سختي 45 راکول C ، مقاومت سايشي بالا و مقاومت به خوردگي عالي از خواص برجسته اين كامپوزيت است. [3]

در اين كامپوزيت، ذرات كاربيد تيتانيم در داخل زمينه اي از آلياژ آهن پراكنده شده است و داراي سختي حدودا V3200(ويكرز) مي باشند. اين نوع کامپوزيت در صنايع سيمان، خودرو و پلاستيك سازي ، هواپيما سازي و شيميايي كاربرد دارد. [5] همچنين از آن مي توان به عنوان ابزار قالب، قالب هاي سرب ، سنبه و روتور و شفت موتور و هواپيما و قالبهاي شكل دهي گرم و پيستون تزريق فشار بالا و غلطك هاي نورد استفاده كرد. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل 1-1 برخي از كاربردهاي فروتيك را نشان مي دهد:

 

 

 

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

c d

 

 

شکل 1-1 : تعدادي از کاربردهاي فروتيک در صنايع مختلف (a) سوپاپ اطمينان (b) قطعات سايشي (c) روتور براي پمپ سوخت موتور جت (d) رينگ تانک آب

 

كامپوزيتFe - TiC در مقايسه با سرمت هاي CO-WC ،سبكتر، با مقاومت سايشي و چقرمگي بهتر و روش ساخت آن اقتصادي تر است. جدول (2-1) خواص فروتيك را در مقايسه با

WC- Coو فولاد نشان مي دهد.[6]

 

ضريب انبساط حرارتي

6-10 mm/mm/oC

استحكامشكست متقاطع

Kg/mm2

چگالي

g/ cm3

ضريب اصطكاك

7-10cm3

شكل ذرات

سختي دما بالا (oC600)

HRC

سختي در دماي محيط

HRC

سختي ذرات

HRC

آلياژ

0/3

1/3

3/7

184

250

150

5/6

15

-

8

15

-

كروي

مربعي

-

69

72

45

69

72

61

92

80

-

Fe-TiC

WC-Co

فولاد

 

جدول (2-1): خواص فروتيك در مقايسه با WC-Co و فولاد

 

 

 

 

كامپوزيتFe - TiC با روشهاي مختلفي ساخته مي شود كه معمولي ترين آن متالورژي پودر و ريخته گري است. البته در سالهاي اخير روشهاي جديدي براي توليد اين كامپوزيت ابداع شده است مثل روش سنتز خود احتراقي دما بالا ( SHS )، آلياژسازي مكانيكي، احياي كربوترمال و ترميتي كه جزء روشهاي حالت جامد هستند [3]

با توجه به اينكه حدود 80% هزينه كارخانه هاي داراي آسياب هاي بزرگ ناشي از مصرف گلوله هاي سايشي است به طور مثال مجتمع مس كرمان، تعداد هشت آسياب گلوله اي ميلي متر و طول دارد كه هر كدام 290 گلوله 80 ميليمتري دارند. 850 گرم گلوله مي تواند يك تن مواد را خردايش كند و روزانه 40 تن عمليات خردايش در آن كارخانه صورت مي گيرد. پس 34 تن گلوله در روز مصرف مي شود. با توجه به اين حجم بالاي مصرف گلوله ها تعيين نوع گلوله ها با مقاومت سايشي عالي بسيار ضروري است واستفاده از Fe - TiC امکان کاهش هزينه هاي توليد را ميسر مي سازد. هدف از اجراي اين طرح، مطالعه تاثير تيتانيم بر ريزساختار و خواص سايشي کامپوزيتهاي Fe – TiC است.

 

 

فصل دوم:

مروري بر منابع

 

 

 

 

 

 

1-2- عوامل موثر بر خواص كامپوزيتها :

خواص كامپوزيت ها به مقدار نسبي فازها و خواص اجزاء تشكيل دهنده آن بستگي دارد. قانون مخلوط كردن(در زير) اين خواص را پيشگويي مي كند: [3]

(1-2) Pcom = Pmat . f + Prein(1-f)

Pcom : خواص كامپوزيت

Pmat : خواص زمينه

Prein : كسر حجمي فاز تقويت کننده

عواملي كه روي خواص هر كامپوزيت اثر گذار است عبارتند از: [4]

1) مقدار، اندازه، توزيع ، شكل، نوع و فاصله بين ذرات تقويت کننده

2) سختي ، استحكام و چقرمگي ذرات تقويت کننده

3) ريز ساختار، سختي ، چقرمگي و استحكام زمينه

4) استحكام فصل مشترک بين زمينه و تقويت کننده

5) تنشهاي باقي مانده در قطعه

 

 

2-2- تقسيم بندي كامپوزيتها

تقسيم بندي بر اساس موارد گوناگوني انجام مي شود كه عبارتند از :

الف) بر اساس نوع زمينه : 1- پليمري 2- سراميكي 3- فلزي 4- بين فلزي

ب)بر اساس فاز تقويت كننده :

1) فاز تقويت كننده پيوسته : 1- لايه اي (Laminar) 2- رشته اي (Filament)

2) فاز تقويت كننده ناپيوسته :

1- ذره اي ( Particulate) 2- اليافي جهت دار(Fiber) 3 - ويسکر

ج) بر اساس اندازه فاز دوم]1[: 1) ريز 2) درشت

د) بر اساس روش ساخت]3[ :

1) ريخته گري 2) متالورژي پودر 3) روشهاي حالت جامد مثل SHS

ه) بر اساس نحوه ساخت فاز تقويت كننده :

1) ساخت همزمان : فاز تقويت كننده همزمان با زمينه تشكيل مي شود.

2) ساخت غير همزمان : فاز تقويت كننده با روشهاي مخصوص ساخته شده و بعدا در زمينه جاي داده مي شود [5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شكل (1-2) دسته بندي كامپوزيت ها را نشان مي دهد:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (1-2) دسته بندي کامپوزيتها]3[

در جدول (1-2) ، انواع كامپوزيتهاي زمينه آهني که با روش درجا ساخته شده اند آمده است.

 

 

جدول 1-2 : فرآيندهاي سنتز فاز تقويت كننده بصورت در جا در ماتريس هايي از جنس پايه آهن [4]

 

كسر حجمي ذرات پخش شده

ذره تقويت كننده ساخته شده در جا

واكنش كننده ها

محقق

0.14 NbC and VC

NbC and VC

Nb يا V در آلياژ و گرافيت .

Beeley et al .(1977-83)

0.2 – 0.4 TiC

TiC

كربن در آلياژ پايه آهن و Ti .

Chen et al . (1989)

N/A

Fe2AlZr,Fe2Al

افزودن الياف آلومينايي نرم شده با Zr .

Nourbakhsh, Margolin, Liang (1990)

>0.4TiC

TiC

1- گرافيت به مذاب آهن حاوي 2/5 درصد تيتانيم اضافه گرديد .

2- افزودن 4/2 گرافيت به 33 گرم آهن مذاب حاوي 24 wt % Ti .

3- افزودن براده هاي تيتانيم مذاب Fe-C

Terryet al . (1991)

N/A

TiC

افزودن پودر TiC به مذاب آهن خالص و آهن پر كربن .

Terry, Chinyamakobvu (1992)

Uo to 0.30 TiC

TiC

افزودن FeTi به مذاب چدن داكتيل

Raghunath, Bhat, Rohatgi (1994)

0.23 – 0.31 TiC

TiC, Fe2Ti, (Cr,Fe)7C3

Ti در آلياژ پايه Fe-C و Fe-Cr-C

Dogan and Hawk (1995)

0.07 TiC

TiC

افزودن Ti در قالب به مذاب Fe-C

Dogan and Hawk (1996)

1) 0.52 NbC, .48 TaC

2) 0.05 TiC

(Nb,Ta) C

1- افزودن پودر تانتاليت تغليظ شه به Fe&C ، احياء كربوترميك .

2- افزودن اسفنج Ti به مذاب چدن .

Chrysanthou, Davies, Tsakiropoulos, Chinyamakobvu (1995)

0.15 FeB, Fe2B

Fe3Al, FeB, Fe2B

افزودن گرانول B به پوسته هاي آهن و آلومينيم به شكل مذاب .

Suwas, Bhargava, Sangal (1995)

 

 

 

3-2- تريبو لوژي و تريبوسيستم :

تريبولوژي به معني مالش و لغزش است و به مطالعه بر روي سايش، اصطكاك و روان كاري سطوح در گير در حركت نسبي و موضوعات مربوط به آن

مي پردازد.

تريبوسيستم : به بررسي سيستم مهندسي با پارمترهاي ورودي نيرو، زمان ، سرعت و... و پارامترهاي دروني انتقال حرارت و زبري سطوح و تغيير خواص مكانيكي در حين آزمايش و در نهايت پارامترهاي خروجي سايش، اصطكاك و صدا مي پردازد. [2]

 

1-3-2- تعريف سايش و عوامل اثر گذار روي آن :

سايش فرآيندي است كه در آن، تلفات مكانيكي مواد، در اثر حرکت دو سطح بر روي هم و جدا شدن ذرات از سطح در اثر اصطکاک صورت مي گيرد. عوامل موثر بر سايش عبارتند از : شرايط سطوح ، ريز ساختار زمينه ، اصطكاك ، نيرو، سرعت ، زمان ، محيط ، درجه حرارت ، استحكام ، چقرمگي ، شكل ، اندازه ، نحوه توزيع و نوع ذرات تقويت کننده.

2-3-2- انواع مكانيزم هاي سايش :

به طور کلي مکانيزم سايش به پنج دسته تقسيم مي شود: سايش چسبان ، سايش خراشان، سايش خستگي ، سايش ورقه اي و سايش اکسايشي. [2]

1-2-3-2- سايش چسبان :

تئوري سايش چسبنده از سال 1959 توسط Archard و برخي محققين براي تشريح مكانيزم سايش شديد فلزات توسعه يافته است. اين تئوري بر اساس اتصال چسبنده سطح در مقياس كوچك استوار است. با اعمال نيروهاي عمودي، تنش هاي ايجادي در نوك برآمدگي هاي سطح افزايش يافته تا به حد تسليم برسد و تغيير شكل پلاستيك رخ دهد و سطح واقعي تماس با ادامه اعمال نيرو بيشتر مي شود تا بتواند تنشهاي اعمالي را تحمل كند. فيلم هاي اكسيدي سطحي، چسبندگي را شديدا كاهش مي دهند و ازطرفي نيروهاي مماسي مي توانند سب حذف اين فيلم ها شده و جوش سرد در محل اتصال ايجاد كند. با ادامه لغزش در ماده نرم يا فصل مشترك نرم و سخت، شكست اتفاق مي افتد و يك تكه از فلز نرم به سطح سخت مي چسبد يا اينكه شكست در فصل مشترك ايجاد ذره سايشي در سطح نرم مي كند كه در نهايت، سايش ( تلفات سطوح ) را در پي دارد. نرخ سايش چسبنده به عوامل مختلفي مثل شرايط محيطي، نيروي اعمالي، سرعت، شرايط عملي و خواص فيزيكي سطوح بستگي دارد.

 


مبلغ واقعی 6,000 تومان    50% تخفیف    مبلغ قابل پرداخت 3,000 تومان

توجه: پس از خرید فایل، لینک دانلود بصورت خودکار در اختیار شما قرار می گیرد و همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال می شود. درصورت وجود مشکل می توانید از بخش تماس با ما ی همین فروشگاه اطلاع رسانی نمایید.

Captcha
پشتیبانی خرید

برای مشاهده ضمانت خرید روی آن کلیک نمایید

  انتشار : ۲۷ اسفند ۱۳۹۶               تعداد بازدید : 57

پرفروش ترین ها


مطالب تصادفی

  • دانلود سوالات استخدامی آموزش و پرورش (به همراه پاسخ نامه کامل
  • مزایا و معایب استفاده از روش قالب لغزنده عمودی
  • مروری بر ریشه‌های مسئله‌ی فلسطین 30 ص
  • سمينار كارشناسي ارشد (عمران) 197 ص
  • تزینات سنگی 187 ص

خراسان جنوبی شهرستان قاینات

تمامی محصولات ما با قیمت بسیار مناسب در سایت قرار میگیرد.