دانلود تحقیق- مقاله-پروژه-کارآموزی
مرجع کامل خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیدانلود تحقیق- مقاله-پروژه-کارآموزی
مرجع کامل خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیتحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات
| دسته بندی | ساخت و تولید |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 60 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 84 |
تحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات در 84 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
مقدمه ?
?-?- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها ?
?-?- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا ??
?-?- اصول متالورژی سوپر آلیاژها ??
?-?- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها ??
?-?- کاربردها ??
?-?- کلیات ??
?-?- شکل سوپر آلیاژها ??
?-?- دمای کاری سوپرآلیاژها ??
?-?- مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای ریخته ??
?-?- خواص سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کلیات ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پیشرفته ??
?-?-?- خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها ??
?-?- انتخاب سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا ??
?-?- گروه‌ها، ساختارهای بلوری و فازها ??
?-?-?- گروه‌های سوپرآلیاژها ??
?-?-?- ساختار بلوری ??
?-?-?- فاز در سوپرآلیاژها ??
?-?- مقدمه‌ای بر گروه‌های آلیاژی ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه کبالت ??
?-?- عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر اصلی در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد ??
?-?-?- عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون ??
?-?- استحکام دهی سوپرآلیاژها ??
?-?-?- رسوب‌ها و استحکام ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- کاربیدها ??
?-?-?- کاربیدهای M7C3 44
3-4-6- بوریدها و عناصر جزئی مفید دیگر (به جز کربن) ??
?-?- تاثیر فرآیند بر بهبود ریز ساختار ??
ذوب و تبدیل ??
?-?- فرآیند EAF/AOD 47
4-1-1- تشریح فرآیند EAF/AOD 47
4-2- عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD) 50
4-2-1- ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ ??
?-?-?- بارگذاری EAF 52
4-2-3- کوره قوس الکتریک ??
?-?-?- تانک AOD 55
4-2-5- پاتیل ریخته‌گری ??
?-?- مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM) 58
4-3-2- تشریح فرآیند VIM 59
4-4- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- کوره القائی تحت خلاء ??
?-?-?- سیستم‌های ریخته‌گری ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?- مروری بر ذوب مجدد ??
?-?-?- تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR) 72
4-5-3- تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR) 73
4-6- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کوره VAR 74
4-6-2- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?- عملیات ذوب مجدد با سربار الکتریکی (ESR) 79
4-7-1- کوره ESR 79
4-7-2- عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?- انتخاب سرباره ??
?-?- محصولات ذوب سه مرحله‌ای ??
?-?-?- فرآیند ذوب سه مرحله‌ای شمش ??
?-?- تبدیل شمش و محصولات نورد ??
?-?-?- همگن‌سازی توزیع عنصر محلول در شمش‌ها ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام آلیاژ IN-718 91
4-9-5- اکستروژن ??
?-?-?- نورد ??
?-?-?- دسترسی به محصولات نورد ??
مقدمه
طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی دارند. فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهه‌های دوم و سوم قرن بیستم میلادی، نقطه شروعی برای برآورده شدن خواسته‌های مهندسی در دماهای بالا بودند. بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند. جامعه متالوژی با توجه به نیازهای روز افزون بوجود آمده، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپر آلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلیاژها مواد اصلاح شده پایه آهن به وجود آمدند، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند.
با شروع و ادامه جنگ جهانی دوم توربینهای گازی تبدیل به یک محرک قوی برای اختراع و کاربرد آلیاژها شدند. در سال 1920 افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژهای از نوع نیکروم به عنوان اختراع به ثبت رسید، ولی صنعت سوپر آلیاژها با پذیرش آلیاژ کبالت (ویتالیوم) برای برآورده کردن نیاز به استحکام در دمای بالا در موتورهای هواپیما پدیدار شدند. بعضی آلیاژهای نیکل- کروم (اینکونل و نیمونیک) مانند سیم نسوز کم و بیش وجود داشتند و کار دستیابی به فلز قوی‌تر در دمای بالاتر برای رفع عطش سیری ناپذیر طراحان ادامه یافت و هنوز هم ادامه دارد.
1-1- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها
سوپر آلیاژها؛ آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن- نیکل و پایه کبالت هستند که عموماً در دماهای بالاتر از oC540 استفاده میشوند. سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فن‌آوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته و معمولاً به صورت کار شده می‌باشند. سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی می‌توانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.
در شکل 1-1 رفتار تنش- گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده‌اند (سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت). در جدولهای 1-1 و 1-2 فهرستی از سوپر آلیاژها و ترکیب شیمیایی آنها آورده شده است.
سوپر آلیاژهای دارای ترکیب شیمیایی مناسب را میتوان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون در آورد. ترکیب‌های شیمیایی پر آلیاژتر معمولاً به صورت ریخته‌گری می‌باشند. ساختارهای سرهم بندی شده را میتوان با جوشکاری یا لحیم‌کاری بدست آورد، اما ترکیب‌های شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری میشوند. خواص سوپر آلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) میتوان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی درمحصول تمام شده بدست آورد.
1-2- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا
استحکام اکثر فلزات در دماهای معمولی به صورت خواص مکانیکی کوتاه مدت مانند استحکام تسلیم یا نهایی اندازه‌گیری و گزارش می‌شود. با افزایش دما به ویژه در دماهای بالاتر از 50 درصد دمای نقطه ذوب (بر حسب دمای مطلق) استحکام باید بر حسب زمان انجام اندازه‌گیری بیان شود. اگر در دماهای بالا باری به فلز اعمال شود که به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از بار منجر به تسلیم در دمای اتاق باشد، دیده خواهد شد که فلز به تدریج با گذشت زمان ازدیاد طول پیدا می‌کند. این ازدیاد طول وابسته به زمان خزش نامیده می‌شود و اگر به اندازه کافی ادامه یابد به شکست (گسیختگی) قطعه منجر خواهد شد. استحکام خزش یا استحکام گسیختگی (در اصطلاح فنی استحکام گسیختگی خزش یا استحکام گسیختگی تنشی نامیده می‌شود) همانند استحکام‌های تسلیم و نهایی در دمای اتاق یکی از مولفه‌های مورد نیاز برای فهم رفتار مکانیکی ماده است. در دماهای بالا استحکام خستگی فلز نیز کاهش پیدا می‌کند. بنابراین برای ارزیابی توانایی فلز با در نظر گرفتن دمای کار و بار اعمال شده لازم است، استحکام‌های تسلیم و نهایی، استحکام خزش، استحکام گسیختگی و استحکام خستگی معلوم باشند. ممکن است به خواص مکانیکی مرتبط دیگری مانند مدول دینامیکی، نرخ رشد ترک و چقرمگی شکست نیز نیاز باشد. خواص فیزیکی ماده مانند ضریب انبساط حرارتی، جرم حجمی و غیره فهرست خواص را تکمیل می‌کنند.
1-3- اصول متالورژی سوپر آلیاژها
سوپر آلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولاً دارای ساختار بلوری با شکل مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر دگرگونی یافته و شبکه واحد آنها به FCC تبدیل می‌شود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمی‌شود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین می‌گردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب می‌شود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب شدن هستند و عمل ذوب شدن در دمای ویژه‌ای صورت نمی‌گیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژها نه تنها بوسیله شبکه FCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژه‌ای مانند رسوب‌ها افزایش می‌یابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش می‌دهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف می‌شود.
تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتری در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژهای کبالت اتفاق می‌افتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل و پایه نیکل) انعطاف‌پذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص gr/cm3 87/7 و چگالی نیکل و کبالت تقریباً gr/cm3 9/8 میباشد. چگالی سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل تقریباً gr/cm3 3/8-9/7 پایه کبالت gr/cm3 4/9-3/8 و پایه نیکل gr/cm3 9/8-8/7 است.
چگالی سوپر آلیاژها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Cr, Ti و Al چگالی را کاهش و Re, W و Ta آنرا افزایش می‌دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده به ویژه Cr, Al و محیط بستگی دارد.
دمای ذوب عناصر خالص نیکل، کبالت و آهن به ترتیب 1453 و 1495 و 1537 درجه سانتیگراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژها، تابعی از ترکیب شیمیایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژهای پایه کبالت نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل بیشتر است. سوپر آلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای oC1204 از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژهای پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژهای پایه کبالت هستند.
4-2-3- کوره قوس الکتریک
یک طرح عمومی از کوره EAF در شکل 4-1 نشان داده شده است. ظرفیت کوره EAF باید با ظرفیت تانک AOD یکسان باشد. عملیات EAF/AOD سوپرآلیاژها با ظرفیت Kg 9000 می‌تواند انجام گیرد، اما اکثراً ظرفیت تولید این روش در حدود kg36000 انتخاب می‌شود.
دیواره کوره فولادی مدور با سیستم آبگرد و لایه نسوز آجری است. انتخاب آجرهای نسوز به نوع آلیاژ و طراحی کوره بستگی دارد. هزینه نسوز کاری یک کوره متوسط 18 تنی تقریباً 18 هزار دلار است. قسمت پایین کوره ثابت و سقف آن متحرک است. سقف کوره می‌تواند در یک صفحه افقی حرکت کرده و کاملاً از کوره دور شود تا بار به درون آن ریخته شود. سقف کوره دارای سه الکترود گرافیتی است، که در داخل کوره قرار می‌گیرند. در قسمت جلو دیواره کوره مجرای خروج مذاب و در قسمت عقب آن دریچه سرباره‌گیری قرار دارد. کوره قوس تقریباً در داخل یک چاله قرار دارد، به نحوی که مجرای خروج مذاب و دریچه سرباره‌گیری تقریباً در کف کارگاه قرار می‌گیرند. وجود چاله اجازه می‌دهد، که پاتیل حمل مذاب و پاتیل سرباره می‌توانند تا نزدیکی کوره آورده شوند. سطح این پاتیل‌ها پایین‌تر از سطح مجراها قرار می‌گیرند. کوره قابلیت چرخش تا 90 درجه به طرف جلو را دارد، تا فلز مذاب کاملاً به درون پاتیل ریخته شود. زاویه چرخش کوره به طرف عقب به منظور سرباره‌گیری حداکثر 20 درجه است.
به دلیل پایین بودن چگالی مواد اولیه نمی‌توان همه آن را یکباره به کوره بار کرد. ابتدا بخشی از بار به کوره اضافه می‌شود و سقف کوره مجدداً در جای خود قرار میگیرد. الکترودها به طرف شارژ حرکت می‌کنند و قوس الکتریکی بین بار و الکترود ایجاد می‌شود. ابتدا قوس کم ولتاژ ایجاد می‌شود. با شروع به ذوب شدن بار الکترودها پایین‌تر می‌روند و ولتاژ جریان افزایش می‌یابد. تا قوسی با طول بیشتر ایجاد گردد و در نتیجه بازدهی ذوب افزایش یابد. عملیات مزبور تا ذوب شدن همه بار ادامه پیدا می‌کند. سقف کوره کنار می‌رود و باقی مانده بار به کوره ریخته می‌شود (بارگذاری مجدد)، پس از بارگذاری مجدد، سقف کوره به محل قبلی خود برگشته و تا زمانی که کل بار ذوب شود، قوس بر قرار می‌شود. پس از آن گرم کردن ذوب با دمش اکسیژن و آرگن می‌تواند انجام شود.
اکسیدهایی که در این مرحله به وجود می‌آیند، ممکن است بسیار خورنده باشند و به لایه نسوز کوره آسیب وارد کنند. ساییدگی نسوزها در همه ذوب‌ها اتفاق می‌افتد، ولی برای جلوگیری از آسیب‌های موضعی شدید نسوز دیواره، معمولاً آهک به بار کوره اضافه می‌کنند. آهک نقش سرباره ساز دارد و سرباره ایجاد شده در کوره به صورت دستی از آن گرفته می‌شود. برای سرباره‌گیری کوره به سمت عقب چرخیده و سرباره جمع‌آوری شده، از دریچه سرباره‌گیری خارج می‌شود. این عمل در صورت نیاز و بسته به نوع بار قابل تکرار است.
پس از آنکه بخش عمده‌ای از سرباره تشکیل شده تخلیه گردید، یک نمونه آنالیز شیمیایی از ذوب تهیه می‌شود. بر مبنای ترکیب شیمیایی بدست آمده از این نمونه ممکن است دمش گاز ادامه یابد یا تعدادی از عناصر آلیاژی برای تنظیم ترکیب شیمیایی قبل از انتقال به واحد AOD به آن افزوده شود. زمان تقریبی مرحله EAF فرآیند EAF/AOD تقریباً 1 تا 3 ساعت است. پس از آماده شدن ذوب آن را به درون پاتیل انتقال مذاب می‌ریزند. پاتیل انتقال (یک ظرف نسوز کاری شده با مجرای خروج مذاب) در مقابل کوره قوس قرار داده می‌شود. کوره می‌چرخد و محتویات خود را به درون پاتیل می‌ریزد. ممکن است پاتیل با MgO نسوزکای شده باشد، تا با سرباره آهک مطابقت داشته باشد. امکان دارد موقع سرباره‌گیری ذرات سرباره بر روی مذاب شناور باقی به ماند. قبل از ریختن مذاب برای جلوگیری از افت دمای مذاب در پاتیل، آن را پیش گرم می‌کنند. پاتیل انتقال مذاب به تانک AOD برده می‌شود و مذاب به درون تانک ریخته می‌شود.
4-2-4- تانک AOD
در شکل 4-6 تانک AOD نشان داده شده است. دیواره تانک فولادی و نسوز کاری شده است. نمای بیرونی تانک شبیه به مخلوط کن‌های بتن با تنه مدور و سر مخروطی است که در محل قرارگیری خود می‌تواند بر روی یک صفحه عمودی چرخش نماید. ظرفیت تانک متناسب با ظرفیت کوره EAF و معمولاً کمتر از 36 تن است. یکی از مشخصات ویژه تانک AOD این است که در کف آن تعدادی لوله برای دمش مخلوط اکسیژن و آرگن وجود دارد. این لوله تعدادی لوله هم مرکز هستند که از لوله مرکزی مخلوط آرگن و اکسیژن و از لوله بیرونی فقط گاز خنثی (معمولاً آرگن) برای خنک کردن انتهای لوله مرکزی دمیده می‌شود.
لایه نسوز تانک AOD شبیه نسوز کوره EAF است و در طی فرایند فرسوده می‌شود. کنترل درجه قلیایی سرباره یک عامل کلیدی برای اطمینان از آسیب ندیدن لایه نسوز از طرف سرباره میباشد. اولین مرحله در تانک AOD کربن زدایی مذاب است. اگر درون مذاب اکسیژن خالصی دمیده شود، نتیجه کار نه تنها کربن زدایی مذاب نخواهد شد بلکه کروم بیشتری به اکسید کروم تبدیل خواهد شد. برای اقتصادی کردن واکنش کربن‌زدایی، فشار جزئی اکسیژن دمیده شده به مذاب با اضافه کردن آرگن به آن کاهش داده می‌شود تا از مقدار کرومی که به اکسید کروم تبدیل می‌شود، کاسته شود. وقتی که مقدار کربن مذاب بالا باشد، نسبت آرگن به اکسیژن در مخلوط گازی 3 به 1 در نظر گرفته می‌شود. با کاهش مقدار کربن مقدار آرگن باید افزایش یابد. با نزدیک شدن به مرحله کربن زدایی کامل نسبت آرگن به اکسیژن تقریباً 6 به 1 در نظر گرفته می‌شود.
حرارتی که در اثر واکنش کربن زدایی به وجود می‌آید، مقداری از کروم را اکسید می‌کند. در اثر دمش گاز، سیلسیم نیز اکسید می‌شود ولی حرارت ناشی از اکسیداسیون آن ناچیز است و اثر کمی در گرم کردن مذاب دارد. یادآوری این موضوع اهمیت دارد که تانک AOD فاقد منبع انرژی حرارتی خارجی سات و دمای آن در اثر واکنش‌های گرمازا افزایش پیدا می‌کند. چنانچه لازم باشد دمای مذاب پایین آورده شود، از قراضه جامد استفاده می‌شود. یکنواخت نگه داشتن دمای مذاب از لحاظ اقتصادی اهمیت دارد، زیار تبدیل عناصر آلیاژی با ارزش (به ویژه کروم و نیوبیوم) به سرباره تحت تاثیر دما انجام میگیرد. از فوق گداز شدن مذاب باید جلوگیری کرد، زیرا خنک کردن و گرم کردن مجدد آن زمان بر بوده و بازیابی کامل عناصر آلیاژی موجود در سرباره را دشوار می‌سازد.
در طی فرآیند کربن‌زدایی به مذاب آهک اضافه می‌شود. آهک اضافه شده در مرحله دمش گاز کاملاً با مذاب مخلوط شده و درجه بالایی از گوگرد زدایی مذاب به دست می‌آید. CaS حاصل از گوگردزدائی به صورت سرباره در می‌آید. چنانچه پس از نمونه‌گیری از ترکیب شیمیایی، کربن‌زدایی تا سطح مورد نظر انجام شده باشد، مرحله بازیابی عملیات AOD شروع می‌شود.
گزارش کارآموزی در فولاد مازندران
| دسته بندی | گزارش کارآموزی و کارورزی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 21 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 27 |
گزارش کارآموزی در فولاد مازندران در 27 صفحه ورد قابل ویرایش
آشنایی با مکان کارآموزی
کارخانه فولاد مازندارن شاخه ای از فولاد طبرستان است .
دفتر مرکزی آن به این آدرس : تهران – خیابان شریعتی ، قلهک بالاتر از یخچال کوچه سجاد پلاک 5 طبقه دوم جنوبی شماره 5 – تلفن و فاکس 50 ، 2001749 – 2002408
کارخانه فولاد در محیطی به مساحت 4 هکتار قرار دارد .
موقعیت جغرافیایی کارخانه : کارخانه در شمال ایران در استان مازندارن قراردارد .
آدرس کارخانه : بین ساری و نکاه کیلومتر 4 جاده اسلام آباد
کارخانه حدود 150 پرسنل دارد که متشکل از اداری و کارگران است که در سه شیفت مشغول به کار می باشند . 14 الی 6 و 22 الی 14 6الی 22 و حدود 10 نفر دز دفتر مرکزی مشغول به کار می باشند .
ساعت کار این کارخانه به این صورت بود که 6 الی 8 کار 8 الی 30/8 صبحانه 30/8 الی 11 کار ، 11 الی 12 ناهار ، 12 تا 30/13 کار و 30/13 تا 14 نظافت شخصی – زمینه فعالیت کارخانه تولید قطعات ریختگی است .
کارخانه فولاد تحت پوشش صنایع معادن و فلزات قرار دارد .
سوله شماره 1 : این سوله حاوی انواع مدلها می باشد .
سوله شماره 2 : این سوله شامل قسمتهای زیر می باشد .
1- قسمت قالبگیری که همان ابتدا سوله سمت چپ قرار دارد .
2- قسمت تغذیه گیری که همان ابتدا سوله سمت راست قرار دارد .
3- قسمت ماهیچه گیری که در همان ابتدا سوله کنار قسمت تغذیه گیری قرار دارد .
4- قسمت درجه ها در سمت راست بالاتر از ماهیچه گیری است .
5- قسمت قراردادن قالبها برای ذوب ریزی بعد از قسمت قالبگیری است.
6- کوره قوس وسط سوله قرار دارد .
7- قسمت تخلیه درجه ها در انتهای سوله قرار دارد .
سوله شماره 3 : این سوله مخصوص تمیز کاری و عملیات حرارتی است .
1- ابتدا سوله سمت راست قسمت سنگ زنی دستی است .
2- ابتدا سوله سمت چپ قسمت قرار دادن قطعات نهایی است .
3- بالاتر از قسمت b قسمت سنگ آویزان است .
4- بالاتر از قسمت c قسمت جوشکاری است .
5- بالاتر از قسمت d یک حوضچه قرار دارد .
6- بالاتر از قسمت e 4 کوره عملیات حرارتی قرار دارد .
7-بالاتر از قسمت a قسمت جدا کردن تغذیه هاست .
8- بالاتر از قسمت h یک استخر آب وجود دارد .
9- ته سوله هم یک دستگاه مته برقی وجود دارد .
سوله شماره 4 : این سوله انبار کارخانه است .
سوله شماره 5 : این سوله تازه در حال ساخت است و هنوز تکمیل نشده است .
ساختمان 1 : ساختمان اداری کارخانه است .
ساختمان 2 : ساختمان غذاخوری و درمانگاه و آزمایشگاه است .
ساختمان 3 : قسمت تولید گاز co2 و قسمت مکانیک و برق کارخانه در این قسمت می باشد .
ساختمان 4 : نگهبانی
در گزارش بنده سعی شده است از اولین مرحله تولید قطعه تا مرحله تائید قطعه و تحویل به مشتری مورد ارزیابی قرار بگیرد و به نوبت در هر قسمت توضیحی درباره کارکرد آن قسمت و احیاناً پیشنهادی جهت رفع نواقص ارائه شود .
البته شایان ذکر است کلیه مطالبی که بنده متذکر شده ام بر اساس مشاهدات 45 روز بوده که با آن برخورد نموده ام .
نحوه کلی تولید در این کارخانه به این صورت است که :
بر اساس سفارشی که گرفته می شود . بعد از دریافت نقشه مدل ، مراحل زیر صورت می گیرد :
در مرحله اول در قسمت مدلسازی مدل را بر اساس نقشه آماده کرده
مرحله دوم مدل ساخته شده به قسمت قالبگیری برده می شود .
مرحله سوم بر اساس مدل ماهیچه ها و تغذیه های مربوط به آن را آماده کرده . کار به این صورت است که در یک شیفت ماهیچه گرفته می شود در شیفت بعد مدل قالبگیری می شود و در شیفت بعد از آن ذوب آماده شده و ریخته می شود . البته نوع ذوب بر اساس سفارش آماده می شود .
در مرحله چهارم پس از قالبگیری ، قالب را به قسمت ذوب ریزی برده و
در مرحله پنچم ذوب پس از آماده شدن توسط کوره قوس سپس در قالبها ریخته می شود .
و در مرحله ششم قالبها را به قسمت تخلیه درجه ها برده و بعد از جدا کردن قطعه از ماسه ، قطعه را به قسمت عملیات حرارتی برده
در مرحله هفتم بعد از عملیات قطعه را به قسمت تمیز کاری برده
و در مرحله هشتم در قسمت تمیز کاری بعد از اتمام تمامی کارهای لازم قطعه آماده شده را به قسمت قطعات آماده برده و از انجا بارگیری می شود و تحویل سفارش دهنده داده می شود .
قسمت قالبگیری
روشی که در اینجا استفاده می شود روش قالبگیری co2 می باشد .
ماده دیر گداز + چسب + فعال کننده چسب + سایر مواد
ماسه سیلسی + سیلیکات سدیم + گاز co2 + .. .
پس از تهیه قالب به منظور ایجاد استحکام کافی از قالب آن را تحت دمش گاز co2 قرار می دهند تا باعث اتصال ذرات ماسه یه یکدیگر می شود .
از مزایای این روش : 1- دقت ابعادی و صافی سطح خوب
2- قابلیت شکل پذیری خوب
معایب این روش : 1- استحکام باقی مانده زیاد
2- عمر مفید کم (جذب گاز از محیط)
این روش برای مدلهای صفحه ای بیشتر استفاده می شود چون استحکام زیاد آن باعث می شود تا صفحه کمتر خم شود . در بخش قالبگیری برای تهیه قالبی با توجه به قطعه مورد نظر به مواد زیر نیز احتیاج داریم :
1- مدل (بر اساس قطعه مورد نظر) 2- درجه 3- ماسه 4- گاز co2 5- تغذیه 6- راهگاه 7- ماهیچه (بر اساس قطعه مورد نظر ) 8- پودر سپاریت 9- سیخ …
مدلهای مورد استفاده در این قسمت در قسمت مدلسازی آماده می شود .
مدلهای مورد استفاده عبارتند از : 1- مدلهای یک تکه 2- مدل صفحه ای با سیستم راهگاهی 3- مدل همراه قطعه آزاد
مدلها از لحاظ جنس به صورت فلزی و چوبی می باشند .
نحوه قالبگیری مدل صفحه ای به این گونه است که تای رو و زیر مدل روی صفحه چوبی قرار دارد و راهگاه فرعی آن روی صفحه چوبی در نظر گرفته شده است و هر دو تای جداگانه قالبگیری می شود و بعد از اتمام کار روی هم قرار می گیرند .
درجه : جعبه ای است فلزی که حاوی ماده قالبگیری است و قالب به کمک آن تهیه می شود . درجات تای رو زیر را تشکیل می دهند . تعداد درجات در هر تای ممکن است متفاوت باشد . کوچکترین درجه ای که در کارخانه موجود بود حدوداً به اندازه 1*1 و بزرگترین آن 2*2 است .
انواع ماسه مورد نیاز برای قالبگیری :
1- ماسه سیلیسی : این ماسه عمده آن حاوی اکسید سیلسیم است و دمای زینتر آن 171 درجه سانتیگراد .
ماسه سیلیسی را بعد از مصرف ماسه کرومیی روی قالب استفاده می کنند . ماسه سیلیسی توسط دستگاه میکسر ماسه سیلیسی با چسب سیلیکات سدیم مخلوط شده و آماده استفاده می شود .
ماسه سیلیسی طبیعی تا 20 % خاک رس دارد ولی ماسه سیلیسی مصنوعی کمتر از 2 % خاک رس دارد .
ماسه سیلیسی دارای انبساط زیاد می باشد که با اضافه کردن یک سری مواد از انبساط آن می کاهیم .
ترکیبات شیمیایی قابل قبول برای ماسه های سیلیسی درجه 1 :
sio2 Al2o3 اکسید آهن اکسیدهای قلیایی خاکی اکسیدهای قلیایی
96% 5/1% 1% 75/. % 1%
این نکته حائز اهمیت است که ماسه سیلیسی را نباید محکم کوبید به دلیل انبساط آن .
2- ماسه کرومیتی : fecr2o3 1- دمای زینتر این ماسه 1900 – 1780 درجه سانتیگراد می باشد .2- رنگ این ماسه سیاه است . 3- این ماسه دارای پایداری بالایی در دماهای بالا می باشد . 4- خاصیت مبرد بودن هم دارد .
ماسه کرومیتی روی سطح مدل را می پوشاند . این ماسه در دستگاهی به نام میکسر ماسه کرومیتی درست می شود .
2- ماسه 171 : کاربرد آن نسبت به 2 ماسه دیگر خیلی کم است . رنگ این ماسه خردلی است .
نسبت ماسه و چسب :
در بعضی از روزها دیده شد که این نسبت رعایت نشده و ماسه یا کم چسب بوده یا بسیار پر چسب و نسبت ترکیبی رعایت نشده است . اگر ماسه کم چسب باشد از چسبندگی کمی برخوردار است و با مالیدن دست به روی قالب ذرات ماسه از سطح قالب جدا می شوند و در نتیجه از استحکام کافی برخوردار نمی باشند و در هنگام خروج مدل بیشترین اثرات این حالت را مشاهده خواهیم کرد . یعنی اینکه مدل قسمتی از قالب را نیز به همراه خود کنده و باعث معیوب شدن قالب می گردد و درقسمت مونتاژ کار بیشتری را طلب می کند .
اگر پرچسب باشد گاز بیشتری را برای خشک شدن نیازمند می باشد و همچنین درمرحله تخریب قالب به سختی این کار صورت می گیرد . گاهی میز مشاهده شده است که نسبت ماسه باز یافت به ماسه جدید بسیار بیشتر از مقدار لازم است و این امر باعث کاهش استحکام قالب خواهد شد . به طوری که ذرات ماسه آن چسبندگی لازم را نخواهند داشت . در این حالت در هنگام خروج از قالب ، مدل قسمت بسیارزیادی از قالب را به همراه خود به بیرون می کشد .
با ایجاد آزمایشگاه تعیین استحکام ماسه می توان این نواقص را به حداقل رساند .
برای تعیین نسبت معین ماسه و چسب پیشنهاد می شود با قرار دادن واحد اندازه گیری مناسب در آن قسمت این نقص را به حداقل رساند .
تغذیه گیری :
تغذیه گیری یک بخش از قالبگیری است .
تغذیه حفره ای اضافی است که در قالب تعبیه شده و با فلز مذاب پر می شود . این مخزن امکان سیلان و حرکت مذاب به فضای قالب را فراهم کرده ، انقباض ناشی از انجماد را جبران کرده .
تغذیه مورد استفاده در قالبگیری توسط جعبه ماهیچه های مختلف درست می شود.
جنس جعبه ماهیچه از آلومینیوم و عمده ماسه مورد مصرفی در تغذیه از جنس اگزوترمیت است .
اگزو ترمیت در دستگاهی به نام میکسر اسلیو گیری با آب و الکل قاطی شده و آماده می شود .
نحوه فالبگیری تغذیه : ماسه راداخل جعبه ماهیچه ریخته قسمت داخلی آن را در آورده و سپس با مشعل قالب را حرارت داده حال تغذیه را از جعبه جدا کرده ودوباره آن را حرارت داده وسپس داخل گرمخانه قرار می دهیم .
دلیل استفاده از اگزوترمیت در تغذیه : اگزوترمیت با مذاب واکنش می دهد که این واکنش گرمازا است . در نتیجه مذاب گرما و سیالیتش رادر قسمت تغذیه حفظ می کند و سریعتر از مذاب قالب سرد نمی شود .
قسمت تخلیه درجه ها :
تخلیه دجه ها توسط دستگاهی به نام ویبر صورت می گیرد .
کار تخلیه به این صورت است که توسط جرثقیل درجه ها را روی دستگاه قرار داده با لرزشی که این دستگاه تولید می کند . ماسه ها و قطعه از درجه خارج شده .
البته گاهی اوقات از پتک هم استفاده می شود .
برای جدا کردن ماسه از قطعه از پتک و چکش بادی استفاده می شود .
دراین قسمت تغذیه ها و راهگاها از قطعات جدا شده و همچنین ماهیچه ها از درون قطعه توسط چکش بادی خارج می شود .
دو نکته حائز اهمیت است :
1- تغذیه قطعات کربنی را نمی توان به روش ضربه جدا نمود چدن بدلیل داشتن کربن امکان ترک برداشت در حین ضربه وجود دارد و بایستی توسط هوا برش جدا شود .
2- تغذیه قطعات منگنزی را توسط ضربه جدا می نمایند .
خارج ساختن ماهیچه ها در این قسمت بازحمت بسیار صورت می گیرد زیرا بصورت بسیار محکمی در داخل قطعه سفت شده اند پیشنهاد می شود برای جلوگیری از چنین مشکلی در مرحله ماهیچه سازی همراه با مواد ماهیچه سازی مقداری خاک اره و یا موادی که در اثر حرارت از بین رفته و ایجاد تخلخل در ماهیچه نمایند و در هنگام خارج ساختن ماهیچه ، بسادگی این کار صورت بگیرد .
بعضی از قطعات نیز بدون اینکه تغذیه و راهگاه جدا شود به قسمت تمیزکاری انتقال می یابد .
مرحلهبعدی که قطعات برده می شود مرحله تمیز کاری و عملیات حرارتی است .
قسمت عملیات حرارتی و تمیز کاری
در قسمت عملیات حرارتی با داشتن 4 کوره عملیات حرارتی به عملیات کردن قطعات می پردازند و با داشتن دو استخر آب به کوئینچ قطعات مورد استفاده می پردازیم .
در این قسمت تمام قطعات از جمله کربنی و منگنزی ابتدا عملیات حرارتی و سیکل عملیات مورد نظر را طی کرده و سپس تحت عملیات تمیز کاری قرار می گیرند .
البته بعضی از قطعات نیز پس از تمیز کاری و احیاناً جوشکاری دو باره تحت عملیات حرارتی تنش گیری قرار می گیرند .که این قطعات عبارتند از باتم شل و تاپشل ، قطعات چادرملو و ….
عملیاتی که روی قطعات انجام می شوند عبارتند از :
1- آنیل
2- تمبر
3- کوئینچ
4- نرماله
تحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات
| دسته بندی | ساخت و تولید |
| بازدید ها | 2 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 60 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 84 |
تحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات در 84 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
مقدمه ?
?-?- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها ?
?-?- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا ??
?-?- اصول متالورژی سوپر آلیاژها ??
?-?- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها ??
?-?- کاربردها ??
?-?- کلیات ??
?-?- شکل سوپر آلیاژها ??
?-?- دمای کاری سوپرآلیاژها ??
?-?- مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای ریخته ??
?-?- خواص سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کلیات ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پیشرفته ??
?-?-?- خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها ??
?-?- انتخاب سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا ??
?-?- گروه‌ها، ساختارهای بلوری و فازها ??
?-?-?- گروه‌های سوپرآلیاژها ??
?-?-?- ساختار بلوری ??
?-?-?- فاز در سوپرآلیاژها ??
?-?- مقدمه‌ای بر گروه‌های آلیاژی ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه کبالت ??
?-?- عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر اصلی در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد ??
?-?-?- عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون ??
?-?- استحکام دهی سوپرآلیاژها ??
?-?-?- رسوب‌ها و استحکام ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- کاربیدها ??
?-?-?- کاربیدهای M7C3 44
3-4-6- بوریدها و عناصر جزئی مفید دیگر (به جز کربن) ??
?-?- تاثیر فرآیند بر بهبود ریز ساختار ??
ذوب و تبدیل ??
?-?- فرآیند EAF/AOD 47
4-1-1- تشریح فرآیند EAF/AOD 47
4-2- عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD) 50
4-2-1- ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ ??
?-?-?- بارگذاری EAF 52
4-2-3- کوره قوس الکتریک ??
?-?-?- تانک AOD 55
4-2-5- پاتیل ریخته‌گری ??
?-?- مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM) 58
4-3-2- تشریح فرآیند VIM 59
4-4- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- کوره القائی تحت خلاء ??
?-?-?- سیستم‌های ریخته‌گری ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?- مروری بر ذوب مجدد ??
?-?-?- تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR) 72
4-5-3- تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR) 73
4-6- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کوره VAR 74
4-6-2- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?- عملیات ذوب مجدد با سربار الکتریکی (ESR) 79
4-7-1- کوره ESR 79
4-7-2- عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?- انتخاب سرباره ??
?-?- محصولات ذوب سه مرحله‌ای ??
?-?-?- فرآیند ذوب سه مرحله‌ای شمش ??
?-?- تبدیل شمش و محصولات نورد ??
?-?-?- همگن‌سازی توزیع عنصر محلول در شمش‌ها ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام آلیاژ IN-718 91
4-9-5- اکستروژن ??
?-?-?- نورد ??
?-?-?- دسترسی به محصولات نورد ??
مقدمه
طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی دارند. فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهه‌های دوم و سوم قرن بیستم میلادی، نقطه شروعی برای برآورده شدن خواسته‌های مهندسی در دماهای بالا بودند. بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند. جامعه متالوژی با توجه به نیازهای روز افزون بوجود آمده، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپر آلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلیاژها مواد اصلاح شده پایه آهن به وجود آمدند، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند.
با شروع و ادامه جنگ جهانی دوم توربینهای گازی تبدیل به یک محرک قوی برای اختراع و کاربرد آلیاژها شدند. در سال 1920 افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژهای از نوع نیکروم به عنوان اختراع به ثبت رسید، ولی صنعت سوپر آلیاژها با پذیرش آلیاژ کبالت (ویتالیوم) برای برآورده کردن نیاز به استحکام در دمای بالا در موتورهای هواپیما پدیدار شدند. بعضی آلیاژهای نیکل- کروم (اینکونل و نیمونیک) مانند سیم نسوز کم و بیش وجود داشتند و کار دستیابی به فلز قوی‌تر در دمای بالاتر برای رفع عطش سیری ناپذیر طراحان ادامه یافت و هنوز هم ادامه دارد.
1-1- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها
سوپر آلیاژها؛ آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن- نیکل و پایه کبالت هستند که عموماً در دماهای بالاتر از oC540 استفاده میشوند. سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فن‌آوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته و معمولاً به صورت کار شده می‌باشند. سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی می‌توانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.
در شکل 1-1 رفتار تنش- گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده‌اند (سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت). در جدولهای 1-1 و 1-2 فهرستی از سوپر آلیاژها و ترکیب شیمیایی آنها آورده شده است.
سوپر آلیاژهای دارای ترکیب شیمیایی مناسب را میتوان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون در آورد. ترکیب‌های شیمیایی پر آلیاژتر معمولاً به صورت ریخته‌گری می‌باشند. ساختارهای سرهم بندی شده را میتوان با جوشکاری یا لحیم‌کاری بدست آورد، اما ترکیب‌های شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری میشوند. خواص سوپر آلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) میتوان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی درمحصول تمام شده بدست آورد.
1-2- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا
استحکام اکثر فلزات در دماهای معمولی به صورت خواص مکانیکی کوتاه مدت مانند استحکام تسلیم یا نهایی اندازه‌گیری و گزارش می‌شود. با افزایش دما به ویژه در دماهای بالاتر از 50 درصد دمای نقطه ذوب (بر حسب دمای مطلق) استحکام باید بر حسب زمان انجام اندازه‌گیری بیان شود. اگر در دماهای بالا باری به فلز اعمال شود که به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از بار منجر به تسلیم در دمای اتاق باشد، دیده خواهد شد که فلز به تدریج با گذشت زمان ازدیاد طول پیدا می‌کند. این ازدیاد طول وابسته به زمان خزش نامیده می‌شود و اگر به اندازه کافی ادامه یابد به شکست (گسیختگی) قطعه منجر خواهد شد. استحکام خزش یا استحکام گسیختگی (در اصطلاح فنی استحکام گسیختگی خزش یا استحکام گسیختگی تنشی نامیده می‌شود) همانند استحکام‌های تسلیم و نهایی در دمای اتاق یکی از مولفه‌های مورد نیاز برای فهم رفتار مکانیکی ماده است. در دماهای بالا استحکام خستگی فلز نیز کاهش پیدا می‌کند. بنابراین برای ارزیابی توانایی فلز با در نظر گرفتن دمای کار و بار اعمال شده لازم است، استحکام‌های تسلیم و نهایی، استحکام خزش، استحکام گسیختگی و استحکام خستگی معلوم باشند. ممکن است به خواص مکانیکی مرتبط دیگری مانند مدول دینامیکی، نرخ رشد ترک و چقرمگی شکست نیز نیاز باشد. خواص فیزیکی ماده مانند ضریب انبساط حرارتی، جرم حجمی و غیره فهرست خواص را تکمیل می‌کنند.
1-3- اصول متالورژی سوپر آلیاژها
سوپر آلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولاً دارای ساختار بلوری با شکل مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر دگرگونی یافته و شبکه واحد آنها به FCC تبدیل می‌شود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمی‌شود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین می‌گردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب می‌شود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب شدن هستند و عمل ذوب شدن در دمای ویژه‌ای صورت نمی‌گیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژها نه تنها بوسیله شبکه FCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژه‌ای مانند رسوب‌ها افزایش می‌یابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش می‌دهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف می‌شود.
تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتری در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژهای کبالت اتفاق می‌افتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل و پایه نیکل) انعطاف‌پذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص gr/cm3 87/7 و چگالی نیکل و کبالت تقریباً gr/cm3 9/8 میباشد. چگالی سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل تقریباً gr/cm3 3/8-9/7 پایه کبالت gr/cm3 4/9-3/8 و پایه نیکل gr/cm3 9/8-8/7 است.
چگالی سوپر آلیاژها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Cr, Ti و Al چگالی را کاهش و Re, W و Ta آنرا افزایش می‌دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده به ویژه Cr, Al و محیط بستگی دارد.
دمای ذوب عناصر خالص نیکل، کبالت و آهن به ترتیب 1453 و 1495 و 1537 درجه سانتیگراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژها، تابعی از ترکیب شیمیایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژهای پایه کبالت نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل بیشتر است. سوپر آلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای oC1204 از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژهای پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژهای پایه کبالت هستند.
4-2-3- کوره قوس الکتریک
یک طرح عمومی از کوره EAF در شکل 4-1 نشان داده شده است. ظرفیت کوره EAF باید با ظرفیت تانک AOD یکسان باشد. عملیات EAF/AOD سوپرآلیاژها با ظرفیت Kg 9000 می‌تواند انجام گیرد، اما اکثراً ظرفیت تولید این روش در حدود kg36000 انتخاب می‌شود.
دیواره کوره فولادی مدور با سیستم آبگرد و لایه نسوز آجری است. انتخاب آجرهای نسوز به نوع آلیاژ و طراحی کوره بستگی دارد. هزینه نسوز کاری یک کوره متوسط 18 تنی تقریباً 18 هزار دلار است. قسمت پایین کوره ثابت و سقف آن متحرک است. سقف کوره می‌تواند در یک صفحه افقی حرکت کرده و کاملاً از کوره دور شود تا بار به درون آن ریخته شود. سقف کوره دارای سه الکترود گرافیتی است، که در داخل کوره قرار می‌گیرند. در قسمت جلو دیواره کوره مجرای خروج مذاب و در قسمت عقب آن دریچه سرباره‌گیری قرار دارد. کوره قوس تقریباً در داخل یک چاله قرار دارد، به نحوی که مجرای خروج مذاب و دریچه سرباره‌گیری تقریباً در کف کارگاه قرار می‌گیرند. وجود چاله اجازه می‌دهد، که پاتیل حمل مذاب و پاتیل سرباره می‌توانند تا نزدیکی کوره آورده شوند. سطح این پاتیل‌ها پایین‌تر از سطح مجراها قرار می‌گیرند. کوره قابلیت چرخش تا 90 درجه به طرف جلو را دارد، تا فلز مذاب کاملاً به درون پاتیل ریخته شود. زاویه چرخش کوره به طرف عقب به منظور سرباره‌گیری حداکثر 20 درجه است.
به دلیل پایین بودن چگالی مواد اولیه نمی‌توان همه آن را یکباره به کوره بار کرد. ابتدا بخشی از بار به کوره اضافه می‌شود و سقف کوره مجدداً در جای خود قرار میگیرد. الکترودها به طرف شارژ حرکت می‌کنند و قوس الکتریکی بین بار و الکترود ایجاد می‌شود. ابتدا قوس کم ولتاژ ایجاد می‌شود. با شروع به ذوب شدن بار الکترودها پایین‌تر می‌روند و ولتاژ جریان افزایش می‌یابد. تا قوسی با طول بیشتر ایجاد گردد و در نتیجه بازدهی ذوب افزایش یابد. عملیات مزبور تا ذوب شدن همه بار ادامه پیدا می‌کند. سقف کوره کنار می‌رود و باقی مانده بار به کوره ریخته می‌شود (بارگذاری مجدد)، پس از بارگذاری مجدد، سقف کوره به محل قبلی خود برگشته و تا زمانی که کل بار ذوب شود، قوس بر قرار می‌شود. پس از آن گرم کردن ذوب با دمش اکسیژن و آرگن می‌تواند انجام شود.
اکسیدهایی که در این مرحله به وجود می‌آیند، ممکن است بسیار خورنده باشند و به لایه نسوز کوره آسیب وارد کنند. ساییدگی نسوزها در همه ذوب‌ها اتفاق می‌افتد، ولی برای جلوگیری از آسیب‌های موضعی شدید نسوز دیواره، معمولاً آهک به بار کوره اضافه می‌کنند. آهک نقش سرباره ساز دارد و سرباره ایجاد شده در کوره به صورت دستی از آن گرفته می‌شود. برای سرباره‌گیری کوره به سمت عقب چرخیده و سرباره جمع‌آوری شده، از دریچه سرباره‌گیری خارج می‌شود. این عمل در صورت نیاز و بسته به نوع بار قابل تکرار است.
پس از آنکه بخش عمده‌ای از سرباره تشکیل شده تخلیه گردید، یک نمونه آنالیز شیمیایی از ذوب تهیه می‌شود. بر مبنای ترکیب شیمیایی بدست آمده از این نمونه ممکن است دمش گاز ادامه یابد یا تعدادی از عناصر آلیاژی برای تنظیم ترکیب شیمیایی قبل از انتقال به واحد AOD به آن افزوده شود. زمان تقریبی مرحله EAF فرآیند EAF/AOD تقریباً 1 تا 3 ساعت است. پس از آماده شدن ذوب آن را به درون پاتیل انتقال مذاب می‌ریزند. پاتیل انتقال (یک ظرف نسوز کاری شده با مجرای خروج مذاب) در مقابل کوره قوس قرار داده می‌شود. کوره می‌چرخد و محتویات خود را به درون پاتیل می‌ریزد. ممکن است پاتیل با MgO نسوزکای شده باشد، تا با سرباره آهک مطابقت داشته باشد. امکان دارد موقع سرباره‌گیری ذرات سرباره بر روی مذاب شناور باقی به ماند. قبل از ریختن مذاب برای جلوگیری از افت دمای مذاب در پاتیل، آن را پیش گرم می‌کنند. پاتیل انتقال مذاب به تانک AOD برده می‌شود و مذاب به درون تانک ریخته می‌شود.
4-2-4- تانک AOD
در شکل 4-6 تانک AOD نشان داده شده است. دیواره تانک فولادی و نسوز کاری شده است. نمای بیرونی تانک شبیه به مخلوط کن‌های بتن با تنه مدور و سر مخروطی است که در محل قرارگیری خود می‌تواند بر روی یک صفحه عمودی چرخش نماید. ظرفیت تانک متناسب با ظرفیت کوره EAF و معمولاً کمتر از 36 تن است. یکی از مشخصات ویژه تانک AOD این است که در کف آن تعدادی لوله برای دمش مخلوط اکسیژن و آرگن وجود دارد. این لوله تعدادی لوله هم مرکز هستند که از لوله مرکزی مخلوط آرگن و اکسیژن و از لوله بیرونی فقط گاز خنثی (معمولاً آرگن) برای خنک کردن انتهای لوله مرکزی دمیده می‌شود.
لایه نسوز تانک AOD شبیه نسوز کوره EAF است و در طی فرایند فرسوده می‌شود. کنترل درجه قلیایی سرباره یک عامل کلیدی برای اطمینان از آسیب ندیدن لایه نسوز از طرف سرباره میباشد. اولین مرحله در تانک AOD کربن زدایی مذاب است. اگر درون مذاب اکسیژن خالصی دمیده شود، نتیجه کار نه تنها کربن زدایی مذاب نخواهد شد بلکه کروم بیشتری به اکسید کروم تبدیل خواهد شد. برای اقتصادی کردن واکنش کربن‌زدایی، فشار جزئی اکسیژن دمیده شده به مذاب با اضافه کردن آرگن به آن کاهش داده می‌شود تا از مقدار کرومی که به اکسید کروم تبدیل می‌شود، کاسته شود. وقتی که مقدار کربن مذاب بالا باشد، نسبت آرگن به اکسیژن در مخلوط گازی 3 به 1 در نظر گرفته می‌شود. با کاهش مقدار کربن مقدار آرگن باید افزایش یابد. با نزدیک شدن به مرحله کربن زدایی کامل نسبت آرگن به اکسیژن تقریباً 6 به 1 در نظر گرفته می‌شود.
حرارتی که در اثر واکنش کربن زدایی به وجود می‌آید، مقداری از کروم را اکسید می‌کند. در اثر دمش گاز، سیلسیم نیز اکسید می‌شود ولی حرارت ناشی از اکسیداسیون آن ناچیز است و اثر کمی در گرم کردن مذاب دارد. یادآوری این موضوع اهمیت دارد که تانک AOD فاقد منبع انرژی حرارتی خارجی سات و دمای آن در اثر واکنش‌های گرمازا افزایش پیدا می‌کند. چنانچه لازم باشد دمای مذاب پایین آورده شود، از قراضه جامد استفاده می‌شود. یکنواخت نگه داشتن دمای مذاب از لحاظ اقتصادی اهمیت دارد، زیار تبدیل عناصر آلیاژی با ارزش (به ویژه کروم و نیوبیوم) به سرباره تحت تاثیر دما انجام میگیرد. از فوق گداز شدن مذاب باید جلوگیری کرد، زیرا خنک کردن و گرم کردن مجدد آن زمان بر بوده و بازیابی کامل عناصر آلیاژی موجود در سرباره را دشوار می‌سازد.
در طی فرآیند کربن‌زدایی به مذاب آهک اضافه می‌شود. آهک اضافه شده در مرحله دمش گاز کاملاً با مذاب مخلوط شده و درجه بالایی از گوگرد زدایی مذاب به دست می‌آید. CaS حاصل از گوگردزدائی به صورت سرباره در می‌آید. چنانچه پس از نمونه‌گیری از ترکیب شیمیایی، کربن‌زدایی تا سطح مورد نظر انجام شده باشد، مرحله بازیابی عملیات AOD شروع می‌شود.
مقاله بررسی بتن و فولاد
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 1 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 167 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 38 |
مقاله بررسی بتن و فولاد در 38 صفحه ورد قابل ویرایش
آشنایی با بتن و فولاد
مقدمه
بتن یکی از مصالح ساختمانی است که بوسیلة آمیختن مخلوط متناسبی از سیمان، مصالح سنگی (شن و ماسه) و آب بوجود می آید. آب و سیمان با ترکیب شیمیائی خود مصالح سنگی را، که قسمت اعظم بتن را تشکیل می دهند، به یکدیگر چسبانده و تودة سخت سنگی شکل بتن را ایجاد می نمایند.
بتن ماده ای است که دارای مقاومت زیادی در فشار است و از اینرو استفاده از آن برای قطعات تحت فشار مانند ستونها و قوسها بسیار مناسب است، لیکن علیرغم مقاومت فشاری قابل توجه، مقاومت کششی کم و شکنندگی نسبتاً زیاد بتن، استفاده از آن را برای قطعاتی که تماماً یا بطور موضعی تحت کشش هستند محدود می نماید. برای رفع این محدودیت، اعضا بتنی تحت کشش هستند محدود می نماید. برای رفع این محدودیت، اعضا بتنی را با قرار دادن فولاد در آنها تقویت می‌کنند. ماده مرکبی که بدین ترتیب حاصل می‌شود بتن آرمه یا بتن مسلح نامیده می‌شود.
ایده اصلی در ایجاد بتن مسلح استفاده از بتن برای تحمل فشار و استفاده از فولاد، که معمولاً آرماتور نامیده می شود، برای تحمل کشش است. برای روشن شدن بیشتر مسئله می توان رفتار یک تیر بتنی غیرمسلح را که روی دو تکیه گاه ساده قرار دارد بررسی نمود.
در مقاطع مختلف این تیر، تنش های کششی در زیر صفحة خنثی و تنش های فشاری در بالای آن ایجاد می شوند. از آنجا که مقاومت کشش بتن ناچیز است، این تیر دارای ظرفیت باربری کمی خواهد بود. در چنین تیری اصولاً مقاومت فشاری بتن نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد. حال اگر همین تیر در ناحیة کششی توسط فولادهایی، که معمولاً بصورت میلگرد مستقیم می باشند، مسلح شود قادر خواهد بود باری به مراتب بیشتر از بار حالت قبل (مثلاً تا 20 برابر) را تحمل نماید. سایر اعضا بتنی، نظیر ستونها، که عمدتاً در فشار کار می کنند، را نیز با میلگردهای فولادی مسلح می نمایند. وجود آرماتور در چنین اعضایی نیز سبب افزایش مقاومت آنها می گردد، زیرا فولاد علاوه بر کشش در فشار نیز مقاومت بالایی دارد. بدین ترتیب از اجتماع دو مادة فولاد و بتن، ماده تقریبا جدیدی بنام بتن مسلح ایجاد می‌شود که امروزه حوزه کاربرد آن بدون هیچ مرزی در حال گسترش است.
اساس رفتار مشترک فولاد و بتن ترکیب طبیعی دو خاصیت مهم فیزیکی و مکانیکی این دو ماده است: اول آنکه، بتن در اثر سخت شدن چسبندگی قابل ملاحظه ای با آرماتور فولادی ایجاد می‌کند که در نتیجه آن در یک عضو بتن آرمه تحت اثر بار، هر دو مادة فولاد و بتن با هم تغییر شکل می دهند. دوم آنکه، بتن و فولاد دارای ضرائب انبساط حرارتی تقریباً یکسانی می باشند (مقدار این ضریب به طور متوسط برای بتن 000010/0 و برای فولاد 000012/0 بازاء هر درجه سانتیگراد است) و در نتیجه در اثر تغییرات درجه حرارت، تنش های اولیه قابل توجهی در هیچ یک از دو مادة ایجاد نشده و لغزشی بین فولاد و بتن رخ نمی دهد.
بتن مسلح علاوه بر اینکه دارای مقاومت نسبتاً بالایی است، در مقابل شرایط نامساعد محیطی نیز مقاومت خوبی دارد زیرا پوشش بتنی روی آرماتور، فولاد را در مقابل خوردگی و اثر مستقیم آتش سوزی محافظت می نماید. در رابطه با مقاومت در مقابل آتش سوزی شاید توجه به این نکته جالب باشد که در حرارت حدود 1000 درجه سانتیگراد، حداقل یک ساعت طول می کشد که دمای فولاد داخل بتن، که با یک لایه بتنی به ضخامت 5/2 سانتیمتر پوشیده شده است، به 500 درجه سانتیگراد برسد. تجربه نشان داده است که در آتش سوزی های با شدت متوسط، سازه های بتن آرمه تنها دچار خسارتهای سطحی می شوند و خللی در مقاومت و ظرفیت باربری آنها وارد نمی آید.
به علت خواص متنوع و با ارزش بتن آرمه، نظیر دوام (مقاومت در مقابل اثرات سوء ناشی از سیکل های انجماد و ذوب)، مقاومت در مقابل خورده‌گی، مقاومت در مقابل آتش، مقاومت زیاد در مقابل بارهای استاتیکی و دینامیکی، امکان ایجاد اشکال موردنظر از طریق شکل دادن به قالب عضو، و بالاخره مخارج نگهداری ناچیز در طول عمر سازه، امروزه از این ماده بعنوان یکی از مقاومترین مصالح ساختمانی در ساخت انواع سازه ها استفاده فراوان می‌شود. ساختمانهای مرتفع مسکونی و اداری، ساختمانهای صنعتی، نیروگاههای هسته ای، پل ها، سیلوها، تونل ها، انواع پوسته ها، سازه های هیدرولیکی و بسیاری سازه های دیگر از مواردی هستند که بتن مسلح اسکلت اصلی و باربر آنها را تشکیل می دهد.
یکی از جنبه های خاص رفتار سازه های بتن آرمه تحت اثر بار، امکان ایجاد ترک در قسمت های کششی مقاطع است. البته باز شدن چنین ترکهایی تحت بارهای معمولی وارد بر سازه، غالبا به قدری کم اهمیت است که به هیچ وجه استفاده از سازه را تحت تأثیر قرار نمی دهند. اما چنانچه در موارد خاصی، با توجه به انتظاری که از عملکرد سازه می‌رود، وجود این ترکها بعنوان یک نقص تلقی شود و به عبارت دیگر لازم باشد از ایجاد ترک جلوگیری شود و یا میزان باز شدگی آن محدود گردد، می توان از ایدة پیش تنیدگی بتن استفاده نمود. در سازه های بتنی پیش تنیده، بوسیلة کشیدن کابلهای پیش تنیدگی، مقطع عضو بتنی را تحت فشار اولیة شدیدی قرار می دهند، تا بدین ترتیب پس از اعمال بارهای موردنظر، در هیچ مقطعی از عضو بتنی ایجاد کشش نشود.
از نظر تکنیک ساخت، اعضا و سازه های بتن آرمه یا پیش ساخته هستند، یا در جا ریخته شده و یا مرکب. اعضا پیش ساخته اعضایی هستند که در کارگاهها خاصی ساخته شده و برای نصب به محل موردنظر تحویل می شوند. اعضا با بتن ریزی در جا، همانطور که از نامشان پیداست، در همان محل واقعی خود در سازه بتن ریزی می شودن و بالاخره اعضا مرکب اعضایی هستند که ترکیبی از اجزای پیش ساخته و بتن ریزی در جا هستند. اعضا و سازه های بتن آرمه که به روشهای فوق ساخته می شوند اگرچه در برخی موارد تفاوت های مختصری در رفتار و جزئیات محاسبات دارند، اصول کلی طراحی آنها یکسان است و آنچه سبب انتخاب هر یک از این روشها می‌شود مسائلی نظیر سرعت اجرا، دقت ساخت و توجیهات اقتصادی است.
مواد تشکیل دهنده بتن
مواد تشکیل دهنده بتن عبارتند از: سیمان، مصالح سنگی و آب و در برخی موارد مواد مضاف نیز بدانها اضافه می‌شود. خواص بتن تر (قبل از سخت شدن)، مانند روانی، کارآیی و زمان گیرش، همچنین خواص بتن خشک (بتن سخت شده)، نظیر مقاومت فشاری، مقاومت کششی، افت، خزش تو دوام بستگی به انتخاب و درصد مواد متشکله بتن دارد. از اینرو در این بخش بطور اختصار خواص و نقش هر یک از این مواد مورد بررسی قرار می گیرند.
سیمان- هر ماده ای که دانه های مصالح سنگی را برای تشکیل یک توده توپر و یکپارچه بهم چسباند سیمان نام دارد. سیمانهایی که در صنعت بتن و بتن آرمه به کار می روند سیمانهایی هستند که در ترکیب با آب موادی بوجود می آورند که تقریبا غیرقابل حل در آب می باشند و از این رو به آنها سیمان هیدرولیکی گفته می‌شود. از بین انواع این سیمان نوعی که بیشترین کاربرد را در بتن آرمه دارد سیمان پرتلند است.
پس از اینکه آب به سیمان افزوده می‌شود مواد در سطح دانه های سیمان بوسیله آب حل شده و یک ژل، که در واقع یک توده متراکم از ذرات فوق العاده کوچک است، ایجاد می‌شود. این ماده به تدریج افزایش حجم و سختی پیدا می‌کند بطوری که پس از چند ساعت سختی قابل ملاحظه ای در ملات ایجاد می‌شود. این عمل هیدراسیون نام دارد. هیدراسیون تدریجاً بیشتر به عمق دانه های سیمان نفوذ می‌کند و در نتیجه سبب افزایش سختی ملات می گردد. از نظر شیمیائی، برای هیدراسیون کامل یک مقدار معین سیمان، در حدود 25 درصد وزن سیمان آب لازم است، لیکن برای سهولت حرکت آب در مخلوط و رسیدن به ذرات سیمان، آب موردنیاز 10 الی 15 درصد بیش از میزان ذکر شده می باشد. بنابراین حداقل نسبت وزنی آب به سیمان بین 35/0 و 4/0 است، با اینحال در عمل، مقدار آب مصرفی بیش از مقادیر حداقل فوق می باشد. این مقدار آب اضافی برای روان‌تر کردن و افزایش کارآیی بتن (یعنی افزایش قابلیت کار با بتن) لازم است. ولی باید توجه داشت که آب مازاد بر نیاز هیدراسیون کامل، به صورت ترکیب نشده در بتن باقی می ماند که پس از سخت شدن بتن تدریجاً از آن خارج شده و سبب ایجاد حفره و در نتیجه نقصان مقاومت بتن می گردد. عمل هیدراسیون با تولید حرارت نیز همراه است و حرارت تولید شده را حرارت هیدراسیون می نامند. این گرمای آزاد شده، بخصوص در کارهای با بتن ریزی زیاد مثل سد سازی، باعث افزایش درجه حرارت و در نتیجه افزایش حجم بتن می گردد و می‌تواند پس از سرد شدن بتن سبب ترک خوردگی آن گردد، که باید به نحو صحیحی از آن جلوگیری نمود.
آزمایشهای مقاومت فشاری
در برخی کشورهای دنیا، مانند آمریکا، نمونه های آزمایش مقاومت فشاری به شکل استوانه هایی هستند که نسبت ارتفاع به قطر آنها برابر 2 می باشد. از سوی دیگر، در بسیاری کشورهای اروپائی از نمونه های مکعب شکل استفاده می‌شود. در ایران، هر دو نوع نمونه های استوانه ای و مکعبی مورد استفاده قرار می گیرند. آنچه در رابطه با شکل نمونه های آزمایشی مطرح است، این واقعیت است که مقاومت های بدست آمده از این دو نوع نمونه معمولاً یکسان نیستند. این تفاوت به دو دلیل اساسی پدید می آید.
اول آنکه، در نمونه های استوانه ای، جهتی که بار فشاری به نمونه وارد می‌شود منطبق است برجهتی که نمونه ریخته می شود، در حالیکه در نمونه های مکعبی، جهت بارگذاری عمود بر جهت بتن ریزی نمونه است. چنانچه مخلوط بتن از کارآیی خوبی برخوردار باشد و به خوبی نیز متراکم و کوبیده شود، بتن حاصله تقریبا ایزوتوپ خواهد بود و این تفاوت اهمیت چندانی ندارد. لیکن، در غالب موارد این منظور تأمین نمی شود و در نتیجه تغییر شکل لایه های مختلف نمونه یکسان نبوده و این مسئله در مقادیر مقاومت های بدست آمده منعکس می گردد.
علت دوم در تفاوت مقادیر نمونه های استوانه ای و مکعبی را می توان در مسئله اصطکاک بین نمونه بتنی و صفحات فولادی ماشین آزمایش جستجو کرد. بدین ترتیب که به علت تفاوت مقادیر مدول الاستیسیته و ضریب پواسون فولاد و بتن، نمونه بتنی و صفحه فولادی تمایل به تغییر شکل های جانبی یا مساوی دارند. لیکن بعلت وجود اصطکاک، حرکت جانبی نسبی بین صفحه فولادی و نمونه بتنی در سطح تماس آنها مقدور نبوده و در نتیجه تنش های برشی در این سطح بوجود می آید. اثر این تنش ها در نمونة بتنی، با افزایش فاصله از صفحات فولادی کاهش می یابد بطوری که از فاصله ای در حدود (B بعد جانبی نمونه است) قابل صرفنظر باشد. اثر این تنش ها را می توان در نمونه های استوانه ای استاندارد، که تا حد گسیختگی تحت فشار قرار می گیرند، بخوبی مشاهده نمود. بدین ترتیب که در هر انتهای نمونه یک مخروط تقریباً دست نخورده با ارتفاع باقی می ماند (D قطر استوانه است)، ولی در میان این مخروط ها تغییر شکل جانبی بطور آزاد قابل حصول است که با پف کردن نمونه به سمت بیرون در قسمت میانی توجیه می‌شود. در نمونه های مکعبی نیز هرمهای دست نخورده بوجود می‌آیند، لیکن بعلت محدودیت ارتفاع این نوع نمونه ها، رئوس هرمها در یکدیگر تداخل نموده بطوری که ناحیه ای که در آن تغییر شکل جانبی می‌تواند آزاد باشد حذف می‌شود. در نتیجه، در نمونه های مکعبی نمی توان فشار تک محوری که آزاد از برش باشد بوجود آورد. بنابراین، در شرایط مشابه از نظر کیفیت بتن، مقاومت به دست آمده از نمونه های مکعبی بیش از مقاومت حاصل از نمونه های استوانه ای است. همچنین، نتیجه گرفته می‌شود که برای تعیین مقاومت بتن، که تحت تأثیر مشخصات صفحات فولادی دستگاه پرس نباشد یا بعبارت دیگر، برای تعیین مقاومت فشاری تک محوری حقیقی بتن، باید از نمونه های استوانه ای با نسبت ارتفاع به قطر بزرگتر از 7/1 استفاده نمود. در استوانه‌های استاندارد، نسبت ارتفاع به قطر برابر 2 می باشد.
مقاومت فشاری بتن براساس نمونه استوانه ای با نشان داده می‌شود که منظور از آن، مقاومت فشاری نمونه های استوانه ای به قطر 15 و ارتفاع 30 سانتیمتر است که 28 روز پس از ساخت اندازه گیری می شوند. مقاومت فشاری نمونه های مکعبی به بعد 15 سانتیمتر را که پس از 28 روز آزمایش می شوند با نشان می دهند. بطور متوسط، برای بتن های با وزن معمولی، مقاومت نمونه های استوانه ای 30*15 تقریباً 80 درصد مقاومت نمونه های مکعبی 20 سانتیمتری و 83 درصد مقاومت نمونه های مکعبی 15 سانتیمتری است. برای بتن های سبک، مقاومت نمونه های استوانه ای و مکعبی تقریباً یکسان می باشند.
مطلب قابل توجه دیگری که در رابطه با شکل نمونه ها مطرح است اثر نسبت ارتفاع به قطر در نمونه های استوانه ای است. گاهی اوقات برای انجام آزمایش از نمونه های استوانه ای استفاده می‌شود که نسبت ارتفاع به قطر آنها متفاوت از 2 است. بعنوان مثال، این مسئله در مورد کرهایی که از سازه های ساخته شده بریده می شوند پیش می آید. در این موارد لازم است ضریب تصحیحی بر مقاومت های به دست آمده اعمال شود تا نتایج حاصل قابل مقایسه با مقاومت نمونه های استوانه ای استاندارد باشند.
پروژه کارآفرینی تولید ساچمه فولادی
| دسته بندی | کارآفرینی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 641 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 41 |
پروژه کارآفرینی تولید ساچمه فولادی در 41 صفحه ورد قابل ویرایش
1- 1 مقدمه :
ساچمه فولادی (شات بلاست) در ارتقا و افزایش کیفی صنایع مختلف تولیدی از جمله ریخته گری قطعات– ماشین سازی- آهنگری- خودروسازی ودیگر صنایع فلزی مصارف فراولن دارد. با توجه به محدودیت تعداد واحدهای تولید کننده داخلی، تولید و فروش این محصول دارای توجیه اقتصادی لازم بوده و علاوه بر آن امکانات صادرات به دیگر کشورها نیز برای آن فراهم است.
فرآیند تولید :
1 – 2 نام کامل طرح و محل اجرای آن :
تولید ساچمه فولادی
محل اجرا :
1 – 3 – مشخصات متقاضیان :
نام
نام خانوادگی
مدرک تحصیلی
تلفن
1 – 4 – دلایل انتخاب طرح :
توجه به خودکفایی این صنعت و همجنین نیاز بازار داخلی به تولید این محصول با توجه به این که تولید ساچمه فولادی می تواند به رشد و شکوفایی اقتصادی کشور کمکی هر چند کوچک نماید و با در نظر گرفتن علاقه خود به فعالیت های تولیدی این طرح را برای اجرا انتخاب کرده ام.
1 – 5 میزان مفید بودن طرح برای جامعه :
این طرح از جهات گوناگون برای جامعه مفید است ، شکوفایی اقتصادی و خودکفایی در تولید یکی از محصولات ، سوددهی و بهبود وضعیت اقتصادی ، اشتغالزایی ، استفاده از نیروی انسانی متخصص در پرورش کالای داخلی و بهره گیری از سرمایه ها و داشته های انسانی در بالندگی کشور .
1 – 6 - وضعیت و میزان اشتغالزایی :
تعداد اشتغالزایی این طرح 21 نفر میباشد .
تاریخچه و سابقه مختصر طرح :
در این دستگاهها ساچمه های فولادی ( شات - shot ) پس از وارد شدن به توربینهای گریز از مرکز دستگاه شتاب گرفته و بر روی سطح قطعه پاشیده میشوند که در اثر این برخوردهای پرسرعت و متوالی ساچمه ها عملیات شاتینگ در این دستگاهها انجام می پذیرد .
شات بلاست عموما در کرهای صنعتی و قطعات با تیراژ بالا و نیز در سطوح مسطح وسیع مانند بدنه کشتیها و کف سالنها و در موارد کمی نیز در کارهای تزئینی - کهنه کاری و قا لبسازی مورد استفاده قرار میگیرد .
بااستفاده از دستگاههای شات بلاست میتوان عملیات :
?- زنگ زدایی - ماسه زدایی - و رنگ برداری سطوح داخلی و خارجی قطعات.
?- لایه برداری از سطوح انواع قطعات فورج شده.
?- زبر کردن سطوح قطعات ( با استفاده از گریت - grit ) جهت بهینه انجام شدن عملیات لعابکاری و تفلون کاری برای ماندگاری و کیفیت یهتر.
?- آماده کردن سطوح قطعات جهت انجام انواع آبکاریهای صنعتی - تزئینی یا رنگ.
?- مات کاری - تمیز کاری و آماده کردن قطعات (شاتینگ - shoting ) جهت ارائه در بازار را میتوان انجام داد .
اصول کار در دستگاههای سندبلاست sandblast :
در این دستگاهها ماسه های ساینده که عمدتا از جنس سیلیس - مسباره و اکسید فلزات هستند با استفاده از فشارباد کمپرسور شتاب گرفته و بر روی سطح قطعه پا شیده میشوند .
با استفاده از دستگاههای سندبلاست میتوان عملیات :
?- زنگ زدایی - ماسه زدایی - و رنگ برداری سطوح داخلی و خارجی قطعات.
?- پوایش مات و تمیز کاری انواع قالبهای صنعتی .
?- زبر کردن سطوح قطعات ( با استفاده از ساینده های مخصوص ) جهت بهینه انجام شدن عملیات لعابکاری و تفلون کاری برای ماندگاری و کیفیت یهتر.
?- آماده کردن سطوح قطعات جهت انجام انواع آبکاریهای صنعتی - تزئینی یا رنگ.
?- مات کاری - تمیز کاری و آماده کردن قطعات (سندینگ - sanding ) جهت ارائه در بازار را میتوان انجام داد .
?- حک کردن نوشته و نقوش مختلف و گود برداری و یا برجسته کاری آنها برروی سطوح شیشه ای - چوبی - MDF - کاشی - سرامیک و طلق که بیشتر برای انجام امور تجاری - تبلیغاتی و تزئینات دکور مورد استفاده میباشد.
ساچمه زنی
فرایند دیگری که لازم است در مورد آن توضیح داده شود، فرایند Stress-Peening یا اصطلاحا تنش زنی با وجود یک تنش کششی قبلی است. در شرایطی که قطعات تنها در یک جهت تحت تنش قرار دارند، فرایند تنش زنی بکار می رود و در آن قطعاتی که تحت یک کشش قبلی قرار دارند ساچمه زنی می شوند. در طی این فرایند، تنش فشاری درونی بسیار بیشتر از ساچمه زنی معمولی ایجاد شده و در حقیقت درست تا حد سیلان تنش فشاری درونی ماده پیش می رود. تنش زنی، صرفه جویی بیشتر در وزن و افزایش عمرکاری را در پی دارد. این افزایش عمر کاری در قطعات مختلف متفاوت می باشد، مثلا برای چرخ دنده ها و فنرهای مارپیچی بیش از ???? درصد، درزهای جوش ??? درصد و برای میله های تحت تنش پیچشی بین ??? تا ??? درصد است.
به منظور افزایش مقاومت و دوام قطعه و اجتناب از ترک خوردگی تنشی(SCC)، باید تمام سطوح بحرانی و حساس کاملا ساچمه زنی شوند. برای کنترل این موضوع میتوان از عدسی با بزرگنمایی x?? استفاده کرد یا مایع خاصی را روی سطح قطعه پاشید یا رنگ کرد؛ در طی فرایند خشک کردن این مایع به شکل الاستیک در آمده و تنها توسط شکست سطح کنده می شود. برای کنترل این موضوع که آیا تمام سطحی که باید ساچمه زنی شود، با فیلم نازک پوشیده شده است یا نه، می توان از تابش پرتو فرابنفش استفاده کرد.
یک دستگاه ساچمه زنی معمولا از اجزاء زیر تشکیل شده است:
چرخ دوار پرتاب کننده ساچمه، بخش جداکننده ساچمه که ساچمه های ساییده و فرسوده و خرد شده را از ساچمه های قابل استفاده جدا می کند، و جمع کننده گرد و غبار که برای تکمیل کار بخش قبلی ذرات ریز موجود در انبوه ساچمه ها را می گیرد.
برای رسیدن به شدت مورد نیاز در ساچمه زنی نیازمند اجزاء مناسب در دستگاه هستیم. اصل کار ساچمه زنی با کمک چرخهای دوار پرتاب کننده ساچمه بر مبنای استفاده از انرژی جنبشی بالای ساچمه ها قرار دارد؛ این انرژی از سرعت و جرم ساچمه ناشی می شود. بنابراین عملکرد دستگاه ساچمه زنی به مقدار زیادی به بازدهی چرخ های پرتاب بستگی دارد. معمولا این چرخهای دوار بصورت Patent بوده و در انحصار سازندگان اندک خود قرار دارند. استفاده از یک یا چند چرخ بر روی ماشین، مزیت های بیشماری را در پی دارد، مانند: ضربه با انرژی زیاد، کنترل جهت و سطح پاشش، توان عملیاتی بالای ساچمه های ساینده، پاشش یکنواخت با شدت بهینه، و زمان مناسب پرداخت سطحی.
گزارش مختصر بازدید از واحد ها تولیدی با خدماتی مرتبط با موضوع پروژه :
بازدید از محل تولید ساچمه فولادی
بر اساس هماهنگی های بعمل آمده در بازدید از مرکز تولید ساچمه فولادی به بررسی سیستم ها و دستگاهها و ماشین آلات موجود در محل پرداختیم و سیستم مدیریت و روش های تامین مواد اولیه را در کارخانه مورد ارزیابی قرار دادیم ،
جنبه های ابتکاری بودن و خلاقیت به کار رفته شده :
ابتکار و نوآوری در کلیه رشته ها می تواند عامل پیشرفت و توسعه قرار گیرد در بخش صنعت نیز که بازار رقابتی بسیار شدیدی دارد استفاده از ایده های نو و نوآوری و خلاقیت می تواند به عامل موفقیت تبدیل شود ، طراحی های گرافیکی تبلیغاتی و استفاده از شیوه های نوین تولیدی از عوامل پیشرفت و توسعه اقتصادی در کشور های صاحب سبک در صنعت میباشد ، الگوبرداری از این روشها برای معرفی کالا و محصولات می تواند به عنوان یک ایده نو مورد استقیال قرار گیرد .