بررسی تاثیر ارتعاشات مکانیکی بر مورفولوژي گرافیت و ریز ساختار چدن نشکن

بررسی تاثیر ارتعاشات مکانیکی بر مورفولوژي گرافیت و ریز ساختار چدن نشکن

چکیده

در سالهاي اخیر قطعات ریخته گري چدنی با خواص مکانیکی مناسب بسیار مورد توجه قرار گرفته و اکثر عملیات هایی که به این منظور انجام می شود در جهت اصلاح ساختار و توزیع مناسبتر گرافیت ها می باشد. یکی از این روشها جوانه زنی دینامیک در مذاب است که از آن جمله می توان ریخته گري تحت ارتعاش یا ایجاد تلاطم و حرکت شدید مذاب در قالب را نام برد. محققان زیادي در مورد نقش ارتعاش و چگونگی تأثیر آن بر ساختار و توزیع گرافیت در چدن نشکن پژوهش نموده اند. دراین پژوهش ثأثیر ارتعاشات % مکانیکی بر مورفولوژي گرافیت در چدن نشکن مورد مطالعه قرار می گیرد. مذاب چدن نشکن در کوره القایی تهیه شده و به میزان 1 0% فرو سیلیس به مذاب اضافه شد و پس از اضافه کردن فرو سیلیس منیزیم، مذاب سریعاً به درون قالب ها / آلیاژ فرو سیلیس منیزیم و 3 انتقال داده شد. در این تحقیق از قالبهاي ماسه اي، فلزي و همچنین قالب تحت ارتعاش استفاده شد. بررسی ها نشان می دهد که اعمال ارتعاش به مذاب چدن نشکن در حال انجماد نسبت به حالت ساکن باعث بهبود میزان کروي شدن و افزایش تعداد گرافیتهاي کروي تا حدود دو برابر می گردد. اعمال ارتعاش همچنین باعث کاهش درصد پرلیت و افزایش درصد فریت نسبت به نمونه هاي ریخته گري شده در قالب هاي ماسه اي و فلزي می گردد.

واژه هاي کلیدي: ارتعاشات مکانیکی، مورفولوژي، ریزساختار، چدن نشکن

مقدمه

ارتعاش مذاب در حین انجماد باعث بهبودي خواص مکانیکی، خوردگی، کاهش تخلخل، ظریف شدن ساختار، مقاومت در برابر پارگی گرم، کاهش جدایش میکروسکوپی و ماکروسکوپی و ... می شود. بررسی اثر ارتعاش در حین انجماد بار ها توسط محققان بسیاري انجام شده است که هر کدام موفقیت نسبی نیز بدست آورده اند[ 1]. در سال 1868 چرنیف توانست با استفاده از اعمال انرژي ارتعاشی ساختاري ریز دانه در فولاد ایجاد کند. در اثر ارتعاش، تغییرات فشار در نقاط مختلف مذاب ایجاد شده که باعث جوانه زنی و atm تشکیل حفره خالی در مذاب می شود و در اثر فروپاشی این حبابها، فشارهاي بسیار بالایی به مذاب اعمال شده که تا حدود 100000 می رسد، که به این پدیده کاویتاسیون گفته می شود. افزایش موضعی فشار طبق رابطه کلازیوس – کلاپیرون باعث می شود که نقطه ذوب مذاب به صورت موضعی و لحظه اي افزایش پیدا کرده و تحت تبرید زیادي بوجود آید که باعث تسریع جوانه زنی خواهد شد. همچنین در اثر فشارهاي موضعی بالا و حرکت مذاب در اثر ارتعاش، ممکن است که بازوهاي دندریتی شکسته شوند که این تکه هاي کریستالی به دلیل اینکه از جنس خود مذاب بوده و خاصیت خیس شوندگی بالایی دارند، توسط مذاب پس زده نشده و داراي بهترین خواص جوانه زنی هستند. تیلر و اوهارا نشان دادند که در اثر نیروهاي خمشی و مکانیکی در ریشه بازوهاي دندریتی تمرکز حرارتی ایجاد شده که می تواند باعث شکستن آنها شود. همچنین تمرکز عنصر آلیاژي در ریشه بازوها باعث کاهش .[ نقطه انجماد شده که سبب کاهش ضخامت ریشه بازو گردیده که در اثر فشار موضعی یا جریان مذاب شکسته می شود[ 2 مکانیزم کلی جهت ایجاد جوانه هاي جدید و ریز شدن ساختار در قطعاتی که تحت ارتعاش منجمد شده اند، به سه گروه اصلی تقسیم .[ می شوند[ 3

الف : جوانه زنی به علت پدیده کاویتاسیون

ب : ریز شدن دانه ها در اثر خرد شدن و شکستن دندریتها

ج : جدا شدن دانه هاي تبریدي تشکیل شده در ابتداي انجماد ، در اثر نیروي ارتعاشی و حرکت آنها به سمت مرکز قطعه.

همچنین روشهاي ایجاد ارتعاش در مذاب عبارتند از :

1) ارتعاش قالب : که احتمالا بهترین و موثر ترین روش می باشد و بیشترین کاربرد را نیز دارد .

2) ارتعاش مذاب که ممکن است به یکی از روشهاي زیر انجام شود:

الف : ارتعاش سطح مذاب

ب : ارتعاش کل مذاب توسط ایجاد میدانهاي الکتریکی و مغناطیسی

ج : فرو بردن پروب ( جهت ارتعاش آلتراسونیک ) در داخل مذاب

3) ارتعاش قطعه ریختگی

اصولا می توان گفت جوانه زنی در یک مذاب ناپایدار به واسطه سه عامل مستقل صورت می گیرد. که عبارتند از اصطکاك، ارتعاش و ازدیاد فشار [ 4]. به طور کلی دو نوع جوانه زنی دینامیکی تا کنون تشخیص داده شده است. در نوع اول مایع فوق تبرید شده ي کاملاً ناپایداري که شامل هیچ گونه کریستالی نمی باشد توسط یک عامل دینامیکی مناسب جوانه زنی می کند و در نوع دوم تعداد کریستالهاي موجود در مذاب در حال انجماد به نسبت خیلی زیاد توسط یک عامل دینامیکی افزوده می گردد. نوع اول را مطمئناً می توان یک روش جوانه زنی دانست ولی در مورد نوع دوم نمی توان به یقین اظهار کرد که جوانه زنی مربوط به خرد شدن کریستالهاي موجود درمایع است. بررسی ها نشان داده اند که با اعمال انرژي ارتعاشی در حین انجماد ، درصد انقباضات پراکنده بطور قابل مشاهده اي کاهش می یابد. به عبارتی باعث کاهش حفره هاي انقباضی پراکنده و در برخی موارد آنها را کاملا حذف می کند که دلیل این امر افزایش قابلیت پر شدن فضاي بین دندریتی توسط مذاب عنوان شده است [ 5]. از اثرات دیگر انرژي ارتعاشی به هنگام انجماد فلزات و آلیاژها ،انرژي ارتعاشی نقش گاززدایی راایفا می کند با استفاده از ارتعاش تخلخل در آلیاژهایی که بصورت محلول جامد انجماد می یابند ، کاهش پیدا می کند . به هر حال بایستی به این نکته توجه شود که این تاثیر مثبت نیز تنها در محدوده معینی از انرژي ارتعاشی قابل حصول می باشد. همچنین اعمال ارتعاش یکی ار راههاي مؤر در کاهش جدایش معکوس می باشد[ 6]. در اثر اعمال ارتعاش و افزایش سرعت سرد شدن، طول بازوهاي دندریت که در حقیقت نشانگر فاصله انجماد (عرض منطقه خمیري) است، کاهش می یابد و بدین ترتیب جدایش ریز و بدنبال آن ، جدایش درشت (معکوس) کاهش پیدا می کند. لازم بذکر است در بیشتر تحقیقات از روش اعمال ارتعاش به عنوان موثرترین روش در کاهش جدایش معکوس نام برده شده است. مکانیزم کنترل جدایش معکوس از طریق جابجایی و حرکت مذاب ، بدینگونه عنوان شده است که در اثر شکسته شدن بازوهاي دندریت و نیز ازدیاد مراکز انجماد در اثر کاهش شعاع هسته هاي پایدار ، ساختاري با دانه هاي ریز و محوري بوجود می آید. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر ارتعاشات مکانیکی بر مو رفولوژي گرافیت و ریز ساختار چدن نشکن می باشد.

این پروژه به صورت کامل موجود میباشد

برای خرید پیام بگذارید یا به این آدرس ایمیل کنید

[email protected]

بررسی تاثیر ارتعاشات مکانیکی بر مورفولوژي گرافیت و ریز ساختار چدن نشکن

مطالب مشابه :

دانلود پایان نامه ساخت نانو ذرات فریت به روش همرسوبی

دانلود پایان نامه ساخت نانو ذرات فریت به روش همرسوبی

فروش دانلود مقاله استان گلستان

نانو ذرات مغناطیسی در داروسازی هدفمند

بررسی تاثیر ارتعاشات مکانیکی بر مورفولوژي گرافیت و ریز ساختار چدن نشکن

محاسبات ترمودینامیکی جهت تعیین درصد فازها حین عملیات آنیل بین دماي بحرانی با استفاده از نرم افزارTh

بررسی اثر دماي پیشگرم، سرعت سرد کردن و تغییر فرم بر خواص مکانیکی و چقرمگی شکست فولاد میکروآلیاژي 30M

بررسی اثر جوانه زائی کاربید سیلیسیم بر ریز ساختار چدن نشکن

تأثیر فرایندهاي جوشکاري بر ریزساختار و رفتار خوردگی فلز جوش لوله هاي انتقال آب برگشتی واحد اسمز معکو