پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی

عنوان کامل: تأثیر منگنز بر منحنی های سرد شدن، ریزساختار و خواص مکانیکی چدن خاکستری

طبقه بندی: متالورژی و مهندسی مواد

فرمت فایل: فایل Word ورد 2007 یا 2003 (Docx یا Doc) قابل ویرایش

تعداد صفحات پروژه: 60

مقدمه

در حال حاضر، در تمام کارخانه ها، برای ورقه ای نمودن گرافیتهای چدن خاکستری از منگنز، استفاده می گردد. در ضمن عناصر جزئی مانند سریم و عناصر خاکی نادر موجود در آلیاژ فروسیلیکو منگنز Fe-Si-Mn برای خنثی کردن عناصر جزیی مضرو راندمال بهتر در عمل جوانه زایی، اهمیت زیادی دارند. روش افزودن منگنز به روشهای مختلف اعم از ساده و پیچیده می باشد. در انتخاب یکی از روشها برای یک کارگاه معین باید فاکتور های زیادی مورد نظر قرار گیرد و در بین آنها مهمترین فاکتورها با تعیین اولویتها مشخص گردد. فاکتورهای اصلی به قرار زیر می باشند:

1. روش انتخاب شده نباید با ایجاد نور و دود همراه باشد.

2. قیمت تمام شده چدن تولیدی باید حداقل باشد.

3. روش نباید احتیاج به سرمایه گذاری زیاد در تجهیزات داشته باشد.

4. کیفیت چدن تولیدی باید مطلوب باشد.

5. روش باید توانایی ریختن قطعات با وزن های مختلف را دارا باشد.

برای تولید چدن خاکستری مرغوب باید کنترل دقیق به عمل آید تا مقدار منگنز باقیمانده کم یا زیاد نباشد. از آنجائیکه دما و ترکیب شیمیای برای بازیابی منگنز موثر می باشند، فرآیند و مواد مناسب ورقه ای سازی مطلوب، بزرگترین عوامل بالقوه برای تغییرات منگنز باقیمانده می باشند.

روش کار و تحقیق

مذاب چدن با استفاده از 50درصد برگشتی چدن و 50 درصد قراضه فولاد با ترکیب مندرج در جدول (1) در یک کوره القایی 25 کیلوگرمی و با فرکانس سه کیلو هرتز تهیه شد. سپس با افزودن درصدهای مختلف کک نفتی با خلوص 60درصد، فروسیلیسیم 75درصد و فرو منگنز 75درصد چدن هایی با کربن معادل یکسان (تقریباً 8/3درصد) و حاوی درصدهای مختلف منگنز (445/0، 661/0، 760/0، 092/1 درصد) تهیه و در تمامی موارد از 3/0 درصد فروسیلیسیم به عنوان جوانه زا در پاتیل استفاده شد و ریخته گری نمونه ها در دمای بارریزی 1350 درجه سانتیگراد صورت گرفت. ترکیب شیمیایی کلیه نمونه ها در جدول (2) نشان داده شده است.

فرمت فایل: فایل Word ورد 2007 یا 2003 (Docx یا Doc) قابل ویرایش

مقدمه
چدن ها و فولادها از روی درصد کربن مشخص می شوند. بیشتر از 1/2 درصد کربن چدن نام دارد و کمتر از 1/2 درصد کربن فولاد نام دارد. هر چه درصد کربن در چدنها بیشتر باشد پایدار کردن آن نیز بیشتر می شود. انواع چدن هایی که استفاده می شود عبارتند از: خاکستری، نشکن، مالی بل و سفید. ویژگیهای چدن نسبت به فولاد را می توان به این شکل بیان کرد: نقطه ذوب پایین نسبت به فولاد، خواص مکانیک ی مختلف، سیالیت خوب به دلیل وجود گرافیت آزاد در چدن ها و عدم نیاز به تغذیه درمواردی که انقباض به دلیل انبساط گرافیت چدن کم است. چدن ها دارای اجزا یوتکتیک کمتر و گرافیت کمترو نتیجتا مقاومت بالا به دلیل اینکه در چدنهای هیپو یو تکتیک گرافیت ها درشتر به وجود می آید که چدن را نرم و ضعیف می کند. همان طور که می دانید آلیاژهای آهنی را می توان در یک سیستم آلیاژی دو تایی برای فولاد ها و نیز با اضافه شدن سیلیسیم بیشتر یک سیستم سه تایی برای چدن ها تعریف کرد.

فهرست

مقدمه …………………………………………………………… 3

مواد قالبگیری و افزودنی ها …………………………………… 4

کوره ها و ذوب فلزات …………………………………………… 15

سیستم را گاهی، تغذیه و مبرد …………………………… 30

گزارش 1 (مذاب ریزی وزنه) ………………………………… 46

گزارش 2 (مذاب ریزی مدل صفحه ای) …………………… 50

گزارش 3 (مذاب ریز بوش) ……………………………… 53

گزارش 4 (مذاب ریز قطعه صنعتی) …………………… 57

بررسی عیوب ناشی از ماسه داغی ……………………… 60

بررسی کامل حفره های گازی و انقباضی ………………… 61

فرمت فایل: DOCX (ورد 2007) قابل ویرایش

چدن­
چدن آلیاژی از دو عنصر آهن و کربن است که معمولاً دارای عناصر دیگری نظیر سیلسیم، منگنز، فسفر و ... می باشد. آهن بعنوان عنصر پایه و کربن بعنوان عنصر آلیاژی اصلی بکار می رود. درصد عنصر کربن در چدن­ها معمولاً بیشتر از %2 وزنی می باشد. وجود کربن و سیلسیم در چدن سبب پدید آمدن خواص قابل توجهی شده است. اولین ویژگی مطلوب چدنها قابلیت ریخته گری عالی آنها است. علت این امر را می­توان در موارد زیر دانست:

- درجه حرارت ذوب نسبتاً پایین

- سیالیت خوب

- واکنش کم با مواد قالب (وجود کربن و نقطه ذوب پایین علت این امر است)

به سبب این ویژگی قابلیت تولید قطعات پیچیده با استفاده از چدن­ها وجود دارد.

ویژگی مهم دیگر چدنها وجود گرافیت آزاد است که در صورت کنترل مناسب بخوبی می تواند انقباض ناشی از انجماد «Solidification shrinkage» را جبران نماید.

سومین ویژگی چدنها صرفه اقتصاد ی آنهاست. علت این امر ارزان بودن مواد اولیه، تهیه کردن مذاب در اغلب کوره های ریخته گری و بالا بودن راندمان ریخته گری است.

چهارمین ویژگی آن مناسب بودن خواص فیزیک ی مکانیک ی بدلیل وجود دو عنصر کربن و سیلسیم است. از جمله این موارد قابلیت جذب ارتعاش و صدا «Damping capacity» است. به سبب حضور گرافیت آزاد- به خصوص وجود گرافیت ورقه­ای- این آلیاژ دامنه ارتعاشات موجود را کوتاه نموده و اصطلاحاً آنها را میرا می­کند. از خواص دیگر این آلیاژها می­توان به مقاومت سایشی مناسب، مقاومت خوردگی مطلوب و مقاومت خستگی اشاره نمود.

البته یک چدن کمتر می تواند تمام خواص فوق را داشته باشد. با تمام نکات مثبتی که در بالا به آنها اشاره شد عدم داشتن انعطاف و کارپذیری (Workability) از جنبه های منفی این آلیاژ است که در نتیجه وجود کربن و سیلسیم بوجود می آید.