لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 22
فولاد
اصطلاح فولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰/۰۲۵ تا حدود ۲ درصد کربن دارند بکار میرود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.
کاربرد انواع مختلف فولاد
از فولادی که تا 0.2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده میشود. فولاد متوسط 0.2 تا 0.6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار میبرند. فولادی که 0.6 تا 1.5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده میشود.
ناخالصیهای آهن و تولید فولاد
آهنی که از کوره بلند خارج میشود، چدن نامیده میشود که دارای مقادیری کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصیهای دیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبال میشود:
سوزاندن ناخالصیهای چدن
افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن
منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل میشوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج میشوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره میشود و کربن هم میسوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دیاکسید کربن (CO2) در میآید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولا دیاکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار میبرند:
(MnO + SiO2 -------> MnSiO3(l
و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولا چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولا اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه میکنند:
(MgO + SiO2 -------> MgSiO2(l
(6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2(l
کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصیها
معمولا جداره داخلی کورهای را که برای تولید فولاد بکار میرود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شدهاند، میپوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب میکند. برای جدا کردن ناخالصیها، معمولا از روش کوره باز استفاده میکنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای میگیرد.
بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس میکند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور میدهند تا ناخالصیهای موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع میآیند و عمل تصفیه چند ساعت طول میکشد، البته مقداری از آهن، اکسید میشود که آن را جمعآوری کرده، به کوره بلند باز میگردانند.
روش دیگر جدا کردن ناخالصیها از آهن
در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصیها از آهن استفاده میشود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کورهای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، میریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت میکنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازهای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار میدهند.
اکسایش ناخالصیها بسیار سریع صورت میگیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها میشوند، توده مذاب را به هم میزنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو میآید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن میرسد و در چنین دمایی، واکنشها فوقالعاده سریع بوده، تمامی این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل میشود و معمولا محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست میآید.
تبدیل آهن به فولاد آلیاژی
آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 32
فولاد چیست.
فولاد آلیاژی است از آهن و کربن ماه اصلی فولاد آهن است. فلزی سفید نقره ای و کم تنش که مالیبل و داکتیل است و تقریبا نرم . اما کربن این خصوصیبات را تغییر می دهد. اضافه کردن مقدار خیلی جزئی از کربن به آهن آن را به فولاد تغییر می دهد. آلیاژی سخت و خشن و قوی و شکل پذیر. بیشتر از ابزارها و تجهیزات ساختمانی فولادی برای هزاران سال استفاده می کرده است.
بشر اولیه بطوریکه می دانیم و حتی کشف کرد که گرم کردن ابزارهای آهنی در آتش کیفیت آن را بالای برآنها را لخت و قابل خمیدگی می کند. و اگر زغال سنگ هم وجود داشته باشد. فلز حتی لخت تر از قبل از آتش بیرون می آید. عملیات حرارتی هزاران سال عمر دارد در حالیکه علم عملیات حرارتی عمری بیش از 100 سال ندارد. و اما عملیات حرارتی فلزات هم علم است و هم هنر. با کنترل زمان و درجه حرارت ما می توانیم فولاد را سخت و شکننده سازیم مثل این و یا نرم و قابل خمیدگی مثل این ما می توانیم با عملیاتمان به فولاد هر خصوصیتی که می خواهیم بدهیم . تفاوت زیادی بین فولادهای کربنی و آنچه که ما به فولادهای آلیاژی فولادهای زنگ نزن و فولادهای ابزار است وجود دارد. اینها تماما انواع مختلفی از فولاد هستند موضوعات. پایه ای عملیات حرارتی ممکن است چیزهایی باشد مشابه آنها به صورت متفاوتی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. حال ما قصد مطالعه تنها یکی از فولادها را داریم. فولادهای ساده کربنی این ساده ترین نوع فولاد است. مخلوطی 2 عنصر پایه آهن و کربن برای تولید فولاد کربن در مقادیر بسیار کمی اضافه می شود چیزی کمتر از 1% اضافه کردن حدود 15/1 درصد کربن خواص فولاد به شکل عجیبی تغییر می دهد.
سیستم کد بندی S/A
فولادهای کربنی بسته به مقدار کربن در درجات مختلفی موجود می باشند. بنابراین انواع زیادی از فولادهای موجود اند و تعدادی از سیستمها برای شناسایی انواع فولادهای کربنی برای شناسایی مواد و عناصری که ممکن است با آنها آلیاژ شوند به کار گرفته می شوند.
سیستمی که گسترده ترین استفاده را دارد سیستم شماره گداری S/ A می باشد. S/ A آهن و فولاد آمریکا می باشد. سیستم S/ A از 4 عدد و گاهی 5 مد ساخته شده است. این اعداد هر دو فلز پایه و بیشتر اوقات درصد تقریبی عنصر اصلی در مخلوط را مشخص می کند. در این حالت 2 مداول نشانگر فلز پایه هستند ، 10 نشانگر فولاد کربنی است. 10 همچنین نشاندهنده تعدادی عناصر گریز در فولاد هستند مثل توگرد ، فسفر ، منگنز ، سیلسیم که همچنین ممکن است در مقادیر کنترل شده ای باشندو اما تمامی تمرکز پای این است که IU نشانگر فولاد ساده کربنی است که از آهن و مقدار معینی کربن تشکیل شده است. 2 رقم باقیمانده در سیستم مصرف AU درصد کربن در فولاد را در 100 برای آن معین می کند.
آنها با توجه به این برای S/ A که می دانیم یک فولاد کربنی است و 10 بیانگر این است و 40 مقدار کربن در فولاد را می گوید حتی 0.40 درصد و آن یعنی مقدار خیلی اندکی اما همانطور که خواهیم دید مقدار خیلی اندکی از کربن تمامی چیزی است که ، احتیاج داریم برای ساختن فولادهای بسیار متفاوتی و هر کدام با مشخصات مختلف فولاد کم کربن 1010 در شرایط نرم و برای کارهایی که راکسیتیلیه بالا احتیاج است استفاده می شود. فلزات ارزان برای درهای اتونیل معمولا از فولا 1010 بهره می گیرند. مقایسه فولاد متوسط کربن 1050 خیلی محکم است وقتی که سخت سازی تمیر شود. فولاد 1050 در بخشهای ساختاری اتومبیل مانند اکسل و شافت و تورج های سنگین پر مصرف استفاده می شود.
فولاد پر کربن 1080 می توان سخت کاری و بعد از آن تمیر یا شود برای رسیدن به استحکام خیلی بالا و این فولادی است که خیلی از فنرها برای آن ساخته شود مثل لخت خواب و فنر اتومبیل کامیون.
در محتوای کربن فولاد هم همچنین محدودیتهایی وجود دارد. فولادهای کاربردی تا حدود 15% کربن دارند و بیشتر از %15 مقدار کربن اضافی در فولاد است. و آن را به سمت چدن می برد. آلیاژی با آهن بالا ، کربن ، سیلیکیون چدن ها دارای خواص مختلفی هستند. معمولا به عنوان فولاد کربنی شناخته نمی شوند. اگر ما می توانستیم اتمهای دوران یک قطعه فولاد را ببینیم ما چیزی شبیه این را می دیدیم.
میلیاردها اتم آهن درون قطعه و احتمالا مقدار خیلی جزئی و اتمهای کربن فولاد کربنی های بیشترین مقدار استفاده در جدولهایی به وسیله درهای S/ A لیت شده اند. این مخلوط فلزی شیمیایی آهن و کربن را نشان دهند. توجه داشته باشید که این جدول و همچنین نشاندهنده در حد منیزیم در فولاد است. MN علامت شیمیایی عنصر منیزیم می باشد و C علامت شیمیایی کربن تعدادی از این عناصر اضافی از فولاد وجود دارند. ما آنها را یا عناصر باقیمانده می نامیم. خیلی کوچکتر از آنکه در جدول ترکیب شیمیایی عنوان شوند.
با افعال عناصری مثل کردم ، نیکل مولیبدن و کربن بعضی اوقات از طریق ضایعات به مذاب ، یا محصول ما می رسند و نهایتا راهی به فولاد نهایی یا در مراحل نهایی می یابد. و حتی اگرچه در جدول ترکیبات شیمیایی قرار نگرفته اند این عناصر رسوبی می توانند در فولاد کربنی اختلاف ایجاد کنند. زمانیکه قصد این عناصر اضافه شوند. به آنها عناصر آلیاژی می گوییم و زمانیکه مقداری این عناصر به صورت کافی زیاد شود فولا دیگر به عنوان فولاد کربنی طبقه بندی نمی شود.
به عنوان عملیات حرارتی می کنند ، خیلی مهم است که ما با عناصر رسوبی و آلیاژی آشنا شویم. چون آنها می توانند نقش مهمی در خصوصیات فلز ایفا کنند. به عنوان مثال بعضی از درجات فولا به عنوان فولادهای کربنی درجه بندی می شوند. اما در طبقه فولادهای با قابلیت ماشینکاری قرار می گیرند. چون نسبتا دارای مقادیر زیادی گوگرد هستند و کد
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 22
فولاد
اصطلاح فولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰/۰۲۵ تا حدود ۲ درصد کربن دارند بکار میرود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.
کاربرد انواع مختلف فولاد
از فولادی که تا 0.2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده میشود. فولاد متوسط 0.2 تا 0.6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار میبرند. فولادی که 0.6 تا 1.5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده میشود.
ناخالصیهای آهن و تولید فولاد
آهنی که از کوره بلند خارج میشود، چدن نامیده میشود که دارای مقادیری کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصیهای دیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبال میشود:
سوزاندن ناخالصیهای چدن
افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن
منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل میشوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج میشوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره میشود و کربن هم میسوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دیاکسید کربن (CO2) در میآید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولا دیاکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار میبرند:
(MnO + SiO2 -------> MnSiO3(l
و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولا چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولا اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه میکنند:
(MgO + SiO2 -------> MgSiO2(l
(6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2(l
کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصیها
معمولا جداره داخلی کورهای را که برای تولید فولاد بکار میرود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شدهاند، میپوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب میکند. برای جدا کردن ناخالصیها، معمولا از روش کوره باز استفاده میکنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای میگیرد.
بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس میکند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور میدهند تا ناخالصیهای موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع میآیند و عمل تصفیه چند ساعت طول میکشد، البته مقداری از آهن، اکسید میشود که آن را جمعآوری کرده، به کوره بلند باز میگردانند.
روش دیگر جدا کردن ناخالصیها از آهن
در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصیها از آهن استفاده میشود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کورهای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، میریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت میکنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازهای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار میدهند.
اکسایش ناخالصیها بسیار سریع صورت میگیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها میشوند، توده مذاب را به هم میزنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو میآید. دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن میرسد و در چنین دمایی، واکنشها فوقالعاده سریع بوده، تمامی این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل میشود و معمولا محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست میآید.
تبدیل آهن به فولاد آلیاژی
آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 32
فولاد چیست.
فولاد آلیاژی است از آهن و کربن ماه اصلی فولاد آهن است. فلزی سفید نقره ای و کم تنش که مالیبل و داکتیل است و تقریبا نرم . اما کربن این خصوصیبات را تغییر می دهد. اضافه کردن مقدار خیلی جزئی از کربن به آهن آن را به فولاد تغییر می دهد. آلیاژی سخت و خشن و قوی و شکل پذیر. بیشتر از ابزارها و تجهیزات ساختمانی فولادی برای هزاران سال استفاده می کرده است.
بشر اولیه بطوریکه می دانیم و حتی کشف کرد که گرم کردن ابزارهای آهنی در آتش کیفیت آن را بالای برآنها را لخت و قابل خمیدگی می کند. و اگر زغال سنگ هم وجود داشته باشد. فلز حتی لخت تر از قبل از آتش بیرون می آید. عملیات حرارتی هزاران سال عمر دارد در حالیکه علم عملیات حرارتی عمری بیش از 100 سال ندارد. و اما عملیات حرارتی فلزات هم علم است و هم هنر. با کنترل زمان و درجه حرارت ما می توانیم فولاد را سخت و شکننده سازیم مثل این و یا نرم و قابل خمیدگی مثل این ما می توانیم با عملیاتمان به فولاد هر خصوصیتی که می خواهیم بدهیم . تفاوت زیادی بین فولادهای کربنی و آنچه که ما به فولادهای آلیاژی فولادهای زنگ نزن و فولادهای ابزار است وجود دارد. اینها تماما انواع مختلفی از فولاد هستند موضوعات. پایه ای عملیات حرارتی ممکن است چیزهایی باشد مشابه آنها به صورت متفاوتی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. حال ما قصد مطالعه تنها یکی از فولادها را داریم. فولادهای ساده کربنی این ساده ترین نوع فولاد است. مخلوطی 2 عنصر پایه آهن و کربن برای تولید فولاد کربن در مقادیر بسیار کمی اضافه می شود چیزی کمتر از 1% اضافه کردن حدود 15/1 درصد کربن خواص فولاد به شکل عجیبی تغییر می دهد.
سیستم کد بندی S/A
فولادهای کربنی بسته به مقدار کربن در درجات مختلفی موجود می باشند. بنابراین انواع زیادی از فولادهای موجود اند و تعدادی از سیستمها برای شناسایی انواع فولادهای کربنی برای شناسایی مواد و عناصری که ممکن است با آنها آلیاژ شوند به کار گرفته می شوند.
سیستمی که گسترده ترین استفاده را دارد سیستم شماره گداری S/ A می باشد. S/ A آهن و فولاد آمریکا می باشد. سیستم S/ A از 4 عدد و گاهی 5 مد ساخته شده است. این اعداد هر دو فلز پایه و بیشتر اوقات درصد تقریبی عنصر اصلی در مخلوط را مشخص می کند. در این حالت 2 مداول نشانگر فلز پایه هستند ، 10 نشانگر فولاد کربنی است. 10 همچنین نشاندهنده تعدادی عناصر گریز در فولاد هستند مثل توگرد ، فسفر ، منگنز ، سیلسیم که همچنین ممکن است در مقادیر کنترل شده ای باشندو اما تمامی تمرکز پای این است که IU نشانگر فولاد ساده کربنی است که از آهن و مقدار معینی کربن تشکیل شده است. 2 رقم باقیمانده در سیستم مصرف AU درصد کربن در فولاد را در 100 برای آن معین می کند.
آنها با توجه به این برای S/ A که می دانیم یک فولاد کربنی است و 10 بیانگر این است و 40 مقدار کربن در فولاد را می گوید حتی 0.40 درصد و آن یعنی مقدار خیلی اندکی اما همانطور که خواهیم دید مقدار خیلی اندکی از کربن تمامی چیزی است که ، احتیاج داریم برای ساختن فولادهای بسیار متفاوتی و هر کدام با مشخصات مختلف فولاد کم کربن 1010 در شرایط نرم و برای کارهایی که راکسیتیلیه بالا احتیاج است استفاده می شود. فلزات ارزان برای درهای اتونیل معمولا از فولا 1010 بهره می گیرند. مقایسه فولاد متوسط کربن 1050 خیلی محکم است وقتی که سخت سازی تمیر شود. فولاد 1050 در بخشهای ساختاری اتومبیل مانند اکسل و شافت و تورج های سنگین پر مصرف استفاده می شود.
فولاد پر کربن 1080 می توان سخت کاری و بعد از آن تمیر یا شود برای رسیدن به استحکام خیلی بالا و این فولادی است که خیلی از فنرها برای آن ساخته شود مثل لخت خواب و فنر اتومبیل کامیون.
در محتوای کربن فولاد هم همچنین محدودیتهایی وجود دارد. فولادهای کاربردی تا حدود 15% کربن دارند و بیشتر از %15 مقدار کربن اضافی در فولاد است. و آن را به سمت چدن می برد. آلیاژی با آهن بالا ، کربن ، سیلیکیون چدن ها دارای خواص مختلفی هستند. معمولا به عنوان فولاد کربنی شناخته نمی شوند. اگر ما می توانستیم اتمهای دوران یک قطعه فولاد را ببینیم ما چیزی شبیه این را می دیدیم.
میلیاردها اتم آهن درون قطعه و احتمالا مقدار خیلی جزئی و اتمهای کربن فولاد کربنی های بیشترین مقدار استفاده در جدولهایی به وسیله درهای S/ A لیت شده اند. این مخلوط فلزی شیمیایی آهن و کربن را نشان دهند. توجه داشته باشید که این جدول و همچنین نشاندهنده در حد منیزیم در فولاد است. MN علامت شیمیایی عنصر منیزیم می باشد و C علامت شیمیایی کربن تعدادی از این عناصر اضافی از فولاد وجود دارند. ما آنها را یا عناصر باقیمانده می نامیم. خیلی کوچکتر از آنکه در جدول ترکیب شیمیایی عنوان شوند.
با افعال عناصری مثل کردم ، نیکل مولیبدن و کربن بعضی اوقات از طریق ضایعات به مذاب ، یا محصول ما می رسند و نهایتا راهی به فولاد نهایی یا در مراحل نهایی می یابد. و حتی اگرچه در جدول ترکیبات شیمیایی قرار نگرفته اند این عناصر رسوبی می توانند در فولاد کربنی اختلاف ایجاد کنند. زمانیکه قصد این عناصر اضافه شوند. به آنها عناصر آلیاژی می گوییم و زمانیکه مقداری این عناصر به صورت کافی زیاد شود فولا دیگر به عنوان فولاد کربنی طبقه بندی نمی شود.
به عنوان عملیات حرارتی می کنند ، خیلی مهم است که ما با عناصر رسوبی و آلیاژی آشنا شویم. چون آنها می توانند نقش مهمی در خصوصیات فلز ایفا کنند. به عنوان مثال بعضی از درجات فولا به عنوان فولادهای کربنی درجه بندی می شوند. اما در طبقه فولادهای با قابلیت ماشینکاری قرار می گیرند. چون نسبتا دارای مقادیر زیادی گوگرد هستند و کد