2-5-7- وانادیم… 21

 

2-5-8- منگنز… 22

 

2-5-9- مس    22

 

2-5-10- سیلیسیم… 22

 

2-5-11- بور.. 24

 

2-5-12- گوگرد.. 24

 

2-5-13- فسفر… 24

 

2-5-14- نتیجه گیری… 24

 

2-6- ساختار متالورژیکی چدن نایهارد.. 25

 

2-6-1- فازهای مختلف موجود در چدن نایهارد.. 25

 

2-6-2- فازهای کاربیدی در چدن نایهارد.. 26

 

2-6-3- تاثیر شکل و اندازه کاربیدها در چدن نایهارد.. 31

 

2-6-4- ساختمان زمینه چدن نایهارد.. 31

 

2-7- ذوب و ریخته گری… 34

 

2-8- انجماد چدن نایهارد.. 35

 

2-9- عملیات حرارتی…. 38

 

2-10- عملیات ناپایدارسازی و تبدیل آستنیت در آن… 41

 

2-10-1- تشریح فرایند… 41

 

2-10-2- تبدیل مارتنزیتی در حین عملیات حرارتی ناپایدارسازی… 43

 

2-11- عملیات حراتی تمپر… 43

 

2-12- پارامترهای عملیات حرارتی…. 44

 

2-13- مقاومت به سایش چدن‌های نایهارد.. 47

 

2-13-1- رابطه بین سختی و مقاومت به سایش……. 48

 

2-13-2- درصد کربن و ریزساختار.. 48

 

2-13-3- مورفولوژی، مقدار حجمی و اندازه کاربید یوتکتیک….. 50

 

2-13-4- دمای تمپر… 50

 

2-13-5- اثر آستنیت باقیمانده. 50

 

2-13-6- روش‌های آزمون سایش……. 51

 

2-14- خلاصه تحقیقات انجام شده در خصوص نایهارد 4.. 53

 

2-15- جمع ‌بندی و هدف از تحقیق…. 54

 

فصل 3- روش تحقیق   55

 

3-1- طراحی آزمایش……. 56

 

3-1-2- تهیه مدل و قالبگیری… 57

 

3-1-3- ذوب و بارریزی… 58

 

3-1-4- ترکیب شیمایی چدن نایهارد4 ریخته شده. 58

 

3-1-5- عملیات حرارتی ناپایدارسازی… 59

 

3-1-6- مطالعات میکروسکوپی برای بررسی ریزساختار.. 59

 

3-1-7- آنالیز تفرق اشعه X (XRD) 60

 

3-1-8- آزمون سختی…. 60

 

3-1-9- آزمون سایش……. 61

 

فصل 4- نتایج و بحث     63

 

4-1- بررسی ریزساختار و سختی چدن نایهارد در حالت ریختگی…. 63

 

4-2- اثر زمان ناپایدارسازی بر سختی…. 65

 

4-3- اثر زمان ناپایدارسازی در دماهای مختلف بر ریزساختار.. 68

 

4-4- اثر دمای ناپایدارسازی در زمان ثابت بر سختی…. 79

 

4-5- اثر دمای ناپایدارسازی بر ریزساختار در زمان ثابت….. 82

 

پایان نامه

 

4-6- بررسی ریزساختار با میکروسکپ‌الکترونی روبشی…. 85

 

4-7- اثر عملیات تمپر بر تغییرات سختی و ریزساختار.. 86

 

4-8- اثر عملیات ناپایدارسازی بر مقاومت به سایش چدن نایهارد.. 91

 

نتیجه‌‌گیری   97

 

پیشنهادات برای تحقیقات بیشتر   99

 

مراجع   101

 

پیوست ‌ها 107

 

چدنهای مقاوم به سایش بر مبنای ریزساختار  و آلیاژهای آنها به پنج گروه عمده تقسیم می­شود که در این میان چدن نایهارد4 چدنی با 6% نیکل، 9% کروم و 2% سیلیسیم با کربن یوتکتیک و ساختاری با کاربیدهای یوتکتیک M7C3  و زمینه عاری از پرلیت در حالت ریختگی و نیز بعد از عملیات حرارتی غالباً بصورت مارتنزیتی می­باشد. این آلیاژها از طریق یک واکنش یوتکتیک که منجر به تشکیل آستنیت و کاربید یوتکتیک M7C3  شده، منجمد می­شود.

 

چدن نایهارد4 از قدیمی­ترین گروه های چدنهای پر آلیاژ در صنعت بوده که بیش از 50 سال قدمت داشته و مواد بسیار مناسبی در آسیابهای سیمان محسوب می­شوند. همچنین مصرف این نوع چدنها در تولید قطعاتی نظیر بوش ‌ها، سیلندرها، بوش سیلندرها، کاسه چرخ و … می باشد.

 

در این چدن، نیکل عنصری است که مانع از تشکیل پرلیت از زمینه آستنیتی شده و باعث تشکیل یک ساختار سخت مارتنزیتی در حین سرد شدن در قالب می­شود. کروم هم در تشکیل کاربیدهای یوتکتیک M7C3  و نیز بی اثر کردن اثر گرافیت زایی نیکل مورد استفاده قرار می­گیرد.

 

مقاومت سایشی و خواص مکانیکی چدن نایهارد به نوع، مورفولوژی و توزیع کاربیدهای یوتکتیک و نیز ماهیت ساختار زمینه بستگی دارد. ترکیب شیمیایی، شرایط انجماد و نیز عملیات حرارتی بر این پارامترها تاثیر گذار خواهند بود.

 

مقاومت سایشی خوب چدنهای نایهارد به دلیل ریزساختار  آنهاست که شامل کاربیدهای سخت یوتکتیک توزیع شده در زمینه مارتنزیتی، آستنیتی و رسوب کاربیدهای ثانویه می­باشد. در مجموع ساختار زمینه می­تواند هم روی مقاومت سایشی و هم مقاومت ضربه تاثیر گذار باشد.

 

ریزساختار  آلیاژ یک نقش اساسی را در رفتار سایشی ایفا می­کند. همانطور که بیان شد مقدار حجمی کاربیدها و نیز ساختار زمینه و توانایی آن برای تغییر فرم و کارسختی در حین سایش، بر مقاومت سایشی موثر می­باشند. با مطالعات صورت گرفته، مشحص شد که ارتباط بسیار قوی بین پارامترهای ریزساختاری و مقاومت به سایش با شرایط عملیات حرارتی وجود دارد. لذا تعیین پارامترهای عملیات حرارتی برای بهبود مقاومت به سایش و خواص مکانیکی چدن نایهارد موثر می­باشد..

 

ساختار بعد از عملیات حرارتی نقش عمده­ای را بر خواص مکانیکی و متالورژیکی ایفا می­کند که در نحوه کارکرد چدنهای نایهارد تاثیر به سزایی دارد. این چدن در حالت ریختگی شامل 50% آستنیت باقیمانده بوده و دارای سختی HB­ (500-400) بوده که با انجام سیکل عملیات حرارتی جهت تشکیل مارتنزیت مقدار سختی به HB (600-550) افزایش می­یابد.

 

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...