بایگانی برچسب: s

آلومینیوم‌

با كاربرد بیشتر مواد آلومینیومی‌ و یا آلیاژهای‌ آلومینیوم‌ در قطعات‌ مختلف‌ ازجمله‌ قعات‌ خودرو،روشهای‌ مورد نیاز برای‌ تولید این‌ قطعات‌ نیز گسترده‌تر شده‌اند، از جملة‌ این‌ روشها دایكاست‌، ریژه‌،ریخته‌گری‌ و می‌باشد
دسته بندی منابع طبیعی
فرمت فایل doc
حجم فایل 124 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 131

آلومینیوم‌

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

فصل‌ 1:

مقدمه‌

با كاربرد بیشتر مواد آلومینیومی‌ و یا آلیاژهای‌ آلومینیوم‌ در قطعات‌ مختلف‌ ازجمله‌ قعات‌ خودرو،روشهای‌ مورد نیاز برای‌ تولید این‌ قطعات‌ نیز گسترده‌تر شده‌اند، از جملة‌ این‌ روشها دایكاست‌، ریژه‌،ریخته‌گری‌ و… می‌باشد.

كه‌ از میان‌ این‌ روشها روش‌ دایكاست‌ یا تزریق‌ با استفاده‌ از فشار فرایند اجرا می‌شود. ولی‌ در ریژه‌ كه‌ ازروشهای‌ Low presure می‌باشد از فشار استفاده‌ نمی‌شود و با توجه‌ به‌ وزن‌ مذاب‌ تمام‌ قالب‌ پرمی‌شود.

در تمام‌ این‌ روشها ممكن‌ است‌ با توجه‌ به‌ جنس‌ آلومینیوم‌ و یا عوامل‌ چدن‌ كاپیتاسیون‌ گاز داخل‌ قالب‌،وارد شدن‌ مواد خارجی‌ با لایه‌های‌ اكسید و انقباض‌های‌ داخلی‌ در درون‌ قطعات‌ و یا در سطح‌ آنهاخوات‌ وسكهایی‌ بوجود می‌آید.

ایجاد این‌ خوات‌ در قطعه‌ این‌ قطعات‌ به‌ قطعات‌ دورریز یا بلااستفاده‌ تبدیل‌ می‌كند كه‌ این‌ امر درتولیدات‌ قطعات‌ در تیراژ بالا از لحاظ‌ اقتصادی‌ برای‌ تولید كننده‌ مقرون‌ به‌ صرفه‌ نمی‌باشد.

بنابراین‌ افزایش‌ ضایعات‌ تولدیكنندگان‌ به‌ سوی‌ راههای‌ كاهش‌ این‌ ضایعات‌ هدایت‌ می‌كند. از جمله‌روشهایی‌ كه‌ در این‌ راه‌ مثمر ثمر واقع‌ شده‌ است‌ روش‌ Impregnation یا نشت‌بندی‌ قطعات‌ می‌باشد.در این‌ روش‌ كه‌ بعدها در توضیحات‌ بطور تفصیل‌ در مورد آن‌ صحبت‌ خواهیم‌ كرد، با استفاده‌ از خلا وموادی‌ به‌ نام‌ رزین‌ این‌ خوات‌ پر خواهند گشت‌ و به‌ این‌ ترتیب‌ ضایعات‌ تولیدی‌ به‌ مراتب‌ كمتر خواهدشد

مقاله بررسی آلیاژهای نانوكریستال AL+TI

مقاله بررسی آلیاژهای نانوكریستال ALTI در 25 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی مواد و متالوژی
بازدید ها 0
فرمت فایل doc
حجم فایل 24 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 25

مقاله بررسی آلیاژهای نانوكریستال AL+TI

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

کاربر

مقاله بررسی آلیاژهای نانوكریستال AL+TI در 25 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه :

آلیاژهای آلومینیوم جزء مواد پركاربرد درصنایع هوافضا و اتومبیل می باشند . زیرا این آلیاژها دارای خواص خوبی مانند مقاومت به خوردگی ، شكل پذیری و خواص مكانیكی خوب هستند ولی آلیاژهای آلومینیوم تجاری در دمای بالاتراز 200-300?C بطورمحسوسی استحكامشان را از دست می دهند و دركاربردهای ساختمانی ناپایدار و غیرقابل استفاده می شوند كه این دما به تركیب و ساختار آلیاژ بستگی دارد . تحقیقات گسترده در مورد كاربردهای آلیاژهای آلومینیوم بواسطه استحكام دهی بالای آنها در دمای 600?C توسعه پیدا كرده است .[27]

آلیاژسازی مكانیكی (Mechanical Allay) MA آلیاژهای Al-Ti انتخاب خوبی برای اكثر كاربردها هستند زیرا بعلت وجود ذرات ریز Al-Ti و اكسیدها و بیدها مقاومت خوبی را در دماهای بالاتر از 600?C نشان می دهد . استحكام در دمای بالا همراه با چگالی كم ، آلیاژهای Al-Ti را قابل رقابت با موادی مانند تیتانیم و آلیاژهای پایه نیكل می كند . ولی انعطاف پذیری كم در دمای اتاق باعث شده استفاده عمومی از آنها محدود شود [28,29] ساختار نانوكریستال می تواند تنها دلیل افزایش همزمان سختی و انعطاف پذیری (ductility) باشد .

برای افزایش انعطاف پذیری (duetility) به خوبی استحكام در دمای اتاق برای آلیاژ Al-Ti ما می توانیم ار روش آلیاژسازی مكانیكی برای تهیه ساختار نانوكریستال استفاده كنیم زیرا در این روش اندازه ذرات پودر درحد نانومتر كاهش می یابد .

مواد نانوكریستال بعنوان یكی از پربهره ترین مواد در دهه اخیر مطرح شده اند به سبب اینكه آنها خواص مفید و بالقوه ای برای كاربردهای مختلف دارند كه وابسته به اندازه بی نهایت ریزدانه ها است [30,32] و مواد بصورت پودر زمانی می توانند یك ماده با ساختار نانوكریستال با سودهی مناسب را تولید كنند . كه سایز ذرات آنها در حد نانومتر باشد [33] .

در آزمایشات گذشته [34] پودر نانوكریستال آلیاژ Al-Ti بطور موفقیت آمیزی بوسیله آسیاب گلوله ای واكنش دار(RBM) (Reactive ball Milling) در اتمسفر هیدروژن تركیب شده بود و یك نوع ساختار نانومتری كه شامل Al با اندازه ای درحد نانومتر و همچنین ذرات نانومتری TiH2 را به بوجود آورده بود . در ابتدا آسیاب كردن ، TiH2 تشكیل شده و زمان تشكیل ساختار را 1 تا 3 ساعت كمتر كرده است [35].

1- جزئیات آزمایشات

1-1 آسیاب گلوله ای واكنشی و مشخصات پودر آسیاب شده .

پودر آلومینیوم خالص (99.5% , – 325mesh خلوص) و تیتانیم (99.9% , – 325mesh خلوص) با تركیب شیمیایی Al-5% at Ti باهم تركیب می شوند . RBM یك آسیاب گلوله ای بزرگ با انرژی زیاد است و دارای ظرفیت 7.81 تحت اتمسفر هیدروژن می باشد شرایط آسیاب كردن بوسیله اثری كه بر روی ساختار نانوكریستال آلیاژ Al-Ti دارد تعیین می شود [8] زمان آسیاب كردن و سرعت آسیاب كردن بترتیب 30 ساعت و 250 rpm می باشد وزن نهایی پودر 200gr و نسبت گلوله های آسیاب به پودر 65:1.2wt%? می باشد عامل كنترل كننده فرآیند استریك اسید (CH3 (CH2)16 COOH) می باشد كه اضافه می شود . قبل از شارژ كردن محفظه آسیاب با گاز هیدروژن ، محفظه باید بوسیله Rotary Pump خلاء بشود ( درحدود 10-3 torr ) . [36]

پودرهای آسیاب شده بعد از طی مرحله آسیاب به 200 mesh می رسند بعد از طی این مراحل آزمایشاتی بوسیله TEM , SEM , XRD بر روی پودر انجام شد و مشاهده شد اندازه دانه ها كه بوسیله TEM اندازه گیری شده بود با داده های تئوری از XRD مطابقت داشت . دمای تجزیه TiH2 و تشكیل Al­3 Ti بوسیله نمودار DSC در نرخ حرارت دهی 10-3k/s و درحضور اتمسفر آرگون محاسبه شدند . بعد از عملیات حرارتی تغییرات ریزساختار و اندازه دانه با نتایج بدست آمده از TEM , XRD اختلاف داشت . [26]

(Con soli dation Temp) دمای تركیب شدن : به دمای گفته می شود كه در آن دما همه TiH2 تجزیه شده و Al3Ti تشكیل می شود . [26]

آنالیز حرارتی در این آزمایش شبیه به آزمایش قبلی [8] كه بروی پودری با تركیب Al-10 wt/Ti كه بمدت 50 ساعت در اتمسفر RBM,H2 شده بود است بنابراین دمای واكنش برای این آزمایش 40-50?C كمتر از آزمایش قبلی است. و ریزساختار پودر آسیاب شده در این آزمایش ریزتر از آزمایش قبلی بود . در این مورد آنالیز حرارتی پودری با تركیب Al-10wt% Ti كه در اتمسفر آرگون آلیاژسازی مكانیكی شده است نشان می دهد كه AL3Ti بین دمای 260-320?C تشكیل شده است [37] اما این یك آزمایش است زیرا Al3Ti قبل از آنكه TiH2 تجزیه شود تشكیل نشده بود . تشكیل Al3Ti با تأخیر تا دمای 480?C انجام می شود كه بعنوان دمای معمولی تركیب برای آلیاژسازی مكانیكی آلیاژهای پودر Al-Ti مطرح است . تأخیر در تشكیل Al3Ti می تواند از رشد دانه های Al3Ti در حین عملیات حرارتی و گاززدائی قبل از اكستروژن گرم بواسطه زمان كم حرارت دهی جلوگیری كند . شكل 13 عسكهای TEM مربوط به پودری با تركیب Al-5 at%Ti كه در RBM بمدت 30 ساعت آسیاب شده و سپس بمدت 20دقیقه در دمای 500?C عملیات حرارتی شده است را نشان می دهد . سطح عكس نشان دهنده مدل SAD فازهای Al-Ti ,Al و Al2O3 را بدون TiH2 را نشان می دهد اندازه دانه ها نیز در حدود 20nm نگه داشته می شود . برطبق آنالیز DSC دمای مناسب برای تركیب 500?C است . [26] برای آزمایش ، 4 قطعه برای شرایط متفاوت اكستروژن آماده شده بود . شرایط اكستروژن گرم و مشخصات قطعات اكسترود شده در جدول 2 بیان شده است . فشردگی نسبی همه قطعات99% و بیشتر است . شكل 1+4 عكسهای TEM مربوط به ریزساختار قطعه اكسترود شده را نشان می دهد . قطعه اكسترود شده عمدتا شامل ذرات Al3,Ti,Al كه تقریبا سایزی حدود 50nm تا 100nm دارند كه وابسته به شرایط اكستروژن است و تصویر TEM آنها در شكلهای 4(c),4(a) نشان داده شده است . ریزساختار قطعه اكسترود شده تركیبی از Al3Ti,Al كه بصورت پودر است اندازه دانه هم در فرآیند گاز زدائی و هم در فرآیند عملیات حرارتی قبل از اكستروژن با كم كردن دما و كوتاه كردن زمان فرآیند افزایش می یابد. [26] اندازه دانه نمونه 4 كمتر از 50nm می باشد این یكی از ریزترین اندازه دانه ها در آلیاژهای Al-Ti است اندازه دانه نمونه های آسیاب شده در RBM تحت H2 كه اكستروژن گرم شده اند نسبت به قطعاتی كه به روشی آلیاژسازی مكانیكی تحت Ar تهیه شده و سپس اكستروژن گرم شده (كه اندازه ای حدود 150-40nm دارند شكل 4(d)) خیلی ریزترند .

Al4c3 , Al2o3 بوسیله واكنشهای بین C , O , AL در فرآیندی كه عامل كنترل كننده واكنش نیز حضور دارد ایجاد می شود كه بصورت ذرات پراكنده وجود دارند . اكسیدهایی كه درشكل 4(e) مشخص است به شكل دایره ای با قطر 10nm هستند كه در داخل دانه ها مشاهده می شود . كاربیدها همانطور كه درشكل 4(f) مشاهده می شود به صورت استوانه ای هستند كه معمولا در مرز دانه ها قرار می گیرد .با اینكه Al4c3 , AL2O3 بطور یكنواخت در درون شبكه پراكنده نمی باشند ولی آنها می توانند استحكام اولیه بیشتری در مقایسه با Al3Ti ایجاد كنند زیرا آنها خیلی ریزترند . نتایج تست سختی و ریزسختی (micro hardness) در جدول 2 بیان شده است هم سختی و هم ریزسختی با كاهش اندازه دانه افزایش می یابد . [26] درمورد قطعه شماره 4 اندازه دانه كمتر از 50nm است كه بطور فوق العاده ای در مقایسه با دیگر نمونه ها تفاوت دارد این قطعه در قوطی Cu (can) ساخته شده كه تأثیر این نوع قوطی (can) درخواص قطعات اكسترود شده بطور واضح مشخص نیست . به همین خاطر جزئیات قطعه شماره 4 در ادامه نیامده است در آزمایشات [38] نشان داده شده بود كه ریزسختی (micro hardness) آلیاژ Al-8at% Ti كه به روش آلیاژسازی مكانیكی تحت اتمسفر Ar تولید شده و سپس اكسترود شده 160Hv بوده است و همچنین آلیاژی با تركیب Al-5at% Ti كه پودر آن در RBM آسیاب شده و سپس اكسترود شده است 197.5-231.7Hv می باشد و بنابراین حدود 23-45% بالاتر از قطعه ای است كه بروش آلیاژسازی مكانیكی (MA) تهیه شده است و این بدین خاطراست كه ریزساختار Al همانند AL3Ti درقطعه آسیاب شده در RBM و اكسترود شده نیز درحد نانومتر است .

مقاله بررسی اكستروژن آلیاژها

مقاله بررسی اكستروژن آلیاژها در 12 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی فنی و مهندسی
بازدید ها 0
فرمت فایل doc
حجم فایل 19 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 12

مقاله بررسی اكستروژن آلیاژها

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

کاربر

مقاله بررسی اكستروژن آلیاژها در 12 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه :

اكستروژن جزء فرآیندهای شكل دهی است كه درمقایسه با دیگر فرآیندهای شكل دهی ماند فورجینگ از عمر كمتری برخوردار است . الكساندر دیك (Alexander Dick) با بكارگیری فولادهای ابزار كه می توانند در دماهای كاری بالا مقاومت خوبی از خود نشان دهند راه را برای اكستروژن آلیاژها باز كرد و اساس اكستروژن مدرن را بنا نهاد . كارهای اولیه در اكستروژن پودر فلزات مربوط به اواخر دهه 1950 است كه به كمك آن توانستند قطعات بریلیمی مورد استفاده در نیروگاههای هسته ای با داكتیلیته كنترل شده تولید نمایند [1] . اكستروژن پودرهای آلیاژسازی مكانیكی شده برای اولین بار توسط بنجامین (Benjamin) گزارش شده است . وی سوپرآلیاژ پایه نیكل تقویت شده با اكسیدیتریم را از این طریق تولید نموده است . در كشور سوئد نیز با استفاده از اكستروژن گرم پودر فولاد زنگ نزن تیوبهای بدون درز تولید گردید [2] . درطول دو دهه اخیر توجه زیادی به توسعه مواد پراكنده سخت شده حاوی اكسید یا كاربید در آلومینیم كه برای استفاده در دمای بالا مناسبند شده است [3] . با پیشرفتهای بدست آمده آلیاژهای آلومینیوم به خصوص Al-Ti جایگزین مناسبی برای آلیاژهای پایه Ni , Ti هستند [4,5] .

دو مكانیزم اصلی برای اكستروژن وجود دارد : مستقیم و معكوس شكل1 در اكستروژن مستقیم ، سنبه قطعه كار را فشار می دهد و با عبور قطعه كار از قالب، سطح مقطع آن كاهش می یابد . در اكستروژن معكوس قطعه كار نسبت به مخزن اكستروژن ثابت می ماند و اصطكاكی بین قطعه كار و محفظه اكستروژن وجود ندارد . از هردو روش می توان برای اكستروژن پودر فلزات استفاده كرد . اكستروژن پودر روشی برای تولید مقاطعی است كه از سایر روشها نمی توان بدست آورد . ساخت لوله های بی درز ، سیمها و مقاطع پیچیده با اكستروژن پودر معمول است . اكستروژن پودر یك فرایند پرهزینه است اما همگن بودن محصول و یكسان بودن فرایند برای ساخت محصول در بسیاری موارد آن را یك شیوه مطلوب تولید نموده است . اكستروژن پودر می تواند موجب بهبود خواص مكانیكی آلیاژها در مقایسه با محصولات با تركیب مشابه كه با سایر روشها بدست آمده اند گردد . به عنوان مثال این امر درتولید آلیاژهای Al-Si-X دیده شده است . [6] . البته اكستروژن پودر می تواند بعنوان مرحله اولیه تولید قطعه درنظر گرفته شود و بعد از این مرحله روی قطعات ، دیگر فرآیندهای شكل دهی اعمال گردد . مثلا در یكی از تحقیقات انجام شده كامپیوزیت Al6061 تقویت شده با SiC را با اكستروژن پودر تهیه كردند و بعد به وسیله نورد آن را به شكل موردنظر در آورند و با انجام عملیات حرارتی مختلف خواص محصول را بررسی نمودند [7] .

یكی از آلیاژهایی كه اخیرا به كمك متالوژی پودر تهیه می شوند و به شدت موردتوجه می باشند آلیاژها زمینه آلومینیومی هستند . البته دیگر فلزات مانند فولادهای ابزاری ، سوپر آلیاژها ، تیتانیوم ، مس ، … و آلیاژهای آنها نیز با این روش شكل داده می شوند كه در ابزارسازی و هوا فضا قابل استفاده است .

تغییرشكل برشی همراه با فشار منجر به شكست لایه های اكسیدی وسایر فیلم روی سطح ذرات شده و موجب پیوندهای مناسب بین ذرات خواهد شد . بدین دلیل اكستروژن پودرهای آلومینیوم كه دارای لایه های اكسیدی زیادی است یك كار مفیدی است . تحقیقات روی مواد با خواص بهبود یافته و قابل استفاده در دماهای بالا یكی دیگر از توانایی های اكستروژن پودر محسوب می شود . سیستم های فلزی همراه با فازهای پراكنده غیرفلزی شامل اكسیدها و كاربیدها و نیتریدها و یا فازهای بین فلزی از آن جمله اند . از اكستروژن پودر می توان برای تولید ماكروكامپوزیت ها و میكوركامپوزیت ها استفاده نمود جزء تقویت كننده هم می تواند حین فرآیند و توسط واكنش های متالوژیكی بوجود آید و یا اینكه به عنوان یك جزء جداگانه به مخلوط پودر اضافه شود . كامپوزیت های تقویت شده با ذرات خاص به علت استحكام ، مدول ویژه بالا ، مقاومت به سایش بهتر و پایداری حرارتی انگیزه زیادی برای توسعه و ساخت دارند . آنها را می توان از طریق ریخته گری یا متالوژی پودر تهیه نمود . روش ریخته گری یك روش ساخت نسبتا كم هزینه است اما در عین حال در این روش بین زمینه فلزی و عامل تقویت كننده واكنش دیده می شود كه تا حد زیادی خواص كامپوزیت را تحت تأثیر خود قرار می دهد . استفاده از متالوژی پودر اگر چه پرهزینه تر است ولی بهبود دهنده خواص مكانیكی است [8] . علاوه بر كامپوزیت ها همراه با خواص خوب و كاربردهایشان یكدسته دیگر از موادی كه می توانند تحت اكستروژن پودر قرارگیرند آلیاژهای بین فلزی اند . در گروه آلیاژهای زمینه آلومینیوم مهمترین آنها ، آلیاژ Al-Ti كه به دلیل ویژگیهای خاصی كه دارد به شدت موردتوجه است . درقسمتهای بعدی در این مورد بیشتر صحبت خواهد شد .

مزایای استفاده از قوطی در روش سوم :

– جداسازی ماده اصلی از اتمسفر و مواد روانكار .

– جداسازی موادسمی مثل بریلیم و اورانیوم برای حمل و نقل ایمن .

– كپسوله كردن پودرهای كروی و سایر پودرهایی كه فشرده كردن آنها برای به شكل بیلت در آوردن مشكل است .

– بهبود حركت و سیلان فلز برای عبور از فصل مشترك قالب با انتخاب صحیح ماده قوطی .

– جداسازی مواد اصلی از قالب اكستروژن و ناحیه برشی شدید كه برای مواد با انعطاف پذیری كم حائظ اهمیت است .

در ابتدا فشار بصورت خطی با حركت نسبه افزایش می یابد تا بیلت كاملا مخزن اكستروژن را پر كند . به محض اینكه قطعه كاملا شروع به سیلان از داخل قالب نمود فشار به ماكزیمم خود می رسد كه به عنوان فشار عبور از قالب (break trough) شناخته می شود . در اكستروژن معكوس با جلو رفتن سنبه فشار اكستروژن به یك حالت پایدار می رسد . در اكستروژن مستقیم فشار به طور پیوست كاهش می یابد كه بعلت كاهش اصطحكاك بین بیلت و مخزن اكستروژن بدلیل كاهش سطح تماس بین آنهاست . ثابت بودن فشار در اكستروژن معكوس به این دلیل است كه هیچ حركت نسبی و درنتیجه هیچ اصطحكاكی بین بیلت و مخزن اكستروژن وجود ندارد . افزایش ناگهانی فشار پایانی نیز به علت مقاومت فرآینده سیلان بیلت باقیمانده و شروع مرحله دوم اكستروژن است . این تأثیر ممكن است بوسیله جا ماندن موادمصرفی بین بیلت و سنبه كه تمیز شدن قالب بوسیله بیلت را ناشی می شود ایجاد شود .

فشار اكستروژن تابعی از تنش تسلیم ماده ، دما ، اصطحكاك ، نرخ كرنش و تغییر شكل است .