علم مواد

نمونه سوالات عملیات حرارتی فصل1و2

سه شنبه 7 / 2 / 1393 ساعت 19:36 | بازدید : 2590 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

موضوعات مرتبط: نمونه سوالات عملیات حرارتی , ,

امتیاز مطلب : 3

تعداد امتیازدهندگان : 1

مجموع امتیاز : 1

نمونه سوالات عملیات حرارتی فصل3

سه شنبه 7 / 2 / 1393 ساعت 19:6 | بازدید : 1778 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

موضوعات مرتبط: نمونه سوالات عملیات حرارتی , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

نرم افزار آنلاین

یک شنبه 5 / 2 / 1393 ساعت 18:10 | بازدید : 1112 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

نرم افزار آنلاین اول مربوط به رسم دیاگرام ‏TTT‏ و یا ‏CCT‏ فولاد می باشد. این دیاگرام ها در عملیات ‏حرارتی فولاد بسیار مهم و کاربردی می باشند. برای دریافت دیاگرام برای فولاد مورد نظر ابتدا وارد نرم افزار ‏آنلاین شوید:‏

http://calculations.ewi.org/vjp/secure/TTTCCTPlots.asp ‏ ‏

فرم مربوطه را با توجه به مشخصات فولاد تکمیل کنید:‏
‏- درصد کربن، سیلیسیم، منگنز، نیکل، مولیبدن، کروم، وانادیم، کبالت فولاد را وارد کنید. مقدار بور را باید ‏برحسب ‏ppm‏ (تعداد در ملیون) وارد کنید.‏
‏- دمای آستنیته فولاد را بر حسب کلوین وارد کنید، اگر می خواهید دمای ‏Ae3‎‏ به عنوان دمای آستنیته فولاد در ‏نظر گرفته شود عدد صفر را وارد کنید.‏
‏- حداقل و حداکثر سرعت سرد کردن را بر مبنای کلوین/ثانیه وارد کنید.‏
‏- در صورت نیاز می توانید حداقل و حداکثرزمان مندرج روی نمودار را تغییر دهید(بر حسب ثانیه).‏
‏-قسمت آخر مربوط به مشخصات استفاده کننده می باشد. نام، نام خانوداگی و آدرس ایمیل خود را وارد کنید.‏

برای مشاهده نمودار دکمه ‏Make Graph‏ را فشار دهید.‏

‏2. نرم افزار آنلاین دوم مربوط به پیش بینی ریزساختار و سختی ویکرز ناحیه جوش فولاد می باشد. برای به دست آوردن ‏این مقادیر ابتدا وارد نرم افزار آنلاین شوید.‏

فرم مربوطه را با توجه به مشخصات فولاد تکمیل کنید، پر کردن فرم مشابه مورد قبل می باشد.‏

http://calculations.ewi.org/vjp/secure/AshbyModel.asp

موضوعات مرتبط: نرم افزار , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

تکنیک های اچ کردن برای جوش های فولاد زنگ نزن

یک شنبه 5 / 2 / 1393 ساعت 17:54 | بازدید : 1227 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

تکنیک های اچ کردن برای جوش های فولاد زنگ نزن

ریز ساختار جوش های فولاد زنگ نزن می تواند با یکی از تکنیک های اچ کردن[1] آشکار شود. فلز جوش، ناحیه ذوب شده جزئی اطراف جوش و گاهی اوقات HAZ، همگن نیستند، بنابراین به طور متفاوت از فلز پایه اچ می شوند. یک قطعه جوش خورده فولاد زنگ نزن ممکن است شامل دو نوع مختلف فولاد زنگ نزن باشد، یا حتی اتصالاتی از یک فولاد زنگ نزن به یک فلز آهنی دیگر یا به یک آلیاژ پایه نیکل باشد. فلز پر کننده فولاد زنگ نزن ممکن است برای اتصال فولادهای کربنی یا فولادهای کربنی یا فولاد کم آلیاژ یا برای روکش کاری چنین فولادهایی مورد استفاده قرار گیرد. فولادهای زنگ نزن همچنین ممکن است توسط آلیاژ پایه نیکل اتصال داده شوند. انواع اچ کننده ها[2]

و روش های اچ کردن گوناگونی برای تأمین نتایج محققان پیدا شده است[1].

روش های اچ کردن می تواند به روش های شیمیایی، روش های الکترولیتی و روش های لکه زنی[3] تقسیم می شوند. عموماً، روش های شیمیایی برای کاربرد ساده تر است و به تجهیزات کمی نیاز دارد، بنابراین این روش ها برای غیر متخصص ها ترجیح داده می شود. روش های الکترولیتی توسط افراد متخصص در آزمایش آلیاژ های مقاوم به خوردگی، ترجیح داده می شود. روش های لکه زنی برای آشکار کردن فاز های مورد نظر در کنتراست بالاتر یا رنگی نسبت به روش های دیگر بیشتر کمک می کند. جداول 1، 2 و3 شامل روش های اچ کردنی است که مؤلفان در آزمایش ریز ساختار جوش فولادهای زنگ نزن مناسب تشخیص داده اند. این بدان معنی نیست که این لیست جامع می باشد، بلکه صرفاً آن چیزی است که مؤلفان به طور متداول برای مواد فهرست شده استفاده می کنند. فهرست گسترده تری ارز اچ کننده ها و روش های اچ کردن می تواند در کتاب مرجع فلزات ASM[2] و در کتاب مرجع CRC اچ کننده های فلز یافت شود[3].

جدول 1-اچ های شیمیایی برای فولادهای زنگ نزن

اچ کننده	ماده	ترکیب/ مورد استفاده	ملاحظات
کالینگ شماره 1 (Kallings No.1)	مارتنزیتی	5/1 گرم ، ml33HCl، ml33 اتانول، ml33 ،غوطه وری یا تماس موضعی در دمای محیط.	تیره ها مارتنزیت، رنگی ها فریت و آستنیت مورد حمله قرار نگرفته است.
ویللا (Villelas)	مارتنزیتی	1 گرم اسید پیکریک، ml5HCl، ml100 اتانول، غوطه وری یا تماس موضعی در دمای محیط.	مارتنزیت اچ می شود، مابقی کاربیدها، فاز سیگما و فریت نمایان می شود.
کالینگ شماره 2 (Kallings No.2)	آستنیتی، دوفازی	5گرم ، ml100HCl، ml100 اتانول ،غوطه وری یا شستشو در دمای محیط.	تیره ها فریت در فلز جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی و دو فازی، مابقی آستنیت روشن. یک اچ کننده چندکاره است ولی باید تازه استفاده شود زیرا اچ کهنه تمایل به ایجاد حفره دارد.
اسید های مخلوط شده	فریتی، آستنیتی، دوفازی	بخش های مساوی HCl، و اسید استیک. تازه استفاده شود، تماس موضعی در دمای محیط.	یک اچ عمومی، فریت و آستنیت، الگوهای جدایش، رسوب ها مرز دانه ها را آشکار می کند. این اچ کننده باید چند دقیقه پس از مخلوط کردن استفاده شود و وقتی به رنگ نارنجی در آمد دور ریخته شود.
گلیسرژیا (Glyceregia)	ماتنزیتی، فریتی، آستنیتی، دوفازی	سه بخش گلیسرول، 5-2 بخش HCl،1 بخش . تازه استفاده شود، غوطه وری یا تماس نوضعی در دمای محیط.	یک اچ برای مقاصد عمومی با اسیدهای مخلوط شده امّا خیلی خورنده نیست. این محلول فریت و آستنیت را نمایان کرده، به فاز سیگما و مارتنزیت حمله می کند. محلول باید تازه مصرف شود و وقتی به رنگ نارنجی در آمد دور ریخته شود.
تیزاب سلطانی رقیق (Dilute aqua regia)	جوش های غیر مشابه	Ml15HCl، ml5 ،ml100 ،در دمای محیط.	برای اچ کردن اتصالات فولادی زنگ نزن به فولاد کربنی و کم آلیاژ، برای فلز پر کننده فولاد زنگ نزن که برای فولادهای پر کربن استفاده می شود و برای روکش کاری فولاد زنگ نزن بر روی فولاد کربنی مفید است. این محلول منجر به آشکار شدن ساختار در منطقه متأثر از حرارتفولاد کربنی و فولاد کم آلیاژ نیز می شود، اگر چه زمان در معرض قرار گرفتن باید محدود باشد تا از اچ شدن زیادHAZ اجتناب گردد. این محلول آستنیت را تیره و فریت، فاز سیگما و کاربید ها را نمایان می کند.
موراکامی (Murakami’s)	دوفازی و سوپر دوفازی	10گرم ،10گرم KOH یا 7 گرم NaOH،ml100 ،حرارت داده شده تا 80 الی 100درجه سانتیگراد. غوطه وری در محلول تازه. به دلیل دودهای سیانید آزاد شده زیر هود استفاده شود.	باید تازه استفاده شود زیرا به خاطر تبخیر قدرت آن تغییر می کند. این محلول فریت را تیره ، فاز سیگما را نمایان وبه رنگ آبی روشن در می آید و آستنیت را تحت تأثیر قرار نمی دهد.

جدول 2-اچ های الکترولیتی برای فولادهای زنگ نزن

اچ کننده

ماده

ترکیب/ مورد استفاده

ملاحظات

اسید اگزالیک 10 درصد

فریتی، آستنیتی

10گرم اسید اگزالیک،ml90 .

در دمای محیط، اچ در 3 تا 6 ولت برای 50تا 60 ثانیه.

برای آشکار کردن مرزدانه ها بسیار موثر است به ویژه اگر در آن ها کاربید رسوب کرده باشد. این روش اغلب برای مشخص کردن حساسیت استفاده می شود.

رامیرز

(Ramirez’s)

دوفازی و سوپر دوفازی

40 درصد حجمی درآب.

مرحله اول: به کار بردن 1 تا2/1 ولت برای دو دقیقه.

مرحله دوم: به کار بردن 75/0 ولت برای 7 دقیقه.

در این روش انواع مختلف آستنیت شکل گرفته می شود بدون این که نیتریدهای کروم زیاد اچ شوند.

جدول3-روش های لکه زنی برای فولادهای زنگ نزن

اچ کننده

ماده

ترکیب/ مورد استفاده

ملاحظات

موراکامی اصلاح شده

دوفازی

اسید اگزالیک 10 درصد، به طریق الکترولیتیک در 6 ولت برای 10تا20 ثانیه. غوطه وری درموراکامی جوشان (10گرم پرمنگنات،10گرم KOH، ml100 ) تا 60 دقیقه.

در هر دو محلول فاز های فریت و آستنیت آشکار می شوند. موراکامی جوشان یک فیلم بر روی فریت ایجاد می کند که الگوهای جدایش در فریت آشکار می شود، آستنیت، سفید باقی می ماند.

فروفلویید

(Ferrofluid)

آستنیتی، دوفازی

به کاربردن سوسپانسیون کلوییدی فروفلویید( ) در پارافین. شستشودادن محلول از نمونه و سپس خشک کردن.

ذرات با فاز فریت می چسبند، به دلیل پسماند مغناطیسی وفریت را رنگی می کنند. آستنیت، سفید باقی می ماند. این روش کنتراست بسیار خوبی بین فریت و آستنیت ایجاد می کند.

منابع:

[1] John C. Lippold and Damian J. Kotecki, Welding Metallurgy & Weldibility of Stainless Steel,

[2] Park, OH., ASM Metals Handbook, 9th. Ed.,Vol.9, ASM International Materials, PP. 279-296, 1985.

[3] Walker, P., And Tern, w. h., eds. CRC Handbook of Metal Etchants, CRC Press, Boca Raton, FL, PP. 1188-1199, 1991.

موضوعات مرتبط: اچ , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

نرم افزار ChemExpert

یک شنبه 5 / 2 / 1393 ساعت 17:45 | بازدید : 1115 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

یک نرم افزار خوب برای موازته کردن واکنشها که کار با اون خیلی راحته.برای موازنه واکنش فقط کافیه که واکنش دهندها و محصولات رو در قسمت خودشون بنویسین و دکمه ‌‌‌Balance رو بزنین.

در ضمن این نرافزار دارای سه قسمت Searcher - Calculatorـ Periodic Tabl هست که در قسمت:

Calculator: میتونین جرم ملولی مواد رو حساب کنین

Searcher: متونین واکنش موردنظرتون رو از بانک معادلات واکنش نرم افزار پیدا کنین

Periodic Tabl: یک جدول تناوبی کامل در این قسمت قرار داده شده

این نرم افزار رو میتونین از این قسمت دانلود کنین:

http://www.educationsoft.net/chemical/chemexpert.exe

حجم فایل: ۵۰۰ کیلوبایت

موضوعات مرتبط: نرم افزار , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

کامپوزیت ها

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:20 | بازدید : 1177 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

کامپوزیت ها (Composites) در دسته بندی مواد، جز مواد پیشرفته می باشند که کاربرد های آنها در صنایع و زمینه های مختلف روز به روز در حال گسترش است. کامپوزیت، ماده همگنی بوده که از ترکیب دو یا چند جزء، جهت دستیابی به خواص متالورژیکی مطلوب به وجود آمده است. این اجزاء در مقیاس ماکروسکوپی با هم ترکیب شده ولی در یکدیگر قابل حل نیستند. بیشتر کامپوزیت ها از دو جزء ساخته می شوند:

1- زمینه؛

جزء پایه در کامپوزیت ها را زمینه می نامند.

2- تقویت کننده؛

جزء افزودنی به زمینه کامپوزیت ها را تقویت کننده می نامند. تقویت کننده ها عموما محکم تر و صلب تر از زمینه بوده و در حقیقت خواص مطلوب کامپوزیت را در آن ایجاد می کنند. چون ذرات تقویت کننده اغلب به طور مجزا در زمینه قرار می گیرند، زمینه، وظیفه تقسیم نیرو را بین آن ها بر عهده دارد.

خواص کامپوزیت ها

ویرایش

برخی از مشخصه های بارز کامپوزیت ها که موجب گسترش روزافزون آنها شده است، به شرح زیر می باشد:

استحکام ویژه

این پارامتر استحکام ماده را در ارتباط با وزن آن نشان می دهد. برای مثال، برخی کامپوزیت ها مانند فایبر گلاس دارای مقاومت به ضربه بسیار بالاتری نسبت به فولاد و تیتانیوم، در مقایسه با وزن به کار رفته از هر کدام از آن ها می باشد.

قیمت

برخی از محصولات کامپوزیتی دارای قیمت کمتری از محصولات مشابه فلزی هستند ولی باید خاطر نشان کرد که در برخی از کامپوزیت های پیچیده که کیفیت بسیار خوبی دارند، هزینه ساخت آن ها بسیار گران می باشد.

فرآوری

در مقایسه با فرآوری فلزات که نیازمند مقادیر بالاتری انرژی گرمایی می باشد، کامپوزیت های زمینه فلزی و پلیمری نیازمند انرژی کمتری برای شکل گیری و یا عمل آوری هستند. برخی از کامپوزیت ها در دمای پایین قابلیت فرآوری داشته و وقتی پخت می شوند دارای خواص ضربه ای بالا و مقاومت حرارتی خوبی می شوند.

مزایا و معایب کامپوزیت ها

ویرایش

مزایای کامپوزیت ها

داشتن نسبت استحکام به وزن و نسبت سفتی به وزن بالا
غیر خورنده، غیر مغناطیسی بودن
دارای خاصیت جذب انرژی مناسب
دارای عمر خستگی بالا
توانایی قرار دادن سنسور درون مواد جهت کنترل کارکرد درست یا نادرست کامپوزیت ( کامپوزیت های هوشمند )
سهولت در ساخت ساختار های با اشکال پیچیده

معایب کامپوزیت ها

قیمت بالای مواد خام و فرآیند ساخت
تافنس ( مقاومت در برابر ضربه ) پایین
آلایندگی محیط زیست مخصوصا در مورد کامپوزیت های زمینه پلیمری

کاربرد کامپوزیت ها

ویرایش

کامپوزیت ها به علت داشتن مزایا و خواص مناسب، گستره کاربردی وسیعی بین مواد پیدا کرده اند که برخی از این کاربردها در ذیل آورده شده است:

مخازن سوخت و لوله ها
صنایع نظامی
صنایع خودرویی
سازه های دریایی
صنعت ساختمان
تجهیزات ورزشی
پزشکی

کاربرد کامپوزیت ها

طبقه بندی کامپوزیت ها بر مبنای فاز زمینه

ویرایش

کامپوزیت ها بر مبنای نوع مواد زمینه به سه گروه زیر تقسیم می شوند :

1- کامپوزیت های زمینه پلیمری

به دلیل قابلیت شکل پذیری آسان، وزن کم و خواص مکانیکی مطلوب، پلیمر به عنوان یک ماده آیده ال در زمینه کامپوزیت ها به شمار می رود. رایج ترین زمینه های پلیمری، رزین های اپوکسی و رزین های پلی استر هستند. از این رو رزین هایی که توانایی کار در دمای بالا را دارند به طور گسترده مورد توجه قرار دارند. چنانچه مواد زمینه از جنس پلاستیک باشد، به این کامپوزیت ها، پلاستیک های مقاوم شده نیز گفته می شود.

2- کامپوزیت های زمینه فلزی

استحکام بالا، چقرمگی شکست و سفتی از جمله خواصی است که موجب گسترش مصارف کامپوزیت های زمینه فلزی در مقایسه با کامپوزیت های زمینه پلیمری شده است. این مواد مقاومت بیشتری در محیط های خورنده و درجه حرارت های بالا نسبت به پلیمرها دارند. بیشتر فلزات و آلیاژها می توانند به عنوان فاز زمینه در کامپوزیت ها استفاده شوند. تیتانیوم، آلومینیوم و منیزیم از جمله فلزات مرسومی هستند که عموما در کامپوزیت های مصرفی در قطعات هواپیما به عنوان بکار می روند. چنانچه کامپوزیت زمینه فلزی با استحکام بالا مورد نیاز باشد، لازم است که از تقویت کننده هایی با مدول بالا استفاده شود. نقطه ذوب، خواص فیزیکی و شیمیایی کامپوزیت ها در دماهای مختلف، تعیین کننده دمای مناسب برای استفاده از آن ها می باشد.

3- کامپوزیت های زمینه سرامیکی

سرامیک ها به عنوان مواد جامدی که پیوند های یونی بسیار قوی و در برخی موارد پیوند های کوالانسی دارند، شناخته می شوند. نقطه ذوب بالا، مقاومت در برابر خوردگی مناسب، پایداری در دمای بالا و استحکام فشاری خوب، باعث شده است که کامپوزیت های زمینه سرامیکی در ساختار قطعاتی که در دمای بالاتر از 1500 درجه سانتیگراد کار می کنند، مورد استفاده قرار بگیرند.

مدول الاستیسیته بالا و کرنش کششی پایین در اکثر مواد سرامیکی منجر به شکست این قطعات می شود، لذا استفاده از تقویت کننده هایی که استحکام را بهبود ببخشند، لازم بنظر می رسد که بدین منظور تقویت کننده هایی با مدول الاستیسیته بالا توصیه می شود. چنانچه سرامیک زمینه ضریب انبساط حرارتی بالاتری از مواد تقویت کننده داشته باشد، این امر منجر به عدم بالا رفتن استحکام در کامپوزیت تولیدی می گردد. بنابراین در انتخاب مواد تقویت کننده در تولید این نوع کامپوزیت ها، علاوه بر مدول الاستیسیته می بایست به ضریب انبساط حرارتی نیز توجه شود.

طبقه بندی کامپوزیت ها بر مبنای فاز تقویت کننده

ویرایش

کامپوزیت ها براساس نوع تقویت کننده به پنج گروه تقسیم می شوند:

طبقه بندی کامپوزیت ها بر مبنلی فاز تقویت کننده

1- کامپوزیت های لایه ای

از لایه های مختلف مواد در کنار یکدیگر ساخته شده است. این لایه ها معمولا فلزی، سرامیکی و یا از پلیمرهای تقویت شده هستند که به صورت متناوب در کنار یکدیگر قرار می گیرند. سازه لایه ای را می توان بدون نیاز به فرآیندهای ساخت پیچیده تهیه و خواص جالبی از آن ها به دست آورد. به عنوان مثال برای ساخت تانک ها از سازه های لایه ای استفاده می شود.

2- کامپوزیت های ذره ای

در این نوع کامپوزیت، فاز پراکنده شده از ذرات ریز تشکیل می شود. طیف وسیعی از ذرات برای استفاده در کامپوزیت ها کاربرد دارند ولی عمده ذرات مورد استفاده در کامپوزیت ها، ذرات اکسیدی به خصوصAl₂O₃ و ذرات غیراکسیدی مانند SiC، TiC، C، B و WC است. این ذرات بسیار ارزان تر از رشته ها هستند و سبب افزایش صلبیت یا مدول الاستیک ساختار می شوند. استفاده از آن ها در کامپوزیت های فلزی و پلیمری سبب بالا رفتن استحکام و کاهش چقرمگی می شوند. همچنین ماسه و پودرهای رزینی در دسته تقویت کننده های ذره ای قرار می گیرند.

3- کامپوزیت های الیافی

فاز تقویت کننده در این مواد رشته ای شکل هستند. این دسته از تقویت کننده ها بسیار گسترده اند و صنعت کامپوزیت های پیشرفته براساس این تقویت کننده های مصنوعی الیافی است. این تقویت کننده ها به دو بخش سیم و یا رشته - لیف تقسیم می شوند؛ چنانچه این الیاف فلزی باشند به آن سیم و چنانچه سرامیکی یا پلیمری باشند به آن رشته - لیف گفته می شود.

کاربرد سیم ها به علت داشتن دانسیته زیاد محدود است. به طور کلی دو نوع سیم در صنعت بیشترین استفاده را دارد که یکی تنگستن و دیگری الیاف کوتاه فولادی اند. تنگستن استحکام و مدول الاستیک بالایی داشته و در حجم بالا در صنایع لامپ سازی مورد استفاده قرار می گیرد. الیاف فولادی بسیار ارزان و استحکام و مدول الاستیک آن در حد متوسط بوده و در لنت های ترمز با توجه به محدود شدن مصرف آزبست، استفاده می شود.

4- کامپوزیت های ورقه ای

در این کامپوزیت، فاز پراکنده شده در زمینه از ورقه های مسطح ساخته می شود. ورقه های فلزی در زمینه پلیمری می توانند هادی جریان الکتریسیته و حرارت باشند در حالی که ورقه های میکا و شیشه در زمینه پلیمری مقاوم در برابر حرارت و نارسانا می باشند.

5- کامپوزیت های حجمی

در این نوع از کامپوزیت ها زمینه یک فاز پیوسته است و فاز تقویت کننده به صورت یک ماده ثانویه درون آن قرار دارد. کامپوزیت های سرمتی جزء این دسته محسوب می شوند که دارای ساختار متخلخل و اسفنجی سرامیکی بوده و فلز تقویت کننده درون تخلخل های آن وارد شده است. با این کار همان خصوصیات سرامیک ها با چقرمگی بیشتر به دست می آید.

نمونه ای دیگر از کامپوزیت های حجمی در روتور موتورهای الکتریکی قابل مشاهده است. این روتور می بایست مغناطیس شود؛ جنس روتور از گرافیت بوده که ضریب اصطکاک کمی داشته و حین چرخش جریان را منتقل می کند. هدایت الکتریکی گرافیت خیلی بالا نبوده پس آن را با تخلخل درست می کنند و در آن مقداری مس یا نقره می زنند.

کامپوزیت حجمی

روش ساخت کامپوزیت ها

ویرایش

برای ساخت انواع کامپوزیت ها و به منظور قراردادن فاز زمینه و فاز تقویت کننده در کنار هم، روش های مختلفی وجود دارد. از جمله این روش ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- روش ساخت کامپوزیت های زمینه پلیمری به صورت قالب باز

اتوکلاو
RTM
VARTM
پیچش الیاف
پالتروژن

2- روش ساخت کامپوزیت های زمینه پلیمری به صورت قالب بسته

قالب گیری تزریقی
قالب گیری واکنش – تزریق
قالب گیری چرخشی
قالب گیری ورقه ای
قالب گیری فشاری
ریخته گری

3- روش ساخت کامپوزیت های زمینه فلزی

روش استفاده از مذاب
روش پودری
روش استفاده از ورق
روش استفاده از زمینه های مولکولی یا اتمی
روش های ترکیبی

موضوعات مرتبط: کامپوزیت , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

مونت موریلونیت (Montmorillonite)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:14 | بازدید : 12800 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

واژه مونت موریلونیت (Montmorillonite) از نام منطقه montmorillon فرانسه گرفته شده است. در این منطقه برای اولین بار کانی مونت موریلونیت مشاهده و دسته بندی شد. اسمکتیت نام دیگر کانی مونت موریلونیت است. می توان فرمول این کانی را به شکل زیر در نظر گرفت:

Al_1.67Mg_0.33)[(OH)₂Si₄O₁₀].Na_0.33(H₂O)₄)

ترکیب شیمیایی مونت موریلونیت ثابت نبوده و به مقدار زیاد به میزان آب موجود در شبکه بلوری آن که متغییر می باشد، بستگی دارد. گاهی مقداری K₂O و Na₂O نیز در مونت موریلونیت یافت می شود. مونت موریلونیت به علت قابلیت زیاد جانشینی یون ها در شبکه بلوری آن هرگز یک فرمول ایده آل ندارد. در لایه های چهار وجهی جایگزینی Al³⁺ به جای Si⁴⁺ تا حداکثر 15 درصد و در لایه های هشت وجهی این جانشینی از مقادیر کم تا 100 درصد می تواند انجام پذیرد. یون هایی مانند Mg²⁺ و Fe²⁺ و به ندرت Zn²⁺، Ni²⁺، Li⁺ و Cr³⁺ می توانند در ساختمان بلوری مونت موریلونیت جایگزین شوند، لذا ترکیب شیمیایی نزدیک به واقعیت برای این کانی را می توان به صورت زیر تصور کرد.

Al,Mg,Fe³⁺)₄(Si,Al)₈O₂₀(OH)₂.nH₂O)

مونت موریلونیت،Montmorillonite

به دلیل تشابه ساختاری کانی های ایلیت و مونت موریلونیت، ترکیب ساختمانی این دو به صورت بین لایه ای نیز موجود بوده و بسیار معمول است. فرمول شیمیایی کلی مونت موریلونیت به صورت X₂Y₄O₁₀(OH)₂ بوده و در آن X و Y به صورت زیر تعریف می شوند:

X= کاتیون های سه ظرفیتی آلومینیم و هم چنین منیزیم های دو ظرفیتی جانشین شده (در لایه های هشت وجهی) به علاوه کاتیون های یک یا دو ظرفیتی که جهت کمبود بار حاصل از جابه جایی اضافه شده اند.

Y= کاتیون های چهارظرفیتی سیلیس و همچنین کاتیون های سه ظرفیتی آلومینیم جانشین شده (در لایه چهاروجهی) به علاوه کاتیون های یک یا دو ظرفیتی که جهت جبران کمبود با حاصل از جابجایی اضافه شده اند.

در حالت کلی، ترکیب نظری مونت موریلونیت صورت زیر است:

SiO₂	%66.7
Al₂O₃	%28.3
H₂O	%5

بنتونیت یکی از کانی های اصلی گروه مونت موریلونیت بوده و مشخصه آن تورم قابل ملاحظه در هنگام تماس با آب است. این خاک رسی، عمدتا متشکل از مونت موریلونیت (بیش از 70 درصد) بوده و کانی های دیگر مانند کوارتز، فلدسپات، ژیپس (CaSO₄.2H₂O)، کلسیت (CaCo₃) و سایر ناخالصی ها حدود 10 تا 15 درصد محتوای بنتونیت را تشکیل می دهند.

ساختار مونت موریلونیت

ویرایش

ساختار کانی های گروه مونت موریلونیت به صورت سه هشت وجهی و متشکل از دو لایه چهار وجهی سیلیس و یک لایه هشت وجهی مرکزی آلومینا است. ساختار فوق متعلق به پیروفیلیت بوده و سایر اعضای گروه مونت موریلونیت با جایگزینی آلومینیم به جای سیلیس (در لایه های چهار وجهی) و آلومینیم با منیزیم و آهن دو ظرفیتی (در لایه هشت وجهی) حاصل می شوند.

به علت تفاوت ساختار لایه هشت وجهی و چهار وجهی، این دو لایه قابلیت انطباق بر یکدیگر را نداشته و بر خلاف کائولینیت که بین لایه هایش پیوند هیدروژنی برقرار است، در ساختار کریستالی مونت موریلونیت ها لایه هشت وجهی بین دو لایه چهار وجهی محبوس بوده و تنها نیروی موجود، نیرو های ضعیف واندوالس است. به این خاطر در هنگام تماس با آب، ساختار کریستالی مونت موریلونیت ها به راحتی مولکول های آب را جذب و تا شش برابر حجم اولیه خود متورم می شوند.

از نقطه نظر فعالیت شیمیایی نیز گروه مونت موریلونیت به دلیل وجود لایه های درون ساختمانی خود و سهولت تفکیک پذیری این لایه ها، در مقایسه با گروه کائولینیت فعال تر هستند. از طرف دیگر وجود خاصیت جانشینی ایزومرفی در مونت موریلونیت ها باعث می شود که در این گروه به راحتی یک کاتیون با کاتیونی دیگر و با باری متفاوت جایگزین گردد. به عنوان مثال اگر یک کاتیون سه ظرفیتی مانند یون آلومینیم جایگزین یون چهار ظرفیتی سیلیسیم در شبکه چهار وجهی شود کمبود بار مثبت ایجاد شده تنها با اضافه نمودن یک کاتیون خارجی یک یا دو ظرفیتی جبران و موازنه می شود. البته در حالتی که کاتیون خارجی دو ظرفیتی باشد تعداد کاتیون های جذب شده برابر با نصف تعداد بارهای منفی آزاد شده توسط جانشینی ایزومرفی خواهد شد.

یکی از مشخصه های بارز و مهم مونت موریلونیت ها کوچکی فوق العاده اندازه ذرات آن می باشد و این امر سبب ایجاد خواص زیادی در مونت موریلونیت ها می شود. علاوه بر آن بین مونت موریلونیت های سدیمی و کلسیمی نیز تفاوت زیادی وجود دارد. نوع سدیمی این کانی دارای خاصیت شکل پذیری بسیار بیشتر و همچنین توانایی بیشتر جهت تبادل یون، نسبت به مونت موریلونیت کلسیمی می باشد.

ورقه های کانی مونت موریلونیت آسانتر از ورقه های کائولینیت از هم جدا می شوند، زیرا در کائولینیت یون O^2- یک ورقه، روبروی (OH)^-در ورقه مجاور قرار گرفته است، در حالیکه در مونت مریونیت یون O^2- یک ورقه مجاور O^2- ورقه دیگر قرار گرفته است، در حالیکه در مونت مریلونیت یون O^2- یک ورقه مجاور O^2- ورقه دیگر واقع شده است. این اختلاف ناشی از جاذبه بیشتر بین یون های O^2- با ^-(OH) در مقایسه با O^2- با O^2- است، لذا کائولینیت دارای اسکلت نامتقارن و مونت موریلونیت حاوی اسکلت متقارن است. ساختار های متقارن آسان تر از ساختار های نامتقارن از هم جدا می شوند، لذا پلاستیسیته در کانی های گروه مونت موریلونیت قوی تر از پلاستیسته در کانی های گروه کائولینیت است.

از آنجا که در کانی های رسی سه لایه ای بین اتم های اکسیژن لایه سیلیکا در یک ورقه با اتم های اکسیژن ورقه زیرین، پیوند ضعیف واندوالس وجود دارد، لذا آب می تواند به راحتی بین ورقه های این گونه رس ها نفوذ نماید. تمایل شدید به جذب آب و تورم در رس های سه لایه ای، از مشخصات اصلی این گونه رس ها است. باید توجه داشت که در کانی های گروه مونت موریلونیت به دلیل همین تمایل زیاد به جذب آب، میزان آب خارج شده پس از شکل دهی و به هنگام خشک شدن، زیاد خواهد بود. خروج آب زیاد از بدنه سرامیکیسبب ایجاد نقاط ضعف، نظیر انقباض شدید و ترک خوردگی در بدنه می شود.

خواص فیزیکی مونت موریلونیت

ویرایش

مونت موریلونیت به رنگ سفید، خاکستری، گاهی آبی، صورتی، قرمز صورتی، سبز و در حالت خشک مات است. سختی هر یک از پولک ها دقیقا معلوم نیست، ولی بسیار نرم بوده و دارای جلای چرب است، چگالی این کانی ثابت نیست و بین 1.7 تا 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب نوسان می کند.

وجود مونت موریلونیت در خاک رس را می توان به دلیل تورم آن در اثر رطوبت و به این ترتیب حالت چربی که به دنبال آن احساس می شود حدس زد، تشخیص دقیق این کانی بدون آنالیزشیمیایی و یا پرتو ایکس غیر ممکن است. باید توجه داشت که بنتونیت های غنی از مونت موریلونیت و بایدلیت Al₂[AlSi₃O₉(OH)](OH)₂.nH₂O را می توان از روی برخی از خصوصیات ظاهری آن ها تشخیص داد:

- این خاک ها بعد از بارش باران به توده لغزنده و چسبناک تبدیل شده و پس از خشک شدن در آن ها درز و شکاف پدید می آید و همزمان تحت تاثیر تورم بخش های زیرین حالت گنبد مانند (برآمدگی) در آن ها ایجاد می گردد، در اثر ادامه خشکی هوا این خاک رس در بخش سطحی خرد و پودر می شود.

- قابلیت جذب آب توسط بنتونیت و تورم آن که بر روی خواص چسبندگی اثر می گذارد خود به خصوصیت دیگر این خاک رس بستگی دارد که به ظرفیت تبادل کاتیونی موسوم است. ویژگی ساختار کانی های رسی به گونه ای است که غالبا بارهای منفی موازنه نشده ای در آن ها وجود دارد که بایستی توسط یون های مثبت مناسب خنثی شوند. این یون ها که دارای قابلیت تعویض هستند، به کاتیون های قابل تعویض موسوم هستند و میزان آن ها از یک خاک رس تا خاک رسی دیگر تفاوت دارد و توسط ظرفیت تبادل کاتیونی اندازه گیری می شود.

مونت موریلونیت

منشا و معادن مونت موریلونیت

ویرایش

بخش قابل توجهی از رس های مونت موریلونیتی ماحصل فرسایش و تخریب سنگ های آتشفشانی و یا آتشفشانی آواری مانند ریبولیت ها، تراکیت ها، داسیت ها، آندسیت ها، بازالت ها و لیپاریت ها هستند. بنتونیت های ناحیه وایومینگ آمریکا نیز بر اثر تخریب و فرسایش در محل خاکستر های آتشفشانی و سپس تجمع آن ها در طی دوران کرتاسوس شکل گرفته اند. علاوه بر موارد فوق مونت موریلونیت ها ممکن است بر اثر پدیده های زایش رسوبی و یا گرمابی نیز پدید آیند. معادن مونت موریلونبت حاصل از پدیده زایش رسوبی در نقاط مختلف دنیا پراکنده بوده و در آن ها کانسار های رسوبی به صورت لایه هایی با ضخامت چندین متر هستند. کانسار های گرمابی مونت موریلونیت دارای شکل و ظاهری نامنظم و بی قاعده بوده و به دلیل استخراج آن ها بسیار مشکل و پیچیده است.

مهمترین معادن مونت موریلونبت اروپا در کشور های انگلستان، فرانسه، آلمان، مجارستان، ایتالیا، چکسلواکی، شوروی سابق، یونان و یوگسلاوی سابق واقع شده اند. در آمریکا نیز غیر از معادن شناخته شده بنتونیت در ناحیه وایومینگ، معادن عمده دیگری در نواحی آریزونا، اوکلاهما، تگزاس و نوادا قرار دارند. دیگر معادن مونت موریلونیت در کشور های کانادا، مکزیک، آرژانتین، آسیا و آفریقای جنوبی واقع هستند.

استخراج کانی های عمدتا مونت موریلونیتی از طریق استخراج باز معادن سطحی صورت می گیرد. در این حالت فرآیند بسیار ساده بوده و تنها شامل عملیات حمل و نقل و جابجایی توسط روش های معمول و متداول می باشد. البته نکته ای که در این حالت بایستی بدان توجه داشت همانا مسئله شکل پذیری یا پلاستیسیته بالا و همچنین رطوبت پذیری زیاد خاک است، به گونه ای که بعضا امکان وجود 15 تا 25 درصد رطوبت در خاک استخراجی می باشد. در این مواقع استفاده از بولدوزرها عملا غیر ممکن می شود، زیرا این ماشین آلات بر اساس جمع آوری خاک و انباشتن آن به صورت پشته های عظیم و سپس انتقال آن کار می کنند و وجود شکل پذیری بالای خاک این امر را غیر ممکن می سازد، لذا به منظور غلبه بر مشکل فوق در بعضی اوقات به جای بولدوزر از جرثقیل ها و یا چرخ های قوی هیدرولیکی (به منظور لایروبی) استفاده می شود. از مزایای این روش علاوه بر استخراج انتخابی، امکان بهره برداری و استخراج مطمئن از لایه ها و رگه های عریض ولی نازک را می توان برشمرد.

کاربرد مونت موریلونیت در صنایع سرامیک

ویرایش

به دلیل خصوصیات نامطلوب مواد مونت موریلونیتی خالص نظیر اثرات منفی و قابل توجه بر روی خواص رئولوژی دوغاب و یا تورم قابل ملاحظه بنتونیت های هیدراته و تبدیل آن ها به فرم ژل کلوئیدی، از مونت موریلونیت های خالص کمتر در صنایع سرامیک استفاده شده و کاربرد آن ها تنها به عنوان یک ماده افزودنی شکل دهنده، با حداکثر 5 درصد فرمول می باشد. از طرف دیگر به دلیل مشخصات مطلوبی که مخلوط مواد مونت موریلونیتی و ایلیتی (به صورت لایه ای) دارند، از آن ها به نحو گسترده ای در صنایع سرامیک به خصوص در تولید کاشی، آجر و فاینس ها استفاده می شود.

موضوعات مرتبط: سرامیک , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

بنتونیت (Bentonite)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:12 | بازدید : 1023 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

بنتونیت (Bentonite) از تجزیه خاکستر های آتشفشانی به وجود آمده و حاوی مقدار بسیار زیادی ذرات ریز مونت موریلونیت هستند. اندازهبنتونیت ها همیشه کمتر از 0.5 میکرون است. این خاک ها دارای پلاستیسیته بسیار زیاد بوده و می توانند تا 5 برابر حجم خشک خود آب جذب نمایند. به طور کلی وضعیت خاص قرارگیری ورقه های مونت موریلونیت باعث می شوند که در بنتونیت ها نه تنها لمس چرب بلکه حالت لیزی و کلوئیدی خاصی مشاهده گردد. نکته جالب در مورد بنتونیت ها این مورد است که ذرات بنتونیت در آب نه تنها تا حد ذرات کلوئیدی بلکه حتی در بعضی موارد تا حد واحد های مولکولی، از یکدیگر جدا می گردند.

واژه بنتونیت را نخستین بار در سال 1898 دانشمندی به نام نایت به کار برده است. این واژه از اصطلاح محلی شیل های بنتون واقع در ایالت وایومینگ آمریکا گرفته شده است. مهمترین بخش بنتونیت را کانی های گروه اسمکتیت تشکیل می دهند. اسمکتیت شامل سری های دی اکتاهدرال و تری اکتاهدرال است. کانی های سری دی اکتاهدرال عبارتند از: مونت موریلونیت، بیدلیت و ناترونیت. انواع اکتاهدرال شامل کانی های هکتوریت و ساپونیت است.

به طور کلی بنتونیت ها بر دو نوعند: نوع سدیم دار و نوع کلسیم دار. در صنعت سرامیک بنتونیت های سدیم دار بیشتر مورد توجه هستند چرا که در بنتونیت های سدیم دار، ورقه های مونت موریلونیت می توانند در فاصله بیشتری از یکدیگر قرار گرفته و به عبارت دیگر بنتونیت های سدیم دار هنگام جذب آب دارای تورم بیشتری خواهند بود. بنتونیت های کلسیم دار را می توان به وسیله تعویض کاتیونی به بنتونیت های سدیم دار تبدیل نمود.

بنتونیت ها عموما دارای نقطه ذوب پایینی بوده و معمولا شیشه های حاصل از ذوب آن ها دارای رنگ های تیره ای می باشند. در صنعت سرامیک این خاک ها را به دلیل پلاستیسیته بسیار زیاد آن ها نمی توان به تنهایی مصرف نمود. بنتونیت ها معمولا در مقادیر بسیار کم (به علت وجود ناخالصی های رنگی) در حدود 1 یا 2 درصد در بدنه جهت افزایش پلاستیسیته و به مقدار بسیار کمتر 0.5 درصد در سوسپانسیون لعاب جهت جلوگیری از ته نشینی مواد مورد استفاده قرار می گیرد. بدیهی است که استفاده از مقدار بیشتر بنتونیت، باعث تغییر رنگ فرآورده ها می شود.

در سفالگری سنتی ایران و به خصوص در نواحی مثل مشهد و گناباد، بنتونیت و یا گل سر شوی در مقیاس وسیعی جهت ساخت نوعی بدنه سفید مشهور به بدنه جسمی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اینکه بدنه جسمی در حالت خام عمدتا از سیلیس که ماده ای غیر پلاستیک است تشکیل شده، بنابراین جهت ساخت این بدنه ها بنتونیت به مقدار بسیار زیادی (حدود 6 الی 10 درصد) مورد استفاده قرار می گیرد. مدارکی در دست است که نشان می دهد فرمول این بدنه ها در هفت قرن اخیر هیچ نوع تغییر محسوسی ننموده است. بنابراین می توان به قدمت استفاده از بنتونیت در صنعت سرامیک ایران پی برد.

نحوه تشکیل بنتونیت

ویرایش

بنتونیت ها به دو طریق گرمابی و رسوبی تشکیل می شوند:

ذخایر بنتونیت گرمابی: این ذخایر کوچک بوده در شرایط خاص ترکیب محلول گرمابی تشکیل می شوند. در نمودار های زیر محدوده پایداری و تشکیل اسمکتیت ترسیم شده است. خصوصیات محلول برای تشکیل اسمکتیت عبارتند از:

- سیلیس باید بیش از حد اشباع کوارتز باشد.

- دمای محلول بالا باشد.

2- ذخایر بنتونیت رسوبی: مهمترین ذخایر بنتونیت دنیا از نوع رسوبی هستند. خاکستر آتشفشان ها هنگامی که در محیط های دریاچه ای قلیایی بر جای گذاشته می شوند، ضمن واکنش با آب اسمکتیت و دیگر کانی ها را می توانند تشکیل دهند. عمده بنتونیت های رسوبی متعلق به دوران سوم زمین شناسی هستند. اسمکتیت با افزایش دما و فشار به ایلیت تبدیل می شود. سنگ های رسوبی حاوی بنتونیت در شرایط افزایش عمق (افزایش دما) ابتدا به اسمکتیت – ایلیت تبدیل می شود. در عمق حدود 3700 متر حدود 80 درصد اسمکتیت به اسمکتیت – ایلیت تبدیل می شود. در عمق حدود 3700 متر حدود 80 درصد اسمکتیت را ایلیت تشکیل می دهد.

کاربرد بنتونیت

ویرایش

میزان بنتونیت مصرفی در آمریکا شامل 26 درصد ریخته گری، 23 درصد گندله آهن، 21 درصد جمع آوری فضولات گاو، 20 درصد حفاری، 8 درصد محیط زیست و 2 درصد مواد غذایی و .. است.

خاصیت رنگ بری و میزان جذب آب بنتونیت به نوع کانی یا کانی های گروه اسمکتیت بستگی دارد. میزان تورم و خاصیت رنگ بری بیشتر بنتونیت ها در حال طبیعی در پایه مطلوب نیست، از این رو لازم است تغییراتی در آن ایجاد گردد تا خواص آن ها افزایش یابد.

ریخته گری: از بنتونیت سدیم دار به دلیل خاصیت پلاستیکی و چسبندگی آن در تهیه قالب های ریخته گری استفاده می شود. در تهیه قالب های ریخته گری، بنتونیت به دلیل چسبندگی دانه های ماسه را به هم متصل نموده و خاصیت پلاستیکی آن موجب می شود تا بتوان زیر فشار آن را متراکم نموده و شکل قالب مناسب را تهیه نمود.

گل حفاری: در حفاری برای نفت و گاز از بنتونیت سدیم دار استفاده می شود. 20 درصد بنتونیت تولیدی در سال 1994 در گل حفاری استفاده شده است.

گندله آهن: از بنتونیت سدیم دار برای تهیه گندله آهن استفاده می شود.

محیط زیست: پساب های صنعتی و کشاورزی مهم ترین عامل آلوده کننده آب های سطحی و زیرزمینی اند. به منظور کنترل این پساب ها، محیط های نگهداری و انتقال را با استفاده از بنتونیت های سدیم دار باید ایزوله نمود.

تصفیه و رنگ بری: در صنعت تهیه روغن دانه های گیاهی و پتروشیمی از بنتونیت کلسیم دار به دلیل قابلیت مناسب جانشینی کاتیونی و خاصیت رنگ بری استفاده می شود.

فضولات گاوی: در گاوداری ها از بنتونیت سدیم دار به دلیل قابلیت جذب بالای آن برای جذب ادرار و جمع آوری دیگر فضولات استفاده می شود. در آمریکا 21 درصد بنتونیت در این بخش به مصرف می رسد.

مواد شوینده: در تهیه مواد شوینده از بنتونیت های سدیم و یا کلسیم دار به دو دلیل استفاده می شود. اول جلوگیری از راسب شدن مواد و دوم خاصیت نرمی آن.

کاربردهای بنتونیت
صنایع غذایی	پالایش، بی رنگ کننده، تصفیه و تثبیت روغن های گیاهی و حیوانی
صنایع شیمیایی	کاتالیزور، حشره کش ها، خشک کننده، تصفیه آب و فاضلاب، جذب مواد رادیواکتیو
تهیه گوگرد	پالایش، بی رنگ کننده و جدا سازی مواد بیتومینه
صنعت نفت	پالایش، بی رنگ کننده، تصفیه نفت، موم، پارافین و تولید انواع فرآورده های نفتی
کاغذ سازی	ماده رنگی و چاپ رنگ در کاغذهای کپی بدون کربن، جذب مواد ناخالص در سیستم آب سفید
صنعت قند و شکر و نوشابه	تصفیه شربت و مایعات نوشیدنی
کنترل آتش سوزی	خاموش کردن حریق در جنگل
تمیز کننده	ماده تمیز کننده در خشکشویی، ساخت صابون، مواد شوینده و تمیز کننده
مواد معدنی	تهیه گندله مواد معدنی
سرامیک	افزایش خاصیت شکل پذیری و مقاومت
کشاورزی	بهبود کیفیت خاک، گندله خوراک دام
حفاری	حفاری با آب شور و معمولی
ریخته گری	چسب برای ماسه مخصوص، چسب برای ماسه مصنوعی ریخته گری

موضوعات مرتبط: بنتونیت , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

آستمپرینگ (Austempering)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:9 | بازدید : 1538 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

آستمپرینگ (Austempering) از جمله روش های دیگر عملیات حرارتی است که به منظور کاهش تنش های حاصل در حین سخت کردن فولادهای کربنی ساده (پرکربن) جانشین سریع سرد کردن مستقیم می شود. شکل زیر شمایی از عملیات حرارتی آستمپرینگ را همراه با نمودار TTT نشان می دهد. آستمپرینگ شامل مراحل زیر است:

1- آستنیته کردن فولاد

2- سریع سرد کردن در حمام نمک مذاب یا روغن داغ تا دمایی بلافاصله قبل از دمای شروع تشکیل مارتنزیت (Ms)

3- نگه داشتن در این دما به نحوی که دگرگونی آستنیت به بینیت به طور کامل انجام گیرد. زمان نگهداری در این دما با توجه به موقعیت نمودار IT مشخص می شود.

4- سرد کردن در هوا تا دمای اتاق

همان گونه که در شکل مشخص است در این روش نیز سطح و مرکز نمونه در مرحله اول سریع سرد شدن (قبل از Ms) با آهنگ های متفاوت سرد می شوند اما از آنجایی که قبل از شروع دگرگونی آستنیت به بینیت دما های نقاط مختلف قطعه یکسان خواهد شد، دگرگونی در نقاط مختلف تقریبا همزمان انجام شده و بنابراین تنش های داخلی به حداقل ممکن کاهش می یابند.

هدف از به کار گیری آستمپرینگ به جای سریع سرد کردن و باز پخت عبارت است از:

1- افزایش استحکام ضربه (چقرمگی) و انعطاف پذیری برای یک سختی مشخص و ثابت

2- حذف و یا کاهش احتمال ترک برداشتن، تغییر شکل دادن و یا ایجاد تنش های داخلی در ضمن عملیات حرارتی.

برای عملیات حرارتی مقاطع نازک فولادهای کربنی ساده تحت شرایطی که سختی در حدود 50 راکول سی کافی بوده و استحکام ضربه و انعطاف پذیری بسیار خوبی مورد نیاز باشد، آستمپرینگ بهترین روش عملیات حرارتی است. نتایج حاصل از مقایسه چقرمگی و ازدیاد طول برای فولاد 1095 تحت شرایط آستمپر شده و سریع سرد و بازپخت شده برای سختی یکسان نشان دهنده این مطلب است. علت اصلی افزایش چقرمگی و انعطاف پذیری به جایگزین شدن ساختار بینیتی به جای مارتنزیتی مربوط می شود.

عملیات حرارتی آستمپرینگ فولاد با کربن متوسط

نوع عملیات حرارتی

سختی

HRC

مقاومت به ضربه

ft-lb

ازدیاد طول در اینچ (%)

آستمپر شده

سرد شده در آب و بازپخت شده

مانند روش مارتمپرینگ، در عملیات آستمپرینگ نیز فولادهایی مناسب هستند که از سختی پذیری نسبتا خوبی برخوردار باشند. به نحوی که در ضمن سرد شدن در حمام نمک مذاب و یا روغن داغ در دما های بالا پرلیت تشکیل نشود. در رابطه با آستمپر کردن فولادهای کربنی ساده (کم کربن) که از سختی پذیری نسبتا کمی برخوردار بوده و بنابراین زمان لازم برای شروع دگرگونی در حوالی دماغه منحنی IT سبتا کم است، باید توجه داشت که فقط مقاطع نسبتا نازک (در حدود حداکثر 5 میلی متر) را می توان با استفاده از این روش عملیات حرارتی کرد. در حالی که مقاطع نسبتا ضخیم از فولادهای آلیاژی که سختی پذیری نسبتا خوبی داشته باشند را می توان آستمپر نمود. اگر سختی پذیری بسیار زیاد باشد، زمان لازم برای دگرگونی آستنیت به بینیت نیز زیاد می شود که در این صورت عملا آستمپر کردن فولاد روش بسیار طولانی بوده و لذا اقتصادی نیست.

به طور کلی تمام فولادهایی که قابلیت مارتمپر شدن داشته باشند را می توان آستمپر نیز کرد. به علاوه بعضی از فولاد های ساختمانی کم آلیاژ نظیر فولادهای فنر تا 10 میلیمتر ضخامت و فولادهای کربنی ساده تا حداکثر 5 میلی متر ضخامت را معمولا آستمپر می کنند. مدت زمان نسبتا طولانی لازم برای انجام کامل دگرگونی آستنیت به بینیت، کاربرد عملیات حرارتیآستمپرینگ را در رابطه با فولادهای پر آلیاژ محدود می کند.

موضوعات مرتبط: آستمپرینگ..آستمپرینگ , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

مارتمپرینگ (Martempering)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:8 | بازدید : 2315 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

عملیات حرارتی مارتمپرینگ (Martempering) یا سریع سرد کردن ناپیوسته که آن را مارکوئنچینگ نیز می نامند شامل مراحل زیر است:

1- آستنیته کردن فولاد

2- سریع سرد کردن فولاد در روغن داغ و یا نمک مذاب تا دمایی درست بالاتر (و یا درست پایین تر) از دمای شروع تشکیل مارتنزیت (Ms). سریع سرد کردن در این مرحله باید به نحوی انجام گیرد که از تجزیه آستنیت در دما های بالا جلوگیری شود.

3- نگه داشتن در محیط یاد شده تا اینکه دمای قطعه در تمام قسمت های آن یکنواخت شود. زمان نگهداری در این دما بستگی به موقعیت نمودار TTT و ضخامت قطعه دارد. این زمان معمولا بین 2 تا 4 دقیقه برای هر میلیمتر ضخامت است. زمان کمتر برای حالتی است که فولاد در دماهای پایین آستنیته شود، در حالی که زمان بیشتر برای مواردی است که فولاد در دماهای بالا آستنیته شده باشد.

4- سرد کردن با آهنگی متوسط (معمولا در هوا) به نحوی که سطح و مرکز تقریبا همزمان سرد شده و به مارتنزیت تبدیل شوند.

5- بازپخت دادن قطعه به منظور افزایش چقرمگی

شکل های زیر شمایی از مراحل مختلف مارتمپرینگ را بر روی نمودار TTT نشان می دهند. همان گونه که ملاحظه می شود در این شکل ها، فولاد در مرحله اول سرد شدن به ترتیب تا بلافاصه قبل و بلافاصله بعد از دمای شروع تشکیل مارتنزیت سریع سرد شده است. روش دوم، اصطلاحا به مارتمپرینگ اصلاح شده موسوم است.

مارتمپرینگ اصلاح شده، modified martempering

همانگونه که در شکل ها مشخص است در مرحله اول سرد شدن سطح و مرکز نمونه با دو آهنگ متفاوت سرد می شوند، در حالی که در ضمن دگرگونی آستنیت به مارتنزیت تمام قسمت های قطعه تقریبا به طور همزمان سرد شده و بنابراین دگرگونی در سطح و مرکز همزمان انجام می شوند. از این رو احتمال ترک برداشتن، اعوجاج و ایجاد تنش در قطعه به حداقل ممکن می رسد. جدول زیر خواص مکانیکی فولاد 1095 (0.95درصد کربن) را پس از مارتمپر شدن و همچنین مارتنزیت و بازپخت شدن به روش معمولی را برای سختی یکسان و برابر با 53 راکول سی نشان می دهد. همانگونه که ملاحظه می شود برای یک سختی یکسان مقاومت به ضربه فولاد مارتمپر و بازپخت شده به مراتب بیشتر از فولاد سریع سرد شده و بازپخت شده است.

نوع عملیات حرارتی	سختی HRC	مقاومت به ضربه fb-lb	ازدیاد طول درصد
سرد کردن در آب و بازپخت	53	12	0
مارتمپر و بازپخت	53	28	0

یکی از جنبه های مهم مارتمپرینگ این است که به جز مارتنزیت ساختار و یا فاز دیگری به وجود نمی آید (البته در مقایسه با سرد کردن سریع و مسقیم در این حالت معمولا درصد آستنیت باقی مانده بیشتر است). بنابراین، فولادهایی برای مارتمپرینگ مناسب اند که نه تنها نسبت به محصولات حاصل از دگرگونی آستنیت در دمای بالا (مانند فریت و پرلیت) بلکه نسبت به تشکیل بینیت که ممکن است در دما های بلافاصله قبل از Ms تشکیل شود نیز دارای سختی پذیری خوبی باشند. نکته دیگری که در این رابطه باید در نظر داشت این است که شدت سرد کنندگی روغن داغ و نمک های مذاب کمتر از شدت سرد کنندگی آب و یا روغن سرد است، بنابراین فولادهایی را می توان مارتمپر کرد که سختی پذیری آن ها آنقدر زیاد باشد که کاهش آهنگ سرد کنندگی محیط را جبران کند. از این رو این نوع عملیات حرارتی عمدتا به فولادهایی که در هوا و یا روغن سخت می شوند محدود می شود. جدول زیر دماهای آستنیته کردن وسریع سرد کردن (مارتمپر کردن) را برای تعدادی از معروف ترین فولادهای ابزار نشان می دهد. هم چنین در این جدول بیشترین ابعاد مناسب برای مارتمپر کردن آمده است. در این رابطه، حداکثر ابعادی منظور شده است که در صورت مارتمپر شدن در یک حمام تمیز عاری از ناخالصی و با تلاطم زیاد، قطعه کاملا سخت شود. البته در شرایطی که از حمام های بزرگتر استفاده شده و یا تلاطم در حمام زیاد شود، قطعات بزرگتری را نیز می توان مارتمپر کرد.

نوع فولاد		دمای آستنیته کردن درجه سانتی گراد	دمای مارتمپر کردن درجه سانتی گراد	حداکثر قطر نمونه
AISI BS	SIS	دمای آستنیته کردن درجه سانتی گراد	دمای مارتمپر کردن درجه سانتی گراد	میلی متر	اینچ
-	2092	850-880	225-250	75	3
O₁	2140	810-840	225-250	60
A₂	2260	950-980	225-250	150	6
D₃	2310	1000-1020	225-500	200	8
D₆	2312	960-1000	225-500	200	8
-	2550	820-840	225-300	125	5
Si	2710	880-920	350-40	25	1
H₁₃	2242	1000-1050	300-50	300	12
H_10A	-	1000-1050	300-500	100	4

شکل زیر مراحل مختلف عملیات حرارتی مارتمپرینگ را برای غلطکی از جنس فولاد SIS 2310 به قطر 103 و طول 1000 میلیمتر نشان می دهد. دماهایی که روی محور عمودی نشان داده شده اند مربوط به مرکز غلطک است که به کمک ترموکوپلی که در آن محل قرار داده شده اندازه گرفته شده اند. پس از پیشگرم کردن در 550 درجه سانتی گراد غلطک در کوره ای با محیط محافظ (گاز نیتروژن) تا 1030 درجه سانتی گراد گرم شده و به مدت 30 دقیقه آستنیته شده است. سپس غلطک به حمام نمک مذاب با دمای 220 درجه سانتی گراد انتقال داده شده و پس از 45 دقیقه به آهستگی در هوا تا دمای اتاق سرد شده است. زمان این عملیات حرارتی در حدود 8 ساعت است.

مارتمپرینگ SIS2310

موضوعات مرتبط: آستمپرینگ..آستمپرینگ , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

ریخته گری دوغابی (Slip Casting)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:4 | بازدید : 1486 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

فرآیند ریخته گری دوغابی (Slip Casting) یکی از روش های شکل دهی سرامیک ها است. ریخته گری دوغابی شامل ریختن یک دوغاب ریخته گری به داخل یک قالب متخلخل (معمولا از جنس گچ پاریس)، دادن زمان مناسب (از چند دقیقه تا چند ساعت) برای انتقال آب از دوغاب به قالب در اثر مکش لوله مویین، ایجاد یک لایه روی سطح و خارج کردن دوغاب اضافی است. این فرآیند به ریخته گری توخالی معروف است. در نوع دیگر این روش که ریخته گری تو پر نام دارد و در ابتدا برای بدنه های بهداشتی به کار برده می شد،تمام آب دوغاب به درون قالب جذب می شود. در هر دو مورد خشک شدن نسبی بدنه در قالب سبب کمی انقباض در بدنه می شود که خروج آن را از قالب برای خشک کردن کامل ممکن می سازد.

در ساده ترین حالت فرآیند ریخته گری دوغابی را می توان تنها یک فرآیند آب زدایی محض در نظر گرفت. چون حجم آب جذب شده توسط قالب معمولا کمتر از حجم تخلخل قالب است فشار مکش عملا ثابت است. مدت زمانی که دوغاب در داخل قالب باقی می ماند در قطر لایه ایجاد شده و یا به عبارت دیگر در ضخامت بدنه خام تاثیر بسیار زیادی دارد. بدین معنی که چنانچه دوغاب اضافی همچنان در قالب باقی مانده و تخلیه نگردد و اصطلاحا زمان بیشتری به دوغاب داده شود، قطر لایه ایجاد شده افزایش خواهد یافت. باید توجه داشت که با گذشت زمان سرعت تشکیل لایه ثابت نبوده و به مرور کند تر می شود چرا که در این شرایط، خود لایه ایجاد شده به صورت سدی در مقابل نفوذ آب به داخل گچ، عمل می نماید.

همچنان که مشاهده می شود این عامل که اصطلاح سرعت ریخته گری به آن اطلاق می گردد، عامل مهمی در تعیین قطر بدنه خام (و در نتیجه دیگر خصوصیات بدنه) و نیز سرعت تولید می باشد. به همین دلیل یکی از مهم ترین خواص دوغاب ها مقدار سرعت ریخته گری آن ها است. به طور مشخص سرعت ریخته گری عبارت است از ضخامت ایجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در آن کلا عبارتند از فشار، درجه حرارت، وزن مخصوص دوغاب و بالاخره مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبور آب، دو عامل آخر و به خصوص آخرین عامل، مهم ترین مواردی هستند که عملا در صنعت مورد توجه هستند. مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبور آب، خود به عوامل دیگری بستگی دارد که به طور خلاصه عبارتند از نوع و یا دانه بندی مواد و نیز چگونگی و با شدت روان شدگی (به عبارت دیگر تجمع و یا تفرق ذرات) ضمنا باید توجه داشت که در سرعت ریخته گری عوامل خارجی دیگری که ربطی به خواص دوغاب ندارند نیز موثر هستند، مانند تراکم و یا تخلخل قالب گچی و درصد رطوبت موجود در آن، ضخامت لایه ایجاد شده رابطه مستقیم با جذر زمان ریخته گری دارد بنابراین زمان و ضخامت لایه رابطه زیر برقرار خواهد بود:

در رابطه فوق L ضخامت لایه ایجاد شده (به میلی متر) و t زمان (به دقیقه) و K ضریب ثابت است. به همین دلیل سرعت ریخته گری معمولا به صورت mm²/min بیان می شود. رابطه فوق بدین معنی است که به عنوان مثال چنانچه ساخت فرآورده ای به ضخامت 1 میلی متر چهار دقیقه زمان احتیاج داشته باشد، ساخت فرآورده دیگری به ضخامت 2 میلی متر در همان شرایط به شانزده دقیقه زمان نیاز دارد.

ریخته گری دوغابی

عملا فرآیند ریخته گری دوغابی در واقع پیچیده تر از یک آب زدایی ساده است. گچ سفت شده دارای حلالیت قابل توجهی در آب است (معادل 400 میلی اکی والان Ca²⁺ درلیتر) و اعتقاد بر این است که تشکیل جداره ریخته شده با همراهی اثر فلوکولاسیون ناشی از مهاجرت یون های Ca²⁺ ازقالب گچی به درون دوغاب صورت می گیرد. این مهاجرت در واقع با استفاده از ایزوتوپ رادیواکتیو کلسیم به عنوان اتم نشان دار تصدیق شده است. عامل دیگری که سبب پیچیدگی موضوع می شود این است که معمولا برای ریخته گری دوغابی از دوغاب هایی استفاده شود که مقدار کمی خاصیت تیکسوتروپی داشته باشند، به طوری که تشکیل جداره ریخته گری شده به طور عادی با کمک و استقرار ساختمان داخلی تیکسوتروپی انجام گیرد. لازمه های یک دوغاب خوب ریخته گری در زیر آورده شده است:

1- باید قابلیت ریختن داشته باشد و بتواند گوشه های قالب را پر کند.

2- ذرات آن رسوب نکنند.

3- سرعت ریخته گری باید زیاد باشد ولی نه آنقدر که از کنترل خارج شود.

4- باید مرز بارز و مشخصی بین جداره ریخته شده و مابقی دوغاب وجود داشته باشد، به طوریکه مابقی دوغاب به خوبی تخلیه شود.

5- باید کمی انقباض خشک شدن وجود داشته باشد تا بدنه ریخته شده به راحتی از قالب جدا شود ولی انقباض نباید به حدی باشد که سبب تاب برداشتگی و ترک در طول عمل خشک شدن شود.

6- بدنه ریخته شده باید محکم بوده و استحکام خشک کافی داشته باشد.

7- در دوغاب نباید حباب های هوا محبوس شود، در غیر این صورت سبب ایجاد حفرات ته سوزنی در بدنه می شود.

8- دوغاب باید تا حد ممکن آب کمی داشته باشد تا از اشباع شدن بیش از حد قالب ها و طولانی شدن زمان خشک کردن جلوگیری شود.

حصول این لازمه ها مستلزم انتخاب مناسب مواد اولیه، آسیاب کردن تا حد کافی، تنظیم میزان بهینه فلوکولاسون و نیز غلظت ماده جامد و گاهی اضافه کردن افزودنی های مناسب می باشد.

واضح است که توزیع اندازه ذرات مواد اولیه مهمترین عامل است. سیستم دانه بندی نسبتا درشت سبب می شود که سرعت ریخته گری زیادی باشد، اما بدنه ریخته شده دانسیته و استحکام کمی خواهد داشت. علاوه بر این ذرات دانه درشت سریعا ته نشین شده و بدنه هاب حاصل انقباض خشک کمی دارند. از طرف دیگر یک سیستم ریزدانه کاملا فشرده، دانسیته و استحکام بدنه بیشتری می دهد اما سرعت ریخته گری آن کم خواهد بود. انقباض خشک این بدنه ها ممکن است بیش از حد زیاد بوده و تاب برداشتگی یا ترک خوردگی را به دنبال داشته باشد. انتخاب درجه دفلوکولاسیون و غلظت جامدات که برای بهترین شرایط ریخته گری دوغابی لازم است نیز باید در عمل با در نظر گرفتن چندین عامل که نسبت به یکدیگر در حاالت تعادل باشند صورت گیرد.

انواع روش های ریخته گری دوغابی

ویرایش

انواع روش های ریخته گری دوغابی عبارتند از:

- ریخته گری ساده درون یک قالب یک تکه

- ریخته گری ساده درون یک قالب چند تکه

- ریخته گری توخالی

- ریخته گری جامد

- ریخته گری در خلا

- ریخته گری گریز از مرکز (سانتریفوژ)

- ریخته گری تحت فشار

- ریخته گری در قالب حل شدنی

- ریخته گری ژله ای

- ریخته گری با پین ها یا ماندرل ها (سنبه هایی) در قالب که در قطعه جذب نمی شوند.

مراحل بحرانی فرآیند در ریخته گری دوغابی و بعضی از پارامترهای فرآیند که باید به دقت کنترل شوند در تصویر زیر نمایش داده شده است.

موضوعات مرتبط: ریخته گری دوغابی (Slip Casting) , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

بیو سرامیک ها (Bioceramics)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 18:0 | بازدید : 2085 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

بیو سرامیک ها (Bioceramics) سرامیک هایی با طراحی خاص هستند که در ترمیم و نوسازی اعضاء معلول یا مصدوم بدن مورد استفاده قرار می گیرند. اگر چه سالیان درازی است که سرامیک و شیشه به عنوان شیشه عینک، وسائل تشخیص بیماری، ظروف آزمایشگاهی، دماسنج ها، فلاسک های کشت بافت و الیاف نوری جهت آندوسکوپی به کار می روند اما در اواخر دهه 1960، انقلاب عظیمی در استفاده از سرامیک ها برای بهبود نحوه زندگی بشر رخ داد که منجر به توسعه بیوسرامیک ها گردید.

به طور کلی بیو سرامیک ها یا سرامیک هایی که در پزشکی کاربرد دارد باید با یک یا چند شرط ذیل مطابقت داشته باشد:

1- از نظر شیمیایی کاملا خنثی باشد.

2 اثرات مخرب بر بافت های مجاور نداشته باشد.

3- طول عمر آن زیاد باشد.

4- استحکام خستگی بالا داشته باشد.

5- اثرات مخرب بر فرآیندهای متابولیسم آزاد بدن نداشته باشد.

عوامل فوق تحت عنوان زیست سازگاری یا Bio compatibility دسته بندی می شود.

عصر نوین و پیشرفت بیو سرامیک ها از سال 1963 آغاز می شود هنگامی که شخصی به نام اسمیت، استخوان را با ماده ای به نام سروزیوم (ترکیبی از آلومینای متخلخل و رزین اپوکسی) جایگزین کرد و در عین حال 48% تخلخل را (مانند استخوان معمولی) باقی گذاشت. از دهه 1970، هنچ و همکارانش، ارزیابی بیوسرامیک هایی با سطوح فعال واکنش دهنده با بدن را آغاز کردند که نخستین آن ها بیوگلس ها بودند. از آن پس شیشه – سرامیک ها نیز مورد توجه فراوان قرار گرفتند و تا کنون نیز هم چنان مورد توجه قرار دارند. در تصویر روبرو انواع سرامیک های مورد استفاده دربدن انسان نمایش داده شده اند.

بیو سرامیک، بیوسرامیک ها، کاربرد سرامیک در پزشکی

دانلود تصویر کاربرد بیوسرامیک ها با کیفیت بالا

امروزه بیو سرامیک ها به دلیل پایداری حرارتی و شیمیایی، استحکام و مقاومت به سایش بالا، ظاهر زیبا و مناسب و زیست سازگاری عالی از جایگاه رفیعی برخوردار هستند و در شکل های مختلفی نظیر تک کریستال، پلی کریستال، کامپوزیت و پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. تنها نکته ای که کاربرد این مواد را محدود می سازد، تردی آن ها است که تمام تلاش های محققان در صدد رفع این عیب و بهبودچقرمگی این مواد صورت می گیرد.

بیو سرامیک ها را می توان بر اساس مکانیزم اتصال آن ها با بافت تقسیم بندی نمود. مکانیزم اتصال با بافت مستقیما به نوع پاسخ دهی در سطح مشترک کاشتنی ارتباط دارد. به طور کلی چهار نوع پاسخ دهی در ارتباط با اتصال پروتزها به سیستم استخوان بندی – عضلانی مطرح است:

1- اگر ماده سمی باشد، بافت های اطراف می میرند. بنابراین همه مواد نمی توانند به عنوان کاشتنی در بافت بدن به کار روند.

2- اگر ماده غیر سمی باشد و از لحاظ بیولوژیکی غیر فعال (تقریبا خنثی) باشد، بافت الیافی با ضخامت متغیر بین بافت و کاشتنی تشکیل می شود. از آنجایی که این بافت هیچ گونه پیوند شیمیایی و بیولوژیکی با دیگر اجزا ندارد لذا به راحتی حرکت می کند و در نتیجه سبب رها شدن کاشتنی می شود.

3- اگر ماده غیر سمی و از لحاظ بیولوژیکی فعال (بیواکتیو) باشد، پیوند در سطح مشترک بافت و کاشتنی تشکیل می گردد.

4- اگر ماده غیر سمی و قابل انحلال باشد، بافت های اطراف جایگزین آن می شوند.

بنابراین بیوسرامیک ها بر اساس مکانیزم اتصال با بافت به صورت های تقریبا خنثی (Inert)، بیو اکتیو (Bioactive) و قابل جذب تقسیم بندی می شوند.

بیوسرامیک های تقریبا خنثی

ویرایش

در صورتی که بیوسرامیکی تقریبا خنثی باشد، سطح مشترک بین بافت و کاشتنی فاقد هر گونه پیوند شیمیایی و یا بیولوژیکی می باشد. بنابراین در این حالت بر روی کاشتنی، پوششی از بافت فیبروز و غیر چسبنده تشکیل می شود. ضخامت بافت ایجاد شده بسته به نوع ماده و میزان حرکت سطح مشترک بافت و بیوماده، شدیدا تغییر می کند. این گونه مواد در جاهایی که ثبات، نفوذناپذیری و عدم پاسخ فیزیولوژیکی مورد نیاز باشد، مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی در کاشتنی های فشرده و خنثی پایداری مکانیکی در استخوان به وسیله شکل هندسی و اصطکاک کاشتنی با بافت به دست می آید و رشد استخوان بر روی سطح به صورت نامنظم می باشد. شکل های مختلف کربن، آلومینا (تک کریستال و پلی کریستال) و زیرکونیا در زمره این نوع بیوسرامیک ها به شمار می آیند.

بیوسرامیک

آلومینا و زیرکونیا از جمله اکسیدهای سرامیکی خنثی هستند که دارای نقطه ذوب، سختی و استحکام بالا می باشند. آلومینا به صورت خالص و زیرکونیا همراه با ناخالصی هایی نظیر CaO،MgO و Y₂O₃ (جهت پایداری)، برای کاربردهای کاشتنی به کار می روند. این مواد پایداری شیمیایی و ابعادی بالا و هم چنین مقاومت به سایش خوبی را از خود نشان می دهند.

بیو سرامیک های بیواکتیو

ویرایش

ماده بیواکتیو، ماده ای است که از یک پاسخ بیولوژیکی خاص در سطح مشترک مواد نتیجه می شود که باعث تشکیل پیوند بین بافت و ماده می شود. در حقیقت حالت بیواکتیو یک حد واسط بین حالت های انحلال و غیر فعال بودن می باشد. یکی از ویژگی های مهم مواد بیواکتیو تشکیل یک لایه هیدروکسی کربنات آپاتیت بر روی سطح می باشد. فاز هیدروکسی کربنات آپاتیت از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار شبیه فاز معدنی استخوان است.

سرامیک های بیواکتیو، سطح مشترک چسبنده ای با بافت ایجاد می کنند که در برابر نیروهای مکانیکی مقاومت می نماید. دراکثر موارد، استحکام چسبندگی سطح مشترک مساوی و یا بیشتر از استحکام چسبندگی ماده کاشتنی و یا بافت پیوند داده شده یا کاشتنی می باشد. دراین مواد شکست در کاشتنی یا استخوان رخ می دهد و هیچ گاه در سطح مشترک به وقوع نمی پیوندد. هم چنین توزیع تنش در مقطع سطح مشترک بیواکتیو در مقایسه با سایر انواع کاشتنی ها، با توزیع تنش طبیعی شباهت و سازگاری بیشتری دارد.

امروزه انواع مختلفی از مواد بیو اکتیو مورد تحقیق و بررسی قرار می گیرند که عبارتند از: شیشه های بیواکتیو، شیشه سرامیک های بیواکتیو مانند سرویتال یا شیشه سرامیک آپاتیت – ولاستونیت، هیدروکسی آپاتیت متراکم و متخلخل، کامپوزیت های بیواکتیو مانند هیدروکسی آپاتیت – پلی اتیلن و پوشش های بیو اکتیو نظیر پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی آلیاژ متخلخلتیتانیوم و غیره.

تمامی موارد فوق با بافت مجاور در سطح مشترک، پیوند تشکیل می دهند. البته زمان پیوند خوردن، استحکام، مکانیزم و ضخامت منطقه واکنشی برای مواد مختلف متفاوت خواهد بود.

سرامیک های زیست تخریب پذیر

ویرایش

اصطلاح زیست تخریب پذیر (قابل جذب) به آن دسته از مواد اطلاق می شود که پس از قرار گیری در بافت، بدون هیچ گونه واکنش مخربی با بافت، حل شوند. در سال 1892 گزارشی درباره استفاده از گچ پاریس سولفات کلسیم دی هیدرات قابل جذب برای پر کردن شکاف ها در استخوان منتشر کرد و نتیجه پزشکی آن را در هشت بیمار اعلام نمود. با وجود نتایج مطلوبی که حاصل شد ولی با گذشت زمان کاربرد آن به دلیل خواص مکانیکی ضعیف، سرعت انحلال بالا و در نتیجه عدم رشد کامل استخوان محدود شد.

در سال 1920 آلبی و موریسون طی انجام آزمایشاتی روی حیوانات از تری کلسیم فسفات برای پر کردن شکاف های استخوانی استفاده کردند و پس از آن ها تا 30 سال مطالعات زیادی روی استفاده از گچ پاریس و نمک های کلسیم فسفات به عنوان بیو سرامیک قابل جذب صورت گرفت تا اینکه در سال 1979، مک دیوید تری کلسیم فسفات را یک نوع سرامیک قابل جذب معرفی کرد.

امروزه کلسیم فسفات ها و کلسیم سولفات ها نمونه های خوبی از سرامیک های قابل جذب می باشند. تا کنون اکثر فعالیت های انجام شده در زمینه کاشت سرامیک های کلسیم فسفاتی در حیوانات و کاربردهای کلینیکی بر روی تری کلسیم فسفات و هیدروکسی آپاتیت متمرکز گردیده است. تری کلسیم فسفات ها، به طور کلی زیست تخریب پذیر در نظر گرفته شده اند، اگر چه بسته به خصوصیات ماده مورد استفاده بعضا اختلاف هایی نیز گزارش گردیده است.

بیوسرامیک

از طرف دیگر، در خصوص زیست تخریب پذیری هیدروکسی آپاتیت هم گزارشاتی مبنی بر عدم تخریب، تخریب آهسته یا جزئی و در برخی موارد تخریب کامل به چشم می خورد. این اختلافات عمدتا ناشی از تفاوت های موجود در شرایط آزمایش نظیر خصوصیات مواد، گونه حیوانی به کار رفته، موضع کاشت و روش بررسی می باشند.

با توجه به آنچه گفته شد در می یابیم که هیدروکسی آپاتیت بیواکتیو می باشد در حالی که تری کلسیم فسفات سریع تر تخریب می شود. بر این اساس سرامیک های کلسیم فسفاتی دو فازی (BCP=biphasic calcium phosphate) مطرح شدند. این سرامیک ها مخلوطی از دو فاز هیدروکسی آپاتیت و تری کلسیم فسفات می باشند و با تغییر نسبت HA/TCP می توان بیواکتیویته بودن و یا قابل جذب بودن سرامیک BCP را کنترل کرد.

موضوعات مرتبط: بیو سرامیک ها , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

آلیاژ ورشو

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:56 | بازدید : 1013 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

آلیاژ ورشو (Nickel Silver) آلیاژی سه‌تایی از مس - نیکل - روی است و حاوی نقره نیست. نامگذاری آلیاژهای ورشو بیشتر بر اساس رنگ نقره‌ای آن‌هاست تا داشتن نقره. مقدار روی این آلیاژها بین حدود 17 تا 27% می‌باشد، در صورتی که مقدار نیکل آن‌ها در حدود 8 تا 18% است. با افزایش مقدار نیکل رنگ ورشو از رنگ عاج کم‌رنگ به سفید نقره‌ای تغییر می‌کند. جدول زیرترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربردهای خاص برخی از ورشو های منتخب را نشان می‌دهد.

نام و شماره	ترکیب اسمی به درصد	خواص مکانیکی			مقاومت به خوردگی	درجه قابلیت ماشین کاری	مشخصات ساخت و کاربردهای خاص
نام و شماره	ترکیب اسمی به درصد	استحکام کششی (1000psi)	استحکام تسلیم (1000psi)	درصد ازدیاد طول در 2 اینچ	مقاومت به خوردگی	درجه قابلیت ماشین کاری	مشخصات ساخت و کاربردهای خاص
745 ورشو 10-65	Cu 65.0 Zn 25.0 Ni 10.0	130-49	76-18	50-1	E	20	قابلیت کار سرد عالی. ساخت به وسیله پولک زنی، کشش، حکاکی، شکل دادن و خمش، کله زنی و جا زدن، دنده سازی غلتکی و آحیدن، برش، شکل دادن چرخشی، فشردن و سرد کاری کاربردها: میخ پرچ ها، پیچ ها، بست های کشویی، قطعات نوری، قطعه کار برای حک کاری ادوات فلزی، پلاک اسم، میله های کلیشه سازی
752 ورشو 18-65	Cu 65.0 Zn 17.0 Ni 18.0	103-56	90-25	40-3	E	20	ساخت مشابه با آلیاژ 745 کاربردها : میخ پرچ ها، پیچ ها، ظروف نقره ای، سیم بست، زیپ ها، قطعات دوربین عکاسی، کمان ها، میله های مرکزی، معبد ها، آبنقره کاری، جواهر لباس ها، قطعه کاربردی حک کاری، ادوات فلزی، پلاک اسم، صفحه رادیو.
745 ورشو 15-65	Cu 65.0 Zn 20.0 Ni 15.0	92-53	79-18	43-2	E	20	روش ساخت مشابه با آلیاژ 745 کاربردها: قطعات دوربین، ابزار نوری، جواهرات، قطعه حک کاری (اچینگ)
757 ورشو 12-65	Cu 65.0 Zn 23.0 Ni 12.0	93-52	79-18	48-2	E	20	روش ساخت مشابه با آلیاژ 745 کاربردها : بست های کشویی، قطعات دوربین عکاسی، قطعات نوری، قطعه حک کاری (اچینگ)، پلاک اسم
770 ورشو 18-55	Cu 55.0 Zn 27.0 Ni 18.0	145-60	90-27	40-2	E	30	قابلیت کارسرد خوب، روش ساخت به وسیله پولک زنی، شکل دادن و خمش و برش. کاربردها: کالای نوری، فنر هاو سیم های مقاومتی
782 ورشو نیکل 2-8-65	Cu 65.0 Pb 2.0 Zn 25.0 Ni 8.0	91-53	76-23	40-3	E	60	قابلیت کار سرد خوب، ساخت به وسیله پولک زنی، فرزکاری و سوراخکاری کاربردها: صفحه ساعت، قطعات ساعت و ورق ها برای منگنه کاری و ....

اغلب آلیاژهای ورشو محلول جامد تک فازند و ساختار آن‌ها شبیه برنج α است. شکل روبرو نشان‌دهنده ریزساختار تبلور مجدد یافته ورشو25Zn%-10Ni%-65Cu% است که شامل محلول جامد α می‌باشد. ساختار، شباهت زیادی به ساختار برنج فشنگ (30Zn%-70Cu%) دارد زیرا دارای تعداد زیادی دوقلویی داخلی است.

خواص مکانیکی برخی از آلیاژهای ورشو منتخب در جدول فوق آمده است. ورشو های تک‌فاز استحکام متوسط تا زیاد و قابلیت کارسرد خوبی دارند ولی قابلیت کارگرم آن‌ها خیلی کم است. به دلیل قابلیت خوب کارسرد، این آلیاژها به‌طور وسیعی در عملیات شکل دادن سرد و همچنین در کالاهایی که نیاز به سطح صافی دارند به‌کار می‌روند. برای بهبود قابلیت ماشین‌کاری، گاهی سرب به این آلیاژها افزوده می‌شود ولی باعث کاهششکل‌پذیری آن‌ها می‌شود.

به‌طور کلی مقاومت به خوردگی این آلیاژها عالی است زیرا وجود نیکل خواص خوردگی آن‌ها را بهبود می‌بخشد. با وجود این، مقدار زیاد روی، برخی از این آلیاژها را در شرایط خاص در معرض روی‌ زدگی قرار می‌دهد. اگر ورشو ها به هنگام ساخت به مقدار زیادی تحت تنش قرار گیرند برای جلوگیری از خوردگی تنشی باید تنش‌زدایی شوند.

موضوعات مرتبط: آلیاژ ورشو , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

روش های جوشکاری زیر آب

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:55 | بازدید : 841 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

جوشکاری زیر آب (Underwater Welding) از شروع دهه هفتاد میلادی به دلیل استخراج نفت و گاز از عمق دریا به عنوان مساله ای مهم در صنعت دریایی مطرح شد. بر حسب نوع پروژه و کیفیت مورد نظر برای جوش، در مورد روش مناسب جوشکاری، نوع فولاد یا آلیاژ مورد استفاده عمق مناسب برای جوشکاری و کیفیت جوش تصمیم گیری می شود. نیاز به دست یابی به جوش های با کیفیت بالا در زیر آب، باعث انجام تحقیقات و آزمایش های گسترده ای در این زمینه شد و تا کنون نیز پیشرفت های قابل توجهی در زمینه های تکنیکی و متالورژیکی جوشکاری زیر آب حاصل شده است. تعمیر و نگهداری نیز همواره به عنوان یکی از مشکلات سازه های دریایی مطرح بوده است. بسیاری از سازه های تخریب شده می توانند با تکنیک های جوشکاری زیر آب تعمیر شوند.

اثر آب بر فرآیند های جوشکاری

ویرایش

فرآیند های قوسی در آب دریا نسبت به آب شیرین، قوس نرمتر و پایدارتری دارند که به علت وجود یون های پایدار کننده قوس در آب دریا می باشد. این یون ها از تجزیه نمک ها در قوس حاصل می شود. عمق آب یا فشار نیز اثر قابل توجهی دارد. افزایش فشار باعث می شود که قوس متمرکز شده و دمای هسته قوس افزایش یابد. در نتیجه میزان نفوذ و هم چنین سرعت انتقال حرارت به اطراف بالا می رود. با توجه به این شرایط شدت جریان در مقایسه با جوشکاری در هوا حدود 20 الی 25 درصد بیشتر در نظر گرفته می شود. هم چنین به خاطر افت قابل توجه ولتاژ به خاطر طولانی بودن کابل ها، توان بیشتری در دستگاه ها و تجهیزات در نظر گرفته می شود.

به خاطر تمرکز حرارتی در قوس مقداری از آب های اطراف قوس تجزیه شده و حباب های پایدار در اطراف قوس ایجاد می کنند. این حباب ها اثرات متفاوتی بر جوش دارند، از جمله می توانند به عنوان گاز محافظ برای قوس عمل کنند. از طرفی، گاز موجود در حباب ها منبع اصلی تخلخل در جوش نیز می باشد. به خاطر دمای بالای قوس، مقداری از هیدروژن موجود به صورت اتمی در می آید. این هیدروژن پس از جذب ممکن است باعث ایجاد ترک سرد هیدروژنی در جوش یا منطقه کنار جوش شود.

به منظور بررسی دقیق تر تاثیر آب بر فرآیندهای جوشکاری بد نیست مقایسه بین جوشکاری زیر آب با جوشکاری در هوا انجام شود:

1- سرعت جوشکاری در این دو حالت فرق چندانی با هم ندارد.

2-در هر دو محیط، شدت جریان را می توان مهمترین متغیر موثر بر نفوذ در نظر گرفت. محیط جوشکاری و اندازه الکترود اثر کمرنگ تری دارند.

3- نفوذ ناقص و بریدگی کنار جوش جزء رایج ترین عیوب حاصل هستند.

4- ابعاد جوش در دو حالت فرق چندانی با هم ندارد. شکل کلی جوش نیز از این اصل پیروی می کند. بنابراین اثرات بحرانی آب در این مورد کمرنگ جلوه می کند.

5- در ولتاژ ثابت، جوشکاری زیر آب نیاز به شدت جریان بیشتری دارد.

6- در جوشکاری زیر آب درصد مواد موجود در مخلوط گازی اطراف قوس (حباب هایی تشکیل شده) در حال تغییر است. دلیل آن گرمای حاصل از قوس و تبخیر آب و نیز خارج شدن حباب های بخار و گاز از آب است که فرکانس خروجی آن ها حدودا 15 حباب در ثانیه است.

7- در جوشکاری زیر آب فشار در مخلوط گازی با فشار اطراف خود برابر است، یعنی با افزایش عمق این فشار هم زیاد می شود.

8- با توجه به این که هدایت حرارتی در آب 25 برابر و ظرفیت گرمایی ویژه آب نیز 3500 برابر هوا است، جوش و منطقه تحت تاثیرش در محیط آب به سرعت سرد می شوند.

نکته مهم حرکت دائمی حباب های گاز و بخار آب به سمت بالا و تاثیر این پدیده بر تعادل قوس است. الکترود های بدون پوشش و سیم جوش های معمولی به هیچ وجه در زیر آب کارآیی ندارند. برای بالا نگهداشتن کیفیت جوش باید مواردی چون جرقه زدن، برقراری قوس الکتریکی، تعادل در قوس و آرام بودن پیشرفت مذاب در جوش را تضمین کرد. در مورد گاز هیدروژن نیز باید گفت که درصد آن در مخلوط حباب های گاز – بخار آب که از سوختن الکترود به وجود می آید، 70 درصد است از نظر قطب ها هم، در قطب مثبت یون های منفی کلر و در قطب منفی یون های مثبت نظیر H⁺ و Na⁺ مشاهده می گردند.

به دلیل بالاتر بودن سرعت سرد شدن جوش در آب نسبت به هوا، جنس فلز جوش باید حساسیت کمتری نسبت به حفره انقباضی و سخت شدن در اثر سریع سرد شدن داشته باشد. در فولادهای فریتی استحکام کششی خط جوش به دلیل سختی زیاد بالاتر از استحکام کششی قطعه اصلی است، ولی به دلیل نفوذ هیدروژن، چکش خواری خیلی پایینتر است. طبق روابط تجربی استحکام کششی خط جوش زیر آب باید حدود 80 درصد مقاومت در هوا و تغییر طول نسبی آن نیز 50 درصد فلز جوش در هوا باشد.

تقسیم بندی روش های جوشکاری زیر آب

ویرایش

جوشکاری زیر آب از نظر محیط اطراف جوش به دو دسته جوشکاری در حالت تر و جوشکاری در حالت خشک تقسیم می گردد. عمده تحقیقات در مورد این دو روش از سال 1960 میلادی صورت گرفته است. مهمترین فرآیندهای جوشکاری که در حالت مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

1- جوشکاری قوسی با الکترود دستی

2- جوشکاری قوسی با گاز محافظ

3- جوشکاری اصطکاکی

4- جوشکاری قوس پلاسما

5- جوشکاری زائده ای

6- جوشکاری انفجاری

7- جوشکاری قوس با الکترود توپودری (FCAW)

8- جوشکاری ترمیت

فرآیند های جوشکاری خشک نیز به دو گروه عمده تقسیم می گردند:

1- جوشکاری تحت فشاری معادل فشار هیدرواستاتیک آب

2- جوشکاری تحت فشار اتمسفری

در نوعی از جوشکاری زیر آب که به جوشکاری با منطقه جزئی خشک شده معروف است حالتی بین خشک و تر وجود دارد. در این روش قسمتی از سیستم شامل قوس و قسمت هایی از قطعه کار است به وسیله محفظه کوچکی از گاز پر شده و از آب جدا می شوند؛ ولی جوشکار در آب می ماند و راه هایی برای دسترسی به قسمت مورد نیاز در محفظه تعبیه می شود. در این روش حتی قسمت پشت قطعه کار ممکن است درتماس با آب باشد.

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0

لحیمکاری (Brazing)

پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:54 | بازدید : 913 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

لحیمکاری (Brazing) فنی است باستانی و لحیم کاران ماهر با استفاده از هویه (هاویه) نتایج عالی به دست می آورند. اما نیاز به تولید انبوه، استفاده از ماشین های لحیمکاری را ضروری کرده است؛ در این ماشین ها باید از فنون پیچیده ای استفاده کرد تا کیفیت اتصال حفظ شود. این نکته، به ویژه، در مورد لحیمکاری ماشینی قطعات نصب شده روی مدارهای چاپی صادق است. از چنین مجموعه هایی در صنایع نظامی و هواپیما سازی استفاده می کنند و خرابی یک اتصال (که معمولا یک اتصال از هر هزار اتصال یا بیشتر است) می تواند پیامدهای خطرناکی داشته باشد. بنابراین سازندگانی که مسئولیت بیشتری احساس می کنند حذف کامل عیوب را هدف خود می دانند. فقط هنگامی می توان به این هدف دست یافت که همه قطعات از آلاینده های سطحی همچون اکسید ها، چربی و گرد و غبار پاک شوند و اصولا لایه های اکسید به اندازه ای نازک باشند که بتوان با استفاده از گداز آور آن ها را کاملا زدود. در حالت ایده آل، همه قطعات را باید پیش از لحیمکاری قلع اندود کرد.

لحیم کاری،لحیمکاری،Brazing

در عمل معمولا قلع اندود کردن یکی از قطعه ها (در مورد مدارهای چاپی خود صفحه مدار) کافی است و هر گاه سطح دیگر مس پاکیزه باشد، لحیم همراه با گداز آور مناسب، آن را خیس می کند و اتصال مطلوبی را پدید می آورد. به علاوه، قلع موجود در لحیم با مس آلیاژ می شود و میان لایه Cu₆Sn₅ (یا Cu₃Sn وقتی قلع به مصرف رسیده باشد) به وجود می آید. این قبیل ترکیب های بین فلزی شکننده اند، اما بر یکپارچگی اتصال تاثیر نمی گذارند، مگر بیش از حد ضخیم شوند؛ این پدیده ناشی از پیری یا فوق گرمایش است.

در لحیمکاری آلیاژهای آهنی، یکی از کارکردهای گداز آور عمل کردن به منزله الکترولیت است: قلع از لحیم جدا می شود و روی سطح فلز رسوب می کند، در اینجا قلع آلیاژ تشکیل می دهد و سبب می شود لحیم روی سطح قلع اندود شده پخش شود.

لحیم

ویرایش

لحیم اصولا آلیاژ سرب و قلع است و اگر چه می توان عنصرهای دیگری هم به آن افزود، نسبت قلع به سرب خواص لحیم را تعیین می کند. در شکل زیر نمودار دوتایی سرب – قلع نشان داده شده است. ترکیب بیشتر لحیم ها نزدیک ترکیب یوتکتیک است (61.9 درصد جرمی قلع برای فلزات خالص؛ در لحیم وجود ناخالصی ها تعیین ترکیب یوتکتیک را دشوار می سازد). افزایش مقدار قلع به میزانی بالاتر از یوتکتیک سود چندانی در پی ندارد و چون قلع عنصری گران بهاست معمولا لحیم ها کمتر از 63 درصد قلع دارند. از آلیاژ 63.37 برای لحیمکاری ماشینی استفاده می شود؛ این آلیاژ حداکثر شارش پذیری را دارد و کمتر از آلیاژ های دیگر در معرض خطر ترک خوردگی انجمادی بر اثر ارتعاش است. در لحیمکاری دستی ترکیب شیمیایی لحیم تا این اندازه مهم نیست و آلیاژ 50/50 لحیمی مناسب است. با کاهش مقدار قلع گستره دمای انجماد بزرگتر می شود؛ در این ناحیه انجماد جزئی رخ می دهد و ویسکوزیته موثر بیشتر است. بنابراین در ایام گذشته که لوله کشی آب با استفاده از لوله های سربی انجام می شد، برای ایجاد اتصال خشک از آلیاژ 60/40 یا 65/35، با گستره خمیری حدود 100 درجه سانتی گراد استفاده می کردند.

دیاگرام دوتایی سرب-قلع

در بعضی از استاندارد ها وجود مقدار کمی آنتیموان در لحیم مجاز دانسته شده است؛ در این صورت سازندگان می توانند از فلز ثانویه بازیافتی از یاتاقان های فرسوده برای ساختن لحیم استفاده کنند. شارش پذیری این لحیم ها اندکی بیشتر است و استحکام بالاتری دارند. در صورتی که هدف لحیمکاری قطعات آب نقره کاری شده باشد، می توان کمی نقره به لحیم افزود تا میزان انحلال نقره از قطعات کاهش یابد. نقره خواص کششی و خزشی لحیم را نیز بهبود می بخشد.

در لحیمکاری ماشینی باید مقدار ناخالصی ها را کنترل کرد تا بتوان به قابلیت اعتماد 100 درصد دست یافت. در جدول زیر حدود مجاز ناخالصی ها در لحیم ، طبق استاندارد US MIL PIC 815A همراه با پیشنهادهای وودگیت (1988) آمده است. وقتی میزان ناخالصی به حدود ذکر شده در جدول برسد، ممکن است ظاهر اتصال تغییر کند، اما از انسجام و یکپارچگی آن کاسته نمی شود.

مشخصات فنی	حداکثر میزان ناخالصی (درصد چربی)
	Al	Sb	As	Bi	Cd	Cu	Au	Ag	Ni	Fe	Zn	عنصرهای دیگر
MIL Spec PIC 815 A	0.006	0.2 به 0.05	0.03	0.25	0.005	0.30	0.20	0.10	0.10	0.20	0.005	-
پیشنهادی وودگیت (1988)	0.005	0.5	-	0.25	0.005	0.20	0.10	0.10	0.10	0.20	0.003	0.05

لحیم به صورت قطعه، شمش یا میله و مفتول برای لحیمکاری ماشینی تولید می شود. لحیمکاری دستی با قطعات لحیم یا لحیم های با مغز گداز آور انجام می شود؛ گداز آور مورد استفاده کلوفون یا یکی از گداز آورهای آلی است. در لحیمکاری ماشینی از لحیم با شکل های مختلف استفاده می شود؛ لحیم را به صورت خمیر نیز عرضه می کنند که مخلوطی از پودر لحیم و گداز آور است.

گدازآورهای لحیم کاری

ویرایش

گدازآورهای لحیمکاری باید اکسید را در خود حل کنند یا آن را بزدایند و در صورت امکان تاثیر مثبتی در جهت کمک به پخش لحیم و تر شدن سریع سطح داشته باشند. گدازآوری که در مقایسه با سایر گداز آورها کمترین فعالیت را دارد محلول کلوفون در اسانس نفتی است. کلوفون عمدتا از اسید آبتیک تشکیل می شود که در دمای لحیمکاری فعال است، اما پس از سرد شدن دوباره به ماده ای بی اثر و غیر خورنده تبدیل می شود. از ترکیبهای آلی مختلفی، به تنهایی یا همراه با کلوفون به عنوان گداز آور استفاده می کنند؛ از جمله می توان به هیدروکلریک گلوتامیک و هیدرازین هیدروبرومید اشاره کرد. این مواد در دمای لحیمکاری تجزیه می شوند و محصولات تجزیه را می توان به راحتی با آب شست و زدود. گدازآورهای کم جامد را برای لحیمکاریماشینی ابداع کرده اند که چنانکه ادعا می کنند، پس از لحیمکاری نیازی به پاک کردن آن ها نیست، یا به حداقل تمیزکاری نیاز دارند. برای لحیمکاری فولاد باید گداز آوری از جنس کلرید روی به کار برد؛ این گداز آور پسمانده های بسیار خورنده ای از خود به جای می گذارد و بنابراین پس از لحیمکاری باید آن را کاملا پاک کرد. محلول کلرید روی در اسید کلریدریک، که برای لحیمکاریفولاد زنگ نزن به کار می رود، از این هم خورنده تر است.

زدودن پسماندهای گدازآور پس از عملیات لحیمکاری ضرورت دارد. حتی کلوفون غیر فعال، که خورنده نیست، ممکن است سبب تجمع گرد و غبار در محل اتصال شود و اتصال را در معرض خطر تخریب قرار دهد. گدازآورهای فعال خورنده اند و باید آن ها را پاک کرد. روش پاک کرد گدازآور ها به نحوه کاربرد آن ها بستگی دارد؛ معمولا شستشو با آب گرم کافی است.

طراحی اتصال

ویرایش

در صورتی که شرایط مطلوب باشد، لحیم با زاویه تماس صفر یا ناچیز پخش خواهدشد. اما در بیشتر اتصال های لحیمی درزی هست که نیروهای مویین لحیم را به درون آن می کشند. در شکل زیر چند اتصال لحیمی متداول در ورق های فلزی و اتصال های برقی نشان داده شده است. استحکام لحیم کم است و هر گاه اتصال لحیمی در معرض نیرو های کششی قرار گیرد باید با پرچکاری، نقطه جوش، یا در هم قفل کردن مکانیکی مطابق شکل، تقویت شود. در لحیمکاری به ندرت از اتصال های لب به لب استفاده می کنند.