در تجهیزاتی که عملیات سایش انجام می گیرد آلیاژهای آهنی با بیشترین کربن بهترین مقاومت سایشی را دارند. ولی بخاطر تنشهای متعددی که هنگام کار به وجود می آید باید ماده به کار رفته چقرمگی کافی برای جلوگیری از بروز عیوب گوناگون را داشته باشد. فولادهای غیر آلیاژی یا کم آلیاژ با کربنی حدود 4/0% در حالتی که ساختارشان مارتنزیتی است چقرمگی پائینی دارند. چدنهای سفید غیر آلیاژی که اغلب کاربید موجود در انها سمنیتت است سالها به علت مقاومتی که در مقابل سایش دارند مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال در موارد متعددی استفاده از انها رضایت بخش نبوده است. ضعف این چدنها در ساختارشان است. فاز کاربید یک شبکه پیوسته ای را در اطراف دانه های آستنیت تشکیل داده و موجب تردی و ترک خوردن می گردد. افزایش یک عنصر آلیاژی که کربن را به صورت کاربیدی غیر از سمنتیت با سختی بیشتر و خواص مطلوب تر در آورده و نیز مقدار کربن زمینه را کاهش دهد، موجب بهبود همزمان چقرمگی و مقاومت سایشی می شود. عنصری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد کرم است، و کاربید آن بیشتر به صورت M7C3 می باشد. در خردکننده ها قطعاتی که تحت سایش هستند باید نه تنها در مقابل سایش بلکه در مقابل تنشهای دینامیکی هم که می تواند منجر به شکستهای ناگهانی شود مقاومت کنند. قطعاتی که در معرض تنشهای سنگین هستند مشکل بزرگی را به وجود می آورند و آن اینکه قطعه باید دو خاصیت متناقض را در کنار هم داشته باشد که عبارت است از مقاومت سایشی و چقرمگی.
مقاومت در مقابل شکست ناگهانی در این قطعات خاصییت پیچیده ای است که نه تنها به چقرمگی بلکه به شکل هندسی قطعه و نحوه توزیع تنشهای داخلی بستگی دارد. چقرمگی وابسته به پارامترهای متعدد مکانیکی، فیزیکی و متالورژیکی است. کربن مهمترین عاملی است که روی مقاومت سایشی و چقرمگی آلیاژهای آهنی به طور همزمان ولی در خلاف جهت هم اثر می گذارد. با افزایش مقدار کربن تأثیر آن روی مقاومت سایشی بیشتر می شود. انتخاب ترکیب شیمیائی و عملیات حرارتی برای کسی که درصدد یافتن راهی برای بهینه کردن مقاومت سایشی و چقرمگی باشد از بیشترین اهمیت برخوردار است. جهت بدست آوردن سختی پذیری کافی است برای ضخامت مشخص مقدار عنصر آلیاژی مناسب انتخاب شود. ساختار میکروسکوپی این گروه از چدنهای سفید شامل کاربیدهای آهن – کرم یوتکتیک ناپیوسته (Cr, Fe)7 C3 و کاربیدهای ثانویه غنی از کرم در زمینه ای از آستنیت یا محصولات استحاله آن می باشد. به کمک عملیات حرارتی می توان زمینه آستنیتی، مارتنزیتی، بینیتی و یا پرلیتی بدست آورد. مقاومت سایشی بهینه و بهترین ترکیب مقاومت سایشی – استحکام – چقرمگی در چدنهائی که زمینه مارتنزیتی دارند می آید. نامهای معروف چدنهای سفید آلیاژی تجارتی عبارتند از: چدنهای نیکل هارد CR (IV, II, I)12، CR15، CR20، CR25.
چکیده
فصل اول :چدنهای کروم دار
مقدمه 1
چدنهای کرم دار 1
اثر ساختار میکروسکوپی 3
انتخاب زمینه 4
ذوب و ریخته گری چدن پرکرم 7
ریختن فلز مذاب 9
تنش های ناخواسته (پسماند ) در قطعات 10
ترک ناشی از سنگ زنی 11
ملاحظات متالورژیکی 11
سختی پذیری 15
انتخاب ترکیبات 15
مقادیر کربن و کرم 16
عناصر آلیاژی 21
خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای پرکرم 21
کاربرد چدنهای پرکرم 22
گلوله های آسیابها وبدنه ها 24
خوردگی و سایش با تنش پایین 26
کاربرد در پمپهای ضد سایش 26
دلایل ناموفق بودن 28
کم بودن مقاومت سائیدگی 28
شکست ترد 29
عملیات حرارتی چدنهای پرکرم 30
سرعت گرم کردن 31
روش آستنیته کردن 32
سرعت سرد کردن 33
برگشت یا تمپر 35
آستنیته باقیمانده 35
دمای کوئینچ 36
سخت کردن با کمک تصرمات حرارتی زیر دماهای بحرانی 37
فصل دوم : چدنهای نیکل دار (Ni-Hard)
چدنهای نیکل سخت 40
چدن سفید مارتنزیتی 40
استحکام کششی 41
مقاومت در برابر ضربه 41
مسائل طراحی 42
ترکیب شیمیایی 44
- کربن 44
-سیلیسیم 45
-منگنز 46
-گوگرد 46
-فسفر 46
-نیکل 47
-کرم 47
-عناصر دیگر 48
ساختمان میکروسکوپی 48
- ساختمان میکروسکوپی سطح قطعه ریختگی 52
ذوب در انواع کوره ها
-ذوب در کوره کوپل 54
-ذوب در کوره های برقی 57
- ذوب در کوره بوته ای 58
- ذوب در کوره های شعله ای 58
-ذوب به روش دوپلکس 59
قراضه های نیکل – سخت 59
ریخته گری چدنهای نیکل – سخت 59
انقباض 60
ماهیچه سازی 60
کاربرد مبرد 60
جلوگیری از پیچیدگی قطعات مبرد 62
قرار دادن قسمتهای قابل تراش در قطعات قبل از ریختن 62
ریختن مذاب و تغذیه قطعه ریختگی 64
عملیات تمیز کاری 65
کنترل 66
تعیین سختی 67
آنالیز شیمیایی 70
مطالعات میکروسکوپی 71
چدن های سفید مارتنزیتی ( Ni-Hard)عملیات حرارتی 72
Ni- Hard یوتکتیک 76
جوشکاری 76
عملیات تکمیلی و نهایی 78
قسمتهای قابل تراش 78
عملیات سنگ زنی 79
ماشینکاری 80
ماشینکاری بدنة پمپهای گریز از مرکز 81
ماشینکاری میله 81
صفحات مقاوم در مقابل سایش 81
تعیین سختی 82
فصل سوم :شرح آزمایش
عنوان آزمایش 84
شرح آزمایش 84
نتایج به دست آمده از آزمایش 91
منابع 93
شامل 110 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه مطالعه و بررسی پدیده سایش به عنوان یک معضل در صنعت
