عملیات حرارتی

اختصاصی از کوشا فایل عملیات حرارتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

آزمایشگاه عملیات حرارتی

آزمایش شماره 1

عنوان آزمایش : بررسی اثرسرعت سرد کردن در ریزساختار طولی و خواص مکانیکی فولاد

مقدمه

فریت

محلول جامد بین نشینی کربن در آهن با شبکه بلوری مکعب مرکز دار به فریت موسوم است.حلالیت کربن در آهن فریتی به مراتب کمتر از حلالیت آن در آهن آستنیتی است. به طوریکه حد حلالیت کربن در فریت حداکثر 0.02 درصد در 727 درجه سانتیگراد است که با کاهش دما به طور پیوسته کاهش یافته و در دمای اتاق به مقدار ناچیزی خواهد رسید.

آستنیت

آستنیت عبارتست از محلول جامد بین نشینی کربن در آهن با شبکه بلوری مکعبی با وجوه مرکزدار (fcc) است کربن با وارد شدن در شبکه بلوری آهن آستنیتی ، ناحیه تشکیل و پایداری آستنیتی را در فولادها گسترش می دهد . با اضافه شدن کربن ناحیه پایداری آستنیت از 912 تا 1394 درجه سانتیگراد که گستره تشکیل و پایداری آستنیت است ، به گستره وسیعی از دما و ترکیب شیمیایی افزایش می یابد .

ماتنزیت

در آلیاژهای آهن - کربن و فولادها ، مارتنزیت از سریع سرد کردن آستنیت بدست می آید . از آنجایی که دگرگونی آستنیت به مارتنزیت بدون نفوذ انجام می شود. بسته به ترکیب شمیایی آلیاژ، تا 2درصد کربن، مارتنزیت دقیقا همان ترکیب شمیایی آستنیت اولیه را دارد .

در تشکیل فاز مارتنزیت کربن در فضای هشت وجهی شبکه bcc محبوس شده و فاز جدید مارتنزیت را بوجود می آورد . با تشکیل مارتنزیت ، کربن محلول در شبکه bcc به مقدار زیادی افزایش پیدا می کند . با افزایش درصد کربن محلول در شبکه ، جاهای خالی بیشتری از شبکه توسط کربن اشغال می شود ، درنتیجه شبکه بلوری از bcc به bct میل میکند که در آن پارامتر c شبکه بزرگتر از دو پارامتر دیگر a است نسبت c/a که تتراگونالیته شبکه می بتشد با افزایش میزان کربن افزایش میابد .

از آنجایی که در تشکیل مارتنزیت نفوذ نقشی ندارد ، مارتنزیت فازی ناپایدار است . اگر مارتنزیت تا دمایی حرارت داده شود که اتم های کربن قدرت کافی جهت نفوذ پیدا کنند ، از فضاهای خالی هشت وجهی خارج شده و تشکیل سمانتیت می دهند . در نتیجه شبکه بلوری مارتنزیت از حالت هشت وجهی خارج شده و فازهای تعادلی در نمودار آهن کربن یعنی فریت و سمانتیت به وجود می آیند .

مارتنزیت در اثر یک دگرگونی برشی بوجود می آید . در این مکانیزم ، جهت انجام دگرگونی اتم های زیادی با هم و به طور همزمان جابجا می شوند . این جابجایی گروهی اتم ها ، کاملا متفاوت از جابجایی انفرادی آنها و حرکت در فصل مشترک ، از فاز قدیم به فاز جدید است .

بینیت

بینیت در فولادها در گستره دمایی بین پایینترین دمای تشکیل پرلیت و بالاترین دمای تشکیل مارتنزیت تشکیل می شود . بینیت همانند پرلیت ، یک فاز نیست بلکه مخلوطی از دو فاز فریت و سمنتیت است . بنابراین دگرگونی بینیتی نیاز به تغییر ترکیب شیمیایی دارد و در نتیجه برای انجام آن نفوذ کربن لازم است . تغییر ترکیب شیمیایی که در دگرگونی بینیتی انجام می شود شامل عناصر آلیاژی جانشینی که ممکن است در فولادها وجود داشته باشد ، نمی شود . بنابراین درصد عناصر آلیاژی در فازهای فزیت و سمنتیت ثابت و برابر همان ترکیب شیمیایی اولیه آستنیت است . همچنین برخلاف پرلیت محصول حاصل از دگرگونی بینیتی شامل لایه های متناوب فریت و سمنتیت نیست و همچنین رشد آن به صورت صفحه ای است .

شرح آزمایش :

در ابتدا یک میله فولادی را انتخام می کنیم و سه نمونه مسطح mm 15با اره دستی می ریم و سپس عملیات سوهان کاری و صیقل کاری را بر روی سه نمونه فولادی بریده شده انجام می دهیم و سپس با سنباه های نمره مختلف عمل سنباده زنی را بر روی یکی از سطوح نمونه ها انجام می دهیم.سپس سه نمونه فولادی را پس ازعلامتگذاری در کوره در دمای 900درجه سانتیگراد می گذاریم . زمان نگه داشتن قطعات بستگی به حجم قطعات دارد . سپس یکی را در آب ، یکی را در حمام روغن و آخری را در هوا سرد می کنیم . سپس قطعات را اچ ومتالوگرافی می کنیم و در نهایت سختی آنها توسط دستگاه سختی سنج اندازه گرفته می شود.

1- نمونه سرد شده در آب :

نمونه را پس از در آوردن از کوره به سرعت وارد آب میکنیم و آن را در آب حرکت می دهیم تا حباب در اطراف قطعه تشکیل نشود چون حباب های تشکیل شده باعث می شود که انتقال حرارت به سرعت انجام نگیرد پس باید قطعه را در اب حرکت داد تا حباب های تشکیل شده در اطراف قطعه ازبین بروند در این حالت دمای نمونه به سرعت تا زیر دمای تشکیل مارتنزیت افت کرده و چون فرصت کافی برای نفوذ وجود ندارد پس امکان تشکیل فازهای پرلیت و بینیت وجود ندارد و تمام قطعه مارتنزیتی میشود . سختی در این حالت 63راکول سی بدست آمد که بیشترین عدد سختی، همین حالات می باشد.

2- نمونه سرد شده در روغن :

در این حالت نمونه پس از آستنیته شدن کامل ، سریعا از کوره خارج شده و توسط یک انبر آهنی ،نمونه در داخل حمام روغن قرار می گیرد . در این حالت آهنگ سرد شدن بیشتر از نرماله کردن می باشد و ساختار بدست آمده در این حالت مخلوطی از پرلیت و مارتنزیت می باشد .عدد سختی در این حالی برابر با 45 راکول سی بدست آمد.

3- نمونه سرد شده در هوا :

این عملیات دقیقا همان عملیات نرماله کردن میباشد . به این صورت که ابتدا قطعه در کوره و در دمای آستنیته قرار میگیرد تا تمام قطعه آستنیتی شود و سپس قطعه را از کوره خارج میکنیم و آن را دردمای اتاق قرار میدهیم در این حالت نمونه با آهنگی بیشتر از حالت آنیل و نسبتا متوسط سرد می شود . ساختار نهایی در این حالت پرلیت ریز میباشد . سختی در این حالت از همه کمتر و برابر 17 راکول سی می باشد.

همچنین سختی نمونه شاهد توسط دستگاه سختی سنج عدد 26 راکولسی گزارش شد.