
پاورپوینت کشاورزی با عنوان حفاری چاه های عمیق و نصب پمپاژ در آنها در 18 اسلاید و حاوی مطالب زیر می باشد:
انواع رایج دستگاههای حفاری
طریقه حفاری با دستگاه دوتاری
مشکلات عمده ای چاههای عمیق عبارتند از

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 135صفحه می باشد.
ک سری به شکل * که در آن و.... اعدادی ثابت هستند، یک سری توانی از x می نامند . معمولاً برای راحتی سری *به صورت می نویسد در حالت کلی تر سری توانی به صورت است .
اگر به جای x مقدار ثابت r در نظر بگیریم سری توانی به یک سری عددی تبدیل می شود و همگرایی آن از روشهای همگرایی سری های عددی استفاده می شود .
نکته : هرگاه سری توانی به ازاء x=r که همگرا باشد ، آنگاه به ازاء هر x که به طور مطلق همگرا است هرگاه سری به ازاءx=s واگرا باشد آنگاه به ازاء هر x که نیز واگرا است .
تعریف بازه همگرایی: مجموعه نقاطی که به از آنها سری همگرا باشد ، همواره یک بازه است که به آن بازه ، بازه همگرایی می گویند.
نکته: سری توانی یکی از سه رفتار زیر را دارد :
الف ) سری فقط به ازاءx=0 همگرا است در این صورت بازه همگرایی I بازة [0,0] است
ب ) سری به ازاء هر x همگرا است د راین صورت است
ج) سری به ازاء مقادیر ناصفری از x همگرا و به ازاء سایر مقادیر واگراست
در این صورت،I یک بازه متناهی به شکل (-R,R],[-R,R),[-R,R],(-R,R)که R>0 است و این بسته به رفتار سری در نقاط x=-R ,x=R است که باید جداگانه بررسی شود . بازه همگرایی I ممکن است شامل یک یا هر دو نقطه انتهای نباشد به عبارت دیگر سری ممکن است به ازاءx=R یاx=-R همگرا باشد یا نباشد .
شعاع همگرایی :عدد R در نکته فوق شعاع همگرایی سری توانی نام دارد .
مثال : بازه همگرایی و شعاع همگرایی سری های توانی زیر را به دست آورید .
(الف
حل : از آزمون نسبت [1] نتیجه می شود که سری فوق به ازاء x=0 همگرا است زیرا :
مگر آنکه x=0 لذا R=0,I=[0,0]
(ب
حل : آز آزمون ریشه نتیجه می شود که سری به ازاء هر x همگرا است زیرا :
(ج
حل : معلوم می شود که
*
لذا سری به ازاء به طور مطلق همگرا به ازاء واگرا می باشد در نتیجه شعاع همگرایی 1 می باشد بازة همگرایی[-1,1) است در واقع به ازاء x=1 سری * به سری توافقی واگرای تبدیل می شود . ولی به ازاx=-1 به سری متناوب به طور مشروط همگرای بدل خواهد شد
(د
حل : یک سری توانی است که فقط شامل توانهای زوج x است با استفاده از آزمون نسبت داریم :
لذا سری بطور مطلق همگرا است اگر یا معادلا و واگر است اگر یادر نتیجه شعاع همگرایی1می باشد. بازه همگرایی بازه بسته
می باشد. در واقع با گذاردن x=-1 , x=1 در سری فوق یکسری بطور مشروط همگرا است .
(و
حل : با استفاده از آزمون نسبت داریم :
لذا سری بطور مطلق همگرا است اگر و واگراست اگر در نتیجه شعاع همگرایی سری 5 می باشد . بازه همگرایی بازه بسته [-5,5] می باشد
(هـ
حل : با استفاده از آزمون ریشه [2] داریم :
لذا سری برای هر x همگراست یعنی
(ی
حل : با استفاده از آزمون نسبت داریم :
و لذا اگر یا به عبارت دیگر سری توانی بطور مطلق همگرا است وبه ازاء سری توانی مفروض به صورتدر می آید که واگرا است لذا بازه همگرایی بصورت است و
مشتق گیری ازسری توانی
مثال : سری هندسی را در نظر بگیرید این سری به مجموع میگراید هرگاه |x|<1 بنابراین سری توانی تابع fبا ضابطه را تعریف می کند لذا :
*
مثال : اگر در * به جای x ، –x قرار دهیم ، داریم :
در * قرار میدهیم x=x2 و بدست می آوریم .
چنانچه در * به جای x ، -x2 گذاشته شود بدست می آید :
قضیه : اگر یک سری توانی با شعاع همگرایی R>0 باشد ، شعاع همگرایی سری نیز R است . این قضیه حاکی است که شعاع همگرایی سری حاصل از مشتق گیری جمله به جمله از یک سری توانی مفروض ، همان شعاع همگرایی سری مفروض است .
مثال : درستی قضیه فوق را در مورد سری توانی زیر تحقیق می کنیم:
شعاع همگرایی با استفاده از آزمون نسبت بدست می آید :
پس سری توانی به ازاء |x|<1 همگراست ، لذا شعاع همگرایی اش ، R برابر1 است با مشتق گیری جمله به جمله از سری مفروض ، سری توانی زیر حاصل می شود :
آزمون نسبت را در مورد این سری توانی به کار می بریم وبدست می اوریم :
این سری توانی هم به ازاء|x|<1 همگراست ، لذا شعاع همگرایی اش ،R` ، برابر است چون درستی قضیه فوق تأیید می شود .
اگر شعاع همگرایی سری توانی برابر R>0 باشد ، شعاع همگرایی سری نیز برابر R است .
قضیه :گیریم یک سری توانی باشد که شعاع همگرایی اش R>0 است آنگاه اگر f` تابعی با ضابطه باشد ، به ازاء هر x دربارة باز وجود دارد و به صورت زیر معین می شود :
مثال : سری توانی بدست آورید که را نمایش دهد
حل : می دانیم که
با توجه به قضیه فوق از دو طرف رابطه بالا مشتق می گیریم داریم :
مثال : نشان دهید که به ازاء هر مقدار حقیقی x داریم :
حل: سری توانی به ازاء همةمقادیرحقیقی x به طور مطلق همگراست (چرا؟) بنابراین اگر f تابعی باشد که توسط رابطه زیر تعریف می شود :
*
آنگاه قلمرو f مجموعه تمام اعداد حقیقی است یعنی بازةهمگرایی () است لذا به ازاء هر عدد حقیقی
لذا به ازاءتمام اعداد حقیقی لذا تابع f در معادله دیفرانسیل صدق کند که جواب عمومی آن است لذا به ازاء تابع ثابتی مانند C، و چون بنا به*، f(0)=1 پس C=1 و لذا f(x)=ex
مثال : سری توانی بیابید که e-x را نمایش دهد
حل :
مثال : نشان دهید
قضیه: فرض کنید یک سری توانی باشد که شعاع همگرایی اشR>0 است در این صورت اگر f تابعی با ضابطه باشد این تابع بر هرزیربازه بسته از (-R,R) انتگرال پذیر است .وانتگرال f با انتگرال گیری جمله به جمله از سری توانی مفروض بدست می آید:یعنی اگر x در (-R,R) باشد آنگاه :
علاوه بر این شعاع همگرایی سری حاصل R است
مثال: سری توانی بدست آورید که را نمایش دهد
حل:
اگر به جای t2,x قرار دهیم داریم :
به ازاء هر مقدارt
لذا با انتگرال گیری جمله به جمله ازسری داریم:
این سری توانی،انتگرال را به ازاء تمام مقادیرx نمایش میدهد .
مثال : درسری توانی قبل ،مقداررا با دقت سه رقم اعشار محاسبه کنید
حل :
این سری متناوب همگراست که در آن پس اگر برای تقریب کردن مجموع از سه جمله اول استفاده کنیم خطا از قدر مطلق جمله چهارم کوچکتر خواهد بود از سه جمله اول داریم :
مثال : سری توانی بدست آورید که را نمایش دهد .
حل : تابع f را که به صورت در نظر می گیریم داریم :
لذا با جمله به جمله انتگرال گرفتن از سری توانی فوق داریم:
یا معادلش
تمرین : نشان دهید که
مثال : یک سری توانی بیابید که را نمایش دهد .
حل :می دانیم که
با انتگرال گیری جمله به جمله بدست می آوریم :
*
مثال : در * قرار دهید x=1 داریم:
سری دو جمله ای
بنا بر قضیه دو جمله ای هرگاه r عددصحیح نامنفی باشد آنگاه:
*
سری توانی** که در آن rعدد حقیقی دلخواهیاست سری درجمله ای نام دارد .اگر r عددصحیح نامنفی باشد ،سری دوجمله ای مختوم بوده و به چند جمله ای* از درجه r تحویل می شود واین سری دارای شعاع همگرایی 1 میباشد (چرا؟) لذا تابع f(x) بر بازه (1،1-) تعریف شده است ، با مشتق گیری جمله به جمله از ** داریم :
که پس از ضرب در xبه صورت زیر در می آید :
لذا داریم
لذا تابع مجموع y=f(x) در معادله دیفرانسیل تحت شرط اولیه y(0)=1 صدق می کند لذا جواب معادله دیفرانسیل می باشد بنابراین:
مثال با استفاده از سری دو جمله ای نشان دهید که :
حل:می دانیم که : با انتگرال گیری از این سری دربازةهمگرایی داریم :
مثال :نشان دهید که :
و با استفاده از آن نشان دهید که
حل : واگذارمی شود .
قضیه تیلور موارد کاربرد آن
قضیه تیلور :فرض کنید f در هر نقطه ازبازةI مشتق مرتبه n+1 متناهی داشته ،x,a نقاط دلخواهی از I باشند در این صورت نقطه ای مانند t بین a و x هست که :
*
فرمول * را فرمول تیلور گویند به چند جمله ای تیلور به باقیمانده تیلور گویند .
مثال : تابع f(x)=ex را بوسیله چهار چند جمله ای تیلور اول خود در مجاورت x=0 تقریب نمایید .
ترکیب ex بوسیله چند جمله ای مکعبی p3(x) از همه بهتر است در واقع بنا به قضیه تیلور که در آن
در نتیجه خطای تقریب روی تمام بازة مثبت و کوچکتر از مقدار زیر است .
مثال : با استفاده از فرمول تیلورنشان دهید که :
حل : با اختیار f(x)=sinx, a=0,n=4 در فرمول تیلور و توجه به اینکه
داریم :
بنابر فرمول تیلورهرگاه تابع f در هر نقطه از بازةI شامل نقطة a دارای مشتق مرتبه n+1ام متناهی باشد ، آنگاه به ازاء هرx/در I
که در آن باقیمانده Rn(x) عبارتست از :
سری متناهی * را در نظر می گیریم بدون توجه به همگرا بودن یا نبودن سری به f سری تیلور f در x=a نامیده می شود .حالتی که سری تیلور f همگرا به f است اهمیت بیشتری دارد در این صورت مجموع سری تیلور خود می باشد »
قضیه : (محک همگرایی برای یک سری تیلور ): سری تیلور * بر بازة I همگرا به f است اگر فقط اگر به ازاء هر xدر **
در این صورت اگر ** برقرار باشد آنگاه
به ازاء a=0 سری تیلور *** به صورت زیر تحویل می شود که به آن سری مک لورن گویند :
مثال : سری مک لورن ex را بیابید
مشروط بر اینکه سری راست همگرا به باشد برای تحقیق این امر باقیمانده را بررسی می کنیم :
که t بین x,o قرار دارد واضح است که :
که در آن M ماکزیمم et بر بازة [0,x] است اگر x>0 یا بر بازة [x,0] است گه اگر x<0 یعنی
بعلاوه به ازاء هر x ثابت
زیرا بنا به آزمون نسبت بطور مطلق همگرا است ولذا :
مثال سری مک لورن sin x را بیابید .
سری مک لورنx sin بصورت زیر می باشد
که باقیمانده آن مساوی است با :
که در آن t بین x,0 است چون به ازاء n,t دلخواه لذا
ولذا بنابر این سری مک لورن sin x بر تمام بازه می باشد.
مثال سری مک لورن تابع را بدست آورید
مثال سری تیلور sinx را در بیابید
حل : واگذار می شود (راهنمایی )
مختصات قطبی به صورت زیر تعریف میشود:
فرض کنیم یک شعاع یا نیم خط ثابت ،به نام محور قطبی ، باشد که از نقطه ثابت o به نام مبدا یا قطب خارج شده است .
فرض کنید فاصله بین o,p بوده و زاویه بین وپاره خط opباشد که ازبه opدرجهت خلاف حرکت عقربه های ساعت سنجیده میشود،در این صورت گوییم نقطهp به مختصات قطبی است و p رابا جفت نشان داده ومی نویسیم p=. اگررا مختص شعاعی ورا مختص زاویه ای pمی نامند .
همچنین rمجاز است مقادیر منفی اختیارکند .این راباتعریف (r<0) مساوی منعکس فقط نسبت به مبدا o انجام دهیم .به عبارت دیگربرای یافتن نقطهp به مختصات قطبی ، درعوض در امتدادشعاعی که بامحور قطبی زاویه میسازد ،|r| را حد در جهت خلافشعاع میرویم .
مثال نقاط زیر را در دستگاه مختصات قطبی نشان دهید .
نکته :مختصات هر نقطه در دستگاه قائم منحصر بفرد ولی در دستگاه مختصات قطبی منحصر بفرد نیست .اگر نقطه ای غیر ازقطب باشد داریم:
اغلب مختصات قطبی وقائم با هم به کارمی روند، به این ترتیب که قطب ومحور قطبی رامبدا ومحور x مثبت یک دستگاه قائم می گیرند.در این صورت با توجه به شکل زیر واضح است که نقطه به مختصات قطبی دارای مختصات قائم زیر است :
مثال : مختصات قائم نقطه به مختصات قطبی داده شده را بیابید .
مثال تمام نمایش های نقطه به مختصات قائم داده شده رادرمختصات قطبی (به انضمام آنهایی که r منفی دارند)پیدا کنید .
نمودار معادلات قطبی
منظور از نمودارتابع * ویا بطورکلی تر معادله **شامل مختصات یعنی مجموعه تمام نقاط با دست کم یک جفت مختصات قطبی که در *و** صدق نمایند .مثلانقطه به مختصات قطبی متعلق به نمودارمعادله است هرمعادله به شکل*و**را یک معادله قطبی گویندونمودار یک چنین معادله یک منحنی قطبی نام دارد.
مثال نمودارمعادله (a>0)r=a دایره ای به شعاع a مرکزقطب 0 است. نمودار (دلخواه) شعاعی است که از 0خارج شده وبا محور قطبی زاویه می سازد ، اگر یا خط مابرo است که با زاویه میسازد اگر شرطی برای rنشده باشد.
آزمون های تقارن
در رسم معادله قطبی همیشه باید تقارن های نمودار را پیدا کنیم .چند آزمون برای اینگونه تقارن ها وجود دارند .مختصات قطبی وقائم را هم زمان به کاربرده، قطب رامبدا مشترک ،محورقطبی رادر امتدادمحورx میگیریم.
همچنین نقطه ای غیراز خودقطب ، نقشهای p تحت انعکاس نسبت به محور x مبداومحورG,y نمودارمعادله باشد دراین صورت از نمایشهای قطبی نقاط داده شده
درشکلهای زیر معلوم میشود که :
الف: G نسبت به محورX (قطبی ) متقارن است اگرمجموعه جوابهای همان مجموعه جوابهای یا باشد .
ب: G نسبت به مبدا0 (قطب)متقارن است اگرمجموعه جوابهای همان مجموعه جوابهای یا باشد.
ج: G نسبت به محورy متقارن است اگرمجموعه جوابهای همان مجموعه جوابهای یا باشد .
مثال :نمودارتابعرا رسم کنید
حل: اگر به آسانی معلوم می شود که لذانتیجه میشودکه نمودارنسبت به هر دو محور مختصات و مبدا متقارن است .لذا کافی است نمودار از0تا رسم گردد داریم:
چند نقطه از نمودار را رسم کرده و آنها را با منحنی همواری به هم وصل می کنیم و بقیه شکل را با توجه به خاصیت تقارن رسم میکنیم .منحنی بدست آمده را رز چهارپرگویند.
مثال: نمودار تابع را رسم کنید.
حل: با استفاده از آزمونهای تقارن می بینیم که نمودارفوق فقط نسبت به محور قطبی متقارن است ـ (چرا؟) لذا کافی است نموداراز0تا رسم گردد داریم :
بقیه شکل را با استفاده از تقارن رسم می کنیم .منحنی بدست آمده را دلگون می نامند.
مثال : نمودارمعادله که a>0 رارسم کنید
حل : به ازاء r نامنفی، نمودارمنحنی توپر شکل زیراست که به آن مارپیچ هذلولوی گویند.
چون هرنتیجه می شودکه وقتیاز مقدارمثبت کوچکی تاافزایش می یابدنقطه روی نمودارفوق ازبی نهایت آمده وحول مبداء تاقطب0 درجهت خلاف حرکت عقربه های ساعت میپیچد وضمن آن r تدریجا به 0 میل میکند .مختصyنقطه pعبارتست از :
این همراه با این امرکه نشان می دهد که خط y=a یک مجانب افقی مارپیچ است .برای یافتن بقیه مارپیچ ،نظیر به مقادیر منعکس منحنی توپر را نسبت به محور y بدست می آوریم که منحنی منقطع در شکل است .
نکته:نمودارمفروض است .
الف: اگر نام نمودارلیماسون با حلقه داخلی است که شکل تقریبی آن به صورت است.
ب: اگر نموداردلگون نامیدهمیشودکه شکل تقریبی آن به صورت است.
ج: اگر نمودار به صورت است.
د: اگر نمودار به صورت است .
نکته : محورتقارن محور y ها و محورقطبی است .
نکته : نموداریا یک رز نام دارد که اگر n فرد باشد رزn پر واگرn زوج باشد رز2n پر دارد .
نکته : نمودارنموداریک دایره به قطر a است.
مساحت درمختصات قطبی
حال به یافتن مساحت A از ناحیه OCD شکل زیر میپردازیم که به شعاع شعاع و منحنی به معادله قطبی که محدود شده است ، که درآن f پیوسته ونامنفی است.
بازه را به تعداد n زیربازه توسط نقاط تقسیم افراز میکنیم.
فرض کنید در این صورت شعاع های ناحیه ocD را به n برش نازک کیک مانندتقسیم میکنند.تابع f پیوسته بوده و درنتیجه اگربه قدرکافی کوچک باشد مقدارش در زیر بازه تغیر مختصری خواهد کرد .لذا اگر f را با مقدارثابتبر بگیریم که نقطه دلخواهی از است تقریب مناسبی برای آن بدست میآید.تعویض با بر هر یز بازه معادل تعویض برشها به وسیله قطاعهای مستدیر سایه دار در شکل است .مجموع مساحت های این قطاعها مساوی با است لذا داریم :
بنابراین:
مساحت بین دومنحنی قطبی
مساحت بین منحنی های از با فرض اینکه و از فرمول استفاده
می شود(چرا؟)
مثال : مساحت داخل دلگون ونیز مساحت خارج این دلگون داخل دایره را بیابید .
حل :درناحیه R1 داخل دلگون ،حدود انتگرال گیری عبارتنداز:
وشعاع های که ناحیه را دربرمیگیرندبه یک نقطه یعنی قطب جمع میشوندلذا باتوجه به فرمول مساحت نمودارقطبی داریم:
درموردناحیه R2 خارج دلگون وداخل دایره، حدود انتگرال گیری عبارتند از
و بعلاوه اگر لذا با توجه به فرمول مساحت بین دومنحنی قطبی داریم:
مثال : مساحت A محصور بهرابیابید.
حل : ابتدا باقراردادن آنرابه مختصات قطبی تبدیل می کنیم دراین صورت بدست می آیدداریم :
طول یک منحنی قطبی
فرض کنید cیک منحنی به معادله قطبی باشد در این صورتc دارای نمایش پارامتری زیر است :
در این صورت c با طول متناهی خواهدبود
داریم:
لذا:
یا بطورفشرده تر
مثال :محیط دلگون را بدست آورید .
حل :
اما اگر و لذا :
مثال : طول اولین دور مارپیچ ارشمیدسی را بیابید .
مثال : طول کل مارپیچ لگاریتمی که را بیابید .
مثال :مساحت A سطح حاصل از دوران لمنیسکات حول محور x را بیابید.
حل: بنابر تقارنA1دربرابرمساحت سطح حاصل از دورانقوس که حول محور x است .طبق فرمول داریم :
با مشتق گیری از داریم :
لذا داریم :
توابع برداری [4]
تابع برداری تابعی است که از فضای به تعریف میشود .به طوری که به هر
n تایی مرتب از زیر مجموعه ای مانند

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 36 صفحه می باشد.
اپراتورها بر روی برخی از دستگاهها با این گونه مواد در عملیات کاملاً رضایت بخش و مطلوب می باشد. اما دیگران که سعی در آنها داشته اند در دستیابی به موفقیت های اقتصادی با شکست موجه شده اند،مواد قابل ریخته گری با آلومینیوم بالا (بسیار زیاد) به طور عادی با روکش های الومینیومی بالا مورد استفاده قرار گرفته اند و مواد قابل ریختگی سیلیس با پوشش سیلس مورد استفاده قرار گرفته اند . از آنجائیکه آن غالباً قسمت میانی و مرکزی یک پوشش می باشد که ابتدا در معرض فرسایش و تحلیل رفتن قرار می گیرد .

همانطور که می دانید امروزه اشتغال یکی از دغدغه های اصلی جوانان ایران است و این امر باعث بروز بسیاری از ناهنجاری ها در جامعه می شود . یکی از مشاغلی که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه و اقبال ایرانیان قرار گرفت و حتی غیر از رفع نیاز داخلی چشم انداز صادرات نیز به کشورهای همسایه را دارد صنعت پرورش قارچ خوراکی می باشد. امروزه در ایران قارچ در سبد تقریبا همه خانوار ایران قرار دارد و به عنوان یکی از مواد غذایی اصلی ایرانیان شده است و طبق آمار رسمی وزارت بهداشت سرانه مصرف آن بیش از 500 گرم می باشد که در مقابل کشورهای پیشرفته مثل اروپا و آمریکا که حدود 6 کیلو گرم است در حال افزایش است . با فرهنگ سازی رسانه ها این اتفاق در حال شکل گیری است .
امروزه در ایران و جهان بیش از 400 نوع غذا با قارچ تهیه می شود که با تبلیغات رسانه ها این روند رو به افزایش است . طبق آمار سالانه حدود هفت میلیون تن قارچ در جهان تولید میشود که ایران با تولید حدود 100 هزار تن پس از کشورهای چین، آمریکا، هلند، اسپانیا و فرانسه ششمین تولیدکننده این محصول به شمار میرود. بنابراین یکی از بهترین مشاغل برای جوانان در ایران که به صورت خانوادگی قابل بهره گیری است پرورش قارچ می باشد.
این مجموعه بی نظیر شامل سه فایل مجزا اطلاعات کاملی در خصوص طرح توجیهی و پرورش قارچ خوراکی به صورت کاملا علمی و خانگی را توضیح می دهد .
در این مجموعه با نحوه نگارش طرح توجیهی پرورش قارچ با ظرفیتهای یک تا صد تن در سال آشنا می شوید و همچنین در ده جلسه کاملا حرفه ایی با نحوه پرورش قارچ در منزل یا سالن با ظرفیت های زیاد تسلط می یابید.
قیمت این مجموعه 15000 تومان می باشد و ما در این فروشگاه با تخفیف ویژه فقط 3000 تومان عرضه می کنیم

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 132 صفحه می باشد.
طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکمتر و مقاومتر در برابر خوردگی دارند. فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهههای دوم و سوم قرن بیستم میلادی، نقطه شروعی برای برآورده شدن خواستههای مهندسی در دماهای بالا بودند. بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند. جامعه متالوژی با توجه به نیازهای روز افزون بوجود آمده، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپر آلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلیاژها مواد اصلاح شده پایه آهن به وجود آمدند، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند.
با شروع و ادامه جنگ جهانی دوم توربینهای گازی تبدیل به یک محرک قوی برای اختراع و کاربرد آلیاژها شدند. در سال 1920 افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژهای از نوع نیکروم به عنوان اختراع به ثبت رسید، ولی صنعت سوپر آلیاژها با پذیرش آلیاژ کبالت (ویتالیوم) برای برآورده کردن نیاز به استحکام در دمای بالا در موتورهای هواپیما پدیدار شدند. بعضی آلیاژهای نیکل- کروم (اینکونل و نیمونیک) مانند سیم نسوز کم و بیش وجود داشتند و کار دستیابی به فلز قویتر در دمای بالاتر برای رفع عطش سیری ناپذیر طراحان ادامه یافت و هنوز هم ادامه دارد.
مقدمه ۹
۱-۱- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها ۹
۱-۲- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا ۱۰
۱-۳- اصول متالورژی سوپر آلیاژها ۱۱
۱-۴- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها ۱۳
۱-۵- کاربردها ۱۵
۲-۱- کلیات ۱۸
۲-۲- شکل سوپر آلیاژها ۱۸
۲-۳- دمای کاری سوپرآلیاژها ۱۹
۲-۴- مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده ۲۰
۲-۴-۱- سوپر آلیاژهای کار شده ۲۰
۲-۴-۲- سوپر آلیاژهای ریخته ۲۱
۲-۵- خواص سوپرآلیاژها ۲۲
۲-۵-۱- کلیات ۲۲
۲-۵-۲- سوپر آلیاژهای پیشرفته ۲۳
۲-۵-۳- خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها ۲۴
۲-۶- انتخاب سوپرآلیاژها ۲۶
۲-۶-۱- کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط ۲۶
۲-۶-۲- کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا ۲۷
۳-۱- گروهها، ساختارهای بلوری و فازها ۳۱
۳-۱-۱- گروههای سوپرآلیاژها ۳۱
۳-۱-۲- ساختار بلوری ۳۱
۳-۱-۳- فاز در سوپرآلیاژها ۳۲
۳-۲- مقدمهای بر گروههای آلیاژی ۳۳
۳-۲-۱- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل ۳۳
۳-۲-۲- سوپرآلیاژهای پایه نیکل ۳۴
۳-۲-۳- سوپرآلیاژهای پایه کبالت ۳۵
۳-۳- عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها ۳۶
۳-۳-۲- عناصر اصلی در سوپرآلیاژها ۳۶
۳-۳-۳- عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها ۳۷
۳-۳-۴- عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد ۳۷
۳-۳-۵- عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها ۳۸
۳-۳-۶- عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون ۳۸
۳-۴- استحکام دهی سوپرآلیاژها ۳۹
۳-۴-۱- رسوبها و استحکام ۳۹
۳-۴-۲- فاز ۴۰
۳-۴-۳- فاز ۴۱
۳-۴-۴- کاربیدها ۴۱
۳-۴-۵- کاربیدهای M7C3 ۴۴
۳-۴-۶- بوریدها و عناصر جزئی مفید دیگر (به جز کربن) ۴۴
۳-۵- تاثیر فرآیند بر بهبود ریز ساختار ۴۵
ذوب و تبدیل ۴۶
۴-۱- فرآیند EAF/AOD ۴۷
۴-۱-۱- تشریح فرآیند EAF/AOD ۴۷
۴-۲- عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD) ۵۰
۴-۲-۱- ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ ۵۰
۴-۲-۲- بارگذاری EAF ۵۲
۴-۲-۳- کوره قوس الکتریک ۵۲
۴-۲-۴- تانک AOD ۵۵
۴-۲-۵- پاتیل ریختهگری ۵۷
۴-۳- مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM) ۵۸
۴-۳-۲- تشریح فرآیند VIM ۵۹
۴-۴- عملیات ذوب القایی در خلاء ۶۱
۴-۴-۱- عملیات ذوب القایی در خلاء ۶۱
۴-۴-۲- کوره القائی تحت خلاء ۶۳
۴-۴-۳- سیستمهای ریختهگری ۶۵
۴-۴-۴- عملیات ذوب القایی در خلاء ۶۷
۴-۵- مروری بر ذوب مجدد ۷۱
۴-۵-۲- تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR) ۷۲
۴-۵-۳- تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR) ۷۳
۴-۶- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ۷۴
۴-۶-۱- کوره VAR ۷۴
۴-۶-۲- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ۷۶
۴-۶-۳- کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ۷۶
۴-۷- عملیات ذوب مجدد با سربار الکتریکی (ESR) ۷۹
۴-۷-۱- کوره ESR ۷۹
۴-۷-۲- عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ۸۰
۴-۷-۳- کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ۸۱
۴- انتخاب سرباره ۸۳
۴-۸- محصولات ذوب سه مرحلهای ۸۴
۴-۸-۲- فرآیند ذوب سه مرحلهای شمش ۸۵
۴-۹- تبدیل شمش و محصولات نورد ۸۶
۴-۹-۲- همگنسازی توزیع عنصر محلول در شمشها ۸۸
۴-۹-۳- آهنگری محصول نیمه تمام ۸۹
۴-۹-۴- آهنگری محصول نیمه تمام آلیاژ IN-718 ۹۱
۴-۹-۵- اکستروژن ۹۲
۴-۹-۶- نورد ۹۳
۴-۹-۷- دسترسی به محصولات نورد ۹۴
طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکمتر و مقاومتر در برابر خوردگی دارند. فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهههای دوم و سوم قرن بیستم میلادی، نقطه شروعی برای برآورده شدن خواستههای مهندسی در دماهای بالا بودند. بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند. جامعه متالوژی با توجه به نیازهای روز افزون بوجود آمده، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپر آلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلیاژها مواد اصلاح شده پایه آهن به وجود آمدند، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند.
با شروع و ادامه جنگ جهانی دوم توربینهای گازی تبدیل به یک محرک قوی برای اختراع و کاربرد آلیاژها شدند. در سال ۱۹۲۰ افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژهای از نوع نیکروم به عنوان اختراع به ثبت رسید، ولی صنعت سوپر آلیاژها با پذیرش آلیاژ کبالت (ویتالیوم) برای برآورده کردن نیاز به استحکام در دمای بالا در موتورهای هواپیما پدیدار شدند. بعضی آلیاژهای نیکل- کروم (اینکونل و نیمونیک) مانند سیم نسوز کم و بیش وجود داشتند و کار دستیابی به فلز قویتر در دمای بالاتر برای رفع عطش سیری ناپذیر طراحان ادامه یافت و هنوز هم ادامه دارد.
سوپر آلیاژها؛ آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن- نیکل و پایه کبالت هستند که عموماً در دماهای بالاتر از oC540 استفاده میشوند. سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فنآوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته و معمولاً به صورت کار شده میباشند. سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی میتوانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.
در شکل ۱-۱ رفتار تنش- گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شدهاند (سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت). در جدولهای ۱-۱ و ۱-۲ فهرستی از سوپر آلیاژها و ترکیب شیمیایی آنها آورده شده است.
سوپر آلیاژهای دارای ترکیب شیمیایی مناسب را میتوان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون در آورد. ترکیبهای شیمیایی پر آلیاژتر معمولاً به صورت ریختهگری میباشند. ساختارهای سرهم بندی شده را میتوان با جوشکاری یا لحیمکاری بدست آورد، اما ترکیبهای شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری میشوند. خواص سوپر آلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) میتوان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی درمحصول تمام شده بدست آورد.
استحکام اکثر فلزات در دماهای معمولی به صورت خواص مکانیکی کوتاه مدت مانند استحکام تسلیم یا نهایی اندازهگیری و گزارش میشود. با افزایش دما به ویژه در دماهای بالاتر از ۵۰ درصد دمای نقطه ذوب (بر حسب دمای مطلق) استحکام باید بر حسب زمان انجام اندازهگیری بیان شود. اگر در دماهای بالا باری به فلز اعمال شود که به طور قابل ملاحظهای کمتر از بار منجر به تسلیم در دمای اتاق باشد، دیده خواهد شد که فلز به تدریج با گذشت زمان ازدیاد طول پیدا میکند. این ازدیاد طول وابسته به زمان خزش نامیده میشود و اگر به اندازه کافی ادامه یابد به شکست (گسیختگی) قطعه منجر خواهد شد. استحکام خزش یا استحکام گسیختگی (در اصطلاح فنی استحکام گسیختگی خزش یا استحکام گسیختگی تنشی نامیده میشود) همانند استحکامهای تسلیم و نهایی در دمای اتاق یکی از مولفههای مورد نیاز برای فهم رفتار مکانیکی ماده است. در دماهای بالا استحکام خستگی فلز نیز کاهش پیدا میکند. بنابراین برای ارزیابی توانایی فلز با در نظر گرفتن دمای کار و بار اعمال شده لازم است، استحکامهای تسلیم و نهایی، استحکام خزش، استحکام گسیختگی و استحکام خستگی معلوم باشند. ممکن است به خواص مکانیکی مرتبط دیگری مانند مدول دینامیکی، نرخ رشد ترک و چقرمگی شکست نیز نیاز باشد. خواص فیزیکی ماده مانند ضریب انبساط حرارتی، جرم حجمی و غیره فهرست خواص را تکمیل میکنند.
سوپر آلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولاً دارای ساختار بلوری با شکل مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر دگرگونی یافته و شبکه واحد آنها به FCC تبدیل میشود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمیشود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین میگردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب میشود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب شدن هستند و عمل ذوب شدن در دمای ویژهای صورت نمیگیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژها نه تنها بوسیله شبکه FCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژهای مانند رسوبها افزایش مییابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش میدهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف میشود.
تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتری در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژهای کبالت اتفاق میافتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل و پایه نیکل) انعطافپذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص gr/cm3 87/7 و چگالی نیکل و کبالت تقریباً gr/cm3 ۹/۸ میباشد. چگالی سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل تقریباً gr/cm3 3/8-9/7 پایه کبالت gr/cm3 4/9-3/8 و پایه نیکل gr/cm3 9/8-8/7 است.
چگالی سوپر آلیاژها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Cr, Ti و Al چگالی را کاهش و Re, W و Ta آنرا افزایش میدهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده به ویژه Cr, Al و محیط بستگی دارد.
دمای ذوب عناصر خالص نیکل، کبالت و آهن به ترتیب ۱۴۵۳ و ۱۴۹۵ و ۱۵۳۷ درجه سانتیگراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژها، تابعی از ترکیب شیمیایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژهای پایه کبالت نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل بیشتر است. سوپر آلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای oC1204 از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژهای پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژهای پایه کبالت هستند.
۱- فولادهای معمولی و آلیاژهای تیتانیوم در دماهای بالاتر oC540 دارای استحکام کافی نیستند و امکان خسارت دیدن آلیاژ در اثر خوردگی وجود دارد.
۲- چنانچه استحکام در دماهای بالاتر (زیر دمای ذوب که برای اکثر آلیاژها تقریباً ۱۳۷۱-۱۲۰۴ درجه سانتیگراد است) مورد نیاز باشد، سوپر آلیاژهای پایه نیکل انتخاب میشوند.
۳- از سوپر آلیاژهای پایه نیکل میتوان در نسبت دمایی بالاتری (نسبت دمای کار به دمای ذوب) در مقایسه با مواد تجاری موجود استفاده کرد. فلزات دیرگداز (نسوز) نسبت به سوپر آلیاژها دمای ذوب بالاتری دارند ولی سایر خواص مطلوب آنها را ندارند و به همین خاطر به طور وسیعی مورد استفاده قرار نمیگیرند.
۴- سوپر آلیاژهای پایه کبالت را میتوان به جای سوپر آلیاژهای پایه نیکل استفاده کرد که این جایگزینی به استحکام مورد نیاز و نوع خوردگی بستگی دارد.
۵- در دماهای پایینتر وابسته به استحکام مورد نیاز، سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت کاربرد بیشتری پیدا کردهاند.
۶- استحکام سوپر آلیاژ نه تنها مستقیماً به ترکیب شیمیایی بلکه به فرآیند ذوب، آهنگری و روش شکلدهی، روش ریختهگری و بیشتر از همه به عملیات حرارتی پس از شکلدهی، آهنگری یا ریختهگری بستگی دارد.
۷- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت ارزانتر هستند.
۸- اکثر سوپر آلیاژهای کار شده برای بهبود مقاومت خوردگی دارای مقداری کروم هستند. مقدار کروم در آلیاژهای ریخته در ابتدا زیاد بود، اما به تدریج مقدار آن کاهش یافت تا عناصر آلیاژی دیگری برای افزایش خواص مکانیکی سوپر آلیاژهای دما بالا، به آنها افزوده شوند. در سوپر آلیاژهای پایه نیکل با کاهش کروم مقدار آلومینیوم افزایش یافت، در نتیجه مقاومت اکسیداسیون آنها در همان سطح اولیه باقی میماند و یا افزایش مییابد، اما مقاومت در برابر انواع دیگر خوردگی کاهش مییابد.
۹- سوپر آلیاژها مقاومت در برابر اکسیداسیون بالایی دارند اما در بعضی موارد مقاومت خوردگی کافی ندارند. در کاربردهایی مانند توربین هواپیما که دما بالاتر از oC760 است سوپر آلیاژها باید دارای پوشش باشند. سوپر آلیاژها در کاربردهای طولانی مدت در دماهای بالاتر از oC649 مانند توربینهای گازی زمینی میتوانند پوشش داشته باشند.
۱۰- فنآوری پوششدهی سوپر آلیاژها بخش مهمی از کاربرد و توسعه آنها میباشد. نداشتن پوشش به معنی کارآیی کم سوپر آلیاژ در دراز مدت و دماهای بالا است.
۱۱- در سوپر آلیاژها به ویژه در سوپر آلیاژهای پایه نیکل بعضی از عناصر در مقادیر جزئی تا زیاد اضافه شدهاند. در بعضی از آلیاژها تعداد عناصر کنترل شده موجود تا ۱۴ عنصر و بیشتر میتواند باشد.
۱۲- نیکل، کبالت، کروم، تنگستن، مولیبدن، رنیم، هافنیم و دیگر عناصر استفاده شده در سوپر آلیاژها اغلب گران بوده و مقدارشان در طی زمان متغیر است.
کاربرد سوپر آلیاژها در دماهای بالا بسیار گسترده و شامل قطعات و اجزاء هواپیما، تجهیزات شیمیایی و پتروشیمی است. موتور F119 که یکی از آخرین موتورهای هواپیماهای نظامی است، نشان داده شده است. دمای گاز در بخش داغ موتور (ناحیه خروجی موتور) ممکن است به دمایی بالاتر از oC 1093 برسد. با استفاده از سیستمهای خنک کننده دمای اجزاء فلزی کاهش پیدا میکند و سوپر آلیاژ که توانایی کار کردن در این دمای بالا را دارد، جزء اصلی بخش داغ به شمار میرود.
اهمیت سوپر آلیاژها در تجارت روز را میتوان با یک مثال نشان داد. در سال ۱۹۵۰ فقط ۱۰ درصد از کل وزن توربینهای گاز هواپیما از سوپر آلیاژها ساخته میشد، اما در سال ۱۹۸۵ میلادی این مقدار به ۵۰ درصد رسید.
در جدول ۱-۳ فهرستی از کاربردهای جاری سوپر آلیاژها آورده شده است.باید خاطر نشان ساخت، که همه کاربردها به استحکام در دمای بالا نیاز ندارند. ترکیب و مقاومت خوردگی سوپر آلیاژها، مواد استانداردی برای ساخت وسایل پزشکی بوجود آورده است. سوپر آلیا ژها همچنین کاربردهایی در دماهایی بسیار پایین پیدا کردهاند.