سمینار کارشناسی ارشد مهندسی مواد: بررسی تاثیر عملیات ذوب در خلا بر ریزساختار
متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد

با عنوان : بررسی تاثیر عملیات ذوب در خلا بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد رسوب سخت شونده حاوی نیکل و تنگستن و تیتانیم

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید
و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.
 

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی مواد – شناسایی، انتخاب و روش ساخت مواد
عنوان:
بررسی تأثیر عملیات ذوب در خلأ بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد رسوب سخت شونده حاوی نیکل، تنگستن و تیتانیم
برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
فولادهای پرآلیاژ رسوب سخت شونده حاوی نیکل، کبالت، تنگستن، تیتانیم و آلومینیوم، فولادهای فوق مستحکم با چقرمگی شکست بالا هستند. به دلیل حساسیت زیاد این فولادها به حضور ناخالصی ها، بررسی تأثیر تصفیه به وسیله فرآیند ذوب مجدد در خلأ (VAR)، بر خواص مکانیکی آنها ضروری می باشد. لذا در این پژوهش، تأثیر عملیات ذوب در خلأ بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد فوق الذکر مورد بررسی قرار گرفته و با فولاد تولید شده به وسیله کوره القایی تحت خلأ (VIM) مقایسه شده است. فولادهای تولید شده به روش های VIM و VAR، در شرایط ریختگی و همگن سازی – نورد گرم – آنیل – پیرسازی تحت آزمون های مختلف قرار گرفتند. در تحقیق حاضر بررسی ریزساختار و مشخصه های آخال ها توسط میکروسکوپ نوری مجهز به نرم افزار تصویری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز EDS انجام شد و نقشه های توزیع عنصری (MAP) عناصر مختلف تهیه شدند. آنالیز ترکیب شیمیایی عناصر و گازها توسط دستگاه های کوآنتومتری و آنالیزگر گازها انجام گرفت. همچنین آزمایش های مختلف چگالی سنجی، کشش و ضربه بر روی نمونه ها صورت پذیرفت. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد که انجام فرآیند VAR موجب کاهش میزان کربن، گوگرد، اکسیژن، نیتروژن، و هیدروژن در فولاد شده و تلفات اندکی در میزان تیتانیم و آلومینیم را در پی دارد. این فرآیند باعث کاهش تعداد، اندازه و کسر حجمی آخال ها و افزایش درصد کرویت آنها می شود. در مجموع فرآیند تصفیه توسط VAR موجب افزایش قابل ملاحظه چگالی، انرژی مقاومت به ضربه، درصد کاهش سطح مقطع و درصد افزایش طول و همچنین سبب کاهش جزئی در سختی، استحکام تسلیم و استحکام کششی نمونه ها شده است. انجام عملیات نورد گرم بعد از فرآیند ریخته گری و تصفیه در کوره های VIM و VAR باعث افزایش تعداد آخال ها و کاهش اندازه، کسر حجمی و میزان کرویت آنها گردیده است. همچنین این عملیات باعث افزایش قابل

ملاحظه سختی، استحکام تسلیم و استحکام کششی و افت زیاد انرژی مقاومت به ضربه، کاهش سطح مقطع و درصد افزایش طول می شود.
مقدمه
فولادهای رسوب سخت شونده، گروهی از فولادهای فوق مستحکم با چقرمگی شکست بالا هستند که مهمترین عناصر آلیاژی آنها نیکل، کبالت، مولیبدن، تیتانیم، تنگستن و آلومینیم بوده و میزان کربن و عناصر ناخالصی در آنها بسیار کم می باشد.
عبارت رسول سخت شونده از دو واژه مارتنزیت و پیرسازی گرفته شده است. این واژه به دلیل اینکه استحکام همراه با چقرمگی بالا در این فولادها از طریق پیرسازی ساختار مارتنزیتی کم کربن و تشکیل رسوبات بین فلزی در این ساختار حاصل می گردد، به این نوع فولاد اطلاق می شود. فولادهای رسوب سخت شونده به دلیل استحکام و چقرمگی شکست بسیار بالا، قابلیت جوشکاری عالی، عملیات حرارتی ساده و سهولت قطعه سازی، کاربردهای فراوانی در صنایع هوا فضا، نظامی، ابزارهای تولیدی و تهیه قالب ها و غیره دارند.
مهمترین ویژگی فولادهای رسوب سخت شونده، دارا بودن چقرمگی شکست خوب در استحکام های بالا است. وجود عناصر ناخالصی و گازهای مضر، تأثیر بسیار زیادی بر افت چقرمگی فولادهای رسوب سخت شونده دارند که متداول ترین و مضرترین عناصر از این دسته شامل کربن، گوگرد، نیتروژن و اکسیژن می باشند. عناصر مذکور با تشکیل آخال های کاربیدی، سولفیدی، نیتریدی، یا ترکیبی از آنها سبب کاهش استحکام و چقرمگی فولاد می شوند. لذا حذف ناخالصی ها و گازهای ناخواسته در این فولادها بسیار حائز اهمیت می باشد. بهترین روش جهت حذف این عناصر استفاده از فرآیندهای ذوب و تصفیه در کوره های خلأ VIM و VAR می باشد. کوره VIM که به عنوان یک کوره ذوب تحت خلأ می باشد، با ایجاد خلأ در محدود 4-10 میلی بار، از دو طریق باعث حذف ناخالصی ها می شود:
الف – حذف گازها از طریق خارج نمودن مستقیم گاز از محیط ذوب توسط پمپ های خلأ انجام می شود.
ب – حذف گازها از طریق واکنش گازهای باقی مانده با عناصر ناخالصی و تولید گازهای CO2، SO2 و غیره و نهایتا خروج گازهای تولید شده توسط پمپ های خلأ، که از این طریق میزان گازهای باقی مانده و نیز کربن، گوگرد و سایر اکسیدها و ناخالصی ها کاهش می یابد.
همچنین کوره VAR که به عنوان یک کوره ذوب مجدد و تصفیه تحت خلأ محسوب می شود علاوه بر داشتن مزایای کوره VIM (از لحاظ ایجاد خلأ که باعث کاهش گازها و ناخالصی ها می شود)، به