فهرست مطالب

فصل اول

سوپر آلیاژها در دمای بالا

نحوه و زمان استفاده از این فصل

تاریخچه

معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها

مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا

اصول متالورژی سوپر آلیاژها

بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها

کاربردها

موضوعات ارائه شده در این کتاب

فصل دوم

انتخاب سوپر آلیاژها

مرور

کلیات

شکل سوپر آلیاژها

دمای کاری سوپرآلیاژها

مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده

سوپر آلیاژهای کار شده

سوپر آلیاژهای ریخته

خواص سوپرآلیاژها

کلیات

سوپر آلیاژهای پیشرفته

خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها

خواص فیزیکی و چگالی

انتخاب سوپرآلیاژها

کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط

کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا

یک مثال از دیسک‌های توربین گاز

فصل سوم

متالورژی سوپرآلیاژها

گروه‌ها، ساختارهای بلوری و فازها

گروه‌های سوپرآلیاژها

ساختار بلوری

فاز در سوپرآلیاژها

سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل

مقدمه‌ای بر گروه‌های آلیاژی

سوپرآلیاژهای پایه نیکل

سوپرآلیاژهای پایه کبالت

عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها

عناصر اصلی در سوپرآلیاژها

عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها

عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد

عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها

عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون

خلاصه عناصر آلیاژی

ریز ساختارها

خلاصه فازها در سوپرآلیاژهای پایه نیکل و پایه آهن- نیکل

نحوه تغییر ریز ساختارها

نمونه ریز ساختارها

استحکام دهی سوپرآلیاژها

رسوب‌ها و استحکام

تاثیر فرآیند بر بهبود ریز ساختار

فرآیند و ریزساختار

فصل چهارم

ذوب و تبدیل

انجماد سوپرآلیاژا

تشکیل مغزه

شرایط تشکیل مغزه

مروری بر کوره قوس الکتریکی (EAF) / کربن‌زدایی با اکسیژن و آرگن (AOD)

تشریح فرآیند EAF/AOD

عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD)

ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ

بارگذاری EAF

کوره قوس الکتریک

تانک AOD

پاتیل ریخته‌گری

مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM)

تشریح فرآیند VIM

عملیات ذوب القایی در خلاء

عملیات ذوب القایی در خلاء

کوره القائی تحت خلاء

سیستم‌های ریخته‌گری

عملیات ذوب القایی در خلاء

مروری بر ذوب مجدد

تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR)

تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR)

کیفیت الکترود

ترکیب شیمیایی

تمیزی

مک

ترک

عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی

کوره VAR

عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی

کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی

کنترل مواد غیر عادی در فرآیند VAR

جزئیات حوضچه مذاب فرآیند VAR

عیوب ناشی از ذوب در VAR

نقاط سفید منفرد

انجماد نقاط سفید

عملیات ذوب مجدد با سربار الکتریکی (ESR)

کوره ESR

عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی

کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی

انتخاب سرباره

جزئیات حوضچه مذاب فرآیند ESR

عیوب ناشی از ذوب در ESR

جدایش مثبت

سطح شمش ذوب مجدد شده با سرباره الکتریکی

محصولات ذوب سه مرحله‌ای

‏فرآیند ذوب سه مرحله‌ای شمش

تبدیل شمش و محصولات نورد

همگن‌سازی توزیع عنصر محلول در شمش‌ها

آهنگری محصول نیمه تمام

اکستروژن

نورد

دسترسی به محصولات نورد

 

 

 

فصل اول

سوپر آلياژها در دماي بالا

 

1-1- نحوه و زمان استفاده از اين فصل 

به دشواري مي‌توان اطلاعات مختصر ولي دقيقي را در يك موضوع متمركز كرد. مجريان و مديران به ويژه در صنايعي كه در آنها از تعدادي سوپر آلياژ استفاده مي‌شود، اغلب فقط به اطلاعات پايه با حداقل حواشي و مطالب اضافي نياز دارند. موسسه‌هاي خريد يا كارشناسي براي انجام بهتر كار خود به دانسته‌هاي نسبتاً كمي نياز دارند. مهندسان نياز به اطلاعاتي با جزئيات بيشتر ولي سريع درباره انواع آلياژها و طراحي اوليه دارند. اساس اين كتاب بر پايه در اختيار گذاشتن اطلاعات تجربي كافي براي حل مسائل، پاسخ به پرسش‌هاي مربوط به سوپر آلياژها و داشتن معلومات كافي درباره سوپر آلياژها گذاشته شده است. مقدمه اين فصل، با مرور مختصري بر موضوعات اصلي كتاب بعضي از نيازهاي فوق را تامين مي‌كند. فصل حاضر با خلاصه‌اي از تاريخچه سوپر آلياژها شروع شده و سپس طبيعت سوپر آلياژها را شرح مي‌دهد. اين مقدمه موضوعات گوناگون گسترده‌اي را كه در به كارگيري سوپر آلياژها بايد در نظر گرفته شوند به طور مستقيم و ساده به خواننده معرفي مي‌نمايد. استفاده كننده از اين كتاب ممكن است، با متالورژي پايه سوپر آلياژها آشنا و يا كاملاً مبتدي باشد. در هر صورت اين كتاب خواننده را به موضوع سوپر آلياژها نزديك خواهد ساخت. در اين كتاب كمتر به تئوري پرداخته شده و تاكيد روي دانسته‌هاي تجربي شده است. اگر موضوع برايتان كاملاً جديد است ممكن است مقدمه اين فصل در بر گيرنده كليه نيازهاي شما باشد. اگر تا اندازه‌اي و يا كاملاً در اين زمينه مطلع هستيد فهرست مطالب را كنترل كنيد، تا آنچه را كه شما مي‌توانيد در هر فصل بياييد، مشاهده نماييد.

1-2- تاريخچه 

طراحان نياز فراواني به مواد مستحكم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگي دارند. فولادهاي زنگ نزن توسعه داده شده و به كار رفته در دهه‌هاي دوم و سوم قرن بيستم ميلادي، نقطه شروعي براي برآورده شدن خواسته‌هاي مهندسي در دماهاي بالا بودند. بعداً معلوم شد كه اين مواد تحت اين شرايط داراي استحكام محدودي هستند. جامعه متالوژي با توجه به نيازهاي روز افزون بوجود آمده، با ساخت جايگزين فولاد زنگ نزن كه سوپر آلياژ ناميده شد به اين تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلياژها مواد اصلاح شده پايه آهن به وجود آمدند، كه بعدها نام سوپر آلياژ به خود گرفتند.

با شروع و ادامه جنگ جهاني دوم توربين‌هاي گازي تبديل به يك محرك قوي براي اختراع و كاربرد آلياژها شدند. در سال 1920 افزودن آلومينيوم و تيتانيوم به آلياژهاي از نوع نيكروم به عنوان اختراع به ثبت رسيد، ولي صنعت سوپر آلياژها با پذيرش آلياژ كبالت (ويتاليوم) براي برآورده كردن نياز به استحكام در دماي بالا در موتورهاي هواپيما پديدار شدند. بعضي آلياژهاي نيكل- كروم (اينكونل و نيمونيك) مانند سيم نسوز كم و بيش وجود داشتند و كار دستيابي به فلز قوي‌تر در دماي بالاتر براي رفع عطش سيري ناپذير طراحان ادامه يافت و هنوز هم ادامه دارد.

1-3- معرفي و به كار گيري سوپر آلياژها 

از آغاز پيدايش سوپر آلياژها، تعداد زيادي آلياژ شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته و تعدادي نيز به عنوان اختراع ثبت گرديده‌اند. تعدادي از آنها در طول ساليان گذشته غربال شده و تعدادي به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به خاطر اينكه همه آلياژها را نمي‌توان بر شمرد مثالهائي از آلياژهاي قديم و جديد براي نشان دادن متالورژي فيزيكي سيستم‌هاي سوپر آلياژها آورده شده است (به فصل‌هاي 3 و 12 مراجعه كنيد) در شكل 1-1 رفتار تنش- گسيختگي سه گروه آلياژي با يكديگر مقايسه شده‌اند (سوپر آلياژهاي پايه آهن- نيكل، پايه نيكل و پايه كبالت). در جدولهاي 1-1 و 1-2 فهرستي از سوپر آلياژها و تركيب شيميايي آنها آورده شده است.

سوپر آلياژهاي داراي تركيب شيميايي مناسب را مي‌توان با آهنگري و نورد به اشكال گوناگون در آورد. تركيب‌هاي شيميايي پر آلياژتر معمولاً به صورت ريخته‌گري مي‌باشند. ساختارهاي سرهم بندي شده را مي‌توان با جوشكاري يا لحيم‌كاري بدست آورد، اما تركيب‌هاي شيميايي كه داراي مقادير زيادي از فازهاي سخت كننده هستند، به سختي جوشكاري مي‌شوند. خواص سوپر آلياژها را با تنظيم تركيب شيميايي و فرآيند (شامل عمليات حرارتي) مي‌توان كنترل كرد و استحكام مكانيكي بسيار عالي درمحصول تمام شده بدست آورد.

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.