جزوه مقاومت مصالح2 دکتر صفی زاده دانشگاه علم وصنعت ایران
بصورت دستنویس ولی اسکن شده با وضوح وکیفیت بسیار بالا
در 58 صفحه و در فرمت pdf
شامل تمامی مباحث مقاومت مصالح 2
قابل استفاده برای دانشجویان رشته مهندسی مکانیک و گرایش های وابسته و همچنین داوطلبان کنکور ارشد
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 9
یادداشتی در باب مقاومت مصالح
مباحث مرتبط با مکانیک جامدات یا مکانیک مصالح که در ایران اغلب با نام مقاومت مصالح از آن یاد می شود شاخه ای از علم مکانیک است که با استفاده از روشهای تحلیلی به بررسی و تعیین مقاومت و صلبیت و نیز پایداری ارتجاعی اعضای باربر می پردازد....
یادداشتی در باب مقاومت مصالح
(شرح دیدگاههای دکتر مسعود دهقانی در مبحث مکانیک مصالح)
عرفان کسرایی
e_kasraie@yahoo.com
مباحث مرتبط با مکانیک جامدات (mechanics of solid)یا مکانیک مصالح mechanics of material)) که در ایران اغلب با نام مقاومت مصالح(strength of material) از آن یاد می شود شاخه ای از علم مکانیک است که با استفاده از روشهای تحلیلی به بررسی و تعیین مقاومت (strength) و صلبیت(rigidity) و نیز پایداری ارتجاعی(elastic stability) اعضای باربر می پردازد. مبحث مقاومت مصالح که اصالتاً در حیطه مسائل مهندسی مطرح می گردد مانند علم تئوری ارتجاعی(theory of elasticity) و تئوری خمیری (theory of plasticity) رفتار اجسام را با نگرش صرفاً ریاضی و با چنان دقتی تحلیل نمیکند. مکانیک جامدات در سطحی که در دانشکده های فنی و مهندسی تدریس میگردد بنام مکانیک جامدات مهندسی (technical mechanics of solids) شهرت دارد و اساساً بر پایه شرح رفتار یک عضو تحت ﺗﺄثیر بار, مقاومت داخلی و تغییر شکل آن قرار دارد. علم مکانیک جامدات موضوع بسیار گسترده ای است که با گذشت زمان, بر درک و تشریح مسائل و نیز بر دامنه آن افزوده می شود و نگرشهای نوینی در این زمینه طرح میگردند. مباحث مطروحه در کتابهای فلسفه علوم و مهندسی ﺗﺄلیف دکتر مسعود دهقانی از جمله این رویکردهای نوین در مبحث مکانیک مصالح است. بخشهایی از این کتاب به توضیح و تبیین ماهیت تنش (stress) در سازه ها اختصاص دارد. نیروهایی که درداخل یک عضو ایجاد می گردند(internal forces) تا اثر نیروهای خارجی را متعادل کنند کمیتهایی برداری هستند. در مقاومت مصالح تنش بصورت شدت گسترش نیرو بر روی سطوح تعریف میگردد.
همچنین محاسبه تنش در یک نقطه با این فرض صورت می گیرد که جسم یک محیط پیوسته و مصالح آن همگن (homogeneous)باشند. در غیر اینصورت به لحاظ اتمی ابهاماتی به وجود خواهد آمد. با التفات به برداری بودن ﺗﺄثیر نیروهای داخلی عمومی ترین حالت تنشهایی که بر روی سطح عمل می کنند نمایش تنسوری تنش (stress tensor) است .]ر.ک به کتاب مقاومت مصالح ایگور پوپوف/ ترجمه شاپور طاحونی[
دیدگاههای مطرح شده توسط دکتر مسعود دهقانی در ابتدا با اشاره به وابستگی تنش ها به سطح بیان می دارد که هرگونه سطح یا مرز زمینه مناسبی برای ایجاد و تمرکز تنش روی آن است. [ بر این اساس از دیدگاه اصل بقای اندازه حرکت خطی و دورانی می توان نوشت:
که S سطح و Vحجم و n بردار عمود بر سطح و Tیک تنسور است. این انتگرال حجمی که قابل تبدیل به انتگرال روی سطح است, در بر گیرنده مفاهیم بسیار مهم فلسفی است که از جمله آن اثبات نظریه انبساط جهان است. این قانون با عنوان تئوری انتگرال گرین- گوس یا دیورژانس نیز شناخته شده است. از سوی دیگر بر اساس قانون استوکس می توان انتگرال روی سطح را به روی مرز گسترش داد.
این رابطه بیانگر آن است که می توان انتگرال هر کمیتی را از حالت حجمی به سطح و در نهایت روی مرز تبدیل کرد. این موضوع اهمیت مرز خارجی هر پدیده مادی را به خوبی نشان می دهد و در حقیقت در عالم مادی, شخصیت هندسی هر جسم در نحوه و شکل اشغال فضا خلاصه می شود و نکته مهمتر آنکه لازمه ایجاد هرگونه تنش در ماده, وجود سطح و مرز(Boundry) میباشد. از آنجاییکه تنش ها در نهایت باعث متلاشی شدن شخصیت هندسی جسم می گردد این ﺴﺆال مطرح میگردد که سمت و سوی این تلاشی به کدام جهت است و از دیدگاه فلسفی مقصد نهایی این تنشها و تمایل آنها به کدام سو است؟] از دیدگاه دکتر مسعود دهقانی در کتاب ـ جهان در انبساط ـ اگر ذرات مادی به سمت درجات آزادی بالاتر میل کنند و از تراکم حجمی آنها کاسته گردد سطح و مرز گسترش یافته و برای یک مقدار نیروی مشخص تنش ها کاهش می یابند. و در نهایت زمانی که مرز یا سطح به سوی بی نهایت میل می کند تنش ها نیز به صفر خواهند رسید. در اینصورت هم مطابق تعریف تنش و هم بر اساس روابط دیورژنس و استوکس, تنش ها به سمت صفر رفته و حصول این امر به معنای انبساط جهان مادی است. در رابطه مذکور مقدار انتگرال روی مرز یا سطح وابسته بردار n می باشد. در صورت میل کردن سطح یا مرز یک مقدار مشخص جرم m به سمت بینهایت در این صورت سطح یا مرز محو شده و بعبارتی بردار n جای تعریف ندارد . از این رو مقدار تنش ها وابسته به سطح و باندری جسم هستند و به عبارتی تنش های حجمی (Body force) نیز وابسته به حجم و قابل تبدیل روی مرز نهایی جسم می باشد.
1.1 نقش تکیه گاهها و درجات آزادی در ایجاد تنش
از دیدگاه روابط فیزیکی درجات آزادی برای اجسام مادی هم در سطح مولکولی تعریف می شود و هم در سطح ماکروسکوپیک. [ کاملاً روشن است که یک سازه یا جسم
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 199
خواص سوپرآلیاژها و مقاومت آنها در برابر خوردگی
فصل اول
سوپر آلیاژها در دمای بالا
1-1- نحوه و زمان استفاده از این فصل
به دشواری می‌توان اطلاعات مختصر ولی دقیقی را در یک موضوع متمرکز کرد. مجریان و مدیران به ویژه در صنایعی که در آنها از تعدادی سوپر آلیاژ استفاده می‌شود، اغلب فقط به اطلاعات پایه با حداقل حواشی و مطالب اضافی نیاز دارند. موسسه‌های خرید یا کارشناسی برای انجام بهتر کار خود به دانسته‌های نسبتاً کمی نیاز دارند. مهندسان نیاز به اطلاعاتی با جزئیات بیشتر ولی سریع درباره انواع آلیاژها و طراحی اولیه دارند. اساس این کتاب بر پایه در اختیار گذاشتن اطلاعات تجربی کافی برای حل مسائل، پاسخ به پرسش‌های مربوط به سوپر آلیاژها و داشتن معلومات کافی درباره سوپر آلیاژها گذاشته شده است. مقدمه این فصل، با مرور مختصری بر موضوعات اصلی کتاب بعضی از نیازهای فوق را تامین می‌کند. فصل حاضر با خلاصه‌ای از تاریخچه سوپر آلیاژها شروع شده و سپس طبیعت سوپر آلیاژها را شرح میدهد. این مقدمه موضوعات گوناگون گسترده‌ای را که در به کارگیری سوپر آلیاژها باید در نظر گرفته شوند به طور مستقیم و ساده به خواننده معرفی می‌نماید. استفاده کننده از این کتاب ممکن است، با متالورژی پایه سوپر آلیاژها آشنا و یا کاملاً مبتدی باشد. در هر صورت این کتاب خواننده را به موضوع سوپر آلیاژها نزدیک خواهد ساخت. در این کتاب کمتر به تئوری پرداخته شده و تاکید روی دانسته‌های تجربی شده است. اگر موضوع برایتان کاملاً جدید است ممکن است مقدمه این فصل در بر گیرنده کلیه نیازهای شما باشد. اگر تا اندازه‌ای و یا کاملاً در این زمینه مطلع هستید فهرست مطالب را کنترل کنید، تا آنچه را که شما می‌توانید در هر فصل بیایید، مشاهده نمایید.
1-2- تاریخچه
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
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه :199
بخشی از متن مقاله
خواص سوپرآلیاژها و مقاومت آنها در برابر خوردگی
فصل اول
سوپر آلیاژها در دمای بالا
1-1- نحوه و زمان استفاده از این فصل
به دشواری می‌توان اطلاعات مختصر ولی دقیقی را در یک موضوع متمرکز کرد. مجریان و مدیران به ویژه در صنایعی که در آنها از تعدادی سوپر آلیاژ استفاده می‌شود، اغلب فقط به اطلاعات پایه با حداقل حواشی و مطالب اضافی نیاز دارند. موسسه‌های خرید یا کارشناسی برای انجام بهتر کار خود به دانسته‌های نسبتاً کمی نیاز دارند. مهندسان نیاز به اطلاعاتی با جزئیات بیشتر ولی سریع درباره انواع آلیاژها و طراحی اولیه دارند. اساس این کتاب بر پایه در اختیار گذاشتن اطلاعات تجربی کافی برای حل مسائل، پاسخ به پرسش‌های مربوط به سوپر آلیاژها و داشتن معلومات کافی درباره سوپر آلیاژها گذاشته شده است. مقدمه این فصل، با مرور مختصری بر موضوعات اصلی کتاب بعضی از نیازهای فوق را تامین می‌کند. فصل حاضر با خلاصه‌ای از تاریخچه سوپر آلیاژها شروع شده و سپس طبیعت سوپر آلیاژها را شرح میدهد. این مقدمه موضوعات گوناگون گسترده‌ای را که در به کارگیری سوپر آلیاژها باید در نظر گرفته شوند به طور مستقیم و ساده به خواننده معرفی می‌نماید. استفاده کننده از این کتاب ممکن است، با متالورژی پایه سوپر آلیاژها آشنا و یا کاملاً مبتدی باشد. در هر صورت این کتاب خواننده را به موضوع سوپر آلیاژها نزدیک خواهد ساخت. در این کتاب کمتر به تئوری پرداخته شده و تاکید روی دانسته‌های تجربی شده است. اگر موضوع برایتان کاملاً جدید است ممکن است مقدمه این فصل در بر گیرنده کلیه نیازهای شما باشد. اگر تا اندازه‌ای و یا کاملاً در این زمینه مطلع هستید فهرست مطالب را کنترل کنید، تا آنچه را که شما می‌توانید در هر فصل بیایید، مشاهده نمایید.
1-2- تاریخچه
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.
1-3- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها
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.
از آغاز پیدایش سوپر آلیاژها، تعداد زیادی آلیاژ شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته و تعدادی نیز به عنوان اختراع ثبت گردیده‌اند. تعدادی از آنها در طول سالیان گذشته غربال شده و تعدادی به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به خاطر اینکه همه آلیاژها را نمی‌توان بر شمرد مثالهائی از آلیاژهای قدیم و جدید برای نشان دادن متالورژی فیزیکی سیستمهای سوپر آلیاژها آورده شده است (به فصل‌های 3 و 12 مراجعه کنید) در شکل 1-1 رفتار تنش- گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده‌اند (سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت). در جدولهای 1-1 و 1-2 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.
1-3- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا
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 50 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.
1-4-اصول متالورژی سوپر آلیاژها
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 9/8 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 1453 و 1495 و 1537 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.
1-5- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها
1- فولادهای معمولی و آلیاژهای تیتانیوم در دماهای بالاتر oC540 دارای استحکام کافی نیستند و امکان خسارت دیدن آلیاژ در اثر خوردگی وجود دارد.
2- چنانچه استحکام در دماهای بالاتر (زیر دمای ذوب که برای اکثر آلیاژها تقریباً 1371-1204 درجه سانتیگراد است) مورد نیاز باشد، سوپر آلیاژهای پایه نیکل انتخاب می‌شوند.
3- 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.
4- 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.
5- 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.
6- 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.
7- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت ارزان‌تر هستند.
8- 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.
9- 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 oC659 مانند توربین‌های گازی زمینی می‌توانند پوشش داشته باشند.
10- 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.
11- 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 14 عنصر و بیشتر می‌تواند باشد.
12- 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.
1-6- کاربردها
کاربرد سوپر آلیاژها در دماهای بالا بسیار گسترده و شامل قطعات و اجزاء هواپیما، تجهیزات شیمیایی و پتروشیمی است. در شکل 1-2 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 1950 فقط 10 درصد از کل وزن توربین‌های گاز هواپیما از سوپر آلیاژها ساخته می‌شد، اما در سال 1985 میلادی این مقدار به 50 درصد رسید.
در جدول 1-3 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.
1-8- موضوعات ارائه شده در این کتاب
این کتاب برای کسانی که علاقمند به تکمیل معلومات خود در زمینه سوپر آلیاژها هستند مناسب است. فصل‌های «انتخاب سوپر آلیاژها»، «متالورژی سوپر آلیاژها»، «ارتباط بین ساختار و خواص» و «خوردگی و حفاظت سوپر آلیاژها» به طراح توانایی تصمیم‌گیری استفاده از سوپر آلیاژ را می‌دهند. برای کسانی که در فرآیند تولید خود با سوپر آلیاژها سرو کار دارند در فصل «ذوب و تبدیل» و بعد از آن در فصل «ماشینکاری و عملیات نهائی» نگاهی مفهومی به اصول اولیه سوپر آلیاژها شده است.
فصل‌های معرفی شده در بند قبل، برای کسانی که با مسائل تخصصی سوپر آلیاژها ارتباط دارند توصیه می‌شوند. چنانچه از کار فاتادگی قطعات مورد نظر باشد، فصل «از کار افتادگی» را بررسی کنید. فصل «سوپر آلیاژها- نگاهی به گذشته و آینده» ممکن است برای کسانی که می‌خواهند نگاهی کوتاه به مبحث کاربردهای سوپر آلیاژها و آینده آنها داشته باشند جالب به نظر برسد.
فصل دوم
انتخاب سوپر آلیاژها
2-1- مرور
1- کلیات
در جدولهای 2-1 تا 2-4 داده‌های درباره خواص کششی و تنش گسیختگی سوپر آلیاژها آورده شده است. با مراجعه به شکل 1-1 می‌توانید یک نگاه کلی بر روی تنش گسیختگی سوپر آلیاژها داشته باشید. در حالی که در شکل 2-1 اطلاعاتی درباره بعضی آلیاژهای ویژه داده شده است که در بر گیرنده طیف وسیعی از سوپر آلیاژهای موجود و غیر موجود در بازار میباشد. جمع‌آوری اطلاعات بیشتر به داده‌های ارائه شده، از طرف سازندگان و نیز دسترسی به اطلاعات فنی منتشر شده بستگی دارد. به استثناء محصولات نورد شده مانند ورق و میله در بقیه محصولات قطعاً نمی‌توان انتظار داشت، که ترکیب شیمیایی بدست آمده، از آزمون در آزمایشگاه‌های مختلف با یکیدگر برابر و یکسان باشند. ریز ساختار تنها عامل مهم در تعریف و تعیین خواص مکانیکی سوپر آلیاژهاست. تغییر ریز ساختار به معنی تغییر خواص و نتایج آزمون است. بدون توجه به ریز ساختار و شرایط آزمون نتایج بدست آمده، از آزمایش ترکیب شیمیایی از نوع آماری خواهند بود. دنبال کردن و نتیجه گیری از داده‌ها در هر آلیاژی کاری دشوار است.
*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه :78
فهرست مطالب :
چکیده.....................................................................................................................
فصل اول: مقدمه
1-1-تعریف خوردگی ...........................................................................................
2-1-محیط های خورنده..........................................................................................
3-1- فولادهای کم آلیاژ...........................................................................................
1-3-1-اثرات افزودنی های میکروآلیاژ کننده ............................................................
2-3-1-انواع گوناگون فولادهای فریت - پرلیت میکروآلیاژ شده ...............................
1-2-3-1-فولادهای میکرو آلیاژ شده وانادییم ..........................................................
2-2-3-1-فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم..............................................................
3-2-3-1-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادییم_نیوبیوم.................................................
4-2-3-1-فولادهای میکروآلیاژ شده مولیبدن _نیوبیوم................................................
5-2-3-1-فولادهای میکروآلیاژشده وانادییم_نیتروژن................................................
6-2-3-1-فولادهای میکروالیاژشده تیتانیوم..............................................................
7-2-3-1-فولادهای میکروآلیژ شده نیوبیوم_تیتانیوم...................................................
8-2-3-1-فولادهای میکرو آلیاژ شده تیتانیوم_وانادییم ..............................................
فصل دوم : مروری بر منابع
1-2- خوردگی فولاد در بتن...................................................................................
2-2- روش های نمایش خوردگی............................................................................
1-2-2- پتانسیل خوردگی ........................................................................................
2-2-2- سرعت خوردگی ماکروسل.........................................................................
3-2-2- مقاومت پلاریزاسیون .................................................................................
3-2- آزمایش های خوردگی....................................................................................
1-3-2- آزمایش های ارزیابی سریع ........................................................................
2-3-2- آزمایش Bench – Scale........................................................................
4-2- روش کار......................................................................................................
5-2- فولاد تقویت شده .........................................................................................
6-2- آزمایش ارزیابی سریع ...................................................................................
1-6-2- شرح آزمایش ...........................................................................................
1-1-6-2- آزمایش پتانسیل خوردگی .....................................................................
2-6-2- خاصیت نمونه های آزمایش .......................................................................
3-6-2- برنامه آزمایش ..........................................................................................
7-2- آزمایشات Bench – Scale........................................................................
1-7-2- روش آزمایشات .......................................................................................
1-1-7-2- Southern Exposure.....................................................................
2-1-7-2- نمونه Cracked beam.......................................................................
3-1-7-2- نمونه ASTM G109.........................................................................
4-1-7-2- روش کار آزمایش های Southern Exposure و Cracked Beam
5-1-7-2- روش آزمایش ASTM G109............................................................
2-7-2- آماده سازی نمونه های آزمایش ..................................................................
3-7-2- موادهای مورد نیاز .....................................................................................
8-2- آزمایش مکانیکی ..........................................................................................
9-2 - آزمایشات ارزیابی سرعت..............................................................................
1-9-2- آزمایش پتانسیل خوردگی ..........................................................................
2-9-2- آزمایش خوردگی ماکروسل........................................................................
10-2- آزمایشات Bench- Scale.........................................................................
1-10-2- آزمایش Southern Exposure...........................................................
2-10-2- آزمایش های Cracked beam ............................................................
3-10-2- آزمایش های ASTM G109 ...............................................................
4-10-2- مشاهده و نمایش نمونه ها .......................................................................
11-2- آزمایش های مکانیکی.................................................................................
فصل سوم: نتیجه گیری و پیشنهاد
1- نتایج..................................................................................................................
2- پیشنهاد..............................................................................................................
3- خلاصه .............................................................................................................
منابع و مآخذ............................................................................................................
فهرست اشکال
1-2- آزمایش یک` پتانسیل خوردگی بر روی نمونه ی بتنی........................................
2-2- آزمایش ماکروسل بر روی میله های ساده.........................................................
3-2- آزمایش ماکروسل بر روی نمونه ی بتنی...........................................................
4-2- آزمایش ماکروسل برای خواندن پتانسیل خوردگی............................................
5-2- نمونه ملاتی..................................................................................................
6-2- نمونه southern Exposure.....................................................................
7-2- a – نمونه cracked Beam........................................................................
7-2-b – نمونه G109........................................................................................
8-2- مقدار پتانسیل متوسط الکترود اشباع کلومل برای میله های ساده در یون NaCl 1. 6 مولار
9-2-جعبه ترمیتال برای آزمون Bench-Scale.........................................................
10-2- مقدار پتانسیل متوسط خوردگی الکترود اشباع شده کلومل برای میله هایی که در بتن فرو رفته (دریون NaCl 0.4 مولار)......................................................................................................................
11-2- مقدار پتانسیل متوسط خوردگی الکترود اشباع شده کلومل برای نمونه های ملاتی در بتن فروشده ( در یون NaCl 1.6مولار)...............................................................................................................
12-2- سرعت خوردگی متوسط آزمایش ماکروسل برای میله های ساده در یون NaCl 1.6 مولار.
13-2- سرعت خوردگی متوسط آزمایش ماکروسل برای نمونه های در ملات فرو برده شده با سر پوش پلیمری در انتهای میله ها در یون NaCl 0.4 مولار......................................................................................
14-2- سرعت خوردگی متوسط آزمایش ماکروسل برای میله های در بتن فرو برده شده با سرپوش پلیمری در یون1.6 NaCl مولار.......................................................................................................................
15-2- سرعت متوسط خوردگی آزمایش ماکروسل برای نمونه های درملات فروبرده شده بدون سرپوش در یون NaCl 0.4 مولار.......................................................................................................................
16-2- سرعت متوسط خوردگی آزمایش ماکروسل برای میله های فرو برده شده دربتن سرپوش دریون NaCl 1.6 مولار
17-2- آزمایش _Southern Exposure سرعت متوسط خوردگی..................
18-2- آزمایش Southern Exposure_ سرعت متوسط خوردگی برای فولادهای شده.
19-2- آزمایش Southern Exposure_ مجموع خسارت خوردگی......................
20-2- آزمایش Southern Exposure_ مجموع خسارات خوردگی برای فولادهای ترکیب شده.
21-2- آزمایش Southern Exposure - پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت بالای نمونه های فولادی
22-2- آزمایش Southern Exposure - پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت بالای فولادهای ترکیب شده.
23-2- آزمایش Southern Exposure - پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت پایین نمونه ها با حضور الکترود مس _مس......................................................................................................................
24-2- آزمایش Southern Exposure - پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت پایین (نمونه های ترکیب شده) با حضور الکترود مس _مس...................................................................................................
25-2- آزمایش Southern Exposure - مقاومت متوسط ماده به ماده..................
26-2- آزمایش Southern Exposure - مقاومت متوسط ماده به ماده برای نمونه های شده.
27-2- آزمایش Cracked beam - سرعت متوسط خوردگی.................................
28-2- آزمایش Cracked beam - مجموع خسارت متوسط خوردگی..................
29-2- آزمایش Cracked beam - پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت بالای نمونه ها با حضور الکترود مس – مس
30-2- آزمایش Cracked beam - پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت پایین نمونه ها با حضور الکترود مس – مس
31-2- آزمایش Cracked beam - مقاومت متوسط ماده به ماده...........................
32-2- آزمایش G109 – سرعت متوسط خوردگی..................................................
33-2- آزمایش G109- مجموع متوسط خسارت خوردگی.......................................
34-2- آزمایش G109- پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت بالای نمونه ها با حضور الکترود مس- مس
35-2-آزمایش G109- پتانسیل متوسط خوردگی برای قسمت پایینی با حضور الکترود مس – مس
36-2- آزمایش G109- مقاومت متوسط ماده به ماده..............................................
37-2-سطح نمونه SE-CRPT2-1........................................................................
38-2- ضخامت ترک بر روی نمونه SE – CRPT1 / N-3...................................
39-2- تولید خوردگی بر روی قسمت بالایی نمونه SE-N-3...................................
40-2- تولید خوردگی بر روی بالای میله ی نمونه SE-CRPT2-1..........................
41-2- تولید خوردگی بر روی بالای میله ی نمونهSE-CRT-1 (نمای جانبی)..........
42-2- تولید خوردگی بر روی پایین میله ها برای نمونه SE-CRPT2-1..................
فهرست جداول
1-2- الکترودهای استاندارد مرجع..........................................................................
2-2-توضیح نیم سلول ( ASTM C876 ).............................................................
3-2- حالت های شیمیایی فولادهای تقویت شده (%).................................................
4-2- حالت های مکانیکی فولادهای تقویت شده.......................................................
5-2- مقادیر گوناگون پتانسیل خوردگی در روز 40 م................................................
6-2- سرعت خوردگی آزمایش ماکروسل در مدت 100 روز()........................
7-2- سرعت خوردگی آزمایش Bench – Scale در 70هفته( )....................
8-2- خسارت خوردگی آزمایش Bench – Scale در 70 هفته...............................
9-2- مقاومت ماده به ماده ی اندازه گیری شده در آزمایش Bench – Scale ..........
10-2- مقاومت ماده به ماده آزمایش Bench – Scale در مدت 70 هفته.................
11-2- مقدار ولتاژ پتانسیل خوردگی ماده ی بالایی با حضور الکترود اشباع شده مس- مس در آزمایش Bench – Scale به مدت 70 هفته..........................................................................................................
12-2- پتانسیل خوردگی اندازه گیری شده درآزمایش Bench–Scale به مدت
70 هفته.................................................................................................................
13-2- آزمایش های مکانیکی .....................
چکیده :
در این پروژه مقاومت به خوردگی برای 3 نوع فولاد میکروآلیاژی و 2 نوع فولاد ساده تقویت شده ارزیابی می شود . فولاد میکروآلیاژ محتوی غلظتی از کرم و مس و فسفر به مقدار کم می باشد . که گران و مهم تر از کاربرد فولاد معمول تقویت شده می باشد. مقدار فسفر فولاد میکروآلیاژ از مقداری که استاندارد ASTM اجازه می دهد تجاوز می کند و دیگر فولاد میکروآلیاژی ما محدودة نرمالی از فسفر را دارا می باشد. این 3 نوع فولاد میکروآلیاژی ، یکی از فولادهای معمولی عملیات حرارتی پذیرند که توسط پروسه های دمایی به شکل کوئینچ کردن و تمپر کردن برروی فولاد که مستقیماً پس از نورد می‌باشدو برروی دیگر فولاد معمولی نورد گرم انجام شده است .در مطالعه این پروژه متوجه می شویم که خورده شدن فولاد میکروآلیاژی فقط نصف سرعت خوردگی فولاد تقویت شده معمولی می باشد. اگر فولادها پوشش های epoxy داشته باشند کاهش نرخ نسبی خوردگی تا یک دهم می باشد .
در این پروژه آزمایش های سریع‌ای بر روی فولادها انجام می شود ، پتانسیل خوردگی،ماکروسل خوردگی و 3 آزمایشBench scale :
Southern Exposure وCracked Beam و G109. برای ارزیابی فولاد از پتانسیل خوردگی و سرعت خوردگی استفاده می‌‌کنیم. برای خاصیت مکانیکی فولاد از آزمایش های خمشی و کشش استفاده می کنیم . نتایج نشان می دهد که پتانسیل خوردگی این 5 فولاد تقریباً تمایل یکسانی به خورده شدن دارند . در آزمایش Bench – Scale فولاد میکروآلیاژ با محتوی فسفری منظم (CRT ) پایین‌ترین خسارت خوردگی را از خود نسبت به فولاد معمولی نشان می دهد .
اگرچه در آزمایش G109 فولاد CRT مقاومت به خوردگی بیشتری از خود نسبت به فولاد ساده نشان میدهد . در آزمایش Cracked beam بعد از 70 هفته فقط 4% خسارت خوردگی در فولاد معمولی داریم . در آزمایش Southern exposure فولاد CRT نسبت به فولاد معمولی از یک دوره مناسب11% خسارت خوردگی داریم .
خاصیت مکانیکی فولاد میکروآلیاژی مشابه دیگر فولادهای ساده می باشد و فسفر زیاد تأثیری روی خاصیت مکانیکی ندارد.
فصل اول: مقدمه
1-خوردگی
1-1-تعریف خوردگی
خوردگی را تخریب یا فاسد شدن یک ماده در اثر واکنش با محیطی که در آن قراردارد تعریف می کنند و بعضی ها اصرار دارند که این تعریف بایستی محدود به فلزات باشد . ولی بایستی برای حل این مسئله هم فلزات و هم غیر فلزات را در نظر بگیریم .
مثلاً‌تخریب رنگ و لاستیک بوسیله نور خورشید یا مواد شیمیایی ، خورده شدن جدارة کوره فولاد سازی ، و خوره شدن یک فلز جامد بوسیله مذاب یک فلز دیگر و حتی خورد شدن فولادی که در داخل تیرهای بتنی برق قرار دارد تماماً خوردگی نامیده می شوند.
2-1- محیط های خورنده :
عملاً‌کلیه محیط ها خورنده هستند،لکن شدت خورندگی آنها متفاوت است . مثالهایی در این مورد عبارتند از : هوا ، رطوبت آبهای تازه ، مقطر،نمکدار و معدنی . اتمسفرهای روستائی، شهری،صنعتی ، بخار و گازهای دیگر مثل کلر- آمونیاک –سولفور هیدروژن ، دی اکسید گوگرد وگازهای سوختنی، اسیدهای معدنی مثل اسید کلریدریک، سولفوریک و نیتریک، اسیدها‌ی‌آلی مثل اسید نفتیک، استیک و فرمیک، قلیائی ها ، خاکها ، طلاها، روغنهای نباتی و نفتی و انواع و اقسام محصولات غذائی، بطور کل مواد «معدنی » خورنده تر از مواد «آلی » می باشند. مثلاً‌خوردگی در صنایع نفت بیشتر در اثر کلرور سدیم ، گوگرد ، اسید سولفوریک و کلریدریک و آب است تا بخاطر روغن ، نفت و بنزین .کاربرد درجه حرارتهای فشارهای بالا در صنایع شیمیایی باعث امکان پذیر شدن فرآیندهای جدید با بهبود فرآیندها قدیمی شده است ، به عنوان مثال ( راندمان بالاتر ) سرعت تولید بیشتر ، یا تقلیل قیمت تمام شده . این مطلب همچنین در مورد تولید انرژی از جمله انرژی هسته‌‌ای ، صنایع فضائی و تعداد بسیار زیادی از روشها و فرآیندها صادق است . درجه حرارتها و فشارهای بالاتر معمولاً باعث ایجاد شرایط خوردگی شدیدتر می گردند بسیاری از فرآیندها و عملیات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی غیر ممکن یاغیر اقتصادی می باشند.
زنگ لفظی است که برای آلیاژهای آهنی به کار برده می شود. زنگ از اکسیدهای آهن تشکیل شده و معمولاً‌اکسید نیتریک هیدراته است . موقعی که در یک آگهی تجاری ادعا می شود که یک آلیاژ غیر آهنی زنگ نمی زند ، ادعایی بیش نیست و لکن بدان معنی نسبت که آن فلز خورده نخواهد شد
*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***