پروژه بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe - TiC

تعداد صفحات: 108 فرمت فایل: word کد فایل: 10001398
سال: 1385 مقطع: کارشناسی دسته بندی: پایان نامه مهندسی مواد و متالورژی
قیمت قدیم:۱۷,۴۰۰ تومان
قیمت: ۱۵,۳۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پروژه بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe - TiC

    پروژه جهت دریافت درجه  کارشناسی

    رشته : مهندسی مواد - متالورژی صنعتی

    چکیده :

    هدف اصلی در این پروژه بررسی تغییر درصد تیتانیم و کربن بر روی ریز ساختار و خواص سایشی مکانیکی کامپوزیت فروتیک( Fe/TiC ) است.

    نتایج حاصله نشان داده است که با کنترل ترکیب شیمیایی، نوع عملیات حرارتی، اصلبح روش ساخت و سرعت انجمادی قطعه می توان ریز ساختار زمینه، نحوه توزیع ذرات سرامیکی (TiC) و میانگین اندازه ذرات ( TiC) و تعداد آنها در واحد سطح و شکل آنها و کسر حجمی آن و در نهایت چگالی کامپوزیت که منجر به خواص سایشی و مکانیکی متفاوت می گردد را کنترل نمود.

    افزایش مقدار کربن و تیتانیم باعث افزایش مقدار کاربید تیتانیم، سختی، مقاومت به سایش و اندازه

    ذرات کاربیدی می شود در حالی که چگالی کامپوزیت کاهش می یابد.

    فصل اول :

    مقدمه

    کامپوزیت مخلوطی از دو یا چند جز با خواص متفاوت است که خواص مجموعه از مجموع

    خواص ذرات یا اجزاء تشکیل شده برتر است. اجزای کامپوزیت از نظر شیمیایی، متفاوت و از نظر فیزیکی تفکیک پذیر است. فاز پیوسته را زمینه(matrix) و فاز توزیع شده را تقویت کننده(reinforcement ) گویند. ‌‌‍‌‌‌‌‌‍‍‍‌‌‌‍‍‍‍‌‍‌[2]

    در دنیای امروز نیاز صنعت به مواد مهندسی نو ضروری است. در این میان کامپوزیت های زمینه فلزی از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. کامپوزیتهای پایه فلزی از مخلوط و یا ترکیب ذرات سخت سرامیکی و حتی الیاف کربنی در زمینه فلزی با روشهای مختلف بدست می آیند. [2] متداولترین تقویت کننده ها SiC ، TiC , TiB  , Al2O3 و ... است. به طور مثال کامپوزیت

     Al – SiC به جای آلیاژ آلومینیوم، سبب کاهش وزن و افزایش مدول الاستیسیته در پیستونهای دیزلی خواهد شد. [3]

     جدول (1-1) برخی از کامپوزیتهای زمینه فلزی با ذرات استحکام دهنده غیر فلزی را نشان می دهد.

     

     

     

    برتری هایی که کامپوزیت های زمینه فلزی نسبت به بقیه دارند عبارتند از :

    1) استحکام و چقرمگی بهتر

    2) هدایت حرارتی و الکتریکی عالی

    3) پایداری حرارتی بهتر نسبت به کامپوزیتهای زمینه پلیمری

    4) جوش پذیری و کار پذیری بهتر از بقیه کامپوزیتها [3]      

    در میان کامپوزیتهای زمینه فلزی Fe/TiC ، کامپوزیتی منحصر به فرد است. اولین مطالعات در مورد این کامپوزیت در سال 1950 میلادی آغاز شد. حفظ استحکام در دمای بالا ، امکان ماشینکاری راحت در حالت آنیل با سختی 45 راکول C ، مقاومت سایشی بالا و مقاومت به  خوردگی عالی از خواص برجسته این کامپوزیت است. [3]

    در این کامپوزیت، ذرات کاربید تیتانیم در داخل زمینه ای از آلیاژ آهن پراکنده شده است و دارای سختی حدودا V3200(ویکرز) می باشند. این نوع کامپوزیت در صنایع سیمان، خودرو و پلاستیک سازی ، هواپیما سازی و شیمیایی کاربرد دارد. [5]  همچنین از آن می توان به عنوان ابزار قالب، قالب های سرب ، سنبه و روتور و شفت  موتور و هواپیما و قالبهای شکل دهی گرم و پیستون تزریق فشار بالا و غلطک های نورد استفاده کرد. [3] 

  • فهرست و منابع پروژه بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe - TiC

    فهرست:

    فصل اول :  مقدمه

    مقدمه                                                                                                      1

     

    فصل دوم : مروری بر منابع

    1-2- عوامل مؤثر بر خواص کامپوزیتها                                                                    6

    2-2- تقسیم بندی کامپوزیتها                                                                                    7       

    3-2- تریبولوژی و تریبوسیستم                                                                                 9                                                                                                                                                                              

    1-3-2- تعریف سایش و عوامل اثر گذار روی آن                                                              10                                                              2-3-2- انواع مکانیزم های سایش                                                                                               10

             1-2-3-2- سایش چسبان                                                                                           10

             2-2-3-2- سایش خراشان                                                                                         11

             3-2-3-2- سایش خستگی                                                                                          12                                                                                      

    4-2-3-2- سایش ورقه ای                                                                                         12  

         5 -2-3-2- سایش اکسایش                                                                             12

        3-3-2- پارامتر سایش                                                                                               13

    4-3-2- رابطه بین مقاومت به سایش و سختی                                                             13

                    5 -3-2- منحنی سایش                                                                                   14                                                    

    4-2- کامپوزیت فروتیک                                                                                       14

                  1-4-2- انواع کامپوزیت های فروتیک                                                                        15

           1-1-4-2- کامپوزیت هایی که با کوئینچ سخت می شوند                                                  15

         

     

     2-1-4-2- کامپوزیت هایی که با پیر سختی سخت می شوند                                                16

         2-4-2- روشهای ساخت فروتیک                                                                                      17                                             

     1-2-4-2- ساخت کامپوزیت به صورت غیر همزمان                                                            18

                       الف) پراکنده کردن ذرات فاز دوم                                                                  18

                       ب) روش پاششی                                                                                            19

                       ج) تزریق مذاب فلزی                                                                                     19

    2-2-4-2- ساخت فروتیک به صورت همزمان (  insitu)                                                       20

                        الف) سنتز خود احتراقی (SHS)                                                                            20

                         ب)       XD                                                                                                26

                         ج) دمش گاز واکنش دهنده                                                                         26

                         د) اکسایش مستقیم فلز( DIMOX)                                                                 27

                         ه) primex                                                                                                  28

                        و) واکنش حین تزریق                                                                                   28

                        ز) واکنش شیمیایی در داخل مذاب                                                                28

                       ح) روش آلیاژسازی مکانیکی                                                                           31 

                       ط) متالورژی پودر                                                                                         34

                       ی) احیای کربوترمال                                                                                     35

                      ک) احیای ترمیت                                                                                            35

                       ل) روش سطحی                                                                                             35

         3-4-2- خواص کامپوزیت های فروتیک                                                                           36

     1-3-4-2- سختی                                                                                                            36

     2-3-4-2- استحکام                                                                                                         37

     3-3-4-2- مدول الاستیکی                                                                                              37

    4-3-4-2- مقاومت به سایش                                                                                              37

              پارامترهای موثر روی سایش                                                                                     38

          

     

                    الف) کسر حجمی کاربید تیتانیم                                                                             38

                    ب) اندازه ذرات و شکل آنها                                                                              38

                    ج) نوع زمینه                                                                                                   39

                    د) کاربید های ریخته گری                                                                                40

                    

                        ه) عملیات حرارتی و سرعت سرد کردن زمینه                                                      40

                         و) نیرو در دستگاه pin on Disk                                                                    40

                         ز) عیوب در قطعات                                                                                       41

                          ح) اثر ذوب مجدد                                                                                                41

                    5-3-4-2- ماشین کاری                                                                                              41

             6-3-4-2- عملیات حرارتی                                                                                        41

              7-3-4-2- جذب ارتعاش                                                                                           41

              8-3-4-2- دانسیته                                                                                                      42

              9-3-4-2- فرسایش                                                                                                    42

    فصل سوم : مطالعه موردی

         1 -3- روش تحقیق                                                                                           43       

      1-1-3 - مواد اولیه                                                                                                                  44 

     2-1-3- عملیات ذوب و ریخته‌گری                                                                                        45

    3-1-3- آماده سازی نمونه‌ها                                                                                                      45

    4-1-3- آنالیز نمونه‌ها                                                                                                                46

    5-1-3- متالوگرافی                                                                                                                   47

    6-1-3- آزمایش سختی                                                                                                              47

    7-1-3- تست سایش                                                                                                                   48

       2-3-بیان نتایج

    1-2-3- ریزساختار نمونه‌های حاوی مقادیر مختلف کربن با تیتانیم ثابت                                     49

    2-2-3- ریزساختار نمونه‌های حاوی مقادیر مختلف تیتانیم با کربن ثابت                                     52

    3-2-3- تاثیر درصد کربن بر خواص نمونه‌ها                                                                              55

    4-2-3- تاثیر درصد تیتانیم بر خواص نمونه‌ها                                                                             55

     5-2-3- نتایج پراش اشعه ایکس                                                                                   56

    6-2-3- تأثیر درصد کربن بر خواص سایشی نمونه‌ها                                                                   59

    7-2-3- تأثیر درصد تیتانیم بر خواص سایشی نمونه‌ها                                                                  60

     

     

     

             3-3- بحث نتایج

           1-3-3- بررسی تشکیل فاز کاربید تیتانیم                                                                          61

           2-3-3- مطالعه مسیر انجماد در کامپوزیت Fe-TiC                                                          65

           3-3-3-  تأثیر درصد کربن بر ریزساختار کامپوزیت فروتیک                                               66

           4-3-3-  تأثیر درصد تیتانیم بر ریزساختار نمونه‌ها                                                              73

            5-3-3- تأثیر درصد کربن بر چگالی کامپوزیت Fe-TiC                                        78

            6-3-3- تأثیر مقدار کربن بر سختی کامپوزیت Fe-TiC                                         78

            7-3-3- تأثیر مقدار کربن بر خواص سایشی کامپوزیت Fe-TiC                                79

            8 -3-3- تأثیر مقدار تیتانیم بر چگالی نمونه‌ها                                                     80

            9-3-3- تأثیر مقدار تیتانیم بر سختی کامپوزیت Fe-TiC                                         81

           10-3- 3-تاثیر مقدار تیتانیم بر خواص سایشی کامپوزیت                                          82

           11-3-3- بررسی سطوح سایش                                                                                      86

     

       فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادها

    1-4 نتیجه گیری                                                                                                             92

           2-4پیشنهادها                                                                                                                  94                      

     

    منابع و مراجع                                                                                                                      95                                                                     .

    منبع:

    . محمد رضا رحیمی پور " رساله دکتری PHD " –  پژوهشگاه مواد و انرژی

    2 . آرمین رجبی " پایان نامه کارشناسی ارشد MSC " – دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

    3 . منصور رضوی " پایان نامه کارشناسی ارشد MSC " پژوهشگاه مواد و انرژی

    4 . ارجمند " پایان نامه کارشناسی ارشد MSC " پژوهشگاه مواد و انرژی

    5 . توحید لو " پایان نامه کارشناسی ارشد MSC " پژوهشگاه مواد و انرژی

    6 . E . Weck & E.Leistner " Metallographic Instructions for colour Etching by Immersion . " 1987

    7. W.H.Jiang ,W.D.pan , G.H.Song , X.L.Han"Insitu Synthesis of a Fe-Ti composite in Liquid iron " (1997)

    8. http : //www.kuksung.co.kr

    9.http : //www.alloytic.co.kr   

    .

ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت