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

دسته: مواد و متالوژی
بازدید: 4 بار
فرمت فایل: docx
حجم فایل: 8207 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 97

بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe TiC تحقیق كارشناسی علم مواد و متال تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت

قیمت فایل فقط 19,500 تومان

بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe - TiC تحقیق علم مواد و متال

چكیده :

هدف اصلی در این پروژه بررسی تغییر درصد تیتانیم و كربن بر روی ریز ساختار و خواص سایشی مكانیكی كامپوزیت فروتیك( Fe/TiC ) است.

نتایج حاصله نشان داده است كه با كنترل تركیب شیمیایی، نوع عملیات حرارتی، اصلبح روش ساخت و سرعت انجمادی قطعه می توان ریز ساختار زمینه، نحوه توزیع ذرات سرامیكی (TiC) و میانگین اندازه ذرات ( TiC) و تعداد آنها در واحد سطح و شكل آنها و كسر حجمی آن و در نهایت چگالی كامپوزیت كه منجر به خواص سایشی و مكانیكی متفاوت می گردد را كنترل نمود.

افزایش مقدار كربن و تیتانیم باعث افزایش مقدار كاربید تیتانیم، سختی، مقاومت به سایش و اندازه ذرات كاربیدی می شود در حالی كه چگالی كامپوزیت كاهش می یابد.

كامپوزیت مخلوطی از دو یا چند جز با خواص متفاوت است كه خواص مجموعه از مجموع

خواص ذرات یا اجزاء تشكیل شده برتر است. اجزای كامپوزیت از نظر شیمیایی، متفاوت و از نظر فیزیكی تفكیك پذیر است. فاز پیوسته را زمینه(matrix) و فاز توزیع شده را تقویت كننده(reinforcement ) گویند. ‌‌‍‌‌‌‌‌‍‍‍‌‌‌‍‍‍‍‌‍‌[2]

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

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

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

جدول 1-1 : تعدادی از كامپوزیتهای ذره ای زمینه فلزی با ذرات غیر فلزی و روش های مورد استفاده برای ساخت آنها [4]

روش ساخت	آلیاژ زمینه	درصد حجمی	اندازه ذرات پخش	نوع ذره
Vacuum slurry casting, squeeze casting, powder metallurgy	Al-Si, Al-Cu, Al-Cu-Mg	0.3-20	1-20	SiC
Slurry casting, squeeze casting, powder metallurgy, laser melt-particle injection, casting	Al-Cu, Al-MG, Ti-Al-V, steel	8-40	<40-212	Tic
Slurry casting, squeeze casting, powder metallurgy	Al-Mg, Al-Cu, Al-Si, Cu-, steel, Mg	0.5-10 1-20	0.01-200 <50	Al2O3 (bauxite), 87.9% Al2O3
laser melt-particle injection, powder sintering	Ti-Al-V, Co-base	…	106-105-	WC
Powder metallurgy	Co-Cr	…	18-38	M7C3 (Cr-rich)
Slurry casting, bottom pouring, spray dispersion, powder metallurgy	Cu, Al, steel	1-4	5-80	ZrO2/ZrSiO4
Slurry casting, bottom pouring, spary dispersion, powder metallurgy	Cu, Al, steel	10	…	TiO2/MgO
Slurry casting, bottom pouring, powder metallurgy	Al-Mg, Cu	2-10	30-110	Glass/SiO2
Slurry casting, compocasting, powder metallurgy	Al-Cu-Mg, Ag, Cu-Sn	3-10	40-180	Mica/talc
Slurry casting, squeeze casting	al-Si-Mg	15	125	Shell char
Slyrry casting, squeeze casting, powder metallurgy	Al, Cu, Ag, iron	1-750	15-800	Graphite
Powder metallurgy	Cu, Ag, Cu-steel	20-40	…	PTFE
Powder metallurgy	Cu, Cu-Ta	1-80	0.5/5	MoS2
Powder metallurgy	Fe-Pb, Ag-Cu, Ag	20-80	…	MoSe2

برتری هایی كه كامپوزیت های زمینه فلزی نسبت به بقیه دارند عبارتند از :

1) استحكام و چقرمگی بهتر

2) هدایت حرارتی و الكتریكی عالی

3) پایداری حرارتی بهتر نسبت به كامپوزیتهای زمینه پلیمری

4) جوش پذیری و كار پذیری بهتر از بقیه كامپوزیتها [3]      

در میان كامپوزیتهای زمینه فلزی Fe/TiC ، كامپوزیتی منحصر به فرد است. اولین مطالعات در مورد این كامپوزیت در سال 1950 میلادی آغاز شد. حفظ استحكام در دمای بالا ، امكان ماشینكاری راحت در حالت آنیل با سختی 45 راکول C ، مقاومت سایشی بالا و مقاومت به  خوردگی عالی از خواص برجسته این كامپوزیت است. [3]

در این كامپوزیت، ذرات كاربید تیتانیم در داخل زمینه ای از آلیاژ آهن پراكنده شده است و دارای سختی حدودا V3200(ویكرز) می باشند. این نوع کامپوزیت در صنایع سیمان، خودرو و پلاستیك سازی ، هواپیما سازی و شیمیایی كاربرد دارد. [5]  همچنین از آن می توان به عنوان ابزار قالب، قالب های سرب ، سنبه و روتور و شفت  موتور و هواپیما و قالبهای شكل دهی گرم و پیستون تزریق فشار بالا و غلطك های نورد استفاده كرد. [3]

شکل 1-1 : تعدادی از کاربردهای فروتیک در صنایع مختلف (a) سوپاپ اطمینان (b) قطعات سایشی (c) روتور برای پمپ سوخت موتور جت (d) رینگ تانک آب

كامپوزیتFe - TiC در مقایسه با سرمت های CO-WC ، سبكتر، با مقاومت سایشی و چقرمگی بهتر و روش ساخت آن اقتصادی تر است. جدول (2-1) خواص فروتیك را در مقایسه با

WC- Coو فولاد نشان می دهد. [6]     

ضریب انبساط حرارتی 6-10 mm/mm/oC استحكام شكست متقاطع Kg/mm2 چگالی g/ cm3 ضریب اصطكاك 7-10cm3 شكل ذرات سختی دما بالا     (oC600) HRC سختی در دمای محیط HRC سختی ذرات HRC آلیاژ 0/3 1/3 3/7 184 250 150 5/6 15 - 8 15 - كروی مربعی - 69 72 45 69 72 61 92 80 - Fe-TiC WC-Co فولاد

جدول (2-1): خواص فروتیك در مقایسه با WC-Co و فولاد

كامپوزیتFe - TiC با روشهای  مختلفی ساخته می شود كه معمولی ترین آن متالورژی پودر و ریخته گری است. البته در سالهای اخیر روشهای جدیدی برای تولید این كامپوزیت ابداع شده است مثل روش سنتز خود احتراقی دما بالا ( SHS )، آلیاژسازی مكانیكی، احیای كربوترمال و ترمیتی كه جزء روشهای حالت جامد هستند [3]

قیمت فایل فقط 19,500 تومان

برچسب ها : بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe TiC علم مواد و متال , تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe TiC علم مواد و متال