...سلام به كاربران محترم وبلاگ...

اين وبلاگ جهت انتقال اطلاعات علمي در مورد علم متالورژي طراحي شده است. از شما كاربران درخواست

مي شود، در راستاي تكامل و بالا بردن ارزش علمي اين وبلاگ مارا ياري كنند. نظرات و اطلاعات با ارزش خود را براي ما ارسال كنيد. (در قسمت پست نظرات).

حتما مطالب با نام شما در وبلاگ قرار ميگيرد.

با تشكر. م.شاهوردي

   از 3000 تا 2000 سال قبل از ميلاد، تعداد اشيا آهني ذوب شده(كه به دليل نبود نيكل در آهن حاصل از شهاب‌سنگ‌ها قابل تشخيص است) در بين‌النهرين، تركيه و مصر افزايش يافت. اما به نظر مي‌رسد استفاده از آهن تشريفاتي بوده و آهن جزء فلزات گرانبها به حساب مي‌آمده است و حتي قيمت آن از طلا نيز بيشتر بوده است. در Illiad تسليحات جنگي اكثراً از جنس مفرغ بوده و شمش آهن براي تجارت به كار برده مي‌شده است. برخي از منابع بيان مي‌كنند ابتدا آهن به صورت آهن اسفنجي و به عنوان يك محصول فرعي براي پالايش مس مورد استفاده قرار مي‌گرفت و در آن زمان امكان بازيافت آهن وجود نداشت. طي سال‌هاي 1200 تا 1600 قبل از ميلاد، آهن به طور فزاينده‌اي در خاورميانه استفاده مي‌شد، اما استفاده از مفرغ هنوز هم غالب بود.
   دوره‌ي زماني بين قرن 10 تا 12 قبل از ميلاد در خاورميانه، دوره انتقال ابزار و سلاح‌هاي مفرغي به آهن بود. به نظر مي‌رسد عامل اصلي افزايش استفاده از آهن، كاهش ذخاير قلع بوده و افزايش تكنولوژي آهن‌كاري تاثير كمتري در آن داشته است. اين دوره‌ گذار‌ كه در زمان‌هاي متفاوت در نقاط مختلف دنيا رخ داد، عصر تمدن يا عصر آهن ناميده شد.

همزمان با مرحله‌ گذار از مفرغ به آهن، carburization كه فرآيند اضافه كردن كربن به آهن است كشف شد. در اين زمان آهن بيشتر به شكل آهن اسفنجي مورد استفاده قرار مي‌گرفت. آهن اسفنجي تركيبي از آهن و سرباره بود كه همراه با مقداري كربن و كربور طي چندين مرحله چكش مي‌خورد تا سرباره و اكسيد كربن از آن آزاد شود و آهن كار شده(فرفورژه) توليد گردد. آهن كار شده مقدار كمي كربن داشت و در هنگام سرد شدن به آساني سخت نمي‌شد. مردم خاورميانه متوجه شدند كه يك محصول سخت‌ با حرارت دادن طولاني مدت آهن كار شده در درون زغال چوب(كه در آب يا روغن سرد مي‌شد)، حاصل مي‌گردد. محصول نهايي كه پوششي از فولاد داشت سخت‌تر بود و خاصيت شكنندگي كمتري نسبت به مفرغ داشت.

در كشور چين در ابتدا آهن شهاب‌سنگ‌ها استفاده مي‌شد و با توجه به شواهد باستان‌شناسي ابزارهايي از جنس آهن كار شده در شمال غرب چين در نزديكي Xinjiang پيدا شده است كه متعلق به قرن 8 قبل از ميلاد است. آهن كار شده در اين منطقه به وسيله‌ همان فرآيندي كه در خاورميانه و اروپا توليد مي‌شد، ساخته شده است و به نظر مي‌رسد توسط غير چيني‌ها به اين كشور وارد شده است.
   اگر در دماهاي 1420 تا 1470 درجه‌ي كلوين، آهن همراه با كربن حرارت داده شود، ماده‌ مذاب يك آلياژ با حدود 95% آهن و 5/3% كربن، شكل مي‌گيرد. اين محصول قوي بود و به اشكال مختلف قالب‌گيري مي‌شد، اما در هنگام كار كردن به شدت شكننده بود. اگر اين محصول كربن‌گيري مي‌شد و كليه‌ كربن خود را از دست مي‌داد از شكنندگي كمتري برخوردار بود. از زمان سلسله Zhou اكثر آهني كه در چين ساخته شد از نوع چدن بود. مدت زمان طولاني آهن در اين كشور به صورت يك محصول فرعي و حاشيه‌اي توسط كشاورزان مورد استفاده قرار مي‌گرفت و تا زمان سلسله‌ي Qin(حدود 221 قبل از ميلاد) مورد توجه اشراف چين واقع نشد.

  فردوسي شناختن آهن و صنعت آن را در شاهنامه به ايرانيان نسبت مي‌دهد ولي تحقيقات تاريخي دقيق‌تر نشان مي‌دهد كه صنعت ذوب آهن براي اولين بار به وسيله هيتيت‌ها(Hiytites)، قومي كه در حدود 15 قرن قبل از ميلاد مسيح در آسياي صغير زندگي مي‌كردند، شروع شده و به خاطر اهميت زيادي كه داشت تا 1200 سال قبل از ميلاد كه مقارن با سقوط امپراطوري هيتاتيت است، نحوه‌ اين عمل به صورت رازي محفوظ نگه داشته شد. در همان زمان، دانش ذوب و تصفيه‌ آهن از حالت راز خارج و همگاني شد و به دنبال آن عصر آهن شروع گرديد(Greenwood and Earnshaw, 1985) و ايرانيان اين صنعت را از آنها اقتباس كرده، با تغييراتي كه در نحوه تهيه آهن و فولاد وارد كردند بر سهولت كاربرد آن افزودند. به اين ترتيب مي‌توان گفت ايران يكي از قديمي‌ترين كشور‌هاي است كه در آهن در آن مورد استفاده قرار مي‌گرفته است.

خود فلز آهن مدت‌ها قبل از آن تاريخ به وسيله مصريان شناخته شده بود ولي اين فلز در آن روزگار به اندازه‌اي ناياب و گران بود كه آن را در رديف اشياء قيمتي قرار مي‌دادند. مثلاً‌ به طوري‌ كه از نوشته‌ها بر مي‌آيد در شهر بابل در سال 2000 قبل از ميلاد در دوره سلطنت حمورابي قيمت آهن هشت برابر قيمت نقره بوده است. علت عمده اين وضع مشكلات تهيه آهن بوده است(آسايش،1374).
   در زمان‌هاي گذشته توليد آهن در كوره‌هاي حفره‌دار، چال‌هاي كوچك كه از گل يا پاره‌سنگ ساخته مي‌شد، انجام مي‌گرفت. اين كوره‌ها را آتش فرار يا كوره‌هاي فرار مي‌ناميدند. چون سنگ معدن در داخل آن نسبتاً ذوب مي‌شد و از هم مي‌پاشيد. در اين كوره‌ها نخست مواد خالص را از سنگ‌آهن جدا و آن را شستشو مي‌دادند و سپس سنگ معدن‌هايي خالص را با زغال چوب تركيب و با دميدن باد توسط دستگاه‌هاي كوچك دستي آن را ذوب مي‌كردند. بعد از اين مرحله، كلوخه‌هاي آهن كه قابليت چكش‌خواري داشتند، بدست مي‌آمد. به خاطر توليد آهن با خلوص بيشتر، اين كلوخه‌ها را چندين بار حرارت داده و به وسيله‌ آهنگري سرباره‌ آن را جدا مي‌كردند. بلافاصله بعد از جدا كردن سرباره، وسايل مورد نياز از قبيل اسلحه و وسايل منزل مي‌ساختند.

...کاربردهای آجرهای نسوز ...

از آجرهای نسوز بدلیل مقاومت حرارتی بالا ، در پوشش درونی کوره‌های صنعتی استفاده می‌شود. آجرهای نسوز انواع مختلفی دارد. باتوجه به نوع ماده استفاده شده در ترکیبات آنها ، گستره‌های مختلفی را تحمل می‌کنند. تا دهه 1960 از کربن و خاک نسوز برای پوشش کوره‌ها استفاده می‌شد، اما امروزه با ساخت انواع آجرهای نسوز از آنها در پوشش داخلی کوره استفاده می‌شود.

...آجرهای سیلیسی...

قسمت عمده این آجرها را خاک‌های سیلیسی که به کوارتزیت معروف است تشکیل می‌دهد. کوارتزیت شامل 95% SiO₂ و به مقدار جزئی Al₂O₃ ، Fe₂O₃ ، TiO₂ ، K₂O و Na₂O می‌باشد. از این آجرها در گذشته برای پوشش جدار درونی کوره‌های فولادسازی استفاده می‌شد.

ولی بدلیل رسانایی گرمایی زیاد در نفوذناپذیری در مقابل گازها ، امروزه بیشتر برای پوشش جدار درونی کوره‌های تولید خمیر شیشه در کارخانه‌های شیشه سازی ، کوره‌های کک سازی گازسوز و کوره‌های سرامیک سازی استفاده می‌شود.

...آجرهای آلومینیومی...

این آجرها ، دارای درصد بالایی از آلومین ( Al₂O₃) می‌باشند. آنها را از مخلوط کائولن ، بوکسیت و کروندوم که بیش ار 70% آلومین دارد، تهیه می‌کنند دمای پخت این آجرها در حدود 1200 تا 1800 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. آجرهای نسوز آلومینیومی برای پوشش جداره درونی کوره‌های ذوب فولاد مصرف می‌شوند.

در مقابل مواد قلیایی مقاومند، بنابراین از آنها برای پوشش جداره درونی کوره‌های سیمان سازی و شیشه‌سازی هم استفاده می‌شود.

...آجرهای نسوز قلیایی ...

این آجرها شامل اکسید منیزیم (MgO) و SiO₂ به فرمول 2MgO SiO₂ می‌باشند. برای تهیه اکسید منیزیم ، کربنات منیزیم طبیعی (ماگنزیت) یا دولومیت را در دمای بین 550 درجه سانتی‌گراد تا 1800درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند. اضافه کردن مقداری Cr₂O₃ ( اکسید کروم III ) یا Fe₂O₃ ( اکسید آهن III ) به مخلوط MgO و SiO₂ باعث افزایش مقاومت گرمایی آجرهای نسوز قلیایی می‌شود.

از این آجرها برای پوشش جدار درونی کوره‌های باز در فولادسازی ، کوره‌های دوار در کارخانه‌های سیمان سازی و در قسمتهای بالای کوره‌های ذوب شیشه و صنایع فلزات غیرآهنی ، استفاده می‌شود.

...آجرهای نسوز ویژه...

این آجرها نوع خاصی از آجرهای نسوز هستند و در صنعت برای منظورهای ویژه‌ای کاربرد دارند. این آجرها از ترکیبات فلزات واسطه می‌شوند. متداولترین آجرهای این گروه عبارتند از:

آجر زیرکونیوم

این آجر از سولفات زیرکونیوم طبیعی با افزودن مقدار کمی آلومین به کوارتز تهیه می‌شود. بیشترین کاربرد آن در ساختن کوره ذوب آلومینیوم ، کوره مخزن شیشه مذاب و کوره‌های دارای دمای بالا می‌باشد. همچنین از ذوب سولفات زیرکونیوم با آهک ناخالصی آن به همراه سیلیکات کلسیم جدا می‌شود و می‌توان ZrO₂ (اکسید زیرکونیوم) خالص بدست آورد. با افزودن مقدار 5 درصد وزنی از MgO یا CaO ، بلورهای مکعبی آن تشکیل می‌شود.

ZrO₂ مقاومت گرمایی بالایی دارد، بهمین دلیل از آن در ساختن بوته‌های ذوب فلز در صنایع ذوب فولاد و در راکتورهای اتمی به عنوان بازتاب دهتده نوترون استفاده می‌شود.

آجر اکسید کروم - کوروندوم

این آجرها دارای 5 تا 10 درصد اکسید کروم I , II و 90 تا 95 اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) هستند و در مقابل مواد قلیایی مقاوم هستند. از این نوع آجر برای ساختن بخش درونی کوره بلند ذوب آهن استفاده می‌شود.

آجرهای اکسید کروم

دارای 95 درصد Cr₂O₃ می‌باشد. برای تهیه آن از Cr₂O₃ سنتزی استفاده می‌شود. این نوع آجر در ساختن کوره ذوب خمیر شیشه مخزن در صنعت شیشه‌سازی مصرف دارند.

...تكنولوژی كوره القایی...

تكنولوژي كورة القايي يك تكنولوژي استراتژيك و پركاربرد است كه از جمله در ذوب فلزات با استفاده از انرژي الكتريكي كاربرد دارد.زيربناي صنايع سنگين هر كشور، صنايع ذوب فلزات است. زيربناي صنايع ذوب نيز صنايع كوره سازي است.لذا از اينجا اهميت صنايع كوره­سازي بوضوح روشن مي گردد.

در گذشته بيشتر از كوره هاي سوخت فسيلي براي ذوب فلزات استفاده مي شد . آلودگي محيط زيست، راندمان پايين، سروصداي زياد، عدم يكنواختي مذاب، عدم توانايي ذوب فلزات ديرگداز و مسائلي از اين قبيل، مشكلاتي بود كه اين كوره ها به همراه داشتند.
در چند دهة اخير توجه متخصصين و دست اندركاران كوره سازي به استفاده از انرژي الكتريكيدر اين زمينه جلب شد و نسل جديدي از كوره هاي الكتريكي بوجود آمد كه از اين ميان به دو مدل از كوره هاي ذوب مي توان اشاره نمود:

1-كوره­هاي قوس الكتريك

2- كوره­هاي القايي

كوره هاي قوس الكتريك براي ذوب فولاد و به منظور فولادسازي مورد استفاده قرار مي­گيرد كه فعلاً بحث دربارة آن مورد نظر نيست. اما دربارة كوره هاي القايي و يا به عبارتي تكنولوژي گرمايش القايي، زمينة بحث بسيار گسترده و عميق است كه مختصري درباره آن صحبت مي­كنيم:

تكنولوژي گرمايش القايي در واقع توليد حرارت توسط ميدان متغير مغناطيسي قوي است كه توسط سيستمهاي مختلفي قابل توليد است.در گذشته اين ميدانها را توسط ژنراتورهاي ديناميكي توليد مي كردند. بدين شكل كه يك ژنراتور فركانس متوسط را با يك موتور سه فاز كوپل مي كردند و با اضافه كردن يكسري خازن در مدار رزونانس، جريان­هاي متغيري را در داخل كويل گرمكن بوجود مي آوردند. بر اين مبنا حرارت در قطعة قرارداده شده در كويل بوجود مي آمد.

با پيشرفت تكنولوژي "الكترونيك قدرت" و ساخته شدن سوئيچهاي سريع و قوي، نسل جديدي از ژنراتورها بوجود آمد كه اصطلاحاً به آنها ژنراتورهاي استاتيكي گفته مي­شود. در اين نوع ژنراتورها حركت مكانيكي وجود ندارد. به­اضافه اينكه كنترل قدرت ژنراتور بسيار دقيقتر و كاملتر ميسر است.

نكتة مهم ديگر اينست كه ساخت كورة القايي يك كار تكنولوژي‌بر است.حداكثر 20 الي 30 درصد قيمت يك كوره, مواد به كار رفته در آن مي‌باشد و بقيه قيمت تكنولوژي آن است. به همين دليل است كه تكنولوژي آن را به ما نمي‌فروشند. البتهدولت ارزش اين تكنولوژي را درك نمي­كند و براي وام گرفتن، تنها ملك و زمين را به عنوان وثيقه قبول دارند و تكنولوژي را كه 50 ميليون دلار ارزش دارد به عنوان وثيقه قبول ندارند و براي آن ريالي ارزش قائل نيستند.

اهميت اين تكنولوژي در اين مطلب نهفته است كه زير بناي بسياري از تكنولوژيها و صنايع مي باشد و به عبارتي اكثر صنايع سنگين به نوعي به اين تكنولوژي وابسته اند. مطلب دوم اينكه اين تكنولوژي خود بسترساز بسياري از تكنولوژيهاي ديگر است كه به نوبة خود براي كشور مفيد خواهند بود. با توجه به نياز كشور به اين تكنولوژي به نظر مي رسد مي بايد نظر مسئولين مربوطه نسبت به اين صنعت بيشتر جلب گردد تا در آينده بتوانيم شاهد شكوفايي و رشد و ترقي روزافزون اين تكنولوژي در كشور باشيم.

...دیرگدازها...

مواد دیرگداز یا نسوز به مواد طبیعی یا مصنوعی گفته می شود که در ح رارتهای زیاد (بیش از 1000 درجه سانتی گراد ) دارای مقاومت حرارتی، مکانیکی، شیمیایی و سایشی خوبی باشند . مواد دیرگداز عموماً غیر فلزی هستند . برخی از عناصر دارای خاصیت دیرگدازی بوده و وقتی در ترکیب کانیها شرکت می کنند کانیها را به مواد دیرگداز و نسوز تبدیل می ک نند. برخی از این عناصر عبارتند از : آلومینیم، زیرکنیم، منیزیم، کرم، سیلیسیم، تانتالیم، لانتانیم، توریم و برلیم.

برای مشاهده کامل به ادامه مطلب مراجعه نمایید.

...خصوصیات آلومینیم ...

برای مشاهده کامل به ادامه مطلب مراجعه نمایید

• کارگاه مقدماتی مکانیک (کارگاه خوداتکایی فلزکاری)
• آزمايشگاه متالورژي
• اصول متالورژي ريخته‌گري
• كارگاه ريخته‌گري
• محاسبات فني عمومي
• ـ اصول تكنولوژيكي ريخته‌گري
• شیمی 2
• رسم مدل و قالب
• شناخت فلزات
• رسم فنی عمومی
• مبانی تکنولوژی برق صنعتی
• رياضي
• محاسبات فنی تخصصی
• تکنولوژی و کارگاه مدلسازی
• http://edu.tebyan.net/textbooks/list-04.htm
• _منبع

... ریختگری آلیاژهای آهنی ...

آهن به صورت خالص به سه دسته تقسیم میشود:

آهن آلفا در فاز فریت از "دمای ۰ الی<۷۲۳درجه سانتی گراد (b.c.c)

آهن گاما در فاز استنیت از " دمای۷۲۳ الی<۱۴۰۰درجه سانتی گراد (f.c.c)

آهن دلتا در فاز فریت از " دامای ۱۴۰۰الی ۱۵۹۳درجه سانتی گراد<  (b.c.c)

***

تعریف کلی فولاد ها: آلیاژ هایی از آهن و کربن که درصد کربن موجود در آن بین ۰٪ تا ۲.۰۷٪ میباشد.

تعریف علمی فولاد ها: آلیاژهایی از آهن وکربن هستند که در آنها استحاله ی یوتکتیکی انجام نمی شود , ضمنا کربن موجود در آن به صورت بین نشینی است.

تعریف کلی چدن ها: آلیاژهایی از آهن - کربن - سمانتید که ساختار یوتکتیکی دارند.

***

دسته بندی فولاد ها :

۱- فولاد های ساده کربنی  carbon steel

۲- فولاد های کم  آلیاژی  low alloy steel

۳- فولاد های پر آلیاژی  high alloy

***

تعریف فولاد های ساده کربنی: اگر درصد عناصر آلیاژی در فولاد کمتر از ۲.۷٪ باشد جزو این دسته است.

تعریف فولاد های کم  آلیاژی: اگر مجموع عناصر آلیاژی در فولاد بیشتر از ۲.۷٪ و کمتر از  ۷٪باشد   جزو این دسته است.

تعریف فولاد های پر آلیاژی: اگر مجموع عناصر آلیاژی در فولادی بیشتر از ۷٪ باشد جزو این دسته است.

1-_ فولاد های ساده کربنی نیز به سه دسته با نام های:

1. با کربن پایین  % c% <0.25

۲. با کربن متوسط % c% 0.25<0.55

۳. با کربن بالا c% 0.55<2.7%

تقسیم می شوند.

لدبوریت L دو دسته ی :

 ۱-ـ انجماد با سرعت پایین - چدن گرافیتی - دارای استحاله ی یوتکتیکی پایدار.

و

۲-ـ انجماد با سرعت بالا - چدن سفید - دارای استحاله یوتکتیکی شپه پایدار.

تقسیم میشود.

***

فازهای زمینه آهن به صورت زیر دسته بندی میشود:

۱-ـ فریت. ۲-ـ پرلیت. ۳-ـ مارتنزیت. ۴-ـ بینیت. ۵-ـ آستنیت

*نکته ی مهم در مورد چدنها: تمامی چدن ها دارای مقادیری سیلیسیم هستند.

خواص سیلیسیم در چدنها: ۱- سیالیت را افزایش می دهند. ۲- نقطه ذوب را کاهش می دهند.

 ۳- از بوجود آمدن مک های گازی جلوگیری می کند. ۴- استحکام و خواص مکانیکی را بالا می برد.

۵- قابلیت ریخته گری را افزایش می دهد.

_{تحقیق از م - شاهوردی دانشجوی دانشگاه ازاد اسلامی واحد ساوه ۱۰/۱۲/۱۳۸۷ منبع استاد: نجم الدین عرب}

... تصویری از دیاگرام آهن - کربن  ...

دیاگرام آهن- کربن ـ - برای مشاهده کامل به ادامه مطلب مراجعه نمایید.

چدن سفید: چدنی که در آن تمامی کربن موجود به حالت ترکیب و به صورت سمنتیت وجود دارد. ساختمان چدن سفید به صورت زیر است: 1-چدن سفید یوتکتیکی لدبوریت(P+Fe3C) 2-چدن سفید هیپویوتکتیکی پرلیت + لدبوریت(Ld+P) 3-چدن هیپویوتکتیکی سمنتیت + لدبوریت(Ld+Fe3C) سطح مقطع چدن سفید به صورت سیاه و سفید است ، نواحی سیاه رنگ پرلیت و سفیدها لدبوریت یوتکتیکی می باشند.

برای اطلاعات بیشتر به ادامه مطلب بروید!

سنگهای دگرگونی(ماگما) در آتشفشانهای بالغ بر ۲۰۰۰درجه سانتی گراد حرارت.

پاتیل مذاب فولاد در حین عملیات مذاب ریزی.

مذاب ریزی در کارخانه جات فولاد.

کوره ی القایی

مزابریزی در کوره های القایی.

مذاب ریزی در کوره دوار

ریخته گری در عصر انسان های نخسین

یک نوع کوره در ایتالیا

...