فلزات

فلزات

اسلاید 1: Unit CelllatticepointUnit cells in 3 dimensionsAt lattice points:AtomsMoleculesIonsمقدمه

اسلاید 2: شبکه های واحد(Unit Cells) هفت گانهمقدمه

اسلاید 3: انواع شبکه های کریستالی مقدمه

اسلاید 4: اتم هر وجه مشترک بین 2 سلول واحدشبکه های کریستالی مهماتم هر راس مشترک بین 8 سلول واحدbody-centered cubicface-centered cubicمقدمه

اسلاید 5: مثالها: Cr, Mo, V, Feαشبکه کریستالی مکعب مرکز پر(BCC) 0.68? = VV = APF cell unitatomsBCCفاکتور فشردگی اتمیمقدمه

اسلاید 6: مثالها: Ni, Cu, Mn, Feγشبکه کریستالی مکعب وجوه مرکز پر (FCC)0.74? = VV = APF cell unitatomsFCCفاکتور فشردگی اتمیمقدمه

اسلاید 7: شبکه کریستالی هگزاگونال فشرده (HCP)مثالها: Mg, Be, Zr, α-Ti0.74? = VV = APF cell unitatomsHCPفاکتور فشردگی اتمیمقدمه

اسلاید 8: ارتباط بین شعاع اتمی و طول یالشبکه مکعب مرکز پر(BCC) شبکه مکعب وجوه مرکز پر (FCC)مقدمه

اسلاید 9: منحنیهای سرد شدن دیاگرام تعادلیLiquid PhaseLatent Heat of FusionSolid Phase (Final)Tm (Melting Point)Local Solidification TimeSolid Phase (Initial) Liquid + SolidLiquid PhaseLocal Solidification TimeFreezing RangeTL (Liquidus)TS (Solidus)TemperatureTemperatureTimeTime

اسلاید 10: منحنیهای سرد شدن دیاگرام تعادلی

اسلاید 11: منحنیهای سرد شدن دیاگرام تعادلی

اسلاید 12: ریز ساختار قطعات ریختگیدیاگرام تعادلی

اسلاید 13: TemperatureTemperatureدیاگرام تعادلی

اسلاید 14: کسر وزنی فاز 1 = (C2 - C) / (C2 - C1)کسر وزنی فاز 2 = (C - C1) / (C2 - C1).قانون اهرمدیاگرام تعادلی

اسلاید 15: قانون اهرمWt%دیاگرام تعادلی

اسلاید 16: کاربرد دیاگرام فازیدر نقطه a اطلاعات زیر حاصل می شود X=36%BL2=72%BS2=18%BWsWlدیاگرام تعادلی

اسلاید 17: دیاگرام دو جزیی با حلالت کامل در حالت مذاب و جامددیاگرام تعادلی

اسلاید 18: دیاگرام دو جزیی با حلالت محدود در حالت جامد (یوتکتیک) liquidussolvussolidusIIII, IIآلیاژهایدیاگرام تعادلی

اسلاید 19: محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود ) C = 65 weight% BABدیاگرام تعادلی

اسلاید 20: محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود ) C = 65 weight% BABβدیاگرام تعادلی

اسلاید 21: محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود ) C = 65 weight% BABکسر جامد = (65 - 58) / (92 - 58) = 20 weight%کسر مذاب= (92 - 65) / (92 - 58) = 80 weight%دیاگرام تعادلی

اسلاید 22: محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود ) C = 65 weight% BABکسر جامد = (65 - 48) / (87 - 48) = 44 weight%کسر مذاب= 100-44= 56 weight%دیاگرام تعادلی

اسلاید 23: محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود ) AB کسر جامد اولα = (91 - 65) / (91 - 9) = 32 weight%. کسر جامد دومβ= (65 - 9) / (91 - 9) = 68 weight%دیاگرام تعادلیC = 65 weight% B

اسلاید 24: دیاگرام دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد (یوتکتیکPb-Sn )ABECooling/Solidification of eutecticLα+ β (lamellae)Temperature (oC)CompositionPb20406080Sn100200300دیاگرام تعادلی

اسلاید 25: دیاگرام دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد (پریتکتیکCu-Zn )δ + L εcoolheatPeritectic reaction (P)δ γ + εcoolheatEutectoid reaction (E)دیاگرام تعادلی

اسلاید 26: دیاگرام دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد (پریتکتیکAl-Mg )دیاگرام تعادلی

اسلاید 27: انواع دیاگرامهای دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامددیاگرام تعادلی

اسلاید 28: دیاگرامهای سه جزییدیاگرام تعادلی

اسلاید 29: دیاگرامهای سه جزییدیاگرام تعادلی

اسلاید 30: دیاگرامهای سه جزییدیاگرام تعادلی

اسلاید 31: 1.   60% A | 20% B | 20% C = 100%2.   25% A | 40% B | 35% C = 100%3.   10% A | 70% B | 20% C = 100% 4.   0.0% A | 25% B | 75% C = 100% دیاگرامهای سه جزییدیاگرام تعادلی

اسلاید 32: 5.   ? % A | ? % B | ? % C = 100% 6.   ? % A | ? % B | ? % C = 100% 7.   ? % A | ? % B | ? % C = 100% 8.   ? % A | ? % B | ? % C = 100% دیاگرامهای سه جزییدیاگرام تعادلی

اسلاید 33: Stainless steel phase diagram at 900 degrees Celsius دیاگرامهای سه جزییدیاگرام تعادلی

اسلاید 34: مواد مهندسی

اسلاید 35: دیاگرام آهن - کربن دیاگرام تعادلیPeritectic L + dEutectic L g + Fe3CEutectoid g a + Fe3C1148 oC727 oC1490 oC + % C (by weight)O CO F16001400120010008006004000124356728002400200016001200800 + Fe3C + Fe3C + LiquidLiquidLiquid + Fe3C + Temperature2.114.30.020.77912o727o1148og

اسلاید 36: 1- آهن (C<0.1%) 2- فولاد ) 0.1%< C<1.5% (2%) 3- چدن (C<4.5% (6% (2%<آلیاژهای آهنیآلیاژهای آهن-کربن + % C (by weight)O CO F16001400120010008006004000124356728002400200016001200800 + Fe3C + Fe3C + LiquidLiquidLiquid + Fe3C + Temperature2.114.30.020.77912o727o1148o

اسلاید 37: Eutectoid steel  + Fe3C CoolingHeatingفولاد یوتکتوئید  + Fe3CFe3C + + آلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 38: فولاد هیپو یوتکتوئید آلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 39: فولاد هیپو یوتکتوئید Pearlitegagaآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 40: فولاد هایپر یوتکتوئید آلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 41: فولاد هاپیر یوتکتوئید PearliteFe3CggFe3Cآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 42: فولاد هایپر یوتکتوئید آلیاژهای آهن-کربن01243%56728002400200016001200800 + % C (by weight)O CO F1600140012001000800600400 + Fe3C + Fe3C + LiquidLiquidLiquid + Fe3C + Temperature2.114.30.020.77912o727o1148oLiquidAusteniteTOTAL1.4%C 0.8%

اسلاید 43: ساختار چدنها (استفاده از دیاگرام دو بله) آلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 44: ساختار:1- پرلیت و فریت در زمینه Fe3C2- آستنیت/ مارتنزیت در زمینه Fe3C3- M7C3 در زمینه مارتنزیت چدن سفیدآلیاژهای آهن-کربن خواص :خیلی سخت، ترد و از مقاومت به سایش بالا BHN=350-600, TS=20-70Ksi

اسلاید 45: خواص- خواص مشابه چدن داکتیل و در موارد مشابه با آن بکار می رود.- استحکام بالا و انعطاف پذیری خوب باعث رقابت آن با فولاد شده استچدن مالیبلآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 46: چدن خاکستریعوامل موثر بر چدن خاکستریاین عوامل عبارنند از:- کربن معادل- سرعت سردشدن- عناصر آلیاژیترکیب شیمیایی: 2.5-4.0%C, 1.0-3.0%Si and 0.4-1.0% Mnآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 47: چدن خاکستریکربن معادل- کربن معادل: بیان کننده قابلیت تولید گرافیت (اندازه و مقدار لایه های گرافیت) - و یا مشخص کننده تاثیر عناصری نظیر کربن، سیلیسیم و فسفر به صورت یک عددCE (Carbon Equivalent) =C%+1/3(Si%+ P%)آلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 48: چدن خاکستریکلاس 30- حداقل استحکام 30Ksi در هر مقطع ریختگی- افزایش استحکام و سختی به ازائ افزایش عناصر آلیاژیآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 49: چدن خاکستریکاربرهای مهم چدن خاکستری- بلوک سیلندر موتور خودرو- درام ترمز، صفحات کلاچ- بستر ماشین الات- قطعات کوره، قالبهای شمشها و شیشهآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 50: چدن داکتیلآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 51: چدن داکتیلخواص مکانیکیProperties: Elongation = 2-18%yield strength = 40-90 ksi,Tensile strength =60-120 ksiآلیاژهای آهن-کربن

اسلاید 52: آلیاژهای غیر آهنیمهم ترین آلیاژهای غیر آهنی صنعتی عبارتند از :- آلیاژهای آلومینیم- آلیاژهای مس- آلیاژهای منیزیم- آلیاژهای نیکل- آلیاژهای تیتانیمآلیاژهای آلومینیمآلیاژهای آلومینیم به دو گروه زیر تقسیم می شوند:الف- آلیاژهای کار مکانیکی شده Wrought alloys 1- عملیات حرارتی پذیر(سختی رسوبی)Heat treatable 2- غیر قابل عملیات حرارتیNon-heat treatable ب- آلیاژهای ریختگی Casting alloys

اسلاید 53: مقایسه وزن مخصوص، استحکام و استحکام ویژه برخی از آلیاژهای صنعتی :- آلیاژهای آلومینیم- آلیاژهای مس- آلیاژهای منیزیم- آلیاژهای نیکل- آلیاژهای تیتانیمآلیاژهای غیر آهنی

اسلاید 54: آلیاژهای آلومینیمآلیاژهای غیر آهنی

اسلاید 55: آلیاژهای آلومینیمآلیاژهای غیر آهنی

اسلاید 56: آلیاژهای تیتانیمآلیاژهای غیر آهنی

اسلاید 57: آلیاژهای تیتانیمآلیاژهای غیر آهنی

اسلاید 58: خواص مکانیکی فلزاتشکل دهی مکانیکیناحیه روشهای شکل دهی در حالت جامدultimatetensile strengthYield StrengthStrain ( )Stress (F/A)Elastic RegionPlasticRegionStrainHardeningFractureSlope=Enecking

اسلاید 59: تغییر شکل مومسان- نابجایی یک صفحه اتمی اضافی که تحت تاثیر تنش برشی با انرژی کمی حرکت می کندخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 60: Movement of an Edge Dislocationتئوری نابجاییخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 61: دوقلویی :خواص مکانیکی فلزات

اسلاید 62: کار- سختی (کرنش- سختی) Work-Hardeningخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 63: سختی و سختی سنجیسختی: مقاومت در برابر فروروی، خراشیدگی و یا مقاومت در برابر تغییر شکل موضعی (فلزات)روشهای سختی سنجی:برنیل (اندازه گیری قطر اثر)Brinell Number Hardness خواص مکانیکی فلزات

اسلاید 64: روشهای سختی سنجیویکرز (اندازه گیری قطر اثر) Vickers Number Hardness - فرورونده یک هرم مربع القاعده با زاویهØ=136o - نیروی اعمالی 1-120Kgخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 65: روشهای سختی سنجیراکول(اندازه گیری عمق اثر) Rockvell Number Hardness - فرورونده یک مخروط الماسه برای روشهای C, A و یک گوی فولادی به قطر D=1/16’’ - نیروی اعمالی به ترتیب 150Kg, 100, 60 برای روشهای C,B, Aخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 66: روشهای سختی سنجینوپ(اندازه گیری عمق اثر) Knoop Number Hardness - فرورونده یک مخروط الماسه کوچک برای اندازه گیری نمونه های نازکخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 67: روشهای سختی سنجیخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 68: انرژی شکستDuctileBrittleStressStrain1- رفتار فلزات در آزمایش کشش:- نرم- ترددخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 69: آزمایش ضربهIzod testCharpy testخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 70: Temperature (°C)Charpy Toughness (Jol)BrittleBehaviorDuctile BehaviorTransition Temperature (DBTT)آزمایش ضربهرفتار فلزات در آزمایش ضربه:خواص مکانیکی فلزات

اسلاید 71: آزمایش ضربهخواص مکانیکی فلزات

اسلاید 72: ΔG = ΔGv + ΔGs 4/3 ΔHf л r3 + 4σsl л r2 =0انجماد و ریزساختار

اسلاید 73: ΔG= 0 در شرایط بحرانی Homogeneous nucleation73انجماد و ریزساختار

اسلاید 74: انجماد و ریزساختار

اسلاید 75: ΔTsc r*Undercoolingانجماد و ریزساختار

اسلاید 76: انجماد و ریزساختار

اسلاید 77: رشد صفحه ای:انجماد و ریزساختار گرمای نهان از فصل مشترک از طریق جامد دفع می شود

اسلاید 78: دندریتی(شاخه ای):انجماد و ریزساختار

اسلاید 79: انجماد و ریزساختار

اسلاید 80: Development of the ingot structure of a casting during solidification: Nucleation beginsthe chill zone formspreferred growth produces the columnar zone3, additional nucleation creates the equiaxed zoneانجماد و ریزساختار

اسلاید 81: مستحکم کردن فلزات1- تشکیل محلول جامد- اتم غربیه معمولا در شبکه عنصر اصلی به دو صورت جای می گیرد:الف - محلول جامد بین نشینی

اسلاید 82: مستحکم کردن فلزاتب- محلول جامد جانشینی

اسلاید 83: مستحکم کردن فلزات2- مستحکم شدن استحاله ایالف- ریز کردن دانه ها

اسلاید 84: مستحکم کردن فلزات- تغییر حالت تعادلیFerrite AusteniteDelta ferriteآرایش تعادلی اتمهای آهن در فولاد Ferrite + PearliteAusteniteسرد کردن آهستهامکان استحاله نفوذی

اسلاید 85: مستحکم کردن فلزاتب- تغییر حالت غیر تعادلیسرد کردن سریععدم امکان استحاله نفوذیAusteniteMartensite

اسلاید 86: مستحکم کردن فلزات3- مستحکم شدن مکانیکی

اسلاید 87: مستحکم کردن فلزات4- مستحکم شدن رسوبی