دانلود مقاله متالوگرافی و کاربرد آن

دانلود مقاله متالوگرافی و کاربرد آن

فهرست مطالب

متالوگرافی و کاربرد آن ۱
مطالعات ماکروسکوپی ساختار فلزات و آلیاژها ۱
مطالعات میکروسکوپی ساختار فلزات و آلیاژها ۳
وسایل و تجهیزات مورد استفاده در متالوگرافی ۵
میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی ۵
میکروسکوپ نوری ۵
میکروسکوپ الکترونی ۶
دستگاه پولیش(صیقل کاری) ۷
عملیات آماده سازی و تهیه یک مقطع متالوگرافی ۸
نمونه برداری Specimen Selection 9
قالبگیری(سوار کردن) نمونه‌ها Mounting 10
سمباده زنی(سمباده کاری) نمونه‌ها Grinding 11
پرداخت کاری(صیقل کاری) نمونه‌ها Polishing 13
صیقل کاری درشت ۱۳
صیقل کاری نهایی ۱۴
حک کردن(ظاهر سازی ساختمان- اچ کردن)Etching 14
متالوگرافی چدنها ۱۷
ساختار میکروسکوپی چدنهای سفید ۱۹
ساختار میکروسکوپی چدنهای خاکستری ۱۹
انواع چدن های خاکستری ۲۰
ساختار میکروسکوپی چدن خاکستری با گرافیت لایه ای ۲۰
ساختار میکروسکوپی چدن خاکستری با گرافیت برفکی ۲۱
(چون مالیبل-چکش خوار)‌ ۲۱
ساختار میکروسکوپی چدن خاکستری با گرافیت کروی(چدن نشکن) ۲۲
بررسی ساختار میکروسکوپی برنجها ۲۳
برنج های مناسب برای کار سرد ۲۴
برنج های مناسب برای کار گرم ۲۴
متالوگرافی آلومینیوم و آلیاژهای آن ۲۵
ریز ساختار آلیاژ ریختگی آلومینیوم(Si-Al) 28

متالوگرافی و کاربرد آن

متالوگرافی، شاخه ای از علم متالوژی است که شامل آماده سازی و مطالعه سطحئ یک نمونه فلزی می‌باشد. در این بررسی و مطالعه، که با استفاده از ابزاری بنام میکروسکوپ صورت می‌گیرد، اطلاعاتی راجع به ساختار درونی قطعات فلزی بدست می‌آید.

بطور کلی، مطالعات ساختاری فلزات و آلیاژها، در زیر میکروسکوپ در دو مقیاس به شرح زیر انجام می‌گردد:

۱) بررسی و مطالعه ماکروسکوپی

Macroscopic Examination

۲) بررسی و مطالعه میکروسکوپی

Microscopic Examination

مطالعات ماکروسکوپی ساختار فلزات و آلیاژها

در این نوع برسی، ساختار فلزات د رزیر میکروسکوپ و با بزرگنمایی کم (تا حدود ۱۰ برابر) مورد مطالعه قرار می‌گیرد. این امر موجب می‌شود تا بر روی سطح وسیعی از نمونه مورد آزمایش یک مطالعه اجمالی انجام می‌شود و اغلب نیز اطلاعات اولیه ای راجع به کیفیت قطعه، یعنی یکپارچگی فلز و ساختار آن، انجماد و کیفیت عملیات نهایی(ریخته گری، کار مکانیکی، جوشکاری و…)بدست آید.

بدلیل پایین بودن بزرگنمایی، بررسیهای ماکروسکوپی در تحقیقات فلزات، بیشتر در مراحل ابتدایی و اولیه بکار گرفته می‌شوند و مطالعات دقیق تر و نهایی، دیگر در این مقیاس قابل بررسی نمی باشند.

مطالعه ساختارهای ماکروسکوپی، می‌تواند هم‌بطور مستقیم بر روی سطح فلز(به عنوان مثال بر روی سطح قطعات ریخته گری یا قطعات آهنگری شده) صورت می‌گیرد و هم‌بر روی مقاطع شکست و نیز بعد از انجام عملیات سطحی ویژه بر روی سطح قطعه انجام می‌شود. در زیر بطور خلاصه، به موارد کاربرد متالوگرافی در بررسی های ماکروسکوپی ساختار فلزات و آلیاژها اشاره می‌گردد:

 بررسی مقاطع شکست قطعات به منظور تعیین علل شکست و نیز نوع شکست از نقطه نظر اینکه، این شکست از نوع تردBrittle Fracture بوده و یا از اینکه و یا از نوع نرم Ductile Fracture می‌باشد.

لازم به ذکر است مقطع شکست ترد، به صورت صیقلی دیده می‌شود، در حالیکه مقطع شکست نرم، بدلیل وجود ناهمواری(پستی و بلندی) تیره دیده می‌شود. شکست نرم با تغییر فرم پلاستیک همراه است.

 تعیین حفره های انقباضی، حفره های گازی، شکافها و محفظه های تشکیل شده در فلز ریخته شده(شمش‌ها یا قطعات ریختگی) که در اثر شرایط نامناسب ذوب و ریخته گری و انجماد حاصل می‌شوند.

 ترکهای تشکیل شده در فلز نورد یا آهنگری شده، ذر حین انجام کار مکانیکی یاعملیات حرارتی .

 محفظه‌ها و مکهای گازی که ضمن جوشکاری در محل جوش بوجود می‌ایند.

مطالعات میکروسکوپی ساختار فلزات و آلیاژها

مطالعه ساختار درونی موارد در زیر میکروسکوپ را، تحت بزرگنمایی های بالا، مطالعه میکروسکوپی و ساختار مشاهده شده در چنین حالتی، ساختار میکروسکوپی می‌نامند.

بر حسب بزرگنمایی مورد نیاز می‌توان فازهای یک ساختار، تعداد، شکل و توزیع آنها را با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکتریکی مورد بررسی و مزالعه قرار داد.

لازم به ذکر می‌باشد که نمونه‌ها در این نوع بررسی ها، بایستی بعد از انجام عملیات سطحی، مورد مطالعه قرار گیرند.

برخی از کاربردهای متالوگرافی در بررسی میکروسکوپی ساختار مواد فلزی به شرح زیر می‌باشد:

 تعیین و تشخیص فازهای تعادلی و غیر تعادلی

 تعیین روش تولید و عملیات انجام شده بر روی قطعه

 متالوگرافی کمی(تعیین اندازه دانه‌ها و آخالها، بویژه تعیین اندازه دانه های فاز زمینه و یا تعداد آخالهای موجود در یک آلیاژ)

برای تعیین اندازه دانه، ساختار میکروسکوپی در یک بزرگنمایی(x100) با مقیاس های استاندارد مقایسه می‌شود. در این اندازه گیری، تعداد دانه‌ها در واحد سطح مقطع میکروسکوپی، شمارش شده و در نهایت قطر متوسط استاندارد یک دانه یا تعداد دانه‌ها در mm³1 فلز محاسبه می‌شود.

محاسبات مربوط به فاکتورهای ذکر شده جهت تعیین اندازه دانه، در جدول زیر نشان داده شده است.(جدول ۳)

لازم به ذکر است که در مقیاس های استاندارد، به هر اندازه دانه یک شماره نسبت داده می‌شود که در حقیقت نشان دهنده مشخصات دانه بندی یک ساختار می‌باشد.

Table3: Parameters of Steel Struture with Various Grain Numbers