سوپر آلیاژ به چه آلیاژهایی گفته می شود؟

سوپر آلیاژ به چه آلیاژهایی گفته می شود؟

در این مقاله قصد داریم تا شما را با نوعی از آلیاژها آشنا کنیم که به آنها سوپر آلیاژ گفته می شود که کاربرد بسیار زیادی در صنعت ساخت قطعات صنعتی دارند.

سوپرآلیاژها به آلیاژهایی گفته می شود که مقاومت بالایی دربرابر مواردی مانند حرارت بالا، خوردگی و یا پوسیدگی و همچنین مقاومت در برابر اکسیداسیون دارند . بیشتر این آلیاژها ترکیب شیمیایی پایه ای دارند که شامل نیکل، نیکل-آهن، و کبالت می باشد. اولین باری که از این آلیاژهای یعنی سوپر آلیاژها استفاده شده است در ساخت مواردی مانند توربین های گازی و همچنین در صنایعی که باید تحمل بالایی در برابر حرارت داشته باشند می باشد مورد استفاده قرار می گیرد صنایعی مانند: تبدیل ذغال سنگ، شیمیایی، ذوب فلزات و … .

البته این نکته را نیز بدانید که مصرف سوپرآلیاژها آنقدر زیاد شده است که امروزه تناژهای بسیار زیادی از این مواد در توربین های گازی مورد استفاده می باشد

در زیر به بعضی از مصارف این مواد اشاره شده است:

  • توربین­های گازی هواپیما از جنس سوپرآلیاژها است
  • توربین­های بخار نیروگاه‌های تولید برق
  • ساخت قالب‌های ریخته ­گری و ابزارهای گرم كار
  • فضاپیماها
  • تجهیزات عملیات حرارتی
  • سیستم­های نوترونی و هست ه­ا نیروگاه های هسته ای
  • سیستم­ های شیمیایی و پتروشیمی
  • تجهیزات و كوره ­های نورد فلزات
  • مبدل­ های حرارتی تبدیل ذغال سنگ

به این نکته همیشه توجه کنید که برای انتخاب سوچر الیاژها برای مصرف زیاد باید به خواصی از آنها توجه کرد برخی از این خواص عبارتند از: شکل پذیری آلیاژ، استحکام در برابر ضربه، مشاومت خزشی آلیاژ، استحکام خستگی و پایداری سطحی آلیاژ .

تقسیم‌بندی سوپر آلیاژها برحسب روش تولید 

با توجه به نحویه تولید سوپرآلیاژها می توان آنها را به چندین نوع تقسیم کرد که شامل:

۱) ابر آلیاژها ی كارپذیر 

سوپر آلیاژ
سوپر آلیاژ

این نوع سوپر آلیاژ ها قابلیت کار مکانیکی بالایی دارند و متوان از طریق کارها و روشهای مکانیکی بر روی این نوع آلیاژها کار بسیار زیادی انجام داد و شکل پذیری خوبی دارند. اگر می خواهیم از این آلیاژهای خاص در مقاطع بزرگی استفاده کنیم باید شمش های سوپر آلیاژ ها در شرایط خاصی تهیه شود زیرا این شمش ها بخاطر دارا بودن عناصر فعال ممکن است در مجاورت هوا در ایندای کار اکسید شوند زیرا برای شکل دهی به این آلیاژهای خاص حرارت داده می شود و به این شکل شرایط برای اکسید شدن فراهم می شود. ذوب کردن سوپرآلیاژهایی که در آنها از پایه نیکل و آهن استفاده شده است حتما باید در خلاء صورت گیرد ولی اگر از سوپر آلیاژ با پایه کبالت استفاده می کند می تواند در هوای عادی نیز کار برش و ذوب کردن را نیز انجام دهد.

 

 

بعد از مرحله تهیه شمش نوبیت به مرحله شکل دهی شمش می باشد که به چند روش انجام می شود. یکی از این روش ها هملیاتی است که به صورت متداول برای برش هر آلیاژی استفاده می شود عملاسوپرآلیاژهای پایه آهن، كبالت و نیكل را می­توان به صورت مفتول، صفحه، ورق، نوار، سیم و اشكال دیگر توسط فرایندهای نورد، اكستروژن و آهنگری تولید نمود.

تعداد سوپرآۀیاژهایی که می توان در دمای پایین شکل دهی را رویشان انجام داد بسیار کم می باشند و عملا برای شکل دهی این آلیاژها باید از دمای بالایی استفاده کرد. معمولا دمای مورد استفاده برا برش این آلیاژهای خاص بین ۱۰۰۰ – ۹۵۰ درجه سانتی گراد می باشد.

۲) سوپر آلیاژها متالورژی پودر 

نکته ای که در همین ابتدای کار باید گفته شود این است که بسیاری از آلیاژهای كارپذیر از طریف فرایندی بوجود می آیند که به آن فرایند ، فرایند متالورژی پودر تولید گفته می شود. امروزه قطعات متالورژی پودر از جنس سوپرآلیاژ با دانسیته كامل از طریق روش‌های اكستروژن یا پرسكاری ایزواستاتیك گرم (HIP) تولید می­گردند. از موهمترین ابزاری که از طریق این گونه آلیاژهای خاص درست می شوند می توان به قیجی ها و همچنین سوزن های جراحی نام برد.

اصلا فرایند متالوژی پودر نسبت به فرایند ریختگری بیشتر ترجیح داده می شود .

برخی از مواردی که باعث می شود که فرایند متالوژی پودر نسیت به فرایند ریختگری ترجیح داده شود عبارت اند از:

  1. این فرایند ترکیب شیمیای را تغییر نمی دهد و همچنین ساختار کریستالی ماده را
  2. دانه های کریستالی که در ابن فرایند بوجود می آید بسیار ریز می باشند
  3. کاهش جدایش ها
  4. در مصرف مواد راندمان بالایی دارد

اما مشكلاتی نظیر حضور گاز باقیمانده، آلودگی كربنی و آخال‌های سرامیكی باعث می­گردد كه در برخی موارد نیز فرایندهای شمش‌ریزی و ترمومكانیكی متداول صورت پذیرند

۳) سوپر آلیاژ پلی‌كریستال ریختگی 

یکی از مواردی که باعث محدودیت در رشد سوپر آلیاژ ها می باشد محدودیت در تکنولوژی هایی است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد پس با گسترش علم و پیدایش فرایند های جدید این صنعت نیز جای رشد بسیار یادی دارد.

در سوپر آلیاژهای ریخته گری خواصی که در الیاژها بوجود می آید بسیار بیشتر از انواع دیگر می باشندزیرا ترکیب شیمیایی این آلیاژهای خاص بسیار بیشتر از انواع فرایندها می باشد هر چند كه انعطاف‌پذیری و مقاومت به خستگی در فرآیندهای كار مكانیكی بهتر از ریخته­گری خواهد بود، اما امروزه با پیشرفت علم و توسعه فرایندهای ریخته گری خواص این سوچر آلیاژها نیز بسیار افزایش یافته است.

سوپر آلیاژ ها از نظر ترکیب شیمیایی

در این قسمت سوپر آلیاژها را بر اساس ترکیب شیمایی که در آنها مورد استفاده قرار گرفته تقسیم می کنیم

۱٫ سوپرآلیاژهای پایه نیکل

ار این آلیاژها در مواردی استفاده می شود که نیاز به عدم تغییر شکل در درجه حرارت بالا می باشد استفاده می شود. خواص این ماده تا حد معینی از طریق استفاده از میزان مشخص از عناصری مانند کروم، کبالت ، آهن ، مولیبدن ، تنگستن ، آلومینیوم ، تیتانیوم بستگی دارد.

۲٫ سوپر آلیاژ های پایه کبالت

این ماده مقاومت بسیار بالاتری نسبت به سوپر آلیاژه های پایه نیکل دارد همچنین این آلیاژ مقاومت بسیار بالای در مواردی مانن حرارت، سایش و مقائمت سایشی خوب برخوردار است . خوب بودن این آلیاژ نسبت به نیکل باعث شده است امروزه در بسیار بیشتر از سوپرآلیاژها با پایه نیکل تولید و مورد استفاده قرار گیرد

۳٫ سوپر آلیاژ های پایه آهن

یکی ا زموادی که از اهمیت بالایی در ساخت سوپر آلیاژها می باشد آهن است. تولید این ماده نسبت به موارد قبلی بسیار ارزانتر می باشد زیرا آهن به وفور یافت می شود. این آلیاژ دارای یک فاز ترگیبی از آهن آستنیت است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مقالات مروط به تراشکاری و اصوا فرز کاری و کار بر روی سی ان سی را مطالعه کنید.

تهیه ده توسط شرکت معجزه صنعت

آلیاژ برنج

درباره آلیاژ برنج

در این مقاله قصد داریم تا برای شما درباره آلیاژ برنج صحبت کنیم و همچنین به شما یاد دهیم که با ترکیب این آلیاژ با مواد دیگر مثل سیلسیم و … چه آلیاژهای محکی بدست می آید و کاربرد آنها در چیست.

در شروع موضوع بیاید با هم مروری بر تاریخچه برنج گفت و گو کنیم.

تاریخ کشف و استفاده از این آلیاژ به چیزی در حدود ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد. در آن زمان در منطقه ای که امروزه آن را با نام سوریه و یا ترکیه شرقی شناخته می شود فلزکارانی بودند که می دانستند چگونه مس را به همراه قلع ذوب کنند و از ترکیب این دو عنصر آلیاژ برنز را تولید کنند.

حتی در آن زمان به توجه به اکشفیاتی که بدست آمده است برخی از فلزکاران بدون آن که آگاه باشند و چیزی در مورد نحویه ساخت این فلز بدانند دست به ساخت این آلیاژ زده اند زیرا گاهی اوقات خاکهایی که از معادن بدست می آورده اند در آنها سنگ معدن قلع و روی با هم وجود داشته و با ذوب آن سنگ ها عملا این دو فلز را ترکیب کرده و برنج را بدست می آورده اند.

در سال های حدود ۲۰ سال قبل و بعد میلاد مسیح فلز کارانی که در کناره های دریای مدیترانه زنگی می کرده اند یاد گرفتند که چگونه دو فلز قلع و روی را از هم شناسایی و جدا کنند و به این شکل شروع به جدا کردن و آسیاب کرد روی همراه با مس از سنگ ها و تزکیب آنها با یکدیگر به منظور ساخت سکه های برنجی کردند. از سال ۳۰۰ میلادی صنعت درست کردن آلیاژ برنج در دنیا به ویژه در کشورهای آلمان و هلند بسیار پیشرفت کرد و شگفتی های جالبی بوجود آمد.

آلیاژ برنج
آلیاژ برنج

با توجه به این که فلزکاران اولیه افرادی بسیار باهوش بودند و توانسته بودند سنگ معدن روی را از سنگ معدن قلع تشخیص دهند ولی با این حال هنوز هم نمی دانستند که روی هم یک نوع فلز می باشد و خصوصیات آن را نیز نمی دانسته اند. تا اینکه در سال ۱۷۴۶  دانشمندی آلمانی به نام آندریاس سگیسموند مرگراف(۱۷۸۲-۱۷۰۹) فلز روی را کشف و خصوصیات آن را تعیین کرد و بر روی آن نام زینک به معنای روی را گذاشت. البته در سال ۱۷۸۱ در کشور انگلستان فرایند ترکیب دو فلز روی و مس جهت ایجاد آلیاژ برنج تعیین و در نهایت به ثبت رسید.

اولین خشاب  فلزی که در سلاح های گرم استفاده می شد در سال ۱۸۵۲ درست شد در حالی که امروزه نیز مانند گذشته خشاب های تفنگ ها و همچنین خود گلوله ها از آلیاژ برنج ساخته می شوند. البته با این که فلز های گوناگونی برای این منظور مورد آمزنایش قرار گرفت ولی بهترین قابلیت ها آلیاژ برنج از خود بروز داد و به این دلیل هم امروزه از این آلیاژ برای ساخت تیز ها استفاده می شود. زیرا این آلیاژ قابلیت انبساط خوبی داشته و با شکلیک گلوله از داخل تفنگ فشار وارده را به راحتی تحمل می کند. البته ویژگی دوم این آلیاژ که باعث انتخابش شد انقباض بسیار سریع این فلز می باشد زیرا پس از شلیک  فلز برنج به سرعت منقبض شده تا خشاب خالی امکان خروج از سلاح گرم را پیدا کند. این ویژگی منصر به فرد آلیاژ برنج به توسعه سلاح های تیربار اتوماتیک منجر گشت.

از ویژگی های این آلیاژ می توان به رنگ آن اشاره کرد که به به رنگ طقریبا زرد و کمی متمایل به طلایی رنگ می باشد . این آلیاژ در برابر کدر شدن و همچنین لکه دار شدن بسیار مقاوم می باشد و این موضوع به معنای آن است که دیر اکسید می شود و تا حدی قابلیت ضد زنگ را دارد. دمای که این آلیاژ در آن ذوب می شود چیزی در حدود ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتی گراد بوده و همچنین این فلز قابلیت چکش کاری خیلی بهتری نسبت به مس و روی که دو عنصر تشکیل دنده آن می باشند دارد.

البته به این نکته هم دقت کنید که سختی و همچنین نرم بودن این فلز می تواند با تغییر در مخلوط مس و روی که در آن استفاده می شود تغییر کند.

یکی دیگر از ویژگی های آلیاژ برنج خاصیت میکروب کشی آن می باشد، آن هم به این دلیل می باشد که در این آلیاژ از فلز روی استفاده می شود که به نوبه خود روی هم خاصیت میکروب کشی دارد به همین دلیل هم در ساخت دسگیره های بیمارستانها از فلز روی استفاده می شود تا به این شکل میکروب ها از بین بروند.

امروزه در حدود ۹۰%  از فلزات برنج را بازیافت می کنند زیرا فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آنها مخلوط می شود جدا کرد.بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می کنند. چگالی متوسط برنج ۸.۴ گرم بر سانتیمتر مربع است.

انواع آلیاژ برنج

برنج دریاسالار: این آلیاژ تشکیل شده از ۳۰% روی به همراه ۱% قلع می باشد.

برنج آلفا: در این آلیاژ روی استفاده شده کمتر ۳۵% می باشد، موارد استفاده از این نوع آلیاژ در کارهایی با فشار بالا می باشد که ضربه های بسیار زیادی به ابزار وارد می شود . عملا ابزار تولیدی به کمک این آلیاژ دارای استحکام بالایی می باشد.

برنج بتا: این آلیاژ سختی بسیار بالایی در برابر گرما و فشار از خود نشان م یدهد و این آلیاژ از ۴۵% تا ۵۰% روی تشکیل شده است.

برنج آلفا بتا: در جاهایی که درجه حرارت بالا می باشد استفاده از این آلیاژ بسیار کارآمد است و تشکیل شده از ۳۵% تا ۴۵% روی می باشد

برنج آلومینیومی: این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می دهد و آن هم به دلیل دارا بودن آاومینیوم در داخل خود می باشد. و بیشتر در ساخت سکه از این آلیاژ استفاده می کنند.

برنج آرسنیکی: تشکیل شده از دو عنصر آلومینیوم و آرسنیک می باشد. در این آلیاژ برای جلو گیری از خوردگی و مقاومت بیشتر علاوه بر آلومنیوم از ۳% آرسنیک نیز استفاده شده است

برای کسب اطلاعات بیشتر در بابساخت قطعات صنعتی مقالات مربوط به  تراشکاری و اصوا فرز کاری و کار بر روی سی ان سی را مطالعه کنید.

تهیه شده توسط شرکت معجزه صنعت

چه نکاتی در طراحی قطعات باید رعایت کنیم؟

چه نکاتی در طراحی قطعات باید رعایت کنیم

در این مقاله قصد داریم تا برای شما دوستان گرامی نکاتی در طراحی قطعات را بازگو کنیم تا به کمک آنها بتوانید قطعات دقیق تر با کیفیت بالا را طراحی و تولید کنید.

نکته مهم و اصلی که در طراحی قطهات باید به آنها توجه کنید این می باشد که ظراحی قطعات مکانیکی باید به شکلی صورت گیرد که مهار و بستن آنها در دستگاه تراش کاری به راحتی صورت گیرد. از دیگر که باید به آن توجه ویژه ای داشته باشید اجتناب از تشکیل گوشه تیز می باشد زیرا این مورد این مورد احتمال این که ابزار تراشکاری شکسته شود را بسیار افزایش می دهد. و همچنین از برش های ناگهانی در برین و قطعه قطعه کردن بسیار پرهیز کنید زیرا این کار اثر بسیار زیادی در کاهش عمر ابزارهای تولید شده دارند.

انتهای سوراخ کور

در طراحی قطعه هایی که دارای سوراخ می باشند یادتان باشد که خلاصی لاز م برای ابزارهایی که در آن سوراخ ها قرار می گیرند را قرار دهید زیرا این کار باعث می شود انجام عملیات های بعدی مانند هونینگ , بورینگ , برقوکاری و سنگ زنی بسیار راحت تر و همچنین ساده تر شود و به همین شکل هزینه تولیدی نیز بسیار کاهش یابد.

توصیه می شود که در فرایند طراحی مقدار خلاصی انتهای سوراخ برابر یا بزرگتر از ۳ درصد قطر سوراخ در نظر گرفته شود.

طراحی جای خار

طراحی قطعات
طراحی قطعات

در طراحی قطعات خار دار جای خار را باید به گونه ای طراحی کرد که انتهای آن فیلت خورده باشد. در واقع جای این باید به وسیله ی ماشین های فرز و تیغه فرزهای انگشتی ماشین کاری شوند تا به مکم این دستگاه ها لبه های فلت خورده خار به درستی و با دقت بالا در جای خار ایجاد شده قرار گیرند.

نکته این قسمت این می باشد که قطر تیغ فرزی که مورد استفاده قرار می گیرد باید برابر یا حداقل کمی کوچکتر از جای خاری باشد که داریم بوجود می آوریم. باید دقت نمود که اگر شعاع فیلت انتهای جای خار برابر شعاع تیغه فرز باشد ,سرعت ماشینکاری جای خار بیشتر شده و در نتیجه زمان آن کاهش می یابد.

 

قطعات مدور نازک و بلند

اگر ما در حال تهیه قطعات نازک برای کارمان هستیم توصیه ای که ما برای شما داریم این است که در انتهای آزاد قطعه قسمتی را جهت قرار گیری مرغک ماشین تراش ایجاد کنی. زیرا در صورتی که به این نکته توجه نکنید و قطعه را در سمت آزاد مهار نکنید، قطعه های که بر روی کار داریم انجام می دهیم تحت فشار زیادی قرار می گیرد و این موضوع باعث شده تا قطعه کار خم شده و عملا از حالت استوانه ای که داشته است خارج شود. و از آن گزشته ممکن است قطعه کار در سمت سه نظام دستگاه شل شده و با جدا شدن آن, حادثه و آسیب ایجاد شود.

اگر نظر ما را بخواهید بهتر است در طراحی هایی که انجام می دهید، قطعات را به گونه ای طراحی کنید که نیاز به بستن آنها در مرغک تراشکاری نباشد. به همین منظور توصیه می شود که طراحی قطعات تراشکاری به صورتی انجام شود که نسبت طول کلی قطعه به حداقل قطر آن کمتر یا برابر ۸ در نظر گرفته شود .

حداقل شعاع گوشه داخلی

همیشه توصیه ای که به همگان می کنیم این است که از ایجاد گوشه ای تند در طراحی خود اجتباب کنید و شعاع گوشه ها را به اندازه ای بزگ در نظر بگیرید که ازار با شعاع بزرگ نیز بتوانند به راحتی آنها را تراش و یا برش دهند زیرا ابزارهای با شعاع بزرگ, کمتر از سایر تیغه های تراشکاری مستعد شکستن می باشند.

در ساخت قطعات یکی از مواردی که که مشخص کننده ی نوع تیغه ی مورد استفاده می باشد در واقع حداقل شعاع در گوشه های داخلی قطعه می باشد.

خلاصی قطر خارجی

برای ماشین کاری نرم و راحت تر قطعات صنعتی یکی از کارهایی که می توان انجام داد گرفتن خلاصی در قطر خارجی پروفایل تراشکاری می باشد. طراحی پروفایل قطعات برای برش کاری باید به شکلی باشد که ابزار تراش و برش بتوانند به راحتی داخل آن حرکت کنند و نیاز نباشد برای هر حرکتی ابزارها را تعویض کرد و یا به عبارت دیگه می تواند گفت که به حداقل تعویض قطعات تراشکاری بتوان تراش را به راحتی انجام داد زیرا برای تراشیدن شیارهایی که شیب بسیار تندی دارند نمی توان در یک مرحله عمل تراشکاری را انجام داد و نیاز به تعویز چند باره قطعات تراشکاری می باشد.  در دلیل هم ,پروفایل هایی که دارای سطوحی با شیب حداکثر ۵۸ درجه نسبت به محور قطعه کار هستند را می توان براحتی تراشکاری نمود.

شیارهای طولی متقارن

پیشنهاد می شود تقارن بین شیارهای محوری و جای خارها وجود داشته باشد البته نسبت به حول محور دوران. اگر یک چنین تقارنی را در طراحی های قطعات رعایت نکنیم باعت بوجود آمدن مشکلات در زمان منتاژ و کوپل شدن قطعات می شود.

در دنیای امروزه تولید ماشین الات جدید با هدف همواره با صرفه جویی در زمان و هزینهی تمام شده تولید دستگاه بوده است.به همین دلیل هم صنعت گران و مهندسان همواره بر آن بوده انید تا رویکرد مبتکرانه و راه حل های جدیدی خلق دستگاه های جدید و فرایندهای طراحی بهینه شده ابداع کنند تا بهترین و بهینه ترین ابزارها را بتوانند تولید کنند. یکی از این ابزارهای که در چند سال اخیر در راستای همین اهداف ساخته شده است دستگاه پرتابل می باشد. این گونه ماشین ها بیشتر برای فرایندهای و کارهای ماشین کاری در ابعاد بسیار بزرگ انجام می شود در واقع از این گونه ابزار جدید بیشتر برای طراحی هایی استفاده می شود که حمل آن قطعات بسیار پیچیده و سختی می باشد. از جمله مزیت استفاده از این گونه دستگاه های جدید این می باشد که می توان ابزار را در همان محل مورد استفاده تولید کرد بدون نیاز به مونتاژ قطعات .البته قطعات بزرگ نیاز به حمل و نقل تا محل مورد استفاده دارند.

پیشنهاد می کنیم آموزش بیشتر مقاله های مربوط ساخت قطعه و CNC و همچنین مقاله مربوطه به فرزکاری را مطالعه کنید.

تهیه شده توسط شرکت معجزه صنعت

درباره آلومینیوم بیشتر بدانید

درباره آلومینیوم

در این مقاله قصد داریم تا با شما در مورد فلز آلومینیوم  و انواع آن صحبت کنیم زیرا این فلز کاربرد بسیار زیادی در صنعت تراشکاری و ساخت قطعات صنعتی ایفا می کند.

فلز آلومینیوم  یکی از فلزاتی می باشد که در صنعت فلز کاری به عنوان فلزات واسطه مورد استفاده قرار می گیرد . این فلز در کشورهایی مانند آمرکا و یا کاندا تلفظ جدایی دارد و بیشتر آن را با تلفظ «آلومینیُم»  یا «آلومینُم» مورد خطاب قرار می دهند. یادتان باشد که هر دو تلفظ این فلز از واژه lumen به معنای نور می باشد.

قبل از جداسازی فلز آلومینیم، اکسید این فلز را  آلومین می نامیدند. دانشمند ومحقق آمریکایی هامفری دیوی که موفق نشده بود از آلومین، فلز آلومینیم درست کند، او بعد ها  گفت که می‌خواهد نام این فلز را «آلومیم» بگذارد. ولی بعداً آن را به «آلومینم» تغییر داد تا با آلومین مطابقت داشته باشد. با این حال واژهٔ آلومینیم کاربرد عمومی پیدا کرد بود، زیرا نام بسیاری از عنصرهای فلزی به «یُم» ختم می‌شود.

علامت شیمیای آلومینیوم در جدول مندلیوف AL بود که شبکه کریستالی این فلز را با نماد fcc نمایش می دهند . این فلز به راحتی می تواند عناصری مانند کربن، نیتروژن، بر، هیدروژن، اکسیژن به دلیل شعاع اتمی کوچکی که دارند در خود به صورت محلول قرار دهند . این فلز پر مصرف در صنعت فلز کاری دارای نقطه ذوب ۶۶۰ درجه سانتی گراد و نقطه جوش ۲۷۵۰ درجه می باشد.

این فلز در دمای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه اکسید می شود به همین خاطر هم از فلز آلومینیم در دمای بالاتر ار ۱۰۰۰ استفاده صنعتی نمی شود .

انبساط این فلز در حالت مذاب زیاد می باشد زیرا وزن مخصوص این فلز ۷٫۲ و در حالت مذاب ۳٫۲ است به همین دلیل هم می گوییم در حالت مذاب دارای انبساط بسیار زیادی می باشد.

از عناصری که با ترکیب آنها با آلومینیوم می توان آلیاژهای مختلفی ایجاد کرد می توان به منیزیم، مس و سیلیسیم اشاره کرد می توان حتی هر سه این عناصر را به هم ترکیب کرد سپس با ترکیب ماده جدید با آلومینیوم آلیاژی جدید بوجود آورد. هر کدام از این عناطر باعث می توان مقاومت آلومینیم  در برابر خوردگی و ماشین کاری بالا برود و به همین شکل ارزش این عنصر نیز افزایش یابد.

تاریخچه کشف 

"<yoastmark

فلز آلومینیم  به کمک شیمیدان و فیزیکدان اهل دانمارک به نام هانس کریستین کشف شد. در روم باستان از این عنصر استفاده های بسیار زیادی مشده است به طور مثال می توان گفت که از آن برای ثابت کردن رنگ رد رنگرزی ها و همچنینی در علم پزشکی براب بند آوردن خون در زخمها به کار می بردند و البته هنوز هم در علن پزشکی از این عنصر برای بند آوردن خون استفاده می شود. در سال ۱۷۶۱ گویتون رموروو پیشنهاد کرد که تا این عنصر را با نام آلومین بنامیم.

این نکته را به یاد داشته باشید قابلیت های متفاوتی که در آلومینیم  وجود دارد به خاصر المان های آلیاژی مه رد آن استفاده شده است و همچنین به خاطر عملیات حرارتی و پروسه ساخت این الیاژها با هم بسیار متفاوت می باشد.

 

آلیاژهای آلومینیوم

در انی قسمت انواع آلومینیم  را نام می بریم و سعی بر آن داریم تا خلاصه ای از خصوصیات این آلیاژهای آلومینیم  را با همد مرور کنیم.

GC1115 این ماده که یکی از آلیاژهایی می باشد که از آلومینیم  بست می آید در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و از برای مواردی که نیاز به استحکام بالا دارد مورد استفاده قرار می گیرد عملا برای خضن تراشی از این آلیاژ استفاده می شود

H10 این آلیاژ آلومینیم  یکی از مهبوب ترین آلیاژها می باشد و در بسیاری از ابزارها از این نوع آلیاژ استفاده می شود و انتخاب اول بیشتر صنعت کاران می باشد. از این آلیاژ در پرداخت کاری و همچنین روکش برای فلزهای دیگر استفاده می شود البته در خشن کاری نیز از این آلیاژ آلومینیم بسیار استفاده می شود.

برای فینیش در شرایط پایدار، اینسرتهای با لبه الماس پلی کرسیتال (PCD) از گرید CD10 توصیه می شود. CD10 در مقابل لبه انباشته مقاومت بهتری در مقایسه با گریدهای کاربید دارد. همچنین یک سطح یکنواخت و طول عمر بیشتر ابزار را می دهد.

برای آلومینیم های با سیلیس بیش از ۱۳%، اینسرت CD05 باید استفاده شود، در حالی که عمر ابزار کار باید در این گونه موارد به طور محسوسی کاهش می یابد. برای به دست آوردن یک سطح پرداخت عالی، CD15 نیز بسیار مناسب می باشد.

می توان گفت که آلیاژهای آلومینیومی ربخته گری جزوء پر مصرفترین این ماده در صنعت می باشند و دلیل آن هم این است که گرانروی پایین این آلیاژ در فرآیند های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند فرایندهای مانند فرایند دایکست و سایر فرایندهای ریخته گری الومینیوم و به این شکل می توان انواع اشکال و ابزار آلات پیچیده را ساخت.

نوعی دیگر از این آلیاژ وجود دارد که به آن آلیاژهای سخت آلومینیوم گفته می شود از این گروه بیشتر در صنایع هوایی و فضایی استفاده می شود زیرا این مواد وزن بسیار پایینی را دارا می باشند ولی با این که وزن آنها بسیار پایین است از استحکام و مقاومت بسیار بالایی برخوردر می باشد. این ویژگی ها به ما این امکان را می دهد که بتوانیم ابزاری بسیار مقاوم در برابر اتفاقات پیش بینی نشده بسازیم.

عنصر مس یکی از عناصری می باشد که زمانی که با عنصر آلومینیوم ترکیب می شود مقاومت مگانیکی به شدت زیادی به آلومینیوم می دهد. زمانی که عنصر مس را با آلومنیوم اضافه می کنیم منطق جی.پی در ساهتار آلومینیوم تشکیل می شد که این موضوع به نوبه خود مقاومت این آلیاژ را بشدت بالا می برد.

علاوه بر این موارد می توان با اضافه کردن مقداری از عنصر روی، آلیاژهای فوق‌سخت آلومینیوم را تولید کرد که دارای بیشترین نوع استحکام از بین انواع مختلف این آلیاژهای می باشند.

امروزه مصارف استفاده از این آلیاژ به قدری زیاد شده است که عملا می توان ابزارهای بسیار زیادی برای انجام دادن کارهای روزمره منازل از این آلیاژ تهیه کرد.

تهیه شده توسط شرکت معجزه صنعت

پیشنهاد در صورت علاقه به صنعت تراشکاری و ساخت قطعات صنعتی مقاله های مربوط ساخت قطعه و CNC و همچنین مقاله مربوطه به فرزکاری را مطالعه کنید

انواع آلیاژ چدن

انواع آلیاژ چدن

چدن آلیاژی است که از ترکیب آهن و کربن به وجود آمده است در واقع چدن آهنی می باشد که بین ۲٫۱ الی ۳٫۲ درصد کربن رد آن موجود می باشد. برای شناسایی انوان این آلیاژ از رنگ مقطع آن استفاده می شود. عناصر اصلی که این آلیاژ پر استفاده از آنها بوجود آمده اند عناصرب مانند کربن و سیلیسیم می باشند ولی ابن نکته را باید مورد توجه قرار داد که بیش از ۹۵ درصد وزنی چدن از آهن بوجود آمده است. در علم شیمی چدن را به عنوان آلیاژ سه گانه می شناسند زیرا در صد وزنی عناصر تشکیل دهنده آن بین ۲٫۱ تا ۴ درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم دارد و مابقه آن از آهن می باشد.

انواع چدنها البته به جز نوع داکتیل، ترد می باشند و به خاطر نقطه ذوب پایین تر از آهن قابلیت های بسیاری از جمله سیالیت، ریخته گری و ماشین کاری و مقاومت در برابر سایش داشته و این موارد باعث شده است که این آلیاژ در دامنه وسیعی از موارد مورد استفاده قرار گیرد از جمله در ساخت انواع لوله ها، ماشین ها و اواع قطهات صنعت خودرو مانند جعبه دنده مورد استفاده قرار گیرند. ویژگی منحصر به فرد این آلیاژ این می باشد که در مقابل اکسایش و یا بهتر بگویم خوردگی بسیار مقاوم می باشد.

تاریخچه از اتفاقات آلیاژ چدن

در اوایل عصر انقلاب صنعتی از آلیاژ چدن در ساخت بسیاری از کارخانجات استفاده می شده است که این موصوع اصولا کاری اشتباه بوده آن هم به این خاطر از این آلیاژ استفاده می شده که تصور میشده که عملا این نوع آلیاژ ضد آتش بوده است که تصوری اشباه بوده و البته ارزان بودن آن هم در انتخابش بی تاثیر نبوده است. البته به این نکته نیز باید دقت شود که این آلیاژ عملا برای نگه داری ابزار آلات سنگین بسیار مقاوم می باشد.

انواع آلیاژ چدن
انواع آلیاژ چدن

در آن دوران از این آلیاژ در ساخت بسیاری از پل ها و سیستم های راه آهن استفاده می شده که عملا نتایج بسیار بدی به جا گذاشته است. بعد ها هم در خط ریل های زیر پل ها مورد استفاده قرار گرفته که باعث مرگ افراد زیادی شده. هملا استفاده از چدر قرنهای بسیاری ادامه داشت. به شکلی که در قرن ۱۸ در انگلستان روش جدید ابداع شده که عملا باغث شد تا از این آلیاژ در ساخت ساز ساختمانها نیز استفاده شود .

انواع آلیاژ چدن

در مجموع ۵ گروه اصلی از آلیاژ چدن وجود دارد که عبارت اند از:

چدن خاکستری (GCI)

چدن گره دار (NCI)

چدن مالیبل (MCI)

چدن گرافیتی (CGI)

چدن آزتمپر (ADI)

چدن خاکستری (GCI)

 

در ساخت این نوع آلیاژ از لایه های گرافیک استفاده شده است و ویژگی اصلی این آلیاژ شامل: شکنندگی پایین یا بهتر بگوییم مقاومت در برابر ضربه پایین و همچنین ایت آلیاژ هادی گرمای پایین بودن و تولید گرمای کمی در پ.رسه های ماشین کاری اشاره کرد.

چدن خاکستری قابلیت ماشین کاری بسیار پایینی دارد که این موضوع عملا به خاطر مقاومت پاینش در برابر ضربه می باشد که باعث ایجاد نیروی برشی بسیار پایین می باشد. در این نوع آلیاژ خوردگی بر اثر سایش ایجاد می شود و عملا هیچ گونه سایش شیمیایی ندارد.

چدن گره دار (NCI)

این آلیاژ از گرافیت کروی شل ایجاد شده است که می توان از ویژگی اصلی آن به مواردی مانند: سفتی مناسب، مقاومت به ضربه خوب ، مقاومت کششی خوب و تولید گرما در حین ماشینکاری و … اشاره کرد.

چدن مالیبل (MCI)

آلیاژ چدن مالیبل مقاوت بسیار بالاتری نسبت به چدن خاکستری دارد و همچنین مانند چدن گرد که در مورد آن با شما صحبت شده است دارای قابلیت ماشین کاری می باشد که از این جهت بسار مفید می باشد.

آلیاژ چدن گرافیتی (CGI)

اگر بخواهم از دید قابلیت ماشین کاری به چدن گرافیتی نگاه کنیم باید بگوییم که این آلیاژ در بین چدن خاکستری و گره دار قرار دارد.  ولی می توان گفت که مقاومت کششی این چئن دو تا سه برابر از مقاومت کششی چدن خاکستری بیشتر بوده و هدایت گرمایی آن بسیار پایین بوده و باعث ایجاد گرمای بسیار زیادی در حین ماشین کاری می شود و در جه حرارت زیادی در ناحیه برش ایجاد می کند.

چدن آزتمپر (ADI)

عمر ابزارهایی که از چدن آزتمپر در آ«ها استفاده شده از نسبت به چدن گره دار ۵۰ تا ۴۰ درصد کمتر می باشد زیرا در این آلیاژ مقاومت گششی و همچنین شکل پذیری به آلیاژ فولاد بسیار نزدیک بوده ولی به این نکته نیز باید دقت کنیم که پرسه تشکیل براده در این آلیاژ به صورت ورقه ورقه بوده . در این نوع آلیاژ تمرکز سایش در نزدیکی لبه ها می باشد آن هم به دلیل بارهای گرمایی و مکانیکی بالایی که این آلیاژ دارد. سخت شدگی در حین تشکیل براده موجب منجر به نیروهای برشی دینامیکی بالا می شود.

نکته: دمای لبه برنده فاکتور مهمی برای تشخسص سایش می باشد.

موارد استفاده آلیاژ چدن

در دوران قدیم قبل از این که فولاد شاخته شود و به تولید انبوه برسد از آلیاژ چدن برای ساخت پل ها، لوله های انتقال آب و مواد، درپوش چاه های حیابان ها، ساخت ماشین آلات و بسیاری از چیزهایی دیگر که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گرفت. ولی پس از کشف فولاد این ماده جایگاه چدن را در ساخت قطعات صنعتی به خود اختصاص داد. ولی امروزه از چدن در شکل پیشرفته تری استفاده می شود که از آنها می توان مواردی مانند خرپای سقف، شاغول کردن، خطوط انتقال گاز و ساخت پنجره های دکوراتیو استفاده کرد.

معایب و مزایا این آلیاژ

در برخی از کارهای معماری و طراحی ها از چدن استفاده می شود ولی استفاده از این آلیاژ معایب و مزیت های خاص خودش را دارد. از معایب آن می توان گفت که در تحمل فشار بسیار خوب عمل می کند ولی در مقابل کشش و خمش بسیار ضعیف می باشد به شکلی که به راحتی ترک برداشته و می شکند و همچنین در برابر حرارت بلا مثلا آتش سوزی مقاومت خود را به سرعت از دست داده و ذوب می شود.

 

پیشنهاد می کنیم مقالات مربوط به  تراشکاری و اصوا فرز کاری را مطالعه کنید و اگر علاقه به برش و برش کاری دارید مقاله سی ان سی را مطالعه کنید.

تهیه شده توسط شرکت معجزه صنعت