بخاطر تو

فصل اول

اجسام بصورت فيزيكي به چندحالت يافت مي شود؟

 جامد- مايع- گاز

براي تبديل هريك ازحالات مواد به حالت ديگر به چه چيزهايي احتياج داريم؟

به صرف كاروانرژي

خوصيات هريك ازحالات موادرابنويسيد:

خصوصيات جامد: داراي شكل و حجم معيني هستند ودامنه ي ارتعاشات اتم ها ازحدمعيني تجاوز نمي كند واتم ها درارتباط كامل با هم هستندوبراي لغزاندن اتم ها برروي هم به نيروي زيادي احتياج داريم.

خصوصيات مايع: داراي حجم ثابت هستند ولي شكل معيني ندارند وشكل ظرف رابه خود مي گيرند.

خصوصيات گازها: حجم وشكل آنها ثابت نيست.

نكته: انرژي لازم براي لغزاندن اتم ها درحالت جامد 1020 برابر اين انرژي براي حالت مايع است.

منظوراز علم ترموديناميك چيست؟

 علم مطالعه روابط بين كاروگرما

سه واحدي راكه براي حرارت درترموديناميك وجوددارد رابنويسيد:

كالري، كيلوكالري، B.T.U ودرسيستم Si واحدحرارت ژول است.

 

 

كالري راتعريف كنيد:

مقدار حرارتي است كه درجه حرارت يك كيلوگرم آب رابه مقدار يك درجه ي سانتي گراد بالاببرد* مقدارحرارتي كه آب 5/14 درجه رابه 5/15 درجه سانتي گرادبرساند.

B.T.U راتعريف كنيد:

مقدارحرارتي است كه درجه حرارت يك پوند آب رابه ميزان يك درجه فارنهايت افزايش دهد.

نكته: درسيستم Si واحدحرارت ژول مي باشد.

 گرماي نهان گداز راتعريف كنيد:

مقدار حرارتي است كه واحدجرم جسم (فلزخالص) لازم دارد تا پس از رسيدن به نقطه ي ذوب بدون تغييردما به مايع تبديل شود همچنين مايع پس از رسيدن به نقطه ي ذوب (انجماد) مقداري رارت ازدست مي دهد تا جامدشود.

چه عاملي درنقطه ي ذوب مؤثراست؟

فشار- تركيب شيميايي

موادي كه دراثر ذوب حجمشان كم مي شود رانام ببريد وافزايش فشار درنقطه ذوب آنها چه تأثيري مي گذارد؟

يخ- بيسموت- فزايش فشار باعث كاهش نقطه ي ذوب مي شود.

اجسامي كه درهنگام ذوب حجمشان زياد مي شود افزايش فشار باعث افزايش نقطه ذوب افزايش نقطه ذوب مي گردد.

نكته: فلزات خالص داراي نقطه ذوب وانجماد ثابت هستند. مثال: كداميك ازفلزات وآلياژهاي زير داراي نقطه ذوب ثابت هستند؟ آلمينيوم- چدن- فولاد- برنج.

آلياژ: به مخلوط 2يا چندفلز ويا غيرفلز گفته مي شود كه پس از ذوب وآلياژ شدن كلاً خاصيت فلزي داشته باشد.

نكته: آلياژ درجريان ذوب شدن درجه حرارت ثابتي ندارند وبرخلاف فلزات خالص نقطه ذوب وانجماد شان ثابت نيست.

نكته: نقطه ذوب دررابطه با آلياژها درجه حرارتي است كه درهنگام گرم كردن اولين قطره هاي مذاب ظاهرمي شود درحالي كه نقطه ي انجماد درجه حرارتي است كه درجريان سردكردن مذاب اولين هسته هاي جامد درآلياژ ظاهرشود.

 منظوراز دامنه ي انجماد چيست؟

فاصله ي درجه حرارتي ذوب وانجماد رادامنه انجمادمي گويند.

نكته: دامنه ي انجماد فلزات خالص وتركيبات شيميايي خالص صفربوده ومذاب دريك درجه حرارت ثابت به جامد تبديل مي شود.

منظوراز گرماي ويژه چيست؟ واحدآن رابنويسيد.

گرماي ويژه يك جسم مقدار حرارتي است كه درجه حرارت واحد جرم جسم رادريك درجه سانتي گراد وبالا ببرد. گرماي ويژه برحسب    یا یا

 

 

منظورازچگالي چيست؟

جرم واحدراچگالي گويند وبرحسبگرم بر سانتي مترمكعب ويا كيلوگرم برمتر مكعب بيان مي شود.

 

 

چگالي فلزات به چه عواملي بستگي دارد؟

چگالي فلزات خالص وعناصر خالص به ساختمان بلوري وشكل هندسي وعوامل فيزيكي مانند درجه حرارت و فشار وعوامل شيميايي مانند تركيب شيميايي بستگي دارد.

 

 

منظوراز اجسام هادي وعايق چيست؟

اجسامي كه مي توانند حرارت خودرا به ساير قسمت ها واجسام ديگر انتقال دهند هادي واجسامي كه قادر به عمل انتقال حرارت نيستند عيق مي گويند. (حدفاصل دودسته رانيمه هادي گويند).

حرارت به چندطريق انتقال مي يابد؟

3 طريق هدايت- جابجايي- تشعشع.

نكته: در ريختگري وبه خصوص دركوره هاي صنعتي پديده ي انتقال حرارت ازسه طريق: هدايت- جابجايي- تشعشع مي باشد درحالي كه درمورد انجماد فلزات عملاً قابليت هدايت قالب عامل اصلي انتقال حرارت مذاب به خارج مي باشد.

منظوراز گران روي يا ويسكوزيته چيست؟

اصطحكاك دروني سيال راويسكوزيته يا گران روي گويند. (درريخته گري ويسكوزيته فلزات مايع درطراحي سيستم راگاهي وپرشدن قالب اهميت دارد.

نكته: درريختگري دركارهاي عملي به جاي استفاده ازشرايط گرانروي كه مبناي فيزيكي داردازشرايط سياليت يا رواني كه مختص ريختگري است استفاده مي شود.

منظور از تنش سطحي چيست؟

دريكلايه ازمايع نسبت نيروي سطحي به طول مؤثر كه نيرودرآن اثر مي كند راتنش سطحي مي گويند.                                                                                                    

                                                                                         

تنش سطحي فلزات مايع برحسب اساسي تغييرمي كند؟

برحسب تركيب شيميايي تغييرمي كند علاوه بر اين حضور فيلم اكسيدي درشرايط ذوب به دليل جامد بودن موجب افزايش تنش سطحي مي شود.

 

 

منظور ازسياليت چيست؟

عبارت است ازقابليت پركردن تمام قسمتهاي قالب توسط آلياژمذاب.

عوامل مؤثر برسياليت رابنويسيد:

درجه حرارت- تركيب شيميايي- تنش سطحي- موادقالب- اثرات سطحي قالب- اثرات فشارهوا

روش هاي اندازه گيري سياليت رابنويسيد:

آزمايش مارپيچ- آزمايش صفحه

نكته: درگروه فلزات (گروه 3،2،1) ههرچه ازسمت بالا جدول به سمت پايين مي آييم فعاليت فلزي افزايش مي يابد.

نكته: درگروه نافلزات (4تا7) هرچه ازسمت بالاي جدول به سمت پايين مي آييم فعاليت نافلزي كاهش مي يابد.

فصل 2

عمليات كيفي راتوضيح دهيد:

به مجموعه عملياتي گفته مي شود كه درخلال ذوب وريخته گري به منظور بهبود بخشيدن به خواص متالوژي، فيزيكي وريختگري انجام مي شود.

 

مهمترين عمليات كيفي روي مذاب رابنويسيد:

گاززدايي- آخال زدايي- تلقيح كردن يا جوانه زدن

علت بوجودآمدن هك ها چيست؟

عموماً هك ها درنتيجه ي محبوس شدن گاز درحين عمليات ريخته گري وانجماد بوجود مي آيد.

 

 

مهمترين اثراتي كه گاز با مذاب دارد؟

شيميايي- فيزيكي- خنثي

 

 

مهمترين اثرات شيميايي گازها رابنويسيد:

برخي ازگازها براثر تماس با فلزات مذاب واكنش شيميايي انجام مي دهندوتركيبات شيميايي مانند اكسيد، سولفيد، نيتريدها، كربن ها بوجودمي آورد اين تركيبات دراطراف مذاب ذرات ريزي مي باشند مثل اكسيد آلمينييوم.

اثرفيزيكي گازها درمذاب: تعدادي ازگازها ممكن است درمذاب حل شود اين گازها معمولاً ميل تركيبي شيميايي با مذاب ندارند ودرمذاب به صورت اتمي حل مي شوند مانند: گاز هيدروژن درمذاب AL

اثر گازخنثي بودن گازچگونه است؟

بعضي ازگازها ميل به تركيب شيميايي واثر شيميايي ويا فيزيكي ندارند به اين گازها خنثي يا بي اثر مي گويند.

منابع توليدگاز درمذاب رابنويسيد:

هواي محيط- سوخت ومحصولات_ احتراق- موادنسوز- وسايل وابزارهاي ذوب- موادشارژ- موادقالب وماهيچه

علت پاشين مذاب ازداخل قالب چيست؟

رطوبت داشتن قالب- نزدن سيخ هوا

 

تأثيرهواي محيط درجذب گاز راتوضيح دهيد.

وجودگازهايي مانند: هيدروژن- اكسيژن- ازت وبخارآب درهواي محيط ذوب باانجام واكنش هاي شيميايي وفيزيكي موجب تلفات عنصر آلياژي مي شود وتركيبات ناخواسته بوجود مي آيد

اشکال زیر راشناسای کنید

<        >حالت جامد                 (      ) حالت مايع               {     } گاز                _m [    ] علامت عنصر

 

سوخت درتوليد گازرا توضيح دهيد:

انواع سوخت تركيباتي نظير Co₂ يا Co و So₂ راشامل مي شودكه ممكن است نسبت به مذاب بي اثرنباشد وموجب تلفات ذوب درمذاب شود.

خروج گازها ازحلاليت راتوضيح دهيد:

دربسياري ازفلزها وآلياژها اختلاف حلاليت گازدرحالت جامدومذاب بسيار است ودرهنگام انجماد گازهاي زيادي ازحالت اتمي به حالت ملكولي تبديل مي گردند به اين گونه كه مقدار اين تحول به چند برابر افزايش مي يابد.

محسوس شدن حبابهاي گازي راتوضيح دهيد:

اگرحبابهاي گازي ايجادشده هنگام انجماد ازمذاب خارج شود دراين صورت مشكلي رابوجود نخواهد آورد اما درعمل به دليل افزايش گرانروي ولي مذاب ونيز وجود هسته هاي جامد حركت حبابها با مشكل روبرواست وحبابها درلابه لاي ذرات جامد محبوس مي شوند.

 

علت اصلي ايجادمك هاي گازي درقطعات چيست؟

1- حجم زيادحباب هاي گازي ايجادشده دريك فاصله ي زماني كم 2- موانع ايجادشده درمسير خروج حبابها

چگونگي ايجاد مك هاي گازي راتوضيح دهيد:

گازها درحالت مذاب نسبت به حالت جامد انحلال بيشتري دارد با كاهش درجه ي حرارت گازهاي حل شده درمذاب به تدريج ازحالت اتمي به صورت ملكولي درمي آيند. دراين صورت گازهاي ملكولي آرام آرام ازسطح مذاب خارج مي شوند.

سرعت خروج حباب هاي گازي به چه عواملي بستگي دارد؟

گرانروي (ويسكوزيته) اندازه ي حباب- شكل- عمق پاتيل

 

منظوراز PPm چيست؟

واحداندازه گيري گازدر مذاب و  

عوامل مؤثر برميزان مك هاي گازي رابنويسيد:

مقدار اختلاف حلاليت گاز در حالت جامد ومذاب هرچه اختلاف بيشترباشد مكهاي گازي بيشتر است. 2- نوع انجماد: درآلياژها باانجماد خميري نسبت به آلياژها باانجماد پوسته اي بيشتراست. 3- سرعت سردكردن:  مذاب. درسرعت هاي بسياركم به دليل اينكه حبابهاي گازي امكان خروج ازمذاب رادارند كاهش مي يابد ودرسرعت هاي بسيار بالا گازها به دليل محلول فوق اشتباه درمذاب باقي مي مانند وازخروج آن ممانعت مي شود درنتيجه باعث كاهش مك هاي گازي در قطعات مي شود. 3- آخال: وجود آخال درمذاب باعث افزايش مك هاي گازي مي شود. 4- عناصرآلياژي 5- سيستم راهگاهي 6- شكل واندازه ووزن قطعه: هرچه قطعه وزن بيشتري داشته باشد گازي بيشتري دارند.

 

روشهاي اندازه گيري گاز درمذاب:

راديوگرافي قطعات ريختگري شده بااشعه X مشاهده ي سطح نمونه ي قطعه* انجماد نمونه تحت شرايط خلاء* آزمايش وزن مخصوص آزمايش آلتوراسونيك.

 

 

روش راديوگرافي با اشعه یX  راتوضيح دهيد:

اين روش كه يك تست كيفي غير مخرب مي باشد درروي فيلم عكاسي بوسيله ي اشعه ي X به صورت نقاط تيره ديده مي شود. مشاهده ي سطح نمونه ي ريخته گري شده.

 

انجماد نمونه تحت شرايط خلاء:

دراين روش مقداركمي مذاب تحت شرايط خلاء منجمد مي شود حبابهاي شكسته شده درسطح نمونه وتعداد واندازه ي مك هاي درنمونه منجمد شده مقدار تقريبي گاز موجود درمذاب رانشان مي دهد (شكل ص 29 5-2)

آزمايش وزن مخصوص :

دراين روش وزن مخصوص نمونه با وزن واقعي آلياژ مقايسه مي شود.

P₀: وزن مخصوص آلياژ سالم  

P: وزن مخصوص نمونه

V: درصد تخلخل

روش آلتوراسونيك:

استفاده ازامواج ماوراء صوت با فركانس 1تا5 ميليون هرتزمي باشد. اين روش غير مخرب مي باشد.

درصورتي كه دريك آلياژ كه ريختگري شده وزن مخصوص آلياژ سالم  8 ووزن مخصوص نمونه 8/7 باشد حساب كنيد درصد تخلخل درآلياژ

 

 

 

روش های جلو گیری از موک های گاز :

استفاده از موادشارژ وكمك ذوب تميز وعاري از رطوبت* كنترل احتراق به جهت ممانعت ازاحتراق ناقص وافزايش گازهاي مضر* ممانعت ازطولانی شدن زمان ذوب ونگه داری مذاب برای جلو گیری تماس زیاد گاز با مذاب* کاهش سطح مذاب:میزان حل شدن گازرابطه مستقیم با سطح مذاب دارد* استفاده از مواد پوششی درسرباره به منظور جلو ازتماس مذاب با محیط اطراف* کنترل درجه حرارت مذاب* جلو گیری از تلاتم مذاب* طراحی سیستم راهگاهی

مهم ترین روش های گاز زدایی:

1-روش گاز زدایی بااستفاده از کاهش فشار خارجی

2-روش گاز زدایی بااستفاده از افزایش فشار داخلی درمذاب

روش گاز زداییبااستفاده از ازفزایش فشار داخلی در داخل مذاب :

1-تصحیل خارج شدن گاز از انحلال

2-جذب حباب های گازی ایجاد شده به وسیله گازهای تزریق شده

3-افزایش سرعت خارج شدن گازها از مذاب

روش های گاززدایی با استفاده از افزایش فشار داخلی در مذاب به چند دسته تقسیم می شوند؟

1-استفاده از گاز های بی اثر

2-استفاده از گازهای فعال

روش گاز زدایی بااستفاده از گاز های بی اثر:

در این روش گاز های بی اثر به شکل حباب های هوا از پایین بوته یاپاتیل به داخل مذاب تزریق میشود در ابتدا فشار جزئی گاز های محلول در داخل حباب های گازی صفر است ولی در مسیر حرکت مقداری گاز رابه داخل خود جذب می کنداین روش باتولید حباب های زیاد ادامه پیدا می کندوبه تدریج گاز محلول درمذاب کم میشود

نکته!به طور خلاصه ازت برای الومینیوموالیاژهای ان گاز بی اثر مناسب است وبرای مس والیاژ های ان گاز ازت به کار می رود

مهم ترین عواملی که در افزایش راندمان گاز زدایی بااستفاده از گاز موثراست رابنویسید؟

1-    حباب های گازی دمیده شده به داخل مذاب باید حد امکان کوچک باشددر نتیجه زمان تماس مذاب باگازبه حداقل می رسد

2-    پخش یکنواخت حباب ها سرعت گاز زدایی را بالا می برد

3-    عمق حمام مذاب بیشتر باشد

4-    عدم رطوبت در گاز

روش گاز زدایی بااستفاده از گاز های فعال:

در بر خی موارد ممکن است برای گاز زدایی به جای گاز های خنثی از گاز های فعال استفاده می شود این گاز ها معمولا هنگامی وارد مذاب می شوند باان ترکیب می گردد وحاصلاین واکنش به وجود امدن یک گاز جدید است مانند گاز کلر برای الومینیوم

نکته!دربسیاری از موارد به جای استفاده مستقیم ازگاز های فعال ازترکیبات ان استفاده میشود

 

 

علت اضافه کردن نمک به مذاب الومینیوم:

نمک تشکیل شده از کلر سدیم در الومینیوم ریزیگاز زدایی انجام می دهدوسدیم نمک دانه های ریز وسوزنی شکل الومینیوم را به صورت کروی در می اورد

اخال:

به کلیه ناخالصی های ترکیبی فلزی وغیر فلزی گفته می شود که در فلزات مذاب به وجود می ایند وشامل هکسید های ساده وسولفید و... می باشد

اخال ها چه تاثیری روی فلزات می گذارند ؟

خواص مکانیکی متالورژیکی فیزیکی وریخته گری وشیمیایی فلزات تحت تاثیر خود می گذارند

انواع اخال:

1-اخال های که در نتیجه عوامل خارجی موجود به وجود امده ووارد مذاب می شوند مانند سرباره مواد نسوزو... واین نوع اخال ها باچشم غیر مسلح قابل دیدن هستند

2-اخال های که در اثر واکنش های شیمیای در داخل مذاب به وجود می ایند مانند سولفید ها ونیتریت هاو... این نوع اخال ها بامیکروسکوپ قابل دیدن هستند

مهم ترین اخال هایی که در کلیه الیاژهای صنعتی وجود دارد:

اکسید ها

منابع ایجاد اخال وپیشگیری از ان:

1-مواد شارژ  2-اندازه مواد شارژ(براده ها وبرگشتی هاموجب افزایش اکسید در قطعات) 3-ترتیب باردهی (معمولا موادی کهمیزان اکسید اسیون زیاد تری دارند در مراحل اخر اضافه میشوند)4-هم زدن واشفته ساختن مذاب5-محیط اطراف کوره6-درجه حرارت مذاب7-زمان نگه داری مذاب8-نوع کوره9-سیستم راه گاهی10-درجه حرارت

 

چرا براده جذب گاز بیشتری دارد؟

چون سطح تماس ان بیشتر اکسید می شود

 

اخال زدایی:

به منظور جلو گیری حذف یا کاهش اثرات نامطلوب اخال به کار می رود

فلاکس:

ترکیبات متنوع ومتعددیهستند که برای جلو گیری از اکسید شدن یا بهمنظور جدا کردن اخال از مذاب می شود

انواع فلاکس:

1-فلاکس های پوششی 2-فلاکس تمیز کننده

کاربرد فلاکس های پوششی در اخال زدایی:

این فلاکس ها به منظور به وجود امدن سدی دربرابرنفوذ اکسیژن به داخل مذاب طراحی شده وممکن است به صورت جامد وخشک ویابه صورت مذابدر سطح فلز مذاب ظاهر شود عمومآسرباره به دلیل اغشتگی به مذاب دارد وبه راحتی از مذاب جدا نمی شود

 فلاکس های تمیز کننده:

به منظور جداسازی ذرات اخال معلق وخارجکردن انها از مذاب به کار میرود

مهمترین وظایف فلاکس های تمیز کننده:

1-کاهش وزن مخصوص به منظور سرعت بخشیدن به خروج اخال ها

2-کاهشاغشتگی به مذاب اغشتگی اخال به مذاب موج کاهش سرعت خروج اخال

3-افزایش نقطه گداز برخی از اخال ها در شرایط ذوب به صورت مذاب هستند