• بازدید : 37 views
  • بدون نظر


دانلود کمک پایان نامه آلیاژهای حافظه دار(SMA)

تعداد صفحات: ۳۴  حجم فایل:۲,۹۷ MB نوع فایل :power point



خرید و دانلود پاورپوینت کمک پایان نامه ی کارشناسی ارشد رشته ی مهندسی مواد ” آلیاژهای حافظه دار(SMA)”



دانلود کمک پایان نامه آلیاژهای حافظه دار(SMA)

تعداد صفحات: ۳۴  حجم فایل:۲,۹۷ MB نوع فایل :power point



خرید و دانلود پاورپوینت کمک پایان نامه ی کارشناسی ارشد رشته ی مهندسی مواد ” آلیاژهای حافظه دار(SMA)”


توضیحات:


آلیاژهای حافظه دار گروه جدیدی از مواد هستند که اگر با ترکیب شیمیایی مشخّص تحت عملیات حرارتی مناسبی قرار گیرند ، توانایی بازگشت به شکل یا اندازه از قبل تعیین شده را از خود نشان می دهند.

در واقع آلياژهاي حافظه داراین توانایی را دارند كه اگر آنها را تا بالای دمای ویژه ای گرم كنیم ، قادر به بازیابی شكل اولیه خود خواهند بود.

همچنین این مواد قابلیت تبدیل انرژی گرمایی (الکتریکی) را به انرژی مکانیکی دارند واگر گرم وسرد کردن این آلیاژها با جریان الکتریکی کنترل شود؛ میتوان حرکتهای سیکلی با قابلیت تکرار در دفعات متوالی ایجاد کرد.

آلياژهاي حافظه دار دو مشخصه بي همتا از خود نشان مي دهند :

۱: Shape Memory Effect (رفتار حافظه اي)

۲: Pseudoelastic Behavior (رفتار شبه الاستيك)


  • بازدید : 64 views
  • بدون نظر

این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده:

– تريبو لوژي و تريبوسيستم :
تريبولوژي به معني مالش و لغزش است و به مطالعه بر روي سايش، اصطكاك و روان كاري سطوح در گير در حركت نسبي و موضوعات مربوط به آن 
مي پردازد.
تريبوسيستم : به بررسي سيستم مهندسي با پارمترهاي ورودي نيرو، زمان ، سرعت و… و پارامترهاي دروني انتقال حرارت و زبري سطوح و تغيير خواص مكانيكي در حين آزمايش و در نهايت پارامترهاي خروجي سايش، اصطكاك و صدا مي پردازد. [۲]

۱-۳-۲- تعريف سايش و عوامل اثر گذار روي آن :
سايش فرآيندي است كه در آن، تلفات مكانيكي مواد، در اثر حرکت دو سطح بر روي هم و جدا شدن ذرات از سطح در اثر اصطکاک صورت مي گيرد. عوامل موثر بر سايش عبارتند از : شرايط سطوح ، ريز ساختار زمينه ،  اصطكاك ، نيرو، سرعت ، زمان ، محيط ، درجه حرارت ، استحكام ، چقرمگي ، شكل ، اندازه ، نحوه توزيع و نوع ذرات تقويت کننده.
۲-۳-۲- انواع مكانيزم هاي سايش :
به طور کلي مکانيزم سايش به پنج دسته تقسيم مي شود: سايش چسبان ، سايش خراشان، سايش خستگي ، سايش ورقه اي و سايش اکسايشي. [۲] 
۱-۲-۳-۲- سايش چسبان :
 تئوري سايش چسبنده از سال ۱۹۵۹ توسط Archard و برخي محققين براي تشريح مكانيزم سايش شديد فلزات توسعه يافته است. اين تئوري بر اساس اتصال چسبنده سطح در مقياس كوچك استوار است. با اعمال نيروهاي عمودي، تنش هاي ايجادي در نوك برآمدگي هاي سطح افزايش يافته تا به حد تسليم برسد و تغيير شكل پلاستيك رخ دهد و سطح واقعي تماس با ادامه اعمال نيرو بيشتر مي شود تا بتواند تنشهاي اعمالي را تحمل كند. فيلم هاي اكسيدي سطحي، چسبندگي را شديدا كاهش مي دهند و ازطرفي نيروهاي مماسي مي توانند سب حذف اين فيلم ها شده و جوش سرد در محل اتصال ايجاد كند. با ادامه لغزش در ماده نرم يا فصل مشترك نرم و سخت، شكست اتفاق مي افتد و يك تكه از فلز نرم به سطح سخت مي چسبد يا اينكه شكست در فصل مشترك ايجاد ذره سايشي در سطح نرم مي كند كه در نهايت، سايش ( تلفات سطوح ) را در پي دارد. نرخ سايش چسبنده به عوامل مختلفي مثل شرايط محيطي، نيروي اعمالي، سرعت، شرايط عملي و خواص فيزيكي سطوح بستگي دارد.
۲-۲-۳-۲- سايش خراشان :از بين رفتن سطح نرم توسط سطح سخت، سايش خراشان ناميده
 مي شود. دو حالت كلي براي اين سايش وجود دارد:
۱) دو بعدي: كه سطح سخت، يكي از سطوح سايش است .
۲) سه بعدي: ذره هاي كوچك و سخت در لابه لاي دو سطح سايش است.
در اين حالت برآمدگي سطح سخت به داخل سطح نرم فرو مي رود و با نيروي مماسي، كندگي سطوح نرم را سبب مي شود. هرگاه سختي جسم نرم به بيش از نصف سختي جسم سخت برسد، امكان تغيير شكل پلاستيك در زير سطح جسم سخت در نتيجه خستگي وجود دارد به همين خاطر در حالت الاستيك، خستگي مكانيزم غالب در سايش است. 
در اين مكانيزم مقاومت به سايش كامپوزيت، تابع نسبت سختي زمينه به سختي ساينده است. اگر اين نسبت بين ۵/۱-۳/۱ باشد، نرخ سايش كاهش مي يابد. [۲و۵]
سايش خراشان سه نوع است :    (در شکل (۲-۲)) ]۴[
 1) خراش تحت تنش پائين : كه بدون شكست مواد مي باشد و در اين حالت براي مقاومت به سايش به مواد با سختي بالا احتياج است . 
۲) خراش در تحت تنش بالا : در اين حالت، هم نفوذ به داخل سطح و هم خرد شدن سطح اتفاق مي افتد. 
۳) خراش با ضربه : در اين حالت، پارگي سطح تحت سايش اتفاق مي افتد.                                                                                             
شکل(۲-۲): دسته بندي سايش خراشان تحت: الف)تنش کم   ب) تنش بالا   ج)  ضربه
۳-۲-۳-۲- سايش خستگي :
اين سايش در تماسهاي غلتشي يا  لغزشي در نرخ هاي پائين سايش به وجود مي آيد و اگر سطوح سايش با يك روانكار از هم جدا شوند به طوريكه تماس مستقيم جامد به جامد را نداشته باشيم مانند ياتاقانها ، مكانيزم سايش از نوع خستگي است. يا در اثر بار گذاري مكرر، برآمدگي هاي جسم نرم توسط جسم سخت، صاف و هموار شده و جسم سخت به راحتي بر روي جسم نرم لغزش مي كند. به علت سيكل تناوبي تنش كششي و فشاري، جوانه زني ترك سطحي اتفاق
 مي افتد و با ادامه سيكل و به هم پيوستن جوانه ها و اشاعه آنها، سايش در قطعه بوجود مي آيد.
سايش خستگي به تنش وارده بستگي دارد و مقدارش از سايش چسبان كمتر و با افزايش سختي سطح تغيير شكل سطحي كاهش مي يابد. همچنين افزايش چقرمگي، رشد تركها را كندتر ميكند. [۵,۲]
۴-۲-۳-۲- سايش ورقه اي :
جدا شدن ورقه اي سطح مورد سايش دراثر ايجاد تركهاي زير سطحي ناشي از سيكل هاي تناوبي كشش و فشار كه از تنش كششي جوانه زني ترك و رشد آن و از تنش فشاري سه محوري توقف رشد را داريم و دراين حالت كليه برآمدگي سطح نرم توسط سطح سخت صاف مي شود لغزش سطوح روي هم راحتتر مي شود که با جوانه زني و رشد ترکها و اشاعه آنها به تمامي سطح زير محلهاي تماس جداشدن به شکل ورقه از روي سطوح را در پي دارد.
۵-۲-۳-۲- سايش اكسايشي :
اگر تغيير شيميايي در سطح مواد در اثر شرايط محيطي ايجاد  گردد و اين سطح در اثر لغزش حذف شود سطح تميزي در تماس مجدد با محيط قرار گرفته و تكرار اين عمل، سبب سايش ماده مي گردد. [۵,۲]       
 (2-2) V = Kf . T [A/H] ½                                                                           
V = سرعت سايش حجم (mm3/sec)
Kf = احتمال شكست 
T = سرعت رشد لايه اكسيدي ) mm/sec)
A = مساحت ظاهري تماس (mm2 )
H = سختي ماده بر حسب مقياس نوپ
دراين سايش فاكتور شيميايي از مكانيكي مهم تر است. [۵]
۳-۳-۲- پارامتر سايش :
 در آزمايش  MBWT(آزمايش سايش گلوله هاي علامتدارMarked Ball Wear Test=) تفاوت جرم اوليه و نهايي را محاسبه و با فرض كروي بودن گلوله هاي سايشي و با رابطه زير و محاسبه نسبت قطر متوسط از دست رفته گلوله آزمايشي به قطر متوسط از دست رفته گلوله مبنا ضربدر ۱۰۰، پارامتر سايش محاسبه مي شود. مقادير پارامتر سايش كمتر نشان دهنده مقاومت به سايش بهتر است.
       (3-2)                     W/P = 1/6 πd³                                                      
W : جرم گلوله 
d : قطر كاهش يافته از گلوله در اثر سايش
 P : چگالي گلوله        [4]
۴-۳-۲- رابطه بين مقاومت به سايش و سختي :
افزايش سختي باعث افزايش مقاومت به سايش مي شود اين زماني صدق مي كند كه ريز ساختار ها مشابه باشند [۴]
شكل (۳-۲) رابطه بين سختي و مقاومت به خراش را نشان مي دهد:
 
شكل ۳-۲ : اثر سختي روي كاهش وزن ناشي از خراش درلاينرهاي چدني در آزمون پين]۴[

از آزمايش MBWT مي توان بهترين ماده را براي كاربرد مقاومت به سايش انتخاب كرد. در آزمايشاتي كه روي فولاد AISI4140 انجام شده در عمليات كوئنچ در روغن با ريز ساختار مارتنزيتي و بينيتي داراي پارامتر سايشي بالاتر ( مقاومت به سايش كمتر) از همان فولاد كوئنچ در آب كه زمينه كاملا مارتنزيتي دارد مي باشد در اين مورد سختي بالاتر مقاومت به سايش بالاتري هم مي دهد. طبق آزمايشي ديگر كه انجام شده مقاومت به سايش پرليت از فريت همراه سمنتيت كروي و از مارتنزيت تمپر شده كه داراي سختي هاي يكساني هستند بيشتر است و اين نشان 
مي دهد مقاومت به سايش، تنها به سختي بستگي ندارد چون ساختارهاي مختلف با سختي يكسان 
مي توانند رفتارهاي سايشي مختلفي داشته باشند .[۴]    
(۴-۲) رابطه بين سختي و سايش:                                                   V =( K.L.X)     
V : حجم ماده كنده شده يا حذف شده                                                    Pw
L : نيروي وارده 
X : مسافت حركت
Pw : سختي فلز
K : ضريب سايشي خراش [۴]
۵-۳-۲- منحني سايش :
اگر كاهش حجم يا وزن بر حسب مسافت لغزش رسم شود، منحني سايش رسم مي شود. [۲]
۴-۲- كامپوزيت فروتيك :
اين كامپوزيت با استحكام دهنده سراميكي TiC با سختي ۳۲۰۰ ويكرز، تحت نام هاي
 تيك الوي يا فروتيتانيك شناسايي مي شود [۱و۵]. زمينه اين  كامپوزيت مي تواند از فولاد زنگ نزن، فولاد ابزارو يا فولاد آلياژي گرم يا سرد باشد [۳].  TiC  داراي شبكه بلوري شبيه به NaCl و پارامتر شبكه ۴-۱۰± ۴۳۲۹/۰ نانومتر مي باشد [۳]. سختي TiC 33 درصد بيشتر از WC و وزنش كمتر و پايداري آن بيشتر است. کامپوزيتهاي  Fe – TiC،مقاومت به شوك حرارتي ، قابليت ماشينكاري عالي ، اقتصادي بودن روش توليد و هدايت الكتريكي و حرارتي و مقاومت به سايشي حدود ۲۰درصد بيشتر از سرمتهاي WC- Co از خود نشان مي دهند]۵[
شکل (۴-۲) خواص کامپوزيت فروتيک را نشان مي دهد.
۱-۴-۲- انواع كامپوزيتهاي فروتيك [۹] :
۱-۱-۴-۲- كامپوزيتهاي كه با كوئنچ سخت مي شوند :
۱) فروتيك C : كامپوزيتي است که براي ساخت ابزار، قالب و فيكسچرها با مقاومت حرارتي تا ۱۹۰ درجه سانتي گراد ، جذب ارتعاش در حالت آنيل شده بسيار عالي و مدول الاستيك بالا (  psi106× ۲/۴ ) در ساخت قالب  دستگاه سنگ زني استفاده مي شود.
۲) فروتيك CM : دراين گروه CM-25 ها بسيار شبيه C هستند که با اصلاح آناليز شيميايي مقاومت شيميايي تا ۵۳۸ درجه سانتي گراد رسيده  است. درصد بالاي كرم مقاومت به خوردگي و اكسيداسيون را افزايش داده است. فروتيک CM-25 به عنوان اولين نامزد كاربرد تحت سايش در دماي بالا با درصد حجمي كمتر از TiC داراي مقاومت به شوك حرارتي بالاتري از فروتيک C بوده و در عين حال مقاومت سايشي تغيير چنداني نمي كند. اين گروه در مواردي مثل ابزار قالبهاي گرم كار كاربرد دارند.

۳) CHW-25 و CHW-45 :
در شرايط سخت شوك حرارتي و اكستروژن گرم كاربرد دارند. به طوري كه در شرايط ۱۰۶سيكل دشوار خستگي حرارتي، از خود مقاومت نشان مي دهند. اين گروه براي ساخت غلطكهاي نورد گرم و قالبهاي اكستروژن گرم با خواص سايشي عالي مثل WC به همراه شوك پذيري عالي استفاده مي شوند و معادل با آن است که سختي و مقاومت به سايش H13  ( بهترين فولاد ابزار مقاوم به شوك) با كاهش كمي از مقاومت در برابر شوك حرارتي، افزايش يابد.
۴) فروتيك SK : 
در مواردي كه نياز به مقاومت به ضربه بالا، مقاومت به شوك حرارتي بالا تر از C,CM باشد كاربرد دارد. SK با زمينه چقرمه از جنس فولاد گرم كار حاوي نيكل داراي مقاومت سايشي و ضربه پذيري بالاتر از CHW-25 و CHW-45 مي باشد.سختي در حالت گرم و مقاومت به تغيير فرم و شوك پذيري عالي آنرا به عنوان بهترين انتخاب در كاربرد شكل دهي سرد و گرم معرفي نموده است.
۵) فروتيك CS-40 : براي صنايع غذايي و شيميايي كه خوردگي در محيطهاي آبي و اسيد ي دارند كاربرد دارد. آلياژهايي كه براي مقاومت به خوردگي استفاده مي شوند در شرايط سايشي ضعيف عمل مي كنند چون سايش باعث حذف فيلم اكسيدي محافظ خوردگي مي شود در اين فروتيك حضور TiC باعث مقاومت به سايش مي شود علاوه بر اينكه زمينه و فاز استحكام دهنده داراي مقاومت به خوردگي عالي هستند .[۵]
۲-۱-۴-۲- كامپوزيتهايي كه با پير سختي سخت مي شوند :[۹]
۱) فروتيك PK : مقاومت به سايش و خوردگي همراه با استحكام و چقرمگي و شوك پذيري بالا از خصوصيات اين كامپوزيت است خواص PK شبيه SK است و قابليت ماشينكاري آن كمتر و مقاومت به خوردگي بالاتر در محيطها ي كلريدي قوي دارد. براي محيطهاي تحت سايش با تنشهاي بالا مثل اجزاء پمپ سوخت در موتورجت و در ريخته گري تحت فشار كاربرد فراواني دارد. 
۲) فروتيك MS-SA : از CS-40 چقرمگي بالاتر و سختي كمتري دارد و به شدت به دماي پير سازي حساس است.
۳) فروتيك HT-6A : مقاومت سايشي، خوردگي و اكسيداسيون بالا و قابليت كاركرد در دماي بالاي ۸۳۵ درجه سانتي گراد را دارد و مقاومت عالي در محيطهاي اكسيدي و احيايي خوردنده همراه با حفظ سختي و استحكام در دماي بالا دارد و كاربرد اين كامپوزيت تحت سايش در دماهاي بالا در حدود ۹۸۲ درجه سانتي گراد براي برخي ابزارها مي باشد.
۴) HT-2A : داراي ذراتي از جنس TiC در زمينه ابر آلياژ رسوب سخت شونده با پايه آهن- نيكل هستند. مقاومت اكسيداسيون و خوردگي آن شبيه HT-6A ولي تؤام با مقاومت در برابر تنش زياد و شوك حرارتي مي باشد.
۲-۴-۲- روشهاي ساخت فروتيك :
شكل (۵-۲) دسته بندي روشهاي توليد فروتيك بر اساس حالتهاي مختلف مواد اوليه را نشان مي دهد. [۱, ۳]
۱-۲-۴-۲- ساخت فروتيک به صورت غير همزمان :
مزايا:  اين روش آسان، انعطاف پذير و ارزان است . همچنين امكان ساخت قطعات نهايي و بزرگ و همينطور حذف مراحل ساخت ذرات تقويت کننده که در روشهاي ديگر وجود دارد ، تميز ماندن سطوح ذرات كه پيوند بين ذرات و زمينه را مستحكم تر مي كند، توزيع يكنواخت ذرات، تركنندگي بالاي ذرات در اين روش و ساخت فاز دوم با اندازه هاي بسيار ريز با شکل مشخص و عدم واكنش مخرب بين فاز دوم و مذاب، از مزاياي ديگر اين روش است. [۱و۳] 
معايب: سياليت پايين و درصد وزني TiC كه مي توان با اين روش در زمينه ايجاد كرد پايين است( حداكثر ۱۰% بدون اعمال فشار) و بالاي اين مقدار تا ۳۰ درصد حجمي به اعمال فشار نياز دارد[۴] و به علت مشكلاتي مثل ترشوندگي و سبكي TiC و امكان فلوته شدن آن و عيوبي مثل تخلخل ها در مواردي از آن استفاده نمي شود.[۱]
دسته بندي روشهاي مختلف:
الف) پراكنده كردن ذرات فاز دوم : [۱] 
۱- اكستروژن پيچشي
۲- Compo Casting :
 وارد كردن فاز دوم در حالت نيمه جامد يا خميري به زمينه در حالت دماي بين ليكوئيدوس و ساليدوس [۱,۵]
۳Stir Casting –  (همزني) :
وارد كردن فاز دوم در حالت مذاب. در اين حالت بايد ذرات بخوبي توسط مذاب، تر شود كه به عنوان آخال عمل نكند. براي اين كار از Ni يا Mg  كه تركيباتي با نقطه ذوب پايين تر ايجاد مي كنند استفاده مي كنيم. در اين مورد از همزني براي توزيع مناسب فاز سخت استفاده مي شود، هم زدن با روشهاي مكانيكي، مغناطيسي يا با ورود گاز خنثي انجام مي شود. اساس ترشوندگي جامد TiC  با مذاب توسط Delanny مورد مطالعه قرار گرفته که او پي برد كه نيروي رانش براي تر شدن ذرات توسط مذاب فلزي متأثر از كشش سطحي فاز مايع (LVγ) و استحكام فصل مشترك جامد/ مايع است كه بوسيله چسبندگي(W)  اندازه گيري مي شود: 

ө زاويه تماس است
  (5-2)  cosө)                                                                      (1+ LVγ W= 
تحقيقات صورت گرفته توسط Ranquist اثبات كرده است كه ترشوندگي بين ذرات TiC به تغييرات درصد Ti وC بستگي دارد. با تغيير نسبت C/Ti از ۱ تا ۴۹/۰ زاويه ترشوندگي بين TiC و به طور مثال مس ( زمينه ) از صفر تا ۱۰۸ درجه تغيير مي كند، يعني ترشوندگي عالي پيدا مي كند و هرچه پيوند اتمي در كاربيد قوي تر و پايدارتر باشد تمايل به ترشوندگي توسط مذاب كاهش مي يابد.
به علت ترشوندگي شيميايي TiC با زمينه استحكام بالا مي رود. به صورتيكه قسمتي از TiC هاي بعدي روي قسمتهاي حل نشده رسوب مي كند. [۵] 
معايب : كاهش سياليت ناشي از اضافه كردن TiC  و تنظيم متغيير هايي مثل سرعت و اندازه و محل همزن [۳ , ۱]
ب) روش پاششي 
۱) انجماد مايع: 
تزريق مذاب روي غلطكهاي سرد و توليد پودرهاي ورقه اي و عوامل مهم آن :
سرعت تبريدي غلطك ، سرعت حركت آن و مقدار موادي است كه روي آن مي ريزند. در نهايت، از اكسترود بيلت ساخته شده قطعه نهايي را مي سازد. [۱]
۲) OSpray : مذاب با فشار جت گاز خنثي به پودر تبديل مي شود ( اتميزه كردن مذاب همراه فاز دوم) و همزمان با آن برخورد با سطحي كه در اثر برخورد سبب جوش خوردن آنها مي شود و اين فرآيند به كنترل كردن  آنتالپي ذرات بستگي دارد و قطعاتي به شكل لوله توسط اين روش ساخته مي شود متغيرها عبارتند از : دماي آلياژ و سرعت جت گاز و دماي پايه فلزي است. در اين روش واكنش سطحي فازدوم و اتلاف آن به خاطر تزريق پودر سرد كاهش مي يابد. [۵ ,۱]
ج) تزريق مذاب فلزي 
۱) ريخته گري كوبشي :
مذاب توسط فشار هيدروليكي به داخل پيش سازه (Pre form) فاز دوم تزريق مي شود وقالب و پيش سازه هردو پيش گرم شده ( براي جلوگيري از انجماد سريع) 
متغيير هاي اين روش :
دماي پيش گرم ، فشار اعمالي به مذاب و دانسيته پيش سازه فاز دوم (بستر) [۱]
۲) موئينگي فشاري :
در اين مورد به جاي فشار هيدروليكي از فشار گاز استفاده مي شود، در مخزن تحت فشار بوته حاوي مذاب، و كوره اي وجود دارد كه يا به خلأ وصل مي شود يا به اتمسفر خنثي كه در هر دوي اين موارد تحت آن، مذاب به لوله اي كه در آن پيش سازه وجود دارد، نفوذ
 مي كند [۱] 
۳) Lanxide : پيش سازه اي از فاز دوم روي شمش آلياژ دوم قرار گرفته كه با گرم كردن بالاي دماي ذوب تحت اتمسفر خنثي N2 به داخل آلياژ نفوذ مي كند. آلياژ بايد قابليت تركنندگي بدون اعمال فشار براي ذرات سراميكي را داشته باشد كه دراين روش مزيتي دارد كه مي توان قطعات قطعات تمام شده را داشته باشيم و متغيير هاي اين روش :
دماي تزريق، اندازه ذرات، قابليت تركنندگي آلياژ
۲-۲-۴-۲ ساخت فروتيک به صورت همزمان (Insitu ) :
روشي است كه در آن ذرات فاز سخت به طور همزمان با ريخته گري در قطعه توليد مي شود.
الف) روش سنتز خود احتراقي( Synthesis Self Propagation High Temp.) يا (SHS) :
اولين بار در شوروي سابق براي ساخت تركيبات بين فلزي يا سراميكهاي دير گدازي استفاده شد [۳]  و روشي انفجاري براي توليد كاربيد ها و بُرايد ها و سيليسايد ها و… مي باشد.[۱] در توليد Fe-TiC با اين روش، از واكنشهاي زير استفاده مي شود:
  • بازدید : 43 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان تحقیق آزمايشگاه خواص مکانيکی-خرید اینترنتی تحقیق آزمايشگاه خواص مکانيکی-دانلود رایگان مقاله آزمايشگاه خواص مکانيکی-تحقیق آزمايشگاه خواص مکانيکی
این فایل در ۱۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

هدف آزمايشگاه خواص مکانيکی آشنائی دانشجويان با انواع مهم و پرکاربرد تستهای مکانيکی مورد استفاده در صنعت و کارهای پژوهشی می‌باشد. شايد مهمترين آزمايش در اين ميان برای دانشجويان گروه مهندسی مواد, آزمايش کشش ساده باشد در ادامه برای آشنایی بیشترشما توضیح مفصلی میدهیم. 

 آزمايش مهم ديگر که از نظر کاربرد در صنعت شايد رتبه اول را دارا باشد سختی‌سنجی است که ساده‌ترين و سريعترين تست جهت رسيدن به اطلاعات اوليه در خصوص خواص مکانيگی يک ماده است. آزمايش ضربه مقاومت ماده در مقابل تغيير شکل با سرعت کرنش بالا را بررسی می‌کند و به عبارتی مقاومت به ضربه که معياری مقايسه‌ای برای چقرمگی شکست ماده می‌باشد را اندازه‌گيری می‌نمايد. در آزمايش خستگی با يکی از روشهای ساده تست خستگی آشنا شده و منحنی S-N برای يک نمونه فولادی به روش تست دورانی خمشی به دست می‌آيد. آزمايش خزش تغيير شکل در اثر گذشت زمان را بررسی کرده و منحنی e-t با توجه به دمای نسبتاً پايين فعال شدن مکانيزمهای خزش برای سرب رسم می‌شود.

 

 

گزارش تمام آزمايشات بايد شامل موارد زير بوده و حد اکثر دو هفته بعد از آزمايش تحويل گردد.

۱-  تئوری آزمايش به صورت مختصر شامل نكات مهم

۲-  شرح وسائل و تجهيزات مورد استفاده در آزمايش

۳-  شرح روش انجام آزمايش

۴-  اطلاعات و نتايج به دست آمده از هر آزمايش مطابق خواسته‌های آن آزمايش

۵-  خطاهای آزمايش

 


آزمايش  اول  –  كشش ساده (جلسات اول و دوم)

هدف: بررسی خواص كششی فلزات و آلياژهای مختلف در آزمايش كشش ساده تك محوری و به دست آوردن منحنی تنشكرنش.

وسايل كار : دستگاه كشش يونيورسال ، نمونه‌های استاندارد آزمايش كشش ( مطابق استانداردASTM-E8M  از جنس فولاد ساختماني۳۷ ST، مس ،آلومينيم, برنج زرد، كوليس و فيكسچرچوبی.

روش كار :

۱٫     در بخش كاهش سطح مقطع يافته نمونه های آزمايش ، دو اثر به فاصله مشخص به عنوان طول سنج (gage length)  علامت بزنيد. قطر ميانگين اين بخش از نمونه‌ها را با كوليس به دقت اندازه‌گيری كنيد.

۲٫     به كمك مسئول دستگاه، نمونه آزمايش را در فكها قرار داده و آن را محكم كنيد.

۳٫     آزمايش كشش را شروع كنيد.

۴٫     آزمايش را تا شكست نهايی ادامه داده و منحنی نيرو ـ ازدياد طول را به طور كامل به دست آوريد.

۵٫     پس از شكست نمونه، دو قسمت شكسته شده را درون فيكسچر چوبی قرار داده و آنها را به يکديگر بچسانيد.

۶٫     طول نهايی سنجه، قطر ميانگين بخش تغيير شكل يافته و قطر دهانه گلويی را به دقت اندازه گيری كنيد.

خواسته‌های آزمايش كشش

۱٫     ابعاد اوليه نمونه‌ها را در جدولی قرار دهيد.

۲٫     منحنی تنش كرنش مهندسی را برای نمونه‌های آزمايش شده رسم نماييد.

۳٫     منحنی تنش كرنش حقيقی را برای دو نمونه (يك نمونه فولادی و يك نمونه انتخابی ديگر) محاسبه و رسم نماييد.

۴٫     برای تمام نمونه‌ها تنش تسليم، استحكام كششی، استحكام شكست (مهندسی و حقيقي) را به دست آوريد.

۵٫     برای تمام نمونه‌ها درصد ازدياد طول، كرنش حقيقی كل، درصد كاهش سطح مقطع را به دست آوريد.

۶٫     با فرض s=ken و با استفاده از اطلاعات آزمايش، ضرائب k و n را برای دو نمونه (نمونه‌های استفاده شده در مورد ۳) به دست آوريد.

۷٫     چقرمگی نمونه‌ها (مقدار کار انجام شده تا شکست) را محاسبه كرده با يكديگر مقايسه كنيد.

۸٫     مدول الاستيسيته و برجهندگی نمونه‌ها را به دست آورده با يكديگر مقايسه كنيد.

۹٫     موارد ۴، ۵، ۶، ۷  و ۸ را در يك جدول گزارش نماييد.

۱۰٫به طور کلی در خصوص اختلاف خواص کششی فلزات آزمايشات شده و احياناً اختلاف منحنی‌های به دست آمده با منحنی‌های گزارش شده در منابع اظهار نظر کنيد.

 

آزمايش  دوم  –  پديده پيركرنش (Strain Aging) (جلسه چهارم)

هدف: بررسی پديده نقطه تسليم در فولاد ساختمانی كم كربن، حذف آن با انجام تغيير شكل مومسان و پديد آمدن دوباره آن پس از تابكاری و افزايش استحكام مربوطه.

وسايل كار: دستگاه كشش يونيورسال، نمونه‌های استاندارد كششی ( مطابق استانداردASTM E-8M  ) از جنس فولاد ساختمانی كم كربن ST37، کوليس و كوره تابكاری.

روش كار:

۱٫     يک نمونه فولادی را مشابه آنچه در آزمايش كشش ذكر شد، تا شكست نهائی مورد آزمايش قرار دهيد. منحنی كامل نيرو ـ ازدياد طول اين نمونه را به عنوان شاهد حفظ كنيد. (در آزمايش جلسه اول انجام شده است.)

۲٫     يک نمونه فولادی را در ميان فكهای دستگاه قرارداده و آزمايش كشش را شروع كنيد. پس از پديدار شدن پديده نقطه تسليم و تغيير شكل موسان كوچك، در نقطه تغيير شكل مومسان نيرو را حذف كنيد. بلافاصله پس از حذف نيرو، دوباره نيروی كششی را اعمال كنيد. به گونه ای كه منحنی نيروـ ازدياد طول بقيه مسير خود را طی كند. پس از بارگذاری دوباره و ايجاد تغيير شكل مختصر، بار ديگر نيرو را حذف كنيد. با انتخاب دما و زمان تابكاری مناسب، نمونه فولادی مورد آزمايش را در كوره تابكاری كنيد. دما و زمان تابكاری را به گونه ای انتخاب كنيد كه افزايش استحكام تسليم لحظه‌ای در منحنی پس از بارگذاری دوباره قابل مشاهده باشد. نمونه تابكاری شده را دوباره تحت كشش قرار دهيد به طوری كه منحنی نيروـ ازدياد طول آن در ادامه منحنی ناقص قبل از تابكاری قرار بگيرد. آزمايش را تا شكست نهايی ادامه دهيد.

۳٫     يک نمونه فولادی ديگر را به روش مشابه ( بند ۲ ) مورد آزمايش قراردهيد، با اين تفاوت كه دمای تا بكاری بيشتر يا کمتر از دمای تابكاری مناسب انتخاب شده باشد. آزمايش را تا شكست نهايی ادامه دهيد.

خواسته‌های آزمايش پيرکرنشی

۱٫     منحنی تنش- کرنش مهندسی را برای نمونه‌های آزمايش شده رسم کنيد.

۲٫     مشخصات به دست آمده در آزمايشها را با هم مقايسه کنيد. (تنش تسليم بالائی و پائينی، کرنش منطقه تسليم، مدول‌الاستيسيته، استحکام نهائی و …)

۳٫     در خصوص مشاهدات خود و نتايج آزمايش بحث کنيد.

 

 

آزمايش سوم  –  فشار ساده  (جلسه سوم)

هدف : بررسی خواص فلزات و آلياژ های مختلف در فشار ساده تك محوری و به دست آوردن منحنی تنشكرنش آنها.

وسايل كار: دستگاه آزمايش کشش يونيورسال، كوليس، نمونه‌های استوانه‌ای آزمايش فشار از جنس فولاد ساختمانی ST37، مس آلومينيم، برنج زرد و چدن خاكستری و گريس.

روش كار:

۱٫     قطر و ارتفاع ميانگين نمونه‌ها را با كوليس به دقت اندازه‌گيری كنيد.

۲٫     سطوح نمونه آزمايش ( در تماس با سطوح صفحات فك دستگاه ) را با گريس آغشته كنيد.

۳٫     نمونه آزمايش را در بين فكهای دستگاه و در مركز آن قرار داده و آزمايش فشار را شروع كنيد.

۴٫     آزمايش را تا پيدايش قابل وضوع بشكه‌ای شدن نمونه ادامه داد و منحنی نيروكاهش ارتفاع را برای آن كامل كنيد.

۵٫     ارتفاع نهائی، بيشترين قطر در محل بشكه‌ای شدن و قطر در محل سطوح بالايی و پائينی نمونه را به دقت اندازه‌گيری كنيد.

۶٫     ساير نمونه‌های آزمايش را به روش مشابه مورد آزمايش قرار دهيد.

۷٫     يكی از نمونه‌های نرم را با احتياط بسيار زياد به كمك مسئول دستگاه تنها تا هنگام ايجاد تركهای قابل مشاهده در محل بشكه‌ای شدن آن، تحت فشار قرار دهيد.

 

خواسته‌های آزمايش فشار ساده

۱٫     ابعاد اوليه و نهائی نمونه‌ها را در جدولی قرار دهيد.

۲٫     با استفاده از منحنی‌های نيرو کاهش ارتفاع، منحنی‌های تنش کرنش را برای همه نمونه‌ها رسم کنيد.

۳٫     استحکام فشاری، تنش تسليم (۲/۰ % )، کرنش مهندسی و حقيقی کل و درصد بشکه‌ای شدن را برای همه نمونه‌ها به دست آورده و با هم مقايسه کنيد.

۴٫     خواص فشاری نمونه‌های مختلف را با هم و با توجه به خواص کششی آنها  مقايسه کنيد.

۵٫     با توجه به خواص کششی مواد مشابه تست شده در جلسات قبل خواص کششی و فشاری فلزات را با يکديگر مقايسه کنيد.

 

 

آزمايش چهارم  –  خمش (جلسه سوم)

هدف :‌ بررسی مقاومت فولاد در برابر اعمال بار خمشی.

خواسته‌های آزمايش خمش

۱٫     رسم نمودار تنش کرنش مهندسی برای دو نمونه آزمايش شده.

۲٫     بررسی رفتار خمشی فولادهاء مقايسه فولاد ساختمانی St14 (فولاد آزمايش شده در آزمايشگاه) با فولاد زنگ‌نزن ۳۱۶L منحنی دوم ارائه شده در برگه.

 

آزمايش پنجم  –  ضربه  (جلسه پنجم)

هدف :‌ بررسی مقاومت فولاد در برابر ضربه ، تاثير دما بر استحكام ضربه و تعيين دمای انتقال شكست نرمی به تردی.

وسايل كار : دستگاه آزمايش ضربه ، نمونه های استاندارد آزمايش ضربه شارپی ( با مقطع ۱۰*۱۰ ميليمتر و طول ۵۵ ميليمتر با شيار V شكل ۴۵ درجه تا عمق ۲ ميليمتری مقطع ) ، كپسول محتوی گاز CO2 ، اجاق گاز ، دما سنج ، انبر نمونه‌گير ، ظروف و وسايل مورد نياز ، الكل صنعتی ( يا استون )

روش كار :

۱٫     برای اين آزمايش چهار دمای متفاوت ( ۰°C , -70°C , 100°C و دمای محيط ) در نظر گرفته شده است.

۲٫     دو نمونه اول را در دمای محيط ( ۲۵°C ~ ) مورد آزمايش قرار دهيد. قبل از انجام آزمايش با دماسنج دمای محيط را اندازه گيری و ثبت كنيد. نمونه آزمايش را به دقت در محل خود در دستگاه قرارداده و عقربه دستگاه را روی صفر تنظيم كنيد. با رعايت تمام مسايل ايمنی، قفل پاندول دستگاه را آزاد كرده و آزمايش را انجام دهيد. دقت در انجام اين آزمايش ضروری است . بهتر است قرارگرفتن نمونه در محل مخصوص خود و رها سازی پاندول توسط تكنسين آزمايشگاه انجام گيرد. در هر بار انجام آزمايش از روی صفحه مندرج دستگاه ( درجه بندی مربوط به آزمايش ضربه شارپی ۹، انرژی جذب شده توسط نمونه حين اعمال ضربه به آن را برجسب ژول خوانده و ثبت كنيد

۳٫     دو نمونه را درون ظرف محتوی آب جوش در دمای حدود ۱۰۰°C  قرار داده و چند دقيقه صبر كنيد تا به دمای آب جوش برسد. با دماسنج دما را کنترل كنيد. پس از اطمينان از رسيدن نمونه‌ها به دمای مورد نظر، هر دو اين نمونه ‌ها را مشابه قبل مورد ازمايش قرارداده و نتايج را ثبت كنيد.

۴٫     به كمك تكنسين آزمايشگاه با استفاده از كپسول گاز CO2 مقدار كافی يخ خشك تهيه كنيد. با ريختن مقداری از آن درون ظزفی محتوی الكل صنعتی ( يا استون )، دما را پائين آوريد. دما را در حدود ۰°C  حفظ كرده و آن را با دما سنج كنترل كنيد. دو نمونه را در آن قرارداده و چند دقيقه صبر كنيد. پس از اطمينان از رسيدن نمونه ‌ها به دمای ۰°C ، آنها را مشابه قبل مورد آزمايش قرارداده و نتايج را ثبت كنيد.

۵٫     با اضافه كردن مقدار بيشتری يخ خشك، دما را به زير صفر ببريد. آنقدر يخ خشك اضافه كنيد كه محلول درون ظرف به دما تقريبی -۷۰°C برسد . دو نمونه ديگر را درون ظرف قرار داده و نتايج را ياداشت كنيد.

  • بازدید : 134 views
  • بدون نظر

قیمت : ۷۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۱۸۲    کد محصول : ۱۱۸۱۶    حجم فایل : ۴۸۶۶ کیلوبایت   

خرید و دانلود سمینار پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد – شناسایی و انتخاب مواد

پروژه در قالب pdf خدمت شما

هدف از این تحقیق بررسی انواع زیست مواد فلزی، خواص مکانیکی و کاربردهای آنها میباشد.
بههمین منظور از منابع و تحقیقات گسترده و جدید موجود در این زمینه استفاده شده است. در
این تحقیق سعی شده است که اکثر زیست مواد فلزی و کاربردهایشان مورد بررسی قرارگیرند


عتیقه زیرخاکی گنج