دانلود پروژه: سنتز و روکش کاری همزمان مولیبدن بر روی فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 با استفاده از فرایندGTAW  

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فهرست مطالب هشت

فهرست شکل‌ها ده

 فهرست جدول‌ها سیزده

چکيده. 1

فصل اول : مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2

فصل دوم: مروری بر مطالب… 5

2-1 پوشش دهی.. 5

2-1-1 کاربردهای روکش کاری.. 6

2-2 تعریف روکش کاری.. 6

2-2-1 مراحل ترمیم قطعه فرسوده. 6

2-3روکش کاری جوشی.. 6

2-3-1 مزایای روکش کاری.. 8

2-3-2 کاربردهای روکش کاری در صنعت… 8

2-3-3 انتخاب آلیاژ روکش کاری…………………………………………………………………………………………………………. …………..9

2-3-4 فاکتورهای مهم در انتخاب مواد جوشکاری.. 9

2-4 سایش….. 9

2-5 انواع فرایندهای جوشکاری مورد استفاده برای روکش کاری.. 10

2-5-1فرایند جوشکاری تنگستن – گاز خنثی.. 12

2-5-2 مزایا و معایب جوشکاری قوسی تنگستن – گاز خنثی.. 12

2-6-3 انواع قطبیت… 13

2-6 رقت …… 13

2-6-1 نوع فرایند جوشکاری.. 13

2-6-2 سرعت جوشکاری.. 13

2-6-3 دمای پیشگرم. 14

2-6-4  شدت جوشکاری.. 14

2-6-5 تعداد لایه ها (پاس ها). 14

2-7 فلزات جوش تک پاسه و چند پاسه. 14

2-8 معرفی فولاد زنگ نزن.. 14

2-9 تاریخچه فولادهای زنگ نزن.. 15

2-9-1 انواع فولادهای زنگ نزن.. 16

هشت

2-9-2 فولادهای زنگ نزن آستنیتی.. 16

2-9-3 عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن.. 17

2-10 مولیبدن و مولیبدنیت… 19

2-10-1 مروری بر فرایندهای استحصال مولیبدن از مولیبدنیت… 20

2-10-2 روش تشویه. 20

2-11 تاثیر پارامترهای فرایند.. 22

2-12 هدف از انجام پژوهش…. 41

فصل سوم: مواد و روش انجام آزمایش…. 42

3-1 کلیات……. 42

3-2  جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی.. 43

3-2-1 آماده سازی نمونه ها 43

3-2-2 مواد روکش کاری.. 43

3-2-3 آماده سازی پودر جهت استفاده در روکش…. 43

3-3 فرایند روکش کاری.. 45

2-4 متالوگرافی.. 46

2-5 آزمون ریزسختی سنجی.. 46

2-6 میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 47

2-7 آنالیز فازها 47

2-8 اندازه گیری درصد فاز. 47

2-9 ثبت دما….. 47

فصل چهارم : نتایج و بحث… 49

4-1  بررسی شرایط ترمودینامیکی سنتز مولیبدن.. 49

4-2  سیکل دمای حوضچه جوش…. 52

4-3  ریزساختار. 54

4-4  محاسبه میزان درصد فریت در روکش…. 61

4-5 تاثیر کربن و اسید بوریک در عناصر موجود در روکش…. 62

4-6  میکرو آنالیز نمونه های روکش کاری شده. 63

نه 2-7  بررسی ریزسختی سنجی   44 2-7  شکل هندسه حوضچه جوش     44 فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهاد ها 44 2-7  نتیجه گیری   44 2-7  پیشنهاد ها 44

4-7  فازیابی نمونه های روکش داده شده. 65

4-8  بررسی ریزسختی سنجی.. 67

4-9  شکل هندسه حوضچه جوش…. 69

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهاد ها 72

5-1  نتیجه گیری.. 72

5-2  پیشنهاد ها 74

ده

 

فهرست شکل‌ها

 

عنوان             صفحه

‏ شکل 2-1. شماتیک ارتباط ضخامت روکش و قیمت تولیدی قطعات ساخته شده توسط فرایند روکش کاری.. 7

‏ شکل2-2.  مقایسه میزان صرفه جویی اقتصادی نسبت به ضخامت روکش در فرایند روکش کاری آلیاژهای مختلف………7

‏ شکل 2-3.  سهم نسبی صنایع مختلف از مصرف قطعات روکش کاری شده. 9

‏ شکل 2- 4. شماتیک جوشکاری قوسی تنگستن-گاز خنثی.. 12

‏ شکل 2- 5. شماتیک لایه های جوش داده شده. 14

‏ شکل 2- 6. مقدار کروم برحسب درصد افت سایش…. 22

‏ شکل 2- 7. سختی بر حسب فاصله از لبه بر اساس مقدار کروم. 23

‏ شکل 2- 8 . رابطه بین سختی و مقاومت به سایش در آلیاژ روکش کاری.. 24

‏ شکل2- 9. میکروسختی بر حسب عمق با مقدار بور متفاوت… 24

‏ شکل 2- 10. تاثیر Fe-Mo بر روی سختی و کسر حجمی لایه های روکش کاری.. 25

‏ شکل 2- 11. تاثیر  FeMo  بر مقدار افت حجم روکش…. 25

‏ شکل 2- 12. تاثیر مقدار Fe-Mo بر روی ریز ساختار لایه های روکش کاری.. 26

‏ شکل 2- 13. کاهش حجم سایش بر حسب فاصله لغزش…. 27

‏ شکل 2- 14. ساختار میکروسکوپی لایه های روکش کاری بر حسب مقدار بور. 28

‏ شکل 2- 15. نمودار سختی وافت سایش بر اساس مقدار بور. 28

‏ شکل 2- 16.  نمودار مقدار سختی بر اساس مقدار گرافیت، فرو تیتانیوم و اکسید تیتانیوم. 29

‏ شکل 2- 17.  نمودار پروفیل سختی ار لایه روکش داده شده. 30

‏ شکل 2- 18. تصویر میکروسکوپ نوری از ریزساختار فصل مشترک فلز پایه با روکش…. 30

‏ شکل2- 19. میکروسختی روکش بر حسب مقدار مولیبدن 31

‏ شکل 2- 20. ریزساختار روکش با افزایش مقدار  مولیبدن.. 31

‏ شکل 2- 21. ریزساختار روکش استلایت با  الف) تک پاس  ب) سه پاس… 32

‏ شکل2- 22. مکانیزم رشد در روکش استلایت بر سطح فولاد ساده کربنی.. 32

شکل2- 23. نمودارهای حاصل از سختی  نمونه ها   الف) لایه میانی 410 و تک پاس استلایت  ب) لایه میانی 309 وتک

 پاس استلایت… 33

شکل2- 24.  تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه های  الف- سه پاس ب- دو  پاس… 34

‏ شکل2- 25. تصویر SEM رشد اپی تکسیال در مرز استلایت و زیرلایه. 34

‏ شکل 2- 26. نمودار سختی بر حسب فاصله پوشش و زیرلایه. 35

‏ شکل 2- 27.  نمودار ضریب اتبساطی حرارتی بر حسب دما 35

شکل 2- 28. تصویر میکروسکوب نوری در بین فصل مشترک پاس 1و2 در نمونه دو پاس… 36

‏ شکل2- 29. نمودار EDS  (الف) نمونه سه پاس   (ب) نمونه با لایه میانی.. 36

‏ شکل2- 30. طیف XRD پوشش استلایت الف) فصل مشترک با زیر لایه نمونه  سه پاس  ب)سطح نمونه با لایه میانی

فولاد زنگ نزن  309. 37

‏ شکل 2- 31. ریز ساختار آلیاژهای روکش کاری سطحی پایه آهن.. 38

‏شکل 2- 32. تصویر ریزساختار SEM الف) مقدار پودر SiC کم    ب) مقدار پودر  SiCبالا.. 39

‏ شکل 2- 33. نمودار تغییرات سختی بر حسب فاصله از سطح پوشش…. 39

‏ شکل 2- 34. نمودار سختی بر حسب فاصله از مرکز جوش…. 40

شکل 2-35.  تاثیر انواع پودر ها برتشکیل فریت دلتا 41

‏ شکل3- 1.شماتیک شابلون.. 44

‏ شکل3- 2. زیرلایه حاوی خمیر پیش نشست قبل از جوشکاری.. 44

‏ شکل3- 3. الف) شمایی از فرایند جوشکاری   ب) تصویر دستگاه جوشکاری.. 46

‏ شکل3- 4. شماتیکی از نحوه قرار گیری ترموکوپل.. 47

‏ شکل4- 1. نمودار الینگهام. 52

‏ شکل4- 2. نمودارثبت شده دما توسط ترموکوپل الف) دمای زیرلایه  ب) حوضچه جوش  د) حوضچه جوش با فاصله

5/1میلی مترازعمق حوضچه جوش…………………………………………………………………………………………………………………. 54

‏ شکل4-3. تصویر متالوگرافی فلز پایه. 55

‏ شکل 4- 4. تصویر میکروسکوپ نوری از فلز جوش…. 55

‏ شکل4- 5. الف) شماتیک رشد اپی تکسیال  ب) تصویر میکروسکوپ الکترونی روبش رشد اپی تکسیال از فصل

 مشترک فلز پایه و فلز جوش…. 56

‏ شکل4- 6. تصویر تهیه شده توسط الف) میکروسکوپ نوری ب) میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی MoO₃ ..57

شکل4- 7. تصویر تهیه شده توسط الف) میکروسکوپ نوری  ب) میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه حاوی

C + MoO₃ 57

‏ شکل4- 8. ارتباط نوع انجماد با نمودار فازی شبه دو تایی.. 58

‏ شکل4- 9. تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ نوری الف) نمونه حاویMoO₃+0.5H₃BO₃  ب) MoO₃+H₃BO₃

ج) MoO₃+1.5H₃BO₃ د) تصویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی رو بشی از ساختار روکش ایجاد شده با

ترکیبMoO₃+0.5H₃BO₃ 59

‏ شکل4- 10. تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ نوری الف) نمونه حاویMoO₃+C+0.5H₃BO₃ ب) MoO₃+C+H₃BO₃     ج) MoO₃+C+1.5H₃BO₃ د)تصویر تهیه شده توسط  میکروسکوپ الکترونی رو بشی ساختار روکش با ترکیب MoO₃+C+0.5H₃BO₃ 60

‏ شکل 4- 11. میزان تشکیل درصد فریت در روکش نمونه ها 62

‏ شکل4- 12.  مقایسه تاثیر مقدار  الف) کربن ب) اسید بوریک بر میزان نیکل موجود در روکش نمونه. 63

‏ شکل4- 13. مقایسه تاثیر مقدار  الف) کربن ب) اسید بوریک بر میزان مولیبدن موجود در روکش نمونه. 63

‏ شکل4- 14.  مقایسه تاثیر مقدار  الف) کربن ب) اسید بوریک بر میزان کروم موجود در روکش نمونه. 63

‏ شکل4- 15. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از ناحیه آنالیز نقطه ای EDS گرفته شده از روکش….

یازده

64

 شکل 4- 16. نمودارآنالیز نقطه ای EDS از مقدار عناصر  الف) MoO₃  ب) MoO₃+C ج) MoO₃+1.5H₃BO₃ د)MoO₃+C+1.5H₃BO₃ در روکش ایجاد شده. 65

‏ شکل4- 17. پراش پرتو ایکس از روکش نمونه  الف) MoO₃    ب)  MoO₃+C  ج)  MoO₃+1.5H₃BO₃   د)MoO₃+C+1.5H₃BO₃ 67

‏ شکل4- 18. نمودار سختی نمونه های روکش کاری شده. 69

‏ شکل4- 19. تنش برشی اعمالی توسط شیب کشش سطحی.. 70

‏ 4- 20. تصویر ماکروسکوپی از سطح مقطع حوضچه جوش  الف) نمونهMoO₃    ب) MoO₃+C ج)MoO₃+0.5H₃BO₃  د) MoO₃+H₃BO₃ه)  MoO₃+1.5H₃BO₃و)MoO₃+C+0.5H₃BO₃ز) MoO₃+C+H₃BO₃ح) MoO₃+C+1.5H₃BO₃ ……71

دوازده

‏

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

عنوان             صفحه

جدول 2- 1. مشخصات فرایند های مختلف روکش کاری.. 11

‏ جدول 2- 2. مقایسه خواص عمده فرایند های مختلف روکش کاری.. 11

‏ جدول2- 3. ترکیب برخی فولادهای زنگ نزن  آستنیتی.. 17

‏ جدول2- 4. مشخصات فیزیکی وشیمیایی مولیبدنیت… 19

‏ جدول2- 5. پارامتر های فرایند جوشکاری قوسی فلز پوشش دار  برای رسوب روکش کاری.. 23

‏ جدول2- 6. مقدار بور در روکش  24

‏ جدول3- 1. ترکیب شیمیایی فولاد زنگ نزن 304. 43

‏ جدول3- 2. ترکیب مول های مورد استفاده در روکش…. 44

‏ جدول 3- 3. ترکیب مول  مورد استفاده در پودر روکش…. 45

‏ جدول3- 4. مشخصات پارامتر های جوشکاری قوسی تنگستن- گاز خنثی.. 46

‏ جدول4- 1. مقادیر ترکیبات ترمودینامیکی.. 51

‏ جدول4- 2. نسبت کروم معادل به نیکل معادل در زیرلایه و روکش…. 61

‏ جدول4- 3. نتایج آنالیز نقطه ای EDS عناصر در روکش…. 64

‏ جدول4-4. نسبت عمق به عرض حوضچه جوش…. 70