Upload
candida-larry
View
49
Download
4
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
lattice point. Unit cells in 3 dimensions. Unit Cell. مقدمه. At lattice points: Atoms Molecules Ions. مقدمه. شبکه های واحد (Unit Cells) هفت گانه. مقدمه. انواع شبکه های کریستالی. مقدمه. شبکه های کریستالی مهم. body-centered cubic. face-centered cubic. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Unit Cell
latticepoint
Unit cells in 3 dimensions
At lattice points:
• Atoms
• Molecules
• Ions
مقدمهمقدمه
واحد های Unit)شبکهCells) گانه هفت
مقدمهمقدمه
های شبکه انواعکریستالی
مقدمهمقدمه
مشترک وجه هر اتمواحد 2بین سلول
های شبکهمهم کریستالی
بین مشترک راس هر اتمواحد 8 سلول
body-centered cubicface-centered cubic
مقدمهمقدمه
:مثالهاCr, Mo, V, Feα
مرکز مکعب کریستالی شبکه( BCC)پر
0.68? = VV = APF
cell unit
atomsBCC
اتمی فشردگی فاکتور
مقدمهمقدمه
:مثالهاNi, Cu, Mn, Feγ
وجوه مکعب کریستالی شبکهپر (FCC)مرکز
0.74? = VV = APF
cell unit
atomsFCC
اتمی فشردگی فاکتور
مقدمهمقدمه
هگزاگونال کریستالی شبکه(HCP)فشرده
:مثالهاMg, Be, Zr, α-Ti
0.74? = VV = APF
cell unit
atomsHCP
اتمی فشردگی فاکتور
مقدمهمقدمه
و اتمی شعاع بین ارتباطیال طول
شبکه مکعب مرکز پر
)BCC(
شبکه مکعب وجوه )FCC( مرکز پر
مقدمهمقدمه
شدن سرد منحنیهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
Liquid Phase
Latent Heat of Fusion
Solid Phase )Final(
Tm )Melting Point(
Local Solidification Time
Solid Phase )Initial(
Liquid + Solid
Liquid Phase
Local Solidification Time
Freezing Range
TL )Liquidus(
TS )Solidus(
Temperature
Temperature
Time
Time
شدن سرد منحنیهای
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
شدن سرد منحنیهای
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
ریختگی قطعات ساختار ریختگی ریز قطعات ساختار ریزدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
Temperatur
eTemperature
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
1کسر وزنی فاز = (C2 - C) / (C2 - C1)
2کسر وزنی فاز = (C - C1) / (C2 - C1).
اهرم قانوندیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
اهرم قانون
Co WLCL WC
WL W 1
RR S
W Co CLC CL
SR SWL C Co
C CL
RR S
SR SWL C Co
C CL
CoR S
WWL
CL C
wt% Ni20
1200
1300
T(°C)
L (liquid)
(solid)
30 40 50
TA A
DTD
TBB
tie line
433532CoCL C
R S
Wt%
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
فازی دیاگرام کاربرد
نقطه حاصل aدر زیر اطالعاتشود می
X=36%B
L2=72%B
S2=18%BWs
massbyamountphaseSolid %67.66%10018723672
Wl
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
با جزیی دو دیاگرامدر کامل حاللت
جامد و مذاب حالت
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
محدود حاللت با جزیی دو دیاگرام) یوتکتیک ) جامد حالت در
liquidus
solvus
solidus
I II
I, IIآلیاژهای
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
فازها مقدار سیستم) محاسبهمحدود ( حاللیت با جزیی دو
C = 65 weight% B
A
B
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
فازها مقدار سیستم) محاسبهمحدود ( حاللیت با جزیی دو
C = 65 weight% BA B
β
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
فازها مقدار سیستم) محاسبهمحدود ( حاللیت با جزیی دو
C = 65 weight% BA B
20) = 58 - 92) / (58 - 65( = کسر جامد weight%
80) = 58 - 92) / (65 - 92(= کسر مذاب weight%
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
فازها مقدار سیستم) محاسبهمحدود ( حاللیت با جزیی دو
C = 65 weight% B
A B
44) = 48 - 87) / (48 - 65( = کسر جامد weight%
56= 44-100= کسر مذاب weight%
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
فازها مقدار محاسبهبا) جزیی دو سیستم
محدود ( حاللیت
A B
α = (91 - 65) / (91 - 9) = 32کسر جامد اول weight%.β= (65 - 9) / (91 - 9) = 68 weightکسر جامد دوم %
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
C = 65 weight% B
با جزیی دو دیاگرامحالت در جزیی حاللت
( Pb-Snیوتکتیک)جامد
A BE
Cooling/Solidification of eutectic
L α+ β (lamellae)
Temperature
(oC)
CompositionPb 20 40 60 80 Sn
100
200
300
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
جزیی حاللت با جزیی دو دیاگرامجامد حالت ( Cu-Znپریتکتیک)در
δ + L εcool
heatPeritectic reaction )P(
δ γ + εcool
heatEutectoid reaction )E(
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
در جزیی حاللت با جزیی دو دیاگرامجامد ( Al-Mgپریتکتیک)حالت
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
جزیی دو دیاگرامهای انواعحالت در جزیی حاللت با
جامد
دیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
جزیی سه دیاگرامهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
جزیی سه دیاگرامهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
جزیی سه دیاگرامهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
• 1. 60% A | 20% B | 20% C = 100%
• 2. 25% A | 40% B | 35% C = 100%
• 3. 10% A | 70% B | 20% C = 100%
• 4. 0.0% A | 25% B | 75% C = 100%
جزیی سه دیاگرامهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
5. ? % A | ? % B | ? % C = 100%
6. ? % A | ? % B | ? % C = 100%
7. ? % A | ? % B | ? % C = 100%
8. ? % A | ? % B | ? % C = 100%
جزیی سه دیاگرامهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
Stainless steel phase diagram at 900 degrees Celsius
جزیی سه دیاگرامهایدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
مواد مهندسیمواد مهندسی
کربن - آهن دیاگرامدیاگرام تعادلیدیاگرام تعادلی
Peritectic L +
Eutectic L + Fe3C
Eutectoid + Fe3C
1148 oC
727 oC
1490 oC
+
% C )by weight(
O C O F1600
1400
1200
1000
800
600
4000 1 2 43 5 6 7
2800
2400
2000
1600
1200
800
+ Fe3C
+ Fe3C
+ Liquid
Liquid
Liquid + Fe3C
+
Tem
pera
ture
2.11 4.3
0.020.77
912o
727o
1148o
( C<0.1%آهن- )1
)C<1.5% )2%%> 0.1 (فوالد- 2
>6% )2%( C<4.5%)چدن - 3
آهنی آلیاژهایآلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
+
% C )by weight(
O C O F1600
1400
1200
1000
800
600
4000 1 2 43 5 6 7
2800
2400
2000
1600
1200
800
+ Fe3C
+ Fe3C
+ Liquid
Liquid
Liquid + Fe3C
+
Tem
pera
ture
2.11 4.3
0.020.77
912o
727o
1148o
Eutectoid steel
+ Fe3C Cooling
Heating
یوتکتوئید فوالد
Result: Pearlite = alternating layers of and Fe3C phases.
120m
• 2 important points
-Eutectic (A):
-Eutectoid (B): Fe3C
Fe3C
(cem
entit
e)
1600
1400
1200
1000
800
600
4000 1 2 3 4 5 6 6.7
L
austenite)+L
+Fe3C
+Fe3C
L+Fe3C
(Fe) Co, wt% C0.77 4.30
727°C = Teutectoid
1148°C
T(°C)
A
B
SR
R S
Fe3C (cementite-hard)(ferrite-soft)
C eut
ecto
id
+ Fe3C
Fe3C +
+
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
یوتکتوئید هیپو فوالد
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
یوتکتوئید هیپو فوالد
Pearlite
(Fe-C System)
Co
Fe3C
(cem
entit
e)
1600
1400
1200
1000
800
600
4000 1 2 3 4 5 6 6.7
L
austenite)+L
+Fe3C
+Fe3C
L+Fe3C
Co, wt% C0.77
727°C
1148°C
T(°C)
R S
r s
w =s/(r+s)w =(1-w)
w =S/(R+S)wFe3C =(1-w)
wpearlite = w
pearlite
100m Hypoeutectoid steel
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
یوتکتوئید هایپر فوالدآلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
یوتکتوئید هاپیر فوالد
Pearlite
Fe3C
Fe3C
(Fe-C System)
Co
Fe 3C
(cem
entit
e)1600
1400
1200
1000
800
600
4000 1 2 3 4 5 6 6.7
L
austenite)+L
+Fe3C
+Fe3C
L+Fe3C
Co, wt% C0.77
1148°C
T(°C)
R S
s
wFe3C =r/(r+s)w =(1-wFe3C)
w =S/(R+S)wFe3C =(1-w)
wpearlite = wpearlite
60m Hypereutectoid steel
r
Fe3C
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
یوتکتوئید هایپر فوالدآلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
0 1 2 43% 5 6 7
2800
2400
2000
1600
1200
800
+
% C )by weight(
O C O F1600
1400
1200
1000
800
600
400
+ Fe3C
+ Fe3C
+ Liquid
Liquid
Liquid + Fe3C
+
Tem
pera
ture
2.11 4.3
0.02
0.77
912o
727o
1148o
Liquid Austenite
TOTAL
1.4%C
0.8%
هاچدن ساختاردو( دیاگرام از استفاده
بله)
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
ساختار:Fe3C- پرلیت و فریت در زمینه 1Fe3Cمارتنزیت در زمینه - آستنیت/23 -M7C3 در زمینه مارتنزیت
سفید چدن
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
:خواص خیلی سخت، ترد و از مقاومت -
به سایش باال -BHN=350-600, TS=20-70Ksi
خواص- خواص مشابه چدن داکتیل و در موارد مشابه
با آن بکار می رود.استحکام باال و انعطاف پذیری خوب باعث -
رقابت آن با فوالد شده است
مالیبل چدنآلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
چدنخاکستری
عوامل موثر بر چدن خاکستری:این عوامل عبارنند از
کربن معادل -سرعت سردشدن -
عناصر آلیاژی -
: شیمیایی C, 1.0-3.0%Si and 0.4-1.0% Mn%4.0-2.5 ترکیب
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
چدنخاکستری
کربن معادلکربن معادل: بیان کننده قابلیت تولید گرافیت (اندازه و -
مقدار الیه های گرافیت)و یا مشخص کننده تاثیر عناصری نظیر کربن، سیلیسیم و -
CE (Carbon Equivalent) =C%+1/3(Si%+ P%)فسفر به صورت یک عدد
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
چدنخاکستری
30کالس در هر مقطع ریختگی30Ksi- حداقل استحکام
- افزایش استحکام و سختی به ازائ افزایش عناصر آلیاژی
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
چدنخاکستری
کاربرهای مهم چدن خاکستریبلوک سیلندر موتور خودرو -
درام ترمز، صفحات کالچ -- بستر ماشین االت
- قطعات کوره، قالبهای شمشها و شیشه
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
داکتیل چدن
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
داکتیل چدن
خواص مکانیکیProperties: Elongation = 2-18%yield strength = 40-90 ksi,Tensile strength =60-120 ksi
آلیاژهای آهن-کربنآلیاژهای آهن-کربن
آلیاژهای غیر آلیاژهای غیر آهنیآهنی
مهم ترین آلیاژهای غیر آهنی صنعتی عبارتند از :
- آلیاژهای آلومینیم- آلیاژهای مس
- آلیاژهای منیزیم- آلیاژهای نیکل
- آلیاژهای تیتانیم
آلیاژهای آلومینیمآلومینیم به دو گروه زیر تقسیم می آلیاژهای
:شوند Wrought alloysالف- آلیاژهای کار مکانیکی شده
عملیات حرارتی پذیر(سختی - 1 - غیر قابل عملیات Heat treatable 2رسوبی)
ب- Non-heat treatableحرارتی Casting آلیاژهای ریختگی
alloys
مقایسه وزن مخصوص، استحکام و استحکام ویژه برخی از آلیاژهای صنعتی :
- آلیاژهای آلومینیم- آلیاژهای مس
- آلیاژهای منیزیم- آلیاژهای نیکل
- آلیاژهای تیتانیم
آلیاژهای غیر آلیاژهای غیر آهنیآهنی
آلومینیم آلیاژهایآلیاژهای غیر آلیاژهای غیر
آهنیآهنی
آلومینیم آلیاژهای
آلیاژهای غیر آلیاژهای غیر آهنیآهنی
تیتانیم آلیاژهای
آلیاژهای غیر آلیاژهای غیر آهنیآهنی
تیتانیم آلیاژهای
آلیاژهای غیر آلیاژهای غیر آهنیآهنی
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات مکانیکی دهی شکل
ناحیه روشهای شکل دهی در حالت جامدultimatetensile strength
Yield Strength
UTS
y
Strain ) (
Stre
ss )
F/A
(
Elastic Region
PlasticRegion
StrainHardening
Fracture
Slop
e=E
necking
مومسان شکل تغییر
نابجایی یک صفحه اتمی اضافی که تحت -تاثیر تنش برشی با انرژی کمی حرکت می
)ساده(نابجايي لبه ايکند
نابجايي پيچي
)ساده(نابجايي لبه اي
نابجايي پيچي
)ساده(نابجايي لبه اي
نابجايي پيچي
)ساده(نابجايي لبه اي
نابجايي پيچي
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
Movement of an Edge Dislocation
نابجایی تئوریخواص مکانیکی خواص مکانیکی
فلزاتفلزات
: دوقلویی
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
) - سختی- ) کرنش سختی Work-Hardeningکار
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
سنجی سختی و سختیسختی:
مقاومت در برابر فروروی، خراشیدگی و یا مقاومت در برابر تغییر شکل موضعی (فلزات)
:روشهای سختی سنجی Brinell Number Hardness (اندازه گیری قطر اثر)برنیل
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
سنجی سختی روشهای Vickers Number Hardness(اندازه گیری قطر اثر) ویکرز
Ø=136o- فرورونده یک هرم مربع القاعده با زاویه120Kg-1 - نیروی اعمالی
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
سنجی سختی روشهای Rockvell Number Hardness(اندازه گیری عمق اثر) راکوZل
و یک گوی فوالدی به C, Aمخروط الماسه برای روشهای - فرورونده یک ’’D=1/16قطر
C,B, A برای روشهای 150Kg, 100, 60- نیروی اعمالی به ترتیب
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
سنجی سختی روشهای Knoop Number Hardness(اندازه گیری عمق اثر) نوپ
مخروط الماسه کوچک برای اندازه گیری نمونه های نازک - فرورونده یک
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
سنجی سختی روشهای
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
شکست انرژی
Ductile
Brittle
Stre
ss
Strain
:- رفتار فلزات در آزمایش کشش1- نرم- تردد
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
ضربه آزمایش
Izod test
Charpy test
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
Temperature )°C(
Cha
rpy
Toug
hnes
s )J
ol(
BrittleBehavior
Ductile Behavior
Transition Temperature )DBTT(
ضربه آزمایش
:رفتار فلزات در آزمایش ضربه
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
ضربه آزمایش
خواص مکانیکی خواص مکانیکی فلزاتفلزات
ΔΔG = G = ΔΔGv + Gv + ΔΔGsGs
4/3 ΔHf л r3 + 4σsl л r2 =0
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
• ΔG= 0 در شرایط بحرانی
0dr
Gdv
SL
Gr
2*2
v
SL
Gr
2*
2
3*hom 3
16
v
SL
GG
Homogeneous nucleation
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار73
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
v
SL
HGTmr
2*
ΔΔTTscsc
r*
UndercoolingUndercooling
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
: ای صفحه رشد انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
فصل • از نهان گرمایجامد طریق از مشترک
شود می دفع
:) ای) شاخه دندریتی انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
Development of the ingot structure of a casting during solidification: )a(Nucleation begins)b(the chill zone forms)c(preferred growth produces the columnar zone3, )d(additional nucleation creates the equiaxed zone
انجماد و ریزساختارانجماد و ریزساختار
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاتجامد -1 محلول تشکیل
- اتم غربیه معموال در شبکه عنصر اصلی به دو صورت جای می گیرد:الف - محلول جامد بین نشینی
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاتب- محلول جامد جانشینی
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاتای- 2 استحاله شدن مستحکم
- ریز کردن دانه هاالف
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاتتعادلی - حالت تغییر
Ferrite Austenite Delta ferrite
آرایش تعادلی اتمهای آهن در فوالد
Ferrite + PearliteAustenite
سرد کردن آهسته
امکان استحاله نفوذی
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاتتعادلی- غیر حالت تغییر ب
سرد کردن سریع
عدم امکان استحاله نفوذیAustenite Martensite
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاتمکانیکی -3 شدن مستحکم
مستحکم کردن فلزاتمستحکم کردن فلزاترسوبی -4 شدن مستحکم