پروژه تحقیقاتی مهندسی مواد و متالوژی - صنعت نورد - با فرمت word

1-1- صنعت نورد

تاریخ نورد به مفهوم امروزی آن، ولی در شکلهای بسیار ساده و اندازه های کوچک به آغاز سده ی هفدهم برمی گردد. به این صورت که دو غلتک چدنی در یک چهارچوبی قرار داده می شد و فلزهایی مانند قلع و سرب را نورد می کردند. هرچند پیش از این از غلتکهای برای صاف کردن و فشردن مواد استفاده می شد ولی ایده ی استفاده از غلتکها به منظور ایجاد کاهش در سطح مقطع فلز در این دوره بوجود آمد.

پس از آن کوشش شد از غلتکهای بزرگتر و سنگین تر استفاده شود و گشتاور لازم برای به چرخش درآوردن آنها بوسیله ی نیروی اسب و با پره های آبی تأمین می شد. ایده ی ایجاد شیار روی غلتکها به منظور شکل دادن به مقاطع میله ها و تیرها نیز به همین دوران برمی گردد.

قفسه های غلتک به سرعت گام های تکاملی خود را پیمودند و بزودی افزون بر نورد فلزهای نرم نورد گرم فولاد نیز شدنی شد. تنگنای نیرو و توان، ایده ی استفاده از غلتکهای کوچکتر را مطرح کرد. برخی صنعتگران متوجه شده بودند که نورد با غلتکهای کوچکتر به نیرو و توان کمتری احتیاج دارد. از این رو استفاده از غلتکهای کاری کوچکتر که بوسیله  غلتکهای بزرگتر پشتیبانی می شدند متداول شد و در اصطلاح قفسه های چهار غلتکه بوجود آمدند.

پس از پیدایش ماشین بخار و از بین رفتن تنگنای نیرو و توان قفسه های نورد دوباره بزرگتر شدند و موتورهای با توان بسیار بالا، در اندازه ی15000 اسب برای نوردهای سنگین شمشهای فولادی بکار گرفته شدند. موتورها و قفسه های نورد به تندی گام های تکاملی خود را پیمودند به گونه ای که فرآورده های نورد بویژه فولادها به مهمترین فرآورده های فلزی در سطح جهان تبدیل شدند. برای بسیاری از فرآورده ها روشهای نورد جایگزین دیگر روشهای شکل دادن فلزها، همانند آهنگری و ریخته گری شد.

1-2- قفسه های نورد

امروزه بیشتر فلزها همچون آلیاژهای آلومینیم، مس و فولادها نخست به صورت شمش ریخته گری می شوند و سپس در خلال چند مرحله نورد گرم بصورت شمشه، شمشال و یا تختال در     می آیند این فرآورده ها دوباره در خلال چند مرحله نورد گرم و سرد به فرآورده های پایانی مانند صفحه، ورق، تسمه و یا نوار ورق، فویل، تیر، میله گرد، مفتول، لوله، انواع مقطع های سازه ای مانند تیرآهن، ریل آهن، ناودانی نبشی و غیره تبدیل می شوند.

تولید هرکدام از این فرآورده ها بوسیله ی یک یا چند قفسه ی نورد دوسویه و یا چند قفسه نورد پیاپی انجام می پذیرد. هر قفسه ی نورد در بردارنده ی یک چهارچوب فولادی می باشد که یاتاقانهای غلتکها را در خود نگه می دارد و نیروی نورد را پذیرا می شود. چرخش غلتکها بوسیله یک موتور برقی و جعبه دنده تأمین می شود.

قفسه های نورد ممکن است دو غلتکه ی یک سویه باشد که در این صورت قطعه کار همواره از یک سو به فضای بین دو غلتک کشیده می شود و پس از تغییر شکل از سوی دیگر خارج       می شود چرخش یکی از غلتکها در راستای عقربه های ساعت و دیگری خلاف عقربه های ساعت خواهد بود و نیروی محرکه به هر دو غلتک فرستاده می شود. قفسه های دو غلتکه ممکن است دو سویه باشند در این صورت با تغییر جریان برق در موتور راستای چرخش غلتکها و در نتیجه راستای حرکت قطعه کار عوض می شود در قفسه های دوسویه قطعه کار چندین بار مسیر رفت و برگشت را می پیماید در هر مرحله غلتک بالائی پائین تر آمده، فضای بین دو غلتک تنگ تر شده و در نتیجه ضخامت و یا سطح مقطع قطعه کار کاهش خواهد یافت.

قفسه های سه غلتکه از سه غلتک تشکیل می شوند و نیروی محرکه ی موتور به غلتکهای بالا و پائین فرستاده می شود. غلتک میانی در اثر اصطکاک به چرخش در می آید. در اینگونه قفسه ها قطعه کار نخست بین غلتک های پائینی و میانی در مسیر رفت نورد می شود و سپس بین غلتکهای میانی و بالایی در مسیر برگشت نورد می گردد.

فهرست مطالب

عنوان      صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- صنعت نورد       2

1-2- قفسه های نورد    3

1-3- نورد فلزها         7

1-4- قفسه های پیش نورد        7

1-5- نورد گرم پایانی   8

1-6- اسیدشویی          8

1-7- نورد سرد 11

فصل دوم: تحلیل فرآیند نورد سرد ورق

2-1- تعیین نرخ کرنش میانگین در نورد سرد    14

2-2- توزیع فشار در نورد سرد 17

2-3- روش ساختن ورق فولادی استحکام بالای نورد سرد شده    22

2-4- روش ساخت ورق فولادی استحکام بالای کار سرد شده      23

فصل سوم: فولاد مورد استفاده در ساختمان بدنه اتومبیل در آینده

3-1- مواد مورد استفاده در ساختمان بدنه اتومبیل در آینده         28

3-2- پروسه های تولید سازه های سبک وزن     29

3-3- کاربرد مواد در بدنه خودرو        29

3-3-1- فولاد   29

3-3-2- آلیاژهای آلومینیم         30

3-3-3- آلیاژهای منیزیم          31

3-3-4- کامپوزیتها (مواد مختلط)         31

3-4- کاهش در وزن خودرو     32

3-5- اثر نیوبیوم روی تبلور مجدد ورق فولادی کم کربن نورد سرد شده اتومبیل  32

3-6- توسعه در فولاد استحکام بالای پیشرفته     39

3-6-1- فولادهای دو فازی       41

3-6-2- فولادهای دو فازی کار سرد شده          44

3-6-3- فولادهای چند فازی     46

3-6-4- فولادهای TRIP 48

فصل چهارم: اثرنیتروژن برروی خواص مکانیکی ورقهای فولادیTRIP نورد سردشده

4-1- اثر نیتروژن بر روی خواص مکانیکی ورق های فولادی TRIP نورد سرد شده       51

4-2- اثر رسوب ALN بر روی ویژگی های آستنیت باقیمانده       54

4-3- خواص مکانیکی فولادی که نیتروژن به آن اضافه شده است         56

4-4- میکروساختارهای خواص مکانیکی فولاد TRIP Si- Al-Mn حاوی نیوبیوم (Nb)       61

4-5- اثر نرخ کرنش    62

4-6- اثر مقدار Nb      64

4-7- اثر هم دماسازی در منطقه بینیت   70

فصل پنجم: عیوب در شکل دهی ورقها

          5-1- عیوب در قطعات شکل گرفته       74

5-2- مشکلات و عیوب موجود محصولات نورد شده     78

5-2-1- چروک خوردن 80

5-2-2- ترک خوردن لبه         82

فصل ششم: نتایج

نتایج    84

منابع و مآخذ  86

پروژه تحقیقاتی مهندسی مواد و متالوژی - امکان فرآوری کانسارهای وانادیوم و تنگستن دار - با فرمت word

چکیده:

وانادیوم محصول فرعی مهمی است که به طور وسیع در آلیاژهای فروس و غیر فروس بکار برده می شود. میزان جهانی وانادیوم از منابعی مانند مواد اولیه چگاله ها،
سرباره های فلز کاری و پس مانده های نفتی بدست می آید. مواد معدنی حاوی وانادیوم عبارتند از: کارنوتیت، موتراسیت، پاترونیت، دشلولیت و وانادنیت. سرباره های صنایع آهن یک منبع اصلی وانادیوم اند در حال حاضر منابع شناخته شده وانادیوم نیازهای قرن آینده را برآورده می سازد. مواد حاوی وانادیوم بوسیله چند روند از قبیل کاهش کلسیم، لیچینگ، خروج هلال و تبادل یونی برای بدست آوردن وانادیوم به شکل یک فلز فرو وانادیوم، پنتوکسید وانادیوم و یا شکل مواد شیمیایی مختلف فرآورده می شود.

میزان عنصر و تقاضای وانادیوم در طول 2 سال گذشته ثابت بوده است و در حال کاهش قیمت است.

تولید کنندگان اصلی وانادیوم شامل چین، آفریقای جنوبی و روسیه است، در حالی که میزان کمتری در کشورهای استرالیا، آمریکا تولید می شود.

مواد خام ثانویه مانند سرباره های فولاد کاری و یا پس مانده های دیگر صنایع حاوی وانادیوم، مانند کاتالیزورها و یا خاکستر کوره نفت سوز، می توانند پیش از مصرف نهایی به منظور تولید وانادیوم مورد استفاده قرار گیرند. بدین ترتیب، به مانند پردازش اولیه، لیچینگ قلیایی باید در یک کوره گردان و یا یک کوره چند اجاقی انجام گیرد. این فرآیند وانادیوم را که به طور مستحکمی در داخل ساختار معدنی اسپیل جای گرفته، به وانادی قابل شستشو تبدیل می کند.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                     صفحه

چکیده                                                                                                       1

فصل اول: کلیات                                                                                         

کلیات                                                                                                       3

ذخایر وانادیوم در ایران                                                                       8

فصل دوم: فرآوری وانادیوم

2-1- منابع وانادیوم                                                                                      10

2-2- کشورهای اصلی صنعت وانادیوم                                                    16

2-2-1- جمهوری آفریقای جنوبی                                                                     16

2-2-2- جمهوری خلق چین                                                                            17

2-2-3- روسیه و سایر کشورهای CIS                                                    21

2-3- فرآیندهای تجاری بازگیری                                                                      29

2-3-1- وانادیوم                                                                                         29

2-3-2- پنتوکسید وانادیوم                                                                              31

2-3-3- فرو وانادیوم                                                                                    32

2-4- نقش استرالیا در صنعت وانادیوم                                                     35

فصل سوم: سنتیک واکنش عملیات برشته کردن وانادیوم و استفاده از سرباره های فولاد به عنوان ماده خام ثانویه

3-1- مقدمه                                                                                                40

3-2- بررسی پژوهشی فرآیند تشویه وانادیوم                                             41

3-3- آزمایشات عملی                                                                                   43

3-4- جنبش شناسی واکنش                                                                             44

3-5- مدل فرآیند تشویه وانادیوم                                                             47

3-6- نتایج و مباحث آزمایشات عملی فرآیند تشویه وانادیوم                                      48

فصل چهارم: فرآوری جدید جهت بازیابی کانیهای وانادیوم و تنگستن از محلول لیچینگ آلیا‍ژ تنگستن دار

4-1- مقدمه                                                                                                52

4-2- روش تجربی                                                                                       54

4-2-1- آماده سازی نمونه                                                                              54

4-2-2- روش تجربی                                                                                   55

4-3- نتایج و مباحث آزمایش                                                                           56

4-4- بازگیری وانادیوم                                                                       59

4-5- بازگیری تنگستن                                                                                  62

4-5-1- تبدیل Na2wo4 به Cawo4                                                                 62

4-5-2- تبلور APT و خلوص آن                                                                    63

فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات

نتایج و پیشنهادات                                                                                        67

منابع مورد استفاده                                                                                        68