پایان نامه رشته مهندسی مواد: بررسی تاثیر تیتانیم و کربن بر ریزساختار و خواص سایشی کامپوزیت Fe-TiC

چکیده

هدف اصلی در این پروژه بررسی تغییر درصد تیتانیم و کربن بر روی ریز ساختار و خواص سایشی مکانیکی کامپوزیت فروتیک( Fe/TiC ) است.

نتایج حاصله نشان داده است که با کنترل ترکیب شیمیایی، نوع عملیات حرارتی، اصلبح روش ساخت و سرعت انجمادی قطعه می توان ریز ساختار زمینه، نحوه توزیع ذرات سرامیکی (TiC) و میانگین اندازه ذرات ( TiC) و تعداد آنها در واحد سطح و شکل آنها و کسر حجمی آن و در نهایت چگالی کامپوزیت که منجر به خواص سایشی و مکانیکی متفاوت می گردد را کنترل نمود.

افزایش مقدار کربن و تیتانیم باعث افزایش مقدار کاربید تیتانیم، سختی، مقاومت به سایش و اندازه ذرات کاربیدی می شود در حالی که چگالی کامپوزیت کاهش می یابد.

فرمت فایل: ورد (قابل ویرایش)

تعداد صفحات: 95

فهرست مطالب

فصل اول :مقدمه

مقدمه1

فصل دوم : مروری بر منابع

1-2- عوامل مؤثر بر خواص کامپوزیتها6

2-2- تقسیم بندی کامپوزیتها7

3-2- تریبولوژی و تریبوسیستم 9

1-3-2- تعریف سایش و عوامل اثر گذار روی آن102-3-2- انواع مکانیزم های سایش 10

1-2-3-2- سایش چسبان 10

2-2-3-2- سایش خراشان 11

3-2-3-2- سایش خستگی12

4-2-3-2- سایش ورقه ای 12

5 -2-3-2- سایش اکسایش 12

3-3-2- پارامتر سایش 13

4-3-2- رابطه بین مقاومت به سایش و سختی 13

5 -3-2- منحنی سایش          14

4-2- کامپوزیت فروتیک 14

1-4-2- انواع کامپوزیت های فروتیک15

1-1-4-2- کامپوزیت هایی که با کوئینچ سخت می شوند15

2-1-4-2- کامپوزیت هایی که با پیر سختی سخت می شوند16

2-4-2- روشهای ساخت فروتیک17

1-2-4-2- ساخت کامپوزیت به صورت غیر همزمان18

الف) پراکنده کردن ذرات فاز دوم18

ب) روش پاششی19

ج) تزریق مذاب فلزی 19

2-2-4-2- ساخت فروتیک به صورت همزمان (insitu) 20

الف) سنتز خود احتراقی (SHS)20

ب) XD26

ج) دمش گاز واکنش دهنده 26

د) اکسایش مستقیم فلز( DIMOX) 27

ه) primex28

و) واکنش حین تزریق 28

ز) واکنش شیمیایی در داخل مذاب28

ح) روش آلیاژسازی مکانیکی 31

ط) متالورژی پودر 34

ی) احیای کربوترمال 35

ک) احیای ترمیت35

ل) روش سطحی 35

3-4-2- خواص کامپوزیت های فروتیک 36

1-3-4-2- سختی36

2-3-4-2- استحکام 37

3-3-4-2- مدول الاستیکی37

4-3-4-2- مقاومت به سایش37

پارامترهای موثر روی سایش 38

الف) کسر حجمی کاربید تیتانیم 38

ب) اندازه ذرات و شکل آنها38

ج) نوع زمینه 39

د) کاربید های ریخته گری40

ه) عملیات حرارتی و سرعت سرد کردن زمینه40

و) نیرو در دستگاه pin on Disk40

ز) عیوب در قطعات 41

ح) اثر ذوب مجدد41

5-3-4-2- ماشین کاری41

6-3-4-2- عملیات حرارتی41

7-3-4-2- جذب ارتعاش 41

8-3-4-2- دانسیته42

9-3-4-2- فرسایش42

فصل سوم : مطالعه موردی

1 -3- روش تحقیق 43

1-1-3 - مواد اولیه44

2-1-3- عملیات ذوب و ریخته‌گری45

3-1-3- آماده سازی نمونه‌ها45

4-1-3- آنالیز نمونه‌ها46

5-1-3- متالوگرافی 47

6-1-3- آزمایش سختی47

7-1-3- تست سایش 48

2-3-بیان نتایج

1-2-3- ریزساختار نمونه‌های حاوی مقادیر مختلف کربن با تیتانیم ثابت 49

2-2-3- ریزساختار نمونه‌های حاوی مقادیر مختلف تیتانیم با کربن ثابت 52

3-2-3- تاثیر درصد کربن بر خواص نمونه‌ها55

4-2-3- تاثیر درصد تیتانیم بر خواص نمونه‌ها 55

5-2-3- نتایج پراش اشعه ایکس 56

6-2-3- تأثیر درصد کربن بر خواص سایشی نمونه‌ها 59

7-2-3- تأثیر درصد تیتانیم بر خواص سایشی نمونه‌ها60

3-3- بحث نتایج

          1-3-3- بررسی تشکیل فاز کاربید تیتانیم         61

          2-3-3- مطالعه مسیر انجماد در کامپوزیت Fe-TiC        65

          3-3-3-تأثیر درصد کربن بر ریزساختار کامپوزیت فروتیک    66

4-3-3-تأثیر درصد تیتانیم بر ریزساختار نمونه‌ها  73

5-3-3- تأثیر درصد کربن بر چگالی کامپوزیت Fe-TiC      78

6-3-3- تأثیر مقدار کربن بر سختی کامپوزیت Fe-TiC     78

7-3-3- تأثیر مقدار کربن بر خواص سایشی کامپوزیت Fe-TiC    79

8 -3-3- تأثیر مقدار تیتانیم بر چگالی نمونه‌ها    80

9-3-3- تأثیر مقدار تیتانیم بر سختی کامپوزیت Fe-TiC   81

10-3- 3-تاثیر مقدار تیتانیم بر خواص سایشی کامپوزیت         82

11-3-3- بررسی سطوح سایش86

فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادها

1-4 نتیجه گیری 92

2-4پیشنهادها 94     

منابع و مراجع 95