آلیاژ های AL-Li (آلمینیوم و لیتیوم)
چکیده :
آلیاژهای AL-Li عمدتا بعنوان مواد پیشرفته برای کاربرد در تکنولوژی های هوایی و هوافضا مورد توجه هستند که این به علت دانستیه کم و مدول مخصوص بالا (high specific modulus ) و خصوصیات خستگی و تافنس در دمای پایین (cryoyenic touyhness ) خوب میباشد.
اشکال عمده آلیاژهای AL-Li استحکام بالا ( Peak – Strength ) ، داکتیلیته کم و تافنس شکست در جهت عرضی ( fracture toughness in the short transverse direcetion ) ناهمسانگرای در خصوصیات سطحی (plane properties ) نیاز به کارسرد برای رسیدن به خصوصیات عالی و حداکثر و توسعه و پیشرفت ترک های خستگی زمانی که ترک ها میکروسکوپی هستند میباشد.
آلیاژهای AL-Li :
آلیاژهای AL-Li عمدتا برای کاهش وزن سازه های هوایی و ساختمان هواپیما توسعه یافته اند . اخیرا نیز به منظور استفاده در کاربرد های برودتی و دمای پایین مورد تحقیق و توجه قرار گرفته اند.
پیشرفت عمده کار از سالهای 1970 تا 1980 شروع شد زمانیکه تولید کنندگان آلومینیوم ، آلیاژهای AL-Li را به عنوان جایگزین مناسب برای آلیاژهای بدنه هواپیما توسعه دادند. دانستیه کم آلیاژهای AL-Li وزن کم و بهبود کارایی هواپیما را به دنبال داشت .
آلیاژهای AL-Li تجاری عمدتا به عنوان مواد پیشرفته برای تکنولوژی های هوا – فضا مورد توجه قرار گرفته است که این به علت وزن مخصوص کم و مدول مخصوص بالا ویژگی های تافنس خستگی و تافنس دمای پایین عالی آنها میباشد . مقاومت در برابر اشاعه ترک خستگی بالای آلیاژهای AL-Li در مقایسه با آلیاژهای قدیمیسری 2xxx و 7xxx به علل زیر میباشد:
1-high levels of crack tip shielding
2- meandering crack paths
3- the resultant roughness – in duced crack closure
واقعیت امر این است که ویژگی های عالی این آلیاژها از مکانیزم بالا منتج شده است و دلالت قطعی نسبت به ترکهای کوچک و رفتار نوسانی ( variable – amplitude behavior ) آنها دارد.
اشکال عمده آلیاژهای AL-Li استحکام بالا(peak- strenyth) کاهش داکتیلتیه و تافنس در جهت عرض کوتاه (fracfure toughness in the short transverse divection) ناهمسانگردی در ویژگی های صفحه ای ، نیاز به کارسرد بری رسیدن به خصوصیات عالی و حداکثر و سرعت توسعه و رشد ترک خستگی بالا زمانی که ترک ها میکروسکوپی میباشند .
توسعه آلیاژهای AL-Li تجاری موجود با اضافه کردن به آلیاژهای آلومینیوم – مس ،آلومینیوم – منیزیم ، و آلومینیوم- منیزیم – مس شروع شد . این آلیاژها انتخاب شده بودند برای افزودن مشخصات رسوب سختی و نیز افزایش رسوبات آلیاژهای پایه Al-mg, Al – cu و Al –cu-mg به رسوبات آلیاژهای حاوی Li برای افزایش سختی و قابلیت رسوب سختی آنها.
فهرست مطالب
چکیده : 1
آلیاژهای AL-Li : 1
آلیاژ weldalite 049: 3
آلیاژ 2090: 4
ترکیب شیمایی 4
آلیاژ 2091: 6
آلیاژ 8090: 8
ترکیب شیمیایی 8
تحقیق چدنهای پر آلیاژ
نخستین خانواده چدنهای پر آلیاژ که بیشترین اهمیت را کسب کردند چدنهای نایهارد بودند با زمینه مارتنزینی، کاربیدی، کربن در آنها از 5/2% تا 6/3% متغیر میباشد. در این چدنها تشکیل عنصر اساسی است که به منظور به تعویق افتادن تشکیل پرلیت است و کاهش سرعت بحرانی سرد شدن در رنج 3/3% تا5/0 به کار میرود که نتیجتاً مارتزیت به همراه مقداری آستیت باقیمانده در زمینه ساختار به وجود میآید. کروم در رنج %5/3 – 4/1% اضافه میشود، برای حصول اطمینان از اینکه مازاد کربن آلیاژ به جرم کاربیدهای پایدار میسازد و همچنین از خاصیت گرافیت زایی نیکل نیز جلوگیری به عمل میآید. ترکیب کاربیدها به علاوه مارتنزیت زمینهای با مقاومت سایشی خوبی ایجاد میکند. تعیین درصد عناصر آلیاژی در چدنهای نایهار بستگی دارد به ابعاد قطعه و خواصی که از آن انتظار میرود. زمانیکه مقاومت سایشی خوب و ضربهپذیری پایین مورد نظر باشد کاربیدهای درشتتر انتخاب شده و نتیجتاً درصد کربن بین 6/3 -3/3% انتخاب میشود و زمانیکه قطعه در معرض بارهای ضربهای قرار میگیرد کربن بین 2/3-7/2% متغیر خواهد بود. درصد عناصر بستگی به سرعت سرد شدن و ضخامت قطعه دارد برای قطعات با ضخامت 1 تا 2 اینچ سیکل بین 2/4 – 4/3% برای به تعویق انداختن در تبدیل پرلیتی و اطمینان از تبدیل کامل مارتنزیتی ضروری است. چنانچه ضخامت قطعه بالاتر باشد نیکل از 5/5 – 4% مورد استفاده قرار میگیرد تا پرلیت تشکیل شود.
در نایهارد نوع II چنانچه درصد نیکل پایین باشد پرلیت تشکیل میشود و چنانچه مقدار نیکل زیاد باشد به پایداری استنیت کمک میکند. تفاوت اصلی در بین 4 آلیاژ چدنهای نایهارد در کاربردد آنهاست. در جدول زیر که بر اساس ASTM است مشخصات کلی این 4 کلاس متفاوت نایهارد با هم مقایسه شده است:
| M5% | %cr | % Ni | %mn | %si | %T.c | Tape | Specify no | Specifying body |
Min |
| 4/1 | 5/3 |
|
| 3 | A | A532 Fe3c
(fecr)7c3 |
Astm |
Max | 1 | 4 | 5 | 3/1 | 8/0 | 6/3 | |||
Min |
| 4/1 | 5/3 |
|
| 5/2 | B | ||
Max | 1 | 4 | 5 | 3/1 | 8/0 | 3 | |||
Min |
| 1/1 | 7/2 |
|
| 9/2 | C | ||
Max | 1 | 5/1 | 4 | 3/1 | 8/0 | 7/3 | |||
Min |
| 7 | 5 |
| 1 | 5/2 | D | ||
Max | 1 | 11 | 7 | 3/1 | 2/2 | 6/3 |
مقاومت به ضربه نوع D بسیار بالاتر از سه مورد قبل (A, B, C) میباشد. SI در آن بالاست و نقش کمک کردن به تشکیل کاربید را تسریع میکند چون حلالیت کربن در گاما را کاهش میدهد. چدنهای نیکل- سخت بوفور در عملیات خرد کردن، پودر کردن، نورد کردن، و حمل مواد به کار برده میشوند. دو گروه عمده چدن نیکل سخت وجود دارند، چدنهای با 4% نیکل و چدنهای با 6% نیکل و 9% کروم که معمولاً به نیکل سخت 2 و 4 موسوماند. نوع 2 چدن نیکل سخت شامل کاربیدهای یوتکتیکی M3C لدبوریتی است و بنابراین دارای چقرمگی کمی است در صورتیکه نوع 4 چدن نیکل سخت عمدتاً شامل کاربیدهای ناپیوسته M7C3 است و در نتیجه چقرمگی نیکل سخت 4 بیشتر است. چدن نیکل سخت نوع 2 چقرمگی کمتری دارد عمدتاً در تولید غلطکهای فلز کاری مورد استفاده قرار میگیرد.
متالورژی و کاربرد چدنهای نیکل- سخت نوع 4 تقریباً مشابه چدنهای پرکروم است. اما مشاهده شده است که در کاربردهای خاص مانند گلولههای آسیاب و جدار پوسته آسیابهای سیمان با قطر زیاد که قطعات ریختگی در آن هم تحت سایش و هم ضربات مکرر سنگین قرار دارند نیکل سخت 4 مقاومت لازم برای شکست را ایجاد نمیکند. به طور کلی مقاومت شکست چدنهای پرکروم بیش از چدنهای نیکل سخت 4 است. مشخصهای که سبب ارجحیت بارز چدنهای نوع نیکل سخت 4 در مقایسه با چدنهای پرکروم میشود قابلیت سختیپذیری عالی آن است.
محدودیت استفاده از این نوع چدنها مخصوصاً در نوع 2، مربوط به شبکه پیوسته کاربید آهن میشود که دانههای آستینت رادر خود احاطه کرده است و باعث تردی آن میگردد. همچنین در مقاطع ضخیم این نوع چدنها را نمیتوان تولید نمود زیرا امکان به وجود آمدن گرافیت آزاد و کاهش مقاومت به سایش وجود دارد. دیگر اینکه سختی فاز کاربید آهن از کاربیدهای آلیاژی کمتر است. سمانتیت یا کاربید آهن را میتوان با کاربیدهای دیگر جایگزین نمود به این طریق این امکان وجود دارد که چدنی تولید نمود که فاز کاربید آن از سمانتیت سخت تر بوده و از نظر ساختاری نیز خواص مکانیکی بهتری را عاید نماید.
عواملی که روی خواص این گونه چدنها مخصوصاً بر روی سختی ضربهپذیری آن اثر میگذارند عبارتند از: