امروز: یکشنبه 27 آبان 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
بلوک کد اختصاصی

مقاله بررسی فرآیند ذوب

مقاله بررسی فرآیند ذوب دسته: ساخت و تولید
بازدید: 4 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 14 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 12

مقاله بررسی فرآیند ذوب در 12 صفحه ورد قابل ویرایش

قیمت فایل فقط 7,000 تومان

خرید

مقاله بررسی فرآیند ذوب در 12 صفحه ورد قابل ویرایش  


چکیده

در این مقاله به فرآیند ذوب و تکنیک های ذوب می پردازد.

فرآیند VAR

فرآیند VAR معروفترین روشی است که در آمریکا، به طور گسترده برای ذوب مجدد الکترودهای سوپر الیاژ VIM به کار می رود . نمایی از کوره VAR در فرآیند ذوب در یک بوته مسی که با آب خنک می‌شود در فشار  صورت می گیرد. حرارت مورد نیاز از قوس جریان بالا و ولتاژ پایین بین الکترود و فلز مذاب تامین می شود. نرخ ذوب برای این فرآیند به صورت تابعی از توان ورودی کنترل می شود و دماهای فوق ذوب پایین قابل دسترسی است. نرخ انجماد را می توان با نرخ ذوب و شدت خنک کاری بوته به وسیله آب کنترل کرد. نرخ انجماد کنترل شده VAR مضرات ویژه الکترودهای VIM را کم می کند. ولی، تنها می تواند آخالهای اکسیدی را که در اثر فلوتاسیون در فرآیند VIM اولیه به وجود آمده حذف کند.

واژه های کلیدی: فرآیند ذوب اولیه، فرآیند پالایش، فرآیند ذوب ثانویه
فهرست مطالب

مقدمه    ?
تکنیک های ذوب    ?
فرآیندهای ذوب اولیه    ?
فرآیندهای پالایش    ?
فرآیندهای ذوب ثانویه    ?
فرآیند VAR    ??
فرآیند ESR    ??
فرآیند EBCHR    ??
فرآیند VADER    ??
فرآیند ISM    ??
نتیجه گیری   15




مقدمه

هر فرآیند ذوب ایده آل برای تولید سوپر آلیاژهای با كیفیت بالا باید شرایط زیر را داشته باشد:

1- قابلیت استفاده از هر نوع قراضه و مواد خام را داشته باشد.

2- كنترل دقیق تركیب شیمیایی و بازیابی همه عناصر آلیاژی امكان پذیر باشد.

4- بدون توجه به كلاس و طبقه بندی آلیاژ، انعطاف پذیری و تطابق كامل برای ذوب همه نوع سوپر آلیاژ را داشته باشد.

4- از نقطه نظر اثر واكنشهای اصلاح، پالایش و توالی انجماد كاملاً قابل كنترل باشد.

5- از هر نوع منبع آلودگی مانند گازها، ناخالصی ها و آخالهای غیر فلزی مبرا و مصون باشد.

6- بالاترین تولید با كمترین هزینه امكان پذیر باشد.

به سادگی می توان فهمید كه تركیبی از همه موارد بالا را نمی توان در تنها یك روش ذوب خلاصه كرد. به این ترتیب، ذوب سوپر آلیاژها را می توان در سه شاخه طبقه بندی كرد:

1- فرآیند ذوب اولیه، كه در آن آلیاژ با تركیب فلزات خالص، فرو آلیاژها، برگشتی‌ها و قراضه ها تهیه می شود.

2- فرآیند پالایش، كه می تواند در یك مرحله مجزا و یا همراه با فرآیند ذوب اولیه برای حذف ناخالصی ها و كنترل میزان گازها بصورت بگیرد.

3- فرآیند ذوب ثانویه، كه تاكید آن بر كنترل انجماد و تولید شمشهای با ساختار مناسب و بی عیب است. تهیه شمشهای با خلوص بالا بدون حضور عیبهای ناخواسته از مواد دیر گداز و یا اتمسفر هوا از اهداف این مرحله است.
تكنیك های ذوب
فرآیندهای ذوب اولیه

ساده ترین روش برای ذوب اولیه سوپر آلیاژها در مقیاس زیاد، ذوب در كوره قوس الكتریك (EAF) است. فرآیند ذوب در هوا صورت می گیرد و حرارت مورد نیاز نیز از قوس الكتریكی بیش الكترودهای گرافیتی و مواد شارژ تامین می شود. عموماً، از اكسیژن گازی نیز برای كاهش مقادیر كربن، هیدروژن و نیتروژن استفاده می شود. ذوب تهیه شده اغلب به صورت شمش برای محصولات نوردی و یا الكترود برای رسیدن به كیفیتهای بالاتر در فرآیندهای ذوب مجدد، ریخته می شود عمده مزایای (EAF) به ترتیب زیر است:

1- انعطاف پذیری در نوع و شكل مواد شارژ

2- كنترل دمایی خوب

3- سرباره فعال سیال برای پالایش متالورژیكی

4- بیشترین تولید با كمترین قیمت

معایب این روش نیز دارای ترتیب زیر است:

1- حضور مواد نسوز

2- هوای محیط

3- سرباره

فقدان شرایط هم زدن خوب باعث افزایش زمان پالایش شده و ذوب از لحاظ همگن بودن فقیر خواهد بود.

تعدادی از سوپر آلیاژها، به ویژه سوپر آلیاژهای پایه Co و Fe-Ni را می توان به وسیله روشهای مختلف ذوب در هوا كه برای فولادهای زنگ نزن به كار می‌رود، ذوب و تهیه كرد. با این وجود، برای اغلب سوپر آلیاژهای پایه Ni و یا پایه Fe-Ni، فرآیند ذوب اولیه باید در كوره ذوب القایی در خلاء (VIM) صورت بگیرد. استفاده VIM مقدار گازهای بین نشین (N2,O2) را به مقادیر كمتر كاهش داده و شرایط بسیار خوبی را برای افزایش یو كنترل مقادیر Ti,Al (و دیگر عناصر نسبتاً فعال) فراهم می سازد. مقادیر سرباره و آخال نیز در مقایسه با روش ذوب در هوا به شدت كاهش می یابد.

شارژ اولیه برای كوره VIM ، آلیاژهای پایه است و عناصر آلیاژی فرار به آن اضافه نمی شود. بعد از آنكه شارژ در اثر یكسری واكنشهای خروج گاز و جوش ذوب شد، همگن سازی و پالایش انجام می شود. قبل از ریخته گری الكترودها، تركیب مذاب كاملاً كنترل شده و اصلاح می شود. الكترودها را می توان هم در خلاء و هم تحت گاز خنثی ریخته گری كرد.

عمده معایب فرآیند VIM عبارت است از:

1- سایش نسوز و واكنشهای ذوب- نسوز كه منجر به تولید آخالهای اكسیدی می‌شود.

2- عدم كنترل نرخ انجماد كه منجر به تشكیل لوله انقباضی اضافی و جدانشینی انجمادی می شود.

3- درشت ساختار و ریز ساختار غیر یكنواخت.
فرآیندهای پالایش

سه فرآیند پالایش اولیه برای سوپر آلیاژهای تولید شده از فرآیند EAF مورد استفاده قرار می گیرد. گاززدایی در خلاء (VD) اولین مرحله برای بالا بردن كیفیت محصول كوره الكتریكی است. در این فرآیند، فلز مذاب در یك محفظه مجزا و در معرض فشارهای بسیار پایین پالایش می شود. تحت این شرایط گازهای حل شده مانند مونواكسید كربن، هیدروژن و نیتروژن كاهش می یابد. برخی تجهیزات مانند الكترودهای گرافیتی یا كویلهای القایی نیز برای حرارت دهی فلز مذاب در حین و یا در ادامه فرآیند گاززدایی استفاده می شود.

توسعه فرآیندهای گاززدایی منجر به فرآیند كربن زدایی با اكسیژن در خلاء (VOD) گردید كه در آن، فولادهای زنگ نزن و سوپر آلیاژها را میتوان تحت شرایط بسیار كنترل شده عمل آورد. در این فرآیند پالایش، فلز مذاب تهیه شده از EAF كه دارای مقادیر زیادی كربن و كروم است تحت خلاء و با تزریق اكسیژن كربن زدایی می‌شود. این عمل، اجازه می دهد تا در تولید سوپر آلیاژها، از مواد خام حاوی كربن زیاد با قیمت پایین تر استفاده كرد. برای بالا بردن كیفیت گاززدایی می توان مذاب را به وسیله آرگون و یا القاء و یا هر دو هم زد.

سومین روش پالایش، تكنیك كربن زدایی به وسیله آرگون و اكسیژن (AOD) است در این روش، فلز مذاب معمولاً با تزریق اكسیژن و آرگون كربن زدایی می شود. مخلوط اكسیژن و آرگون از نازلها یا افشانكهای مجزا تزریق و نسبت آرگون به اكسیژن با پالایش یا كربن زدایی به تدریج افزایش می یابد. پس از رسیدن كربن بهحد مورد نیاز، واكنش های مذاب سرباره، مانند احیاء كروم و گوگرد زدایی را می توان با هم زدن مذاب به وسیله تزریق آرگون خالص تشدید كرد. تزریق آرگون همچنین، گازهای حل شده دیگر را خارج می كند.



فرآیند VAR

فرآیند VAR معروفترین روشی است كه در آمریكا، به طور گسترده برای ذوب مجدد الكترودهای سوپر الیاژ VIM به كار می رود ]1،4[. نمایی از كوره VAR در فرآیند ذوب در یك بوته مسی كه با آب خنك می‌شود در فشار  صورت می گیرد. حرارت مورد نیاز از قوس جریان بالا و ولتاژ پایین بین الكترود و فلز مذاب تامین می شود. نرخ ذوب برای این فرآیند به صورت تابعی از توان ورودی كنترل می شود و دماهای فوق ذوب پایین قابل دسترسی است. نرخ انجماد را می توان با نرخ ذوب و شدت خنك كاری بوته به وسیله آب كنترل كرد. نرخ انجماد كنترل شده VAR مضرات ویژه الكترودهای VIM را كم می كند. ولی، تنها می تواند آخالهای اكسیدی را كه در اثر فلوتاسیون در فرآیند VIM اولیه به وجود آمده حذف كند.
فرآیند ESR

در سالهای اخیر به علت امكان تهیه و بهبود سوپر آلیاژهای بسیار تمیز ذوب ESR بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ذوب ESR نیز در یك بوته مسی آبگرد صورت می گیرد. الكترود در یك سرباره تصفیه غوطه ور می شود و حرارت به وجود آمده در سرباره به وسیله جریان مستقیم الكتریكی كه از میان الكترود و سرباره به حوضچه مذاب می رسد ایجاد می‌شود. اولین منرحله تصفیه و پالایش، از واكنشهایی كه در حین تشكیل قطره بر روی نوك الكترود و فصل مشترك حوضچه مذاب- سرباره به وجود می آید نتیجه می شود. عمده ترین مزایای ESR عبارت است از:

1- بهبود تمیزی و كیفیت بالا.

2- فقدان مكانیزم هایی برای تشكیل «لكه های سفید» ]4[.

فرآیند ESR در مقایسه با VAR نسبت به كیفیت شمش (لوله انقباضی و تمیزی) كمتر حساس است. Klein و همكاران ]10[، تحقیقی بر روی شمش های IN718 تولیدی به دو روش VAR و ESR انجام دادند. نتیجه این تحقیقات نشان داد كه شمش ESR از لحاظ یكنواختی تركیبات شیمیایی بهتر، ریز ساختار دندریتی آن ریزتر و توزیع كاربیدهای آن بسیار یكنواخت تر است.

مضرات ESR نیز عبارت است از:

1- پتانسیل برای گیر كردن و به دام افتادن سرباره در مذاب

2- پتانسیل برای جدانشینی در شروع فرآیند

3- سرباره های ناپایدار

قیمت فایل فقط 7,000 تومان

خرید

برچسب ها : تحقیق بررسی فرآیند ذوب , پژوهش بررسی فرآیند ذوب , مقاله بررسی فرآیند ذوب , دانلود تحقیق بررسی فرآیند ذوب , بررسی فرآیند ذوب , فرآیند ذوب

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر