١

  

  

فصلنامه علمي تخصصي علم ومهندسي مواد

انجمن علمي دانشجويي مهندسي مواد : صاحب امتياز

ومتالورژي

)عضو هيئت علمي(ارغوان كاظمي :مدير مسئول

)عضو هيئت علمي(اميرحسين جوادي :سردبير

مقداد يزداني :و دبير بخش فلزي رئيس هيئت تحريريه

بهروز حيدري: دبير بخش غيرفلزي

بهروز نصيري، محمد رضا :عضاي هيئت تحريريها

، ، سعيد حداديمحمد محمودي ، كوچكي متقي

و محمود طاهري شهر آئيني مهران اعظميان

محمد صالح فاتحي :طراح جلد

دردست اقدام :شماره مجوز

در دست اقدام :تاريخ مجوز

materials@srbiau.ac.ir :پست الكترونيكي

دانشگاه آزاد اسالمي، -ميدان پونك -تهران :نشاني

واحد علوم و تحقيقات، دانشكده مهندسي مواد و

متالورژي

فهرست مطالب

برافزايش سختي آلياژ ،تاثير عمليات حرارتي پير سازي

C17200 ....................................................2مس برليوم

5 ..............................................................ينشت يخوردگ

15...........................مسي پودرها استفاده و ديتول اصول

چدن استحكام و ميكروساختار بري آلياژ عناصر اثر

26......................................................................يخاكستر

Triz ..........................................................40مفاهيم پايه

48...........................................سايتهاي متالورژي فارسي

49............................معرفي مجتمع فوالد مباركه اصفهان

  

  

٢ 

سازي تاثير عمليات حرارتي پير برافزايش سختي آلياژ مس برليوم

C17200 مقداد يزداني ، احمد استكي ،سعيد حدادي: نويسندگان

، تهران ، ايران دانشگاه آزاد اسالمي واحد علوم و تحقيقات تهران

مقدمه

يكي از معمولترين و دردسترس ترين آلياژهاي C17200آلياژ سختي داراي اين آلياژ در حالت پير. برليوم مي باشد-مس

استحكام و سختي بسيار باالتري نسبت به ساير آلياژهاي پايه مس اين آلياژ مي تواند از UTSمقدار استحكام . ديگر را داراست

ksi200 تجاوز كند در حاليكه سختي آنHRC 45 و . مي باشدهمچنين رسانايي الكتريكي اين آلياژ در شرايط كامال پيرسازي

اين . مس آنيل شده استاندارد مي باشد% 22 شده حداقل به اندازه .آلياژ داراي مقاومت به تنش در دماي باالي بسيار عالي مي باشد

برليوم موجود داراي رسانايي -گري آلياژ مسهشمش هاي ريختريختگري دقيق، پيوسته، ماسه اي، . و استحكام باال مي باشند

ي مورد گريز از مركز و ريختگري تحت فشا، برخي از روش هابرليوم و مس باعث . استفاده براي ريختگري اين آلياژ مي باشد ]1[ .افزايش سياليت و پاكيزگي مذاب مي گردد

كاربردها

كل دهي شدر قطعاتي كه تحت فرآيندهاي C17200آلياژ مقاومت به خستگي و خزش بااليي به گيرندشديد قرار مي

اي انعطاف پذير، لوله ه مثل دامنه وسيعي از فنرها،(احتياج دارند همچنين در قطعاتي كه به استحكام باال يا مقاوم ...) .گيره ها و

در مواردي با به سايش همراه با رسانايي الكتريكي مناسب و-دستگاهمثل مسايل مورد استفاده در (خواص مغناطيسي خوب

و در قطعاتي كه به استحكام باال همراه با مقاومت ) هاي ناوبريم مثل ديافراگ(گي و رساناي حرارتي مناسب احتياج دارند خورد

]2[ .كاربرد دارد ) ها

.مشاهده نمود1توان در جدول خواص مكانيكي اين آلياژ را مي]1[

C17200[1] خواص مكانيكي آلياژ :1جدول

٣

  

  

دياگرام فازي

2برليوم در شكل % 6برليوم تا -دياگرام فازي تعادلي آلياژ مس 2در شكل برليوم، % 2تا 6/1محدوده در. نمايش داده شده است

. فاز غني از برليوم معروف به گاما موجود مي باشد C590˚دماي اين فاز بدليل محدود بودن انحالل جامد برليوم حاصل مي

در اين آلياژ اين فاز جزء اصلي براي فرآيند رسوب . گردد ]3[.سختي مي باشد

برليوم در فاز C700˚با توجه به دياگرام فازي در دماهاي باالتر با سرد كردن سريع تا دماي . جامد آلفا حل مي گرددمحلول

اين فرآيند آنيل . اتاق برليوم در محلول جامد باقي مي ماندانحاللي نام دارد و آلياژ را نرم و شكل پذير مي كند و به منظم شدن اندازه دانه ها كمك كرده و آلياژ را براي فرآيند پيرسختي

ه در فرآيند توليد انجام مي بدليل آنكه اين مرحل. آماده مي سازد .برليوم را آنيل نمي كنند-گردد، اغلب كاربران آلياژ مس

عمليات حرارتي

ساعت 3الي 2بمدت C315˚تا دماي محلول جامد فوق اشباعحرارت داده مي شود تا عمل پيرسختي انجام گردد و فاز تقويت

.شود و آلياژ سخت گردد

زان كار سرد اعمالي بستگي نتايج پيرسختي به زمان، دما و ميدارد زيرا افزايش استحكام به اندازه و توزيع رسوبات وابسته

براي هر آلياژ تر كيب دما و زمان از روي استاندارد تعين . استدر . مي گردد زيرا محصول داراي بيشترين استحكام مي باشد

اشكال زير تركيب دما و زمان بر روي خواص مكانيكي مورد ]4و1[ .گرفته است بررسي قرار

ريز ساختار

[3]برليوم-دياگرام فازي دوتايي مس: 2شكل

 ]1[تاثير زمان پيرسازي بر خواص مكانيكي):1(شكل

  

  

۴ 

تركيب كار سرد و عمليات حرارتي بر روي ريز ساختار نهايي عمل اچ كردن نمونه هاي . برليوم موثر است-آلياژ مس

هيدروكسيد -متالوگرافي بوسيله محلول هاي آمونيوم پرسولفاتاز طريق اچ كردن و مشخص . و دي كرومات انجام مي گيرد

تاثيرتمامي حاالت تمپر و كار سرد بر روي شدن اندازه دانه ها،در شكل زير مي توان تاثير . فرآيند پيرسختي نمايان مي گردد

كار سرد بر روي ريز ساختار نهايي را مشاهده نمود بطوريكه بوده و C17200شكل سمت چپ فاقد كار سرد بر روي آلياژ

داراي دانه هاي تقريبا هم شكل مي باشد و شكل سمت راست [3&1] .كار سرد بر روي نمونه مشابه مي باشد% 38اراي د

نحوه انجام كار و آزمون هاي انجام شده

با توجه به اطالعات جمع آوري شده از مراجع و مقاالت و سختي بدست آمده از قطعه سيكل اوليه طراحي شده به اين

exitonصورت بوده كه عمل حلسازي نمونه ها در داخل كوره دقيقه انجام شد و 15بمدت C800˚، با دماي C2±˚ با تلورانس

مرحله پيرسختي در دماي . سپس در آب خنك سرد گرديد

˚C355 دقيقه انجام گرفت و سپس قطعه 30ساعت و 1بمدت .در آب خنك سرد گرديد

در سيكل دوم كه اصالح شده سيكل اوليه مي باشد زمان افزايش داده C806˚دقيقه و دماي حلسازي 30حلسازي را به

شد و سپس در آب با يخ سرد گرديد و در مرحله پير سختي دما ساعت افزايش 2كاهش داده شد اما زمان پيرسازي تا C345˚به

.پيدا كرد

نتايج آزمون ها

ميانگين سه آزمون سختي سنجي انجام گرفته بر روي نمونه خام .مي باشد HV6/126برابر

ز انجام عمليات هاي مختلف نتايج آزمون سختي سنجي پس احرارتي بر روي دو نمونه اوليه و ثانويه مطابق با جدول زير مي

.باشد

پس از انجام مرحله

(HRC)پيرسختي

پس از انجام مرحله

(HRA)حلسازي

نمونه اوليه 32 45

نمونه ثانويه 30 47

نمونه هاي اوليه و ثانويه نتايج سختي سنجي:2جدول

[1] تاثير كار سرد بر روي پيرسختي: 3شكل

۵

  

  

خالصه و جمع بندي

راف و در سيكل اوليه مشاهده گرديد كه سختي نمونه در اطو در مركز قطعه به ) عدد آزمون HRC47 )4گوشه ها به

HRC42 )4 رسيد و ميانگين سختي ) عدد آزمونHRC45 از اين اطالعات مي توان اينگونه نتيجه گرفت كه . گرديد

سرعت سرد گردن و ضريب انتقال حرارت تاثير مستقيمي در واحد در 5سختي داشته است تا حدي كه سختي را به اندازه

گوشه هاي نمونه كه سرعت سرد شدن بيشتري داشته اند افزايش .داده است

نتيجه گيري

با افزايش زمان حلسازي و زمان پيرسختي، سختي افزايش مي ) 1 .يابد

استفاده از آب و يخ بجاي آب سرد براي سرد كردن سريع ) 2 .نمونه هاي خارج شده از كوره باعث بهبود نتايج مي گردد

مراجع, 2007, 17876 St. Guide to Copper Berylliumrush Wellman Inc., 1. B

Clair Avenue Cleveland OH 44110 USA, Brush Wellman Inc. Properties and Selection: Nonferrous 2. ASM HANDBOOK, Vol.2,

, 2004,The MaterialsAlloys and Special Purpose Materials Information Company

, Metallography and Microstructures3. ASM HANDBOOK, Vol.9, 2004,The Materials Information Company

, 2004, The MaterialsHeat Treating4. ASM HANDBOOK, Vol.4, Information Company

  

  

۶ 

تنشي خوردگي ي زداني مقداد: مترجم ، پاركينز. ن.آ: نويسنده

دانشگاه نيوكاسل ، نيوكاسل ، انگلستان

دانشگاه آزاد اسالمي واحد علوم و تحقيقات تهران ، تهران ، ايران

: مقدمه) الف در وي كششي ها تنش حضور در اژهايآل و فلزات

ي دگخور دچار خود خاص خورندهي ها طيمح معرض حضور بدون و خورندهي ها طيمح در. شوندي مي تنش عوامل. دهدي نم رخي تنشي خوردگي كشش تنش مهاجمي ها وني اي و آب رينظي خوردگ كننده ديتشدي گدخور تر عيسر ظهور و ديتشد باعث توانندي م

دري مهم نقش زين فلزي ستاليكر ساختار. شوندي تنشي تنشي خوردگ زميمكان. داردي تنشي خوردگ بروز شدن ترد باعث كه باشدي م ترك اشاعه و ي زن جوانه هستند فلزات همراه كهي وبيع. شودي م اژيآل و فلزي تنشي خوردگ جهتي مناسب محل تنش تمركز ليبدل دهه چند دري تنشي خوردگ وقوع زانيم .]1[باشندي م تيحساس وقوع احتمال چون است، افتهي شيافزا رياخ

كنترل با اما است، شده شتريب وبيع تدخال بدون

ي خوردگ مقابل در مقاوم عناصري ريبكارگ و طيمح نوع نيا بر فلز تيحساس از تواني م تنش با مأتو

شوند بيترك هم با عوامل اين اگر .كاستي خوردگ در كه تنش اعمال جهت در رييتغ از استفاده با تواني م

از استفادهبا اي و دارندي بهتر كاربرد مواد ،جهات آن و ساخت را مواد ،يجوشكار گريدي ها روش . كرد كم را ماده تيحساس

دهدي م نشان پسماندي ها تنش از آمده بدست جينتا- مي شيافزاي ناهماهنگ ،تنشها نيا زانيم شيافزابا كه با مأتوي خوردگ توانندي م ماندهيباقي ها تنش .يابد بوجود خاطر به رشتيب دهيپد نيا. دنده شيافزا را تنش. تنش ميمستق اعمال تا است پسماندي ها تنش آمدن- تنش آن عامل كه تنش با توامي خوردگ مثالي برا نشان)1(شكل در است،ي جوشكار در ماندهيباقي ها

اريش داخل در كهي عيما شكل نيا در. است شده دادهي خوردگي براي ديجدي ها تيموقع كند،ي م نفوذ ها

ي كشش آستانه تنش زانيم به وابسته هك كند يم فراهم .استي طولي جوشكار در

شود كه اين ترك باعث مي ها ترك رشد نييپا زانيم خاطر در برابر همين به و باشند كردن تيرو قابل ها

همواره اما. دارد را مناسبي عملكرد ،ي اعمال تنشچنين نيست و ترك ها مي توانند بطور پنهاني انتشار

داده نشان )2(ريتصو شكست در مورد نيا و. ]2[يابند . است برخوردار زيادي از اهميتو شده

٧

  

  

بوده يا شده دياكس گازي باال تنش عامل شكست شده مواجه شكست با تشيفعال طول در قطعه كه است شكست كهقطعه ي باال سمتاز عكس اين و است هيثانوي ها ترك اما. رخ داده است گرفته شدهي اصل شدهي ناش خاك طرف از ستيني جوشكار به رتبطم و نقش وارده ها تنش و هستند مشخص هم آنها كه اند) 2(و)1( ريتصو دو هر. كردندي مي باز راي اصل

در اگر دهند،ي م نشان رايي چندتاي ها ترك حضور اريبس تواني م رديگ قراري ابيارز مورديي نما بزرگ بايي چندتاي ها ترك. شوند داده نشان تر متداول تنش. شوندي م بيتركي تنشي خوردگي ها شكست نامنتظمي ها ريمس با است ممكن تركي زدگ زنگي مخلوط با موارد ازي برخ در و فلز در. شوند مرتبط

ها فوالد ازي شناس فلزي ابيارز..) وي فلز نيب(ازحاالت .است آمده) 2(و)1( ريتصو در

دانه انيم ترك ازي ا هنمون) 3( ريتصو در مثال ه عنوانب معرض در كه خط در كه است شده داده نشاني ا

) 4(ريتصو در. ]4[ است گرفته قرار متفاوتي طيمح انتشار ازي ا نمونه) 5( ريتصو. است شده داده نشان

شكل در. دهدي م نشان را متفاوت حالت در ترك

كيآرسن دياكس در a برنج فلز كه تسا شده داده نشان. ]5[ سولفور دياكسي دي كم مقدار شامل آب در كه مرز حالت در است ممكن ها ترك ستميس همان در رييتغي ا دانه درون ترك به سپس و ابندي اشائهي ا دانه تنش تمركز كه همانطور ترك فعال نوك. كنند دايپ

  

  

٨ 

دانه مرز به ترك اشائه دوبارهي حت و ابدي يم شيافزا شود منشعب شاخه دو به ترك كه اگر. گرددي م بري ا

حالت نيتر معمول از. دهدي م كاهش را تنش تمركز در نه اما است،ي ا دانه درون ترك فلزات شكستي ا دانه درون ترك صورت نيا در باال، حرارت درجه

شده مرتبط اغلب و شودي م گرفته نظر در معمول ريغ دانه مرز در شدن عيسر اي ها كيتفك مجموعه با است دري تنشي خوردگي دروني زبري برا شيگرا. ها

توجه باي خوردگ به شده حساس نزن زنگي فوالدها در است، شده احاطه مرزها در دكروميكارب عيتسر به

به كه ستيا نمونه احتماال كروم در شده احاطهي مرزهاي طور به هرچند. ]6[ است شده شناخته وجه نيبهتر لوله شامل تاس شده گفته باال در كهيي ها نمونه كه كهي طيمح در دهدي م نشان راي رييتغي فوالدي ها

باشد شده جاديا ترك ريمس رييتغ جهينت در است ممكن دهدي م نشان هستند برنج كهيي ها نمونه كهي حال در نيهمچ است ممكن تنش طيشرا دري رييتغ كي كه .كند جاديا برداشتن ترك هنگام دري رييتغ

به توجه باي كيالكتر بار اختالف كهي حال در نيا بنابر ممكن ها تركي ها مرز در شدن عيسر اي ها كيتفك . كند فايا راي نقش است

ي تنشي خوردگي دروني هاي زبر ازي مورد نيچند در وي طيمح طيشرا به است وابستهي گريد اي يبد وقوع

وي تنش طيشرا نيب انفعاالت و فعل ،ياعمال تنش زانيم

استنباط در ممكن مسائل ها تركي ها ريمس بري طيمح .كنند كمك را ماي زميمكان اتيفرضي برخ

ي محدود مطالعاتي مبنا بر كهي تنشي خوردگي برا است، استوار است شده گرفته خواص ستميس كي از

كه اند بودهي اعمال تنش با توامي خوردگي ها زميمكان نوك مجاورت در. است شده بحث گسترده طور به

شده شنهاديپ همه از شيب كهيي ها زميمكان ترك فعالي م طلب را فلزي موضعي شكنندگ ازي نديفرآ اند

. ]7[ كنند

ه ب ،دارد وجوديي تفاوتها شدهي نيب شيپي ها مدل بين ممكن دروژنيهدر طي نفوذ مثالي راب كه يطور موضوعي ترد نوع نيا شوند،ترد فلزاتي بعض است مشخصي خواص با ها هيال شدن ليتشك. است بحث كيتحر را) يورق(يتورقي خوردگ كه است ممكناين نوع خوردگي شروع و در فلز گسترش مي . كند . يابد

ي تورقي گدخوري ريگ جلو از قبل فلز ساختار زير در

ي برخ دري فلز ريغي ها هيال شامل است ممكن ها هيال

٩

  

  

عنوان به است ممكن ها هيال آن اما شود،ي اژيآل فلزات و ها ترك دري خورگ ازي ريجلوگ دري دياكس هيال

همان ترك فعال نوك هيناح دري خورگ شدن متمركز . كند فايا را نقش

تنش معرض در مجاورش فلز توسط خالص فلزي وقتي ا حفرهي گدخور بايي ها تنش نيچن رديگي م قرار

قيطر از پوشش بدون فلز لغزش مراحل كه است همراه توانديم اي. شودي م ظاهر ركت فعال نوك در ها پرده

.شودي دروني ها حفره جاديا موجب

ي ابي دست دري تنشي خوردگ كاملي كيمكان درك ي درك نيچن نبود در اما است، موثري اهداف نيچن به

ي عمل كنترل با ارتباط در رفت شيپي كم توانيم هنوز . آورد بدست

 يتنشي خوردگي براي طيمح طيشرا) باين نوع كه شدي م فرض شيپ دهه سه حدود تا

چند معرض در خاصي اژهايآل در تنهاخوردگي معرض دري معمول فوالد مثل محدود طيمح و ياكيآمون طيمح در برنج ها تراتين اي ها ديدروكسيه

تماس در ومينيآلومي ها اژيآل اي نزن زنگي ها فوالد بودن خاص مفهوم كهي حال در. دهديم رخ ها ديكلر با

 . ماندي مي باق ولمحل

كي قبال در خورندهي ها طيمح همه كهيي آنجا از تعدادتشويق نمي كنند راي تنشي خوردگ خاص اژيآل دوران در تشديد مي كنند را حالت نيا كهيي ها طيمح نجايا در ستا داشتهي ا مالحظه قابل شيافزا رياخي خوردگي ارتقا موجب كهيي ها طيمح همه توانينم از اما ،كرد فهرست را شوندي م جيرا اژهايلآ دري تنش

طيمح – فلز بيترك كي كه نياي نيب شيپ لحاظ به ديبا شودي تنشي خوردگ دچار تواندي م خاص . ديرسي خاص تيوضع

و لفعا نيبي مهم توازن جاديا به ازيني قوي ها محلول موجب فعال اريبس طيراش رايز ،دارد بودن منفعل محلول كي كهي حال در ود،شيم كنواختي يخوردگ . شودي تنشي خوردگ موجب تواندي نم منفعل كامال

سطوح در تيفعال عدمي مهندسي اژهايآل شتريبي برا آن دري دياكسي ها هيال حضور ليدل به تماس مورد

. است سطوح

  

  

١٠ 

زنگ فوالد مثليي اژهايآل در كه ستين زيبرانگ تعجب توليد، يتمحافظي دياكسي ها هيال كه شده سخت نزن ،نياز است دهايهال مثلي تهاجم وني كي به شودي م تنها نهي تنشي خوردگ. يابد ارتقاي تنشي خوردگ تا

بلكه، آنها غلظت و خاصي ها وني حضور ريتاث تحت كه گريدي پارامتر. هست هم الكترود ليپتانس نيهمچن

دامنه و PH بگذارد ريتاثي تنشي خوردگ بر تواندي م و فلزات در ليپتانس به وابستهي ا حفرهي خوردگي ها در تنهاي ا حفرهي خوردگ جهينت در است، اژهايآل

فلزي ها بيتركي برا خاصي ها ليپتانس محدوده

ي دامنه دهنده نشان) 6( شكل. دهدي م رخ طيمح طيمح معرض دري معمول فوالدي براي ا حفرهي خورگ

نيچني ها مرز انتظار مي رود كه. است مختلفي ها شكل هرنديبرگ در خاصي ها واكنش با ييها دامنهي ها ستميس از هركدامي برا. باشند مرتبط تركي ريگ

با متناظر ،باالتري ها مرز) 6( شكل در شده داده نشان .هستند Fe2O3 تيهماتي ريگ شكل

از راي ا حفرهي خوردگي ها دامنه توانيم كهي حال رد كه ها ستميسي بعضي براي كيناميترمودي ها داده شيپ نيچن كرد،ي نيب شيپ دارد اشاره آنها به) 6(شكل

 ]1[فمختليها طيمح دري معمولفوالددريتنشيخوردگيبراPHليپتانسنمودار) :6(شكل

١١

  

  

رييتغ حفره درون خورنده طيمح كهي وقتيي هاي نيب روش چيه حاضر حال در. دارندي مشكالت ،كندي م

طيمح-فلز بيترك كي نكهيا نييتعي براي كيتئور ندارد وجودي قبل تجربه چيه آني برا كه خاصي بعض. وجود ندارد دهديم ارتقاء راي تنشي خوردگ قدرت نييتعي برا عيسر نسبتا وي تجربي ها روش

به روش نيا. دارد وجودي تنشي خوردگي ها ستميس طيمح دري معمولي فوالدهاي تنشي خوردگي درستيي جا در تنها اما ،كندي مي نيب شيپ را متفاوتي ها

در مجاورت كهي دياكسي ها هيال كه رودي م بكار .حذف كرد بتوان را اند گرفته شكل هوا

با تواني م داريپاي دياكس هيال بايي فلزهاي برا جتاينت پوشش از دادن قرار تنش تحت و دنيتراش از استفاده

حفره كهيي ها ستميسي برا. كردي ريجلوگ فلز نيافت ليپتانسي ريگ اندازه ، شوندي م آغاز ها چاله از ها

ي برا حداقل ليسپتان ازي ا ارائه تواندي مي ساز چاله كهيي ها ستميسي برا كهي حال در ، بدهدي ساز حفره محاسبه ايجاد مي شود، دروژنيه توسطي ساز حفره محلول، PH از دروژن،يه هيتخلي برا موازنه ليپتانسرا ارائه يي هاي ساز حفره نيچني برا ليپتانس نيباالتر

ي برا ها روش نيا همه ،كاربرد در حال نيا با. دهدي م ادي به كه است خوبي ساز حفره ليپتانس نيتخم

لحاظ از تواندي م آالت نيماش در سطوح كه مياوريب شگاهيآزما در شدهي ريگ اندازه موارد از ليپتانس

اتفاق يسطوحي رو معموال دوم مورد. باشد متفاوت

كي متعاقبا،. اند خورده قليص دقت با كه افتد مي است ممكن باز مدار ليپتانس دري تنشي خوردگ آزمون كي در شدن دار حفرهي برا شيگرا ازي مناسب ارائه در گريدي اضاف آزمون چند. ندهد را خاص ستميس

ي بعض در شده فيتعر شده، كنترلي ها ليپتانسي الزام جهينت در مناسب،يي ايميالكتروشي ها سنجش رخ باز مدار دري ساز حفره اگر مخصوصا. هستند .است طور نيا ندهد

ي برا ها نمونه دادن قرار تنش تحت با ارتباط در ،يستميس هر دري تنشي خوردگ به شيگرا محاسبه عيسري روش (SSRT)1 آرام تنش نرخي ها آزمون

است ممكن هاآزمون نيا. است جينتا به دنيرسي برا انجام پهن اي نيشيپي ها حفره بايي ها نمونه در كهي ها نرخ در شده امانجي انبساطي ها آزمون باشند شده هيثان در 10-6 نظم از معموال ،هستند پايين نسبتا تنش هيثان بر 10-5 و Ni اي Cuي ها اژيآل اي ها فوالدي برا اي كي در معموال شكست. Mg اي Tiي اژهايآلي برا تواني م را مختلفي ها پارامتر و دهدي م رخ روز دو آزمون به مربوط موارد ژهيبو ،برد بكار جينتا نييتعي برا

ي متالوگراف و 2شكست نگاري آزمون اگرچهي بحران طيشرا. شود انجام ديبا هم خورده شكستي ها نمونه در كه استي موارد از فراتر SSRT در كشش اي يتنش

.وجود دارد عمل

اما ، شوندي م گرفته نظر در بعدا كرنش نرخ اثرات

1-Slow strain rate test

2-Fractography

  

  

١٢ 

مثبت جواب دادني شگاهيزماآ آزمون هدف كهيي جا .است تر ديمف SSRT ، است عيسري منف اي

تنش با توامي خوردگ در تنش نقش) ج شيپي ها نمونه در تنش تراكم عامل اي تنش، نقش

كي در شكست به زمان بر رشيتاث لحاظ از ،ي ا حفره يتنش) 7( شكلطبق .بسيار واضح است مشخص نمونهدر كه ند،يگويم آستانه تنش آن به كه دارد وجود

افتهي توسعه آزمون زمان در شكست آنمقادير كمتر از

و بيترك ازي تابع تنها آستانه تنش .دهدي نم رخ مثل همي طيمح طيشرا بلكه ،ستين اژيآل ساختار

در ،هم تعيين كننده اند دما و ليپتانس محلول بيترك اي محصول كي نهيزم در ماده گانهي يژگيو كي جهينت

عنوان به آستانه تنش كهي حال در ، ستيني انبساط تنشي ساز حفره آن از تر نييپا كه شودي م فيتعري تنش را آن است بهتر و ستين طور نيا الزاما دهد،ي نم رخ

كل شكست آن از باالتر كه ميكن فيتعري تنش بعنوان ها ستميسي بعضي برا كهيي آنجا از .دهدي م رخ

،شوندي م شروع آستانه تنش نييپادر راتحفتشكيل .دگردي م متوقف آن عيزتو رشدي كم از پس اما

توضيح اينكه چرا در يك آرگومان مبتني بر تنش، توسعه حفرات ممكن است متوقف شود دشوار است،

بار تحت حفره رشد با تنش شيافزا اي تمركز چراكه كه است نياي عمل حيتوض كي. ابدي يم شيافزا ما دائ

نرخ بلكه ستين تنش خود يتنشي خوردگ كنترل عامل كهي وقت حفره نكهيا و است، كندي م ديتول كهي تنشالزم ي بحران مقدارتر نييپا ،حفره نوك كشش نرخ . دارندي م بر توسعه از دست ،افتدي م كرت رشد براي

آن در كه مربوطهي ها زمان ريتاث باي حيتوض نيچن ازي ريجلوگ اي قتشوي موجبي طيمح طيشرا و تنش

سازگار ،شوندي مي شگاهيآزما آزمون در حفره جاديا . است

در شده اعمال كرنش نرخ ريتاث دادن نشان با نيهمچن و فلزي ها بيترك ازي اديز مجموعهي براي ساز حفره آنها ازي بعضي برا كه ، است سازگار هم ستيز طيمح

كششي كافي آهستگ باي ها نرخ كه شده داده نشان قدرت بيتخر بدوني بحران شكست به منجر تواندي م

ي قو ساز حفره طيمح با تماسش مغريلژ عايآلي انبساط . شوند

نرخ كشش در سرعت حفره دار شدن نقش مهمي تك (اين تأثير نه تنها در كشش هاي استاتيك . دارد

١٣

  

  

بلكه در بارگزاري هاي سيكلي نيز مشهود ) محوريي ها تنش و يگذاربار و پسماندي ها تنش. است هم با سهيمقا در. دارند راي مضاعف نقشي سيكل

ي سيكلي بارگذار اثر در كهي موادي كششي انحناها از تر نييپا اريبس ازين مورد تنش ،است آمده بوجود است قتيحقبيانگر نيا و است كنواختي يبارگذار

كرويم شكل رييتغ سرعتي سيكلي بارگذار كهي مي مشاهدات نيچن از .»12«ردبي م باال را كيپالستي خوردگ تواندي مي سيكل بار كه گرفت جهينت توان ازين مورد تنش از تر نييپا اريبسي ها تنش در راي تنشي خوردگ ريتاثي چگونگ) 8(شكل در. آورد ديپد با تماس در لوله خط در استفاده مورد فوالد دري تنشي بارگذار طيدرشرا كربنات يب-كربنات طيمح . ]13[نشان داده شده است يا وچرخه كياتاست

) (يا چرخهي بارگذار درنبود 0k ، شدت عامل آستانه، تنش

SCCIk ، دري ا چرخهي بارگذار و ، كندي نم دگرگون را آستانه نيا 11Hz فركانس

از k ريمقاد بهي ا دانه نيبي ساز حفره اگرچه

2

35

m

MNتوسعهي ا دانه رونيبي ساز حفره از قبل

بهي ا چرخه بار اعمال فركانس كاهش با. افتي19Hz ، در خالصي ا دانه دروني ساز حفره تنها نه استي عامل بلكه ، شودي م دهيد k از باالتر ريمقاد به k كم ريمقاد در ، آستانه تنش به دنيبخش شدت بر

2

310

m

MNابتدا در كهيي ها نمونه در. ابدي يم كاهش

ي ا چرخهي بارگذار معرض در كهي وقت هستند مسطح %20 ها حدودا تنشي ها دامنه و نييپاي ها فركانس در دري مشابه بزرگ كاهش رنديگي م قراري انيم تنش از . شودي م دهيد آستانهي ها تنش زانيم

آنچهي ا چرخهي بارگذار در كه شود ادعا ديشا ، البته لحاظ از اما ، استي دگيپوس شودي مي بررس

ي ا هچرخ صورت به كهيي ها نمونهي فراكتوگراف كياستات بطور كهيي ها نمونه از اند شدهي بارگذاري عني كه ، ستندين صيتشخ قابل اند شدهي بارگذار

ي ساز حفره كه هستندي سطوح نييپا k ريمقاد تواني م قتيحق در. كنندي م تيتقو راي ا دانه رونيب

ي دگيپوس در آنچه ازي ساز حفره دوم حالت كه گفت در. است تري معمول رودي م انتظاري ستميس نيچن در اي يا چرخهي بارگذار نيب نجايا در زيتما جهينت

بلكه ، ستيني دگيپوسي تنشي خوردگ اي ، كياستات نييپاي ها فركانس در كوچك نسبتاي تنشها دامنه نيب مينامي م دار موجي گذار بار را آن اوقاتي بعض كه ،

  

  

١۴ 

با معموال كه باالتر اريبسي ها تنش نهدام در و ، بطوريي ها زيتما نيچن. باشدي م ، اند همراهي دگيپوس در راي گريد نكته اما ، هستند دلخواه اجتناب قابل ريغ باي تنگاتنگ ارتباط كه ، ميآور ادي به ديبا نهيزم نيا

ي دگيپوس ديتشد موجب كهيي ها طيمح. دارد طيمح باعث كه هستنديي ها طيمح از شتريب اريبس شوندي م

ي ها فوالد مثال است شوندي مي تنشي خوردگ ديتشد كه همانطور كه باشد نيتوانداي م ليدال ازي كي. ساده ايهم راي طيشرا ديبا طيمحي تنشي خوردگ در ميگفت حفره اطراف در اريش ديتول به ، حفره هندسه كه كند

خود به خود حفره باالي ها تنش در اما ، كند كمك طيمحي براي كمتر طيشرا جهينت در ، شودي م زيتم

.است ازين مورد

:مراجع 1. RL. Andresen and F. P. Ford, Research Topical Symposia, Proc. CORROSION 96, NACE International, Houston, TX, 51, 1996. 2. R. N. Parkins and R. Usher, J. Appl. Chem., 9, 445 (1959). 3. R. N. Parkins, "Overview of Intergranular Stress Corrosion Cracking Research Activities," Report No. PR- 232-9401, published by American Gas Association, Arlington, VA, 1994. 4. R. N. Parkins, W. K. Blanchard, Jr., and B. S. Delanty, Corrosion, 50, 394 (1994). 5. R. N. Parkins, C. M. Rangel, and J. Yu, Met. Trans. A, 16A, 1671 (1985). 6. A. J. Sedriks, "Corrosion of Stainless Steels," The Electrochemical Society, Princeton, NJ, 1979. 7. "Environment-Induced Cracking of Metals" R. P. Gangloff and M. B. Ives, (Eds.), NACE, Houston, TX, 1990. 8. R. N. Parkins, Corros. ScL, 20, 147 (1980). 9. Stress Corrosion Cracking—The Slow Strain Rate Technique, G. M. Ugiansky and J. H. Payer, (Eds.), ASTM Special Technical Publication 665, ASTM, Philadelphia, PA, 1979. 10. "Slow Strain Rate Testing for the Evaluation of Environmentally Induced Cracking," R. D. Kane (Ed.), ASTM Special Technical Publication 1210, ASTM, Philadelphia, PA, 1993. 11. R. N. Parkins, P. W. Slattery, and B. S. Poulson, Corrosion, 37, 650 (1981). 12. R. N. Parkins, E. Belhimer, and W. K. Blanchard Jr., Corrosion, 49, 951 (1993).

13. R. N. Parkins and B. S. Greenwell, Met. ScL, 11, 405 (1977). 14. R. N. Parkins, Mater. Perform., 24(8), 9 (1985). 15. H. R. Copson, in "Physical Metallurgy of Stress Corrosion Cracking," Interscience, New York, p. 247,1959. 16. "Stress Corrosion Cracking and Hydrogen Embrittlement of Iron Base alloys," R. W. Staehle, J. Hochmann, R. D. McCright, and J. E. Slater, (Eds.), NACE, Houston, TX, 1977. 17. J. C. Danko, "Boiling Water Reactors Group Research Program; 4 years later," CORROSION/84, Paper No. 162, NACE, Houston, TX, 1984. 18. M. O. Speidel, in "Stress Corrosion Research," NATO Advanced Study Institute Series, Series E, Applied Science, No. 30, H. Arup and R. N. Parkins, (Eds.), Sijthoff & Noordhoff, Alphen aan den Rijn, Denmark, p. 117, 1979. 19. H. G. Cole, AGARD Conf. Proc., Paper No. 53, NATO, 13, 1970. 20. C. S. O'Dell and B. R Brown, in "Corrosion Control by Coatings," H. Leidheiser (Ed.), Science Press, Princeton, N.J., 339, 1979. 21. R. N. Parkins, in "Embrittlement by the Localized Crack Environment," R. P. Gangloff (Ed.), The Metallurgical Society of AIME, Warrendale, PA, p. 385, 1984. 22. S. Iwasaki, in "Predictive Methods for Assessing Corrosion Damage to BWR Piping and PWR Steam Generators," H. Okada and R. W. Staehle (Eds.), NACE, Houston, TX, p. 144, 1982. 23. Y. S. Garud and T. L. Gerber, in "ASME Conference on Advances in Life Prediction Methods," ASME, New York, 1983.

١۵

  

  

اصول توليد و استفاده از پودرهاي مس

بهروز نصيري :مترجم

دانشگاه آزاد اسالمي واحد علوم و تحقيقات تهران ، تهران ، ايران

معرفي نوعي برنز ( خود روغن كاري شونده برنزهاي ياتاقان

كه حاوي مقدار زيادي سرب است ، مشخص ه هاي ضد ، )ر مي روداصطكاكي دارد و در توليد ياتاقان بكا

مورد مصرف ،به ديد صاحبنظران آمد 1920دردهه قرار گرفتند و با توج ه به پيشرفتهاي آنها از لحاظ اقتصادي و بطور كل ي تجاري، توليد پودر هاي مس به

اولين و بزرگترين فرآيندهاي .صنعت راه پيدا كردپودر آلياژ مس، احياي اكسيد آن و . توليد پودر مسپودرهاي مس كه توس ط .كتروليتي استتغيير حالت ا

روش الكتروليتي توليد شده بودند، قابلي ت اصطكاك گرافيت و بطور كل ي آلياژهاي پايه مس را بهبود -مس

روشي ديگر براي توليد اينگونه پودرها، روش .بخشيدجانشيني بود كه قطعات توليدي اين روش هم قابليت

خاص ي از زمان اصطكاك بااليي داشتند و فقط در برههبيشتر استفاده آنها در دهه ( .مورد استفاده قرار گرفتند

ساير فرآيندهاي هيدرو متالورژي .)ميالدي بود 1970هم براي توليد ) استخراج فلزات با فرآيندهاي آبي (

توسعه پيدا 1960و 1950پودر مس در بين دهه هاي

به داليل تجاري و اقتصادي هر روش توليد پودر .كرد .هاي مس در زماني خاص مورد استفاده قرار گرفت

توسعه بيشتر توليد پودرهاي مس و پيشرفت چشمگير اين صنعت با جنگ جهاني دوم مقارن بود، كه از مس

از مس . در صنعت مربوط به آن زمان استفاده مي شدبراي باال بردن استحكام آلياژهاي مورد استفاده در

.ادوات جنگي استفاده مي شد

ميالدي ، توليد پودر ها و آلياژهاي مس 1950ردهه دآبي شروع بكار كرد كه از لحاظ يزه كردنبا روش اتم

1980با فرارسيدن دهه . تجاري بسيار پر اهم يت بود براي يزه كردنميالدي، رقابت بين احياي اكسيد و اتم

توليد پودر مس، دليلي منطقي و تجاري براي متوق ف ،دي مس به روش الكتروليتي بودشدن پودرهاي تولي

روشي كه در آمريكا رونق زيادي داشت و آنها مبدع ام ا روش الكتروليتي هنوز هم روشي .اين روش بودند

براي توليد پودرهاي مس در برخي از نقاط اروپا و آبي بهترين و يزه كردن آسيا است ، در حاليكه اتم

ين چرخه ا .اصلي ترين روش توليد اينگونه پودرهااستفرآيند اصلي و اساسي 4به ) اتمايزينگ آبي(توليد

خواص فيزيكي و مكانيكي قطعه . قسمت مي شودنهايي كه از اين روش توليد شده اند و در خواست

.مشتري در ارتباط با قطعه

وليد پودر مس با احياي اكسيد مس تدر اياالت متحده (احياي اكسيد مس از قديمي ترين

اصلي ترين و تجاري ،يكي از اساسي ترين و) آمريكا

  

  

١۶ 

براي ساختن پودر مس، همزمان با توليد به ترين فرآيندباالبردن در اين فرآيند، با .روش اتمايزينگ آبي است

موجود در اكسيد مس، ذر ات يدما و كاهش گازهانهايتا .به مس احيا مي شوند) اكسيد مس (ريز مس

توليد و )تفجوشي شده (توده هاي متخلخل سينتر شده آسياب به پودرهاي مس تبديل پس از در مرحله آخر

.مي شود

مس رسوبي )1احيا براي توليد پودر مس، مواد آغازگردر .پوسته مسي تشكيل شده در حين نورد است)2و

حاليكه پودر مس با مقدار بيشتر و درصد خلوص باالتر درصد ، با)پودر مس (مورد نياز است، ذرات ريز مس

.خلوص قابل قبول از كانه هاي زير بدست مي آيند

) Cu2O( اكسيد وپروك )1

) CuO( كوپريك اكسيد) 2

عمليات ذوب مس راي باال بردن مقدار و درصد خلوص ب در سالهاي اخير،

مس، از دو عامل پوسته هاي سطحي اكسيدي و رسوب شروع فرآيند هستند، در احياي واملمس كه عا

ذوب مس .پودرهاي مس استفاده مي شوداكسيدي ط گرماي سوخت و گرماي كوره القايي انجام مي توسدهاي آلومينيوم و يدهاي قوي مثل اكسياكس .گيرد

كنترل كننده هستند، سيليسيوم، در فرآيند ذوب مس

. بنابراين ذوب فلز بدون هيچ سختي انجام مي شودراكم اكسيد هاي آلومينيوم و سيليسيوم چسبندگي و ت

را ) كه موجب كاهش كيفيت پودر مي شود (پذيري .كم مي كنند وسايندگي را باال مي برند

عالوه بر فلزات قبل، از سرب و قلع جهت كوره و نازل .براي ذوب ومس استفاده مي شود) آبي يزه كردناتم(

براي مثال( در برخي موارد استفاده پودرهاي مس فاده اصطكاكي از گرافيت و موارد است-آبكاري فلزخوب الكتريكي و حرارتي خيلي هدايت )پودر مس براي اينكار حد ناخالصي موجود در ذوب . مهم است

تاثيرات برخي ناخالصي ها . بايد بسيار كنترل شده باشدكه در محلولهاي جامد مي توانند موجود باشند در

همچنين رسانندگي .نشان داده شده است )1(نمودار م به مقدار بسيار زيادي تحت تاثير اين حرارتي ه

.ناخالصي ها در كانه مس است

١٧

  

  

و ساچمه زني ) شدن زهاتمي( اتمايزينگ اتميزينگ مس در وسعت صنعتي در مجاورت هوا

مس مايع .انجام مي گيرد و يك فرآيند پيوسته استبصورت مستقيم توسط لوله هايي كه در كنار ديواره

. ا توسط پاتيل مياني اتميزه مي شود كوره قرار دارد ويدر اتميزه كردن مس مورد مي توانند هم هوا و هم گاز اتمايزينگ افقي كه مواد با فشار . استفاده قرار بگيرند

زياد به درون غلتك دو ار كه در حال چرخش است مي انجام مي خشك كردن پودر فرايند به منظورروند اين،

.گيرد

ط هوا و آب در يزينگ مس توسعكس هايي از اتمااز شكل همانطور كه .نمايش داده شده است )2(شكل

، پودر هايي كه توسط هوا اتميزه شده اند، پيداستهايي هستند كه توسط آب اتميزه شده نآاز كروي تر

دليل اين امر هم فشار همه جانبه هوا در مقايسه با .اندهايي كه پودر .فشار در جهات خاص آب به پودر است

از اشكالي بسيار نامنظم تر با آب اتميزه شده اند، .آنهايي دارند كه با هوا اتمي شده اند

ي چندان تياهم مس پودر شكل قسمت نيا در البته ساچمه اتيعمل با زمخت و درشتي پودرها .ندارد

ي آب نگيزياتما اي هوا كم فشار نديفرآ توسطي زن نديفرآ شروع ، نوع نيا در ) 3 شكل.( اند آمده بوجود

. است مس فيضعي دهاياكس با

مسي پودرها) شياكسا( ونيداسياكس بيترك كي آن در كهيي ايميش واكنش: شياكسا آن دري عني ، دهندي م دست از الكترون ، كاليراد اي

ي ها مس شياكسا . شودي م افزوده مثبت تيظرف رفتني عني ،ي زن ساچمه آب و هوا توس ط شده زهياتم آن جهينت كه مس پودر كاليراد كي از الكترون كي

در نيمهندسي برا خواص كنترلقابليت رفتن باال .است مختلفي پودرها

است شده شناخته كامال نديفرآ كي مس شياكسا ، است دياكس نوع 2ي دارا مس.

  

  

١٨ 

Cu2O رنگ قرمز دياكس)1

 CuO رنگ اهيس دياكس) 2

دياكس نازك اريبس ريمقادي برا و باال اريبسي دماها در نيا در ، كندي مي رويپي سهم قانون از ق،يدق ريمقاد و

زمان دوم شهير باي دياكس هيال ضخامت فرمول، .كندي م دايپ شيافزا

cKptY

و استي تميلگاري تابع ضخامت ن،ييپاي دردماهاي خيتار مشاهدات نظر از) شياكسا( ونيداسياكس زانيم

آزاد،ي انرژ .است شده مشاهدهي بمكع بصورت آمده 1 جدول در شدن دياكس فرمول و واكنشي گرما .است

شدن دياكس فرمول و واكنشي گرما آزاد،ي انرژ)1(جدول شماره 2(Cu) + (O2) = <Cu2O> exothermic

∆G = -41,166 - 1.27 × 10-3TlnT + 3.7 × 10-3T2 - 1.80× 10-7T3 + 27.881 T

k = 957 e-37,100/RT g2cm-4h-1 <Cu> + (O2) = <CuO> exothermic

∆G = -37,353 - 0.16 TlnT - 1.69 × 10-3T2 - 9 × 10-8T3 + 25.082T

∆H = -38,170 + 1.30T + 0.99 × 10-3T2 + 0.57 × 105T-1

<Cu2O> + (O2) = 2<CuO> exothermic

∆G = -33,550 + 0.95 TlnT - 3.75 × 10-3T2 + 22.340T

∆H = -35,710 + 3.28 × T - 0.40 × 10-3T2 -0.20 × 105T-1

k = 0.0268 e-20,140/RT g2cm-4h-1

G∆ : آزاد نرژيا : ∆H واكنش گرماي : Kاكنشثابت تعادلي و

: واحد انرژي آزاد و گرما برحسب

gmolcal

. )1(در كارهاي صنعتي، اكسايش يا عمليات تشويه

پودرهاي مس بطور معمول در هوا بادماي باالي oC650 )oF1200 (اكسايش در كوره .انجام مي گيرد

سطح با ) تماس(هاي پخت گردان با افزايش برخورد اگر چه واكنش .مي آيدپودر و گاز بوجود

اكسيداسيون در طول فرآيند همدما انجام مي گيرد، كنترل اين عمليات خيلي سخت تر از كنترل عمليات

.اله استتشويه روي نوار نق

 ز سنگ زنيذرات اكسيد ي قبل و بعد ا) 4(شكل

١٩

  

  

ازبين بردن (مس ايسنگ زني اكسيده )اكسيدهاي مس

هر دو اكسيد مس از نظر استحكام شكننده اند و سنگ و رساندن آنها به ) ازبين بردن اكسيد آنها ( زني آنها

ذرات .بسيار راحت است 100پودر هايي با عدد مش .را نشان مي دهد. اكسيدي خودشان متخلخل هستند

احياي اكسيد مس اله هايي نقذرات اكسيد مس معموال روي نوار احياي فوالد زنگ نزن در كوره هاي نق اله اي پيوسته انجام از

.مي گيرد

) mm25)in1عمق اكسيدهاي روي سطح مس تقريبا تا oC425بازه دمايي احياي اكسيدهاي مس بين .است

oC650 )oF800-oF1200(احيا از سطح اكسيد .استاحيايي ) اتمسفر(جو .شروع شده و تا عمق پيش مي رود

معمولي و روان به بيرون برگردانده درون كوره بطور اتمسفر احيا در بردارنده هيدروژن، آمونياك .مي شود

تفكيك شده، آب، گاز طبيعي، يا ساير گازهاي چون احياي .مخلوط شده گرمازا يا گرماگير است

اكسيد مس با هيدروژن يا مونواكسيد كربن، گرمازا اي ، كاهش انواع گازهاست، تنظيم دقيق ذر ات اكسيد

ر و دماي احيا براي بهينه كردن احيا و كنترل مضنفوذ .ساختار دقيق و روزنه هاي پودر ضروري است

باالتر ، يك روش بابازده دهيدروژن در طول مس جامنسبت به مونواكسيد كربن است؛ كه معموال دردماي

چه تمامي دردماهاي باال اگر .پايين رخ مي دهداكسيد كربن واكنشهاي احيا،هيدروژن و مونو

معموال فرآيند از مخلوطي از اين دو بدست ،دربردارند

<Cu2O> + (H2) 2<Cu> + (H2O) exothermic G = ‐16,260 + 2.21 TlnT + 1.28 × 10‐3T2 +

3.8× 10‐7T3 ‐ 24.768T H298.1K = ‐17,023

Temperature, °C (°F): 450 (840), 900 (1650),

950 (1740), 1000 (1830), 1050 (1920)

P H2,torr(a): 0.0104, 0.0150, 0.0207,-

0.0283 ----------------------------- --------

<Cu2O> + (CO) 2<Cu> + (CO2) exothermic G = ‐27,380 + 1.47 TlnT ‐ 1.4 × 10‐3T2 + 0.5 × 

10‐6T3 ‐ 7.01 T H = ‐27,380 ‐ 1.47 T + 1.4 × 10‐3T2 + 1.1 × 10‐

6T3 Temperature, °C (°F): 25 (77), 900 (1650), 

1050 (1920), 1083 (1980) PCO, torr(a): 0.021, 0.068, 0.085

------------------------------------ 

2<CuO> + (H2) <Cu2O> + (H2O) exothermic G = ‐24,000 ‐ 0.01 TlnT + 5.4 × 10‐3T2 ‐ 3.7 × 

10‐7T3 + 22.896T H298.1K = ‐23,543

------------------------------------ 

<CuO> + (H2) = (H2O) + <Cu> exothermic H290K = ‐31,766

------------------------------------ 

2<CuO> + (CO) <Cu2O> + (CO2) exothermic H = ‐33,300 

انرژي آزاد و گرماي واكنش احياي اكسيد مس با ): 2 (جدول هيدروژن و مونو اكسيد كربن

  

  

٢٠ 

.يدآمي

انرژي آزاد و گرماي واكنش احياي اكسيد مس با نشان داده ) 2(هيدروژن و مونو اكسيد كربن در جدول

.شده است

كنترل خواص پودر مس با تحقق فرآيند احيا، ذرات داراي تخلخل، اندازه

زه شان بطور تخميني در پودر نهايي دقيق و ذرات، اندا، احياي با دماي باال .مي تواند در بازه اي كنترل شوند

كم توليد مي ويژه ذرات با روزنه هاي زياد و سطح درون ذره احياي با دماي باال معموال به زينترينگ .كند

.اي و احياي كلي بيشتر منجر مي شود

عمليات بعد از احيا مس مثل يك احيا شده، از كوره احيا اكسيدهاي مس

به قطعه اكسيدهاي مس .كيك متخلخل بيرون مي آيدروي يك ،اين فرايند مي شوند هاي كوچكتر شكسته

توانند ميكه ) آنگيره خرد كن يا وسايلي شبيه به (فكمقدار و .سنگ زني خوبي داشته باشند انجام مي شوداي نهايي ميزان كارسختي در اينها متعادل است و پودره

.توليد شده تراكم پذيري و استحكام تر خوبي دارنداستحكام مكانيكي كه پودر متراكم شده : استحكام تر «

بايد داشته باشد تا بتواند عمليات مكانيكي بعد از ه پرسكاري و قبل از تفجوشي را تحم ل كند ، بدون آنك

».دبه جزييات ظريف آن آسيبي برس

توسط دستگاه تصوير تصويري از نوعي پودر مس نشان داده شده ) 5(در شكل عبوري برداري الكتروني

.است

شدن زهپارامترهايي نظير ذوب، اتمي مخلوط كردن با، اكسايش، احيا و سنگ زني، قدرت )اتمايزينگ(

ساخت پودرهايي با خواص وخصوصيات مناسب و با گروهي از .كارايي و قابليت هاي فوق العاده را مي دهد

درها در طبقه اي تقسيم بندي مي شوند كه ممكن پواست نياز به روغنكاري داشته باشند و خود

اين مرحله فرآيند به دق ت كنترل .روغنكارشونده نباشندمي شود كه اگر بخوبي كنترل نشود و دق ت پايين بيايد ، بعضي از پارامترهاي مرتبط مثل دانسيته ظاهري ،

.دمي كن افتلي پودر كيفيت پودر و رواني و سي ا

بعضي از اقسام پودر هاداراي خاصيت آنتي اكسيدان بدون اين .خوردگي هستندمقاومت به براي افزايش

درهاي مس در مجاورت و، اگر پ)عدم خوردگي(رفتارهواي مرطوب قرار بگيرند، تيره و كدر مي شوند؛ با

ميكروسكوپ الكتروني عبوري نوعي پودر مس كه توسط) : 5(شكل  .برداي شده است تصوير

٢١

  

  

توجه به اينكه استحكام تر، و جنبه هاي ديگر خواص .ش چشمگيري خواهد داشتنيز كاه

با زياد شدن اين كدري وتيرگي، رنگ پودر مس نهايي .از نارنجي به بنفش و نهايتا به سياه تغيير پيدا مي كند

%2/0يا %1/0در همين حال ارتباط پودر با اكسيژن از افزايش مي يابد وبراي هر يك دهم درصد اين افزايش

.اد مي شودزي% 1قابل محاسبه است و تقريبا تا مناطقي كه در (پودرهاي مس با مناطق سطح فع ال زياد

.حس اسيتشان به كدري بيشتر است) مجاورت هوا هستند

پودرهاي نهايي آزمايشاتي براي كسب اطمينان از خواص پودرنهايي

تصادفيرا بصورت طر احي شده كه مقداري از پودرهاانجام هاآن رويبخاب كرده و اين آزمايشات را تان

مهمترين و اصلي ترين استفاده از پودرهاي .ميدهند .مس، در برنزهاي ياتاقان است

در اياالت متحده آمريكا اين تكيه گاهها از مخلوطي از 1960تقريبا از سال .مس و قلع ساخته مي شوندقلع % 10مس و % 90از ميالدي، براي مخلوط كردن،

اص مورد نظر بعد بهبود خو ثاستفاده مي كنند كه باعمواد موجود در بسته هاي .از تفجوشي مي شود

فيلر هاي مس ، : مخلوطي با مس عبارتند از كاتاليستهاي مورد نياز و مقداري مواد مورد نياز

از اطالعات عمومي اين پودرها ، .شيميايي ديگر

چه و رجزئييات مواد مخلوط شده و خواص آنها دفتخاص با هاستفادموارد اي بروشورهايي تهيه شده و بر

.پودر مس توليدي عرضه مي شود

اصول ساخت پودرهاي مس با الكتروليزطريقه توليد پودرهاي مس توس ط الكتروليز در

نمايش داده شده است، كه شامل قسمتهايي از )6(شكل

سازوكار الكتروشيميايي و تصفيه الكتروليزي مس با پودر يا اسفنجي اين شرايط قرارگيري اگر چه .است

اگر خيلي محكم به بودن ماده نهايي تغيير مي يابد،فيه الكتروليز مشكل را بر صهمديگر چسبيده باشند، ت

.طرف مي كند :ارتباط دارد رد زيرپودرهاي ته نشين شده مس به موا

يونهاي مس كم غلظت)1 روليتتحضور اسيد قوي درالك)2

 پودرهاي مس توسط الكتروليزفرآيند توليد ) : 6(شكل

  

  

٢٢ 

. دانسيته جريان تبادلي زياد كاتدي)3

فاكتورهاي كم ي وعوامل افزودني ديگر ، دما و سرعت نوع آند و كاتد و فاصله از ،چرخش الكتروليت، اندازه

الكترود است.

تاثير تركيب شيميايي الكتروليت تور اساسي كتركيب سازنده الكتروليت يك فا

غلظت مس در الكتروليت بايد حد .درتوليد پودر استد تا توليد پودر بهينه باشد و رسوب مناسبي داشته باش

.مناسب پودر بدست بيايد

ميزان درخواستي ، افزايش بازده ، با افزايش غلظت يون -4.4 ( .نشان داده شده است )7(مس در شكل

33-23است ، با ميزان مس % 92حد اكثر بازده كه )3گرم 33حدودا ازبعد از . گرم برليتر بدست آمده است

برليتر ، بازده كاهش مي يابد و يك رسوب سخت به

دانسيته ظاهري و اندازه ذر ات .جاي پودر باقي مي ماند .همچنين با باال رفتن غلظت يون مس افزايش مي يابد

غلظت اسيد همانطور د اسيد به توليد پودر كمك مي كندغلظت زيا

.نشان داده شده است )8(كه در شكل

اسيد گرم بر ليتر 120 منحني بازده تا غلظت غلظت بيشترسپس با افزايش .سولفوريك باال مي رود

افزايش غلظت اسيد به .كند مي افتاين ميزان ،اسيد: فعالان{ .هدايت مي كند) پسيو(انفعالسمت ناحيه

حالتي از غير فع ال بودن شيميايي ، بويژه در فلزي كه به مقاوم سبب عدم فع اليت شيميايي دربرابر خوردگي

دانسيته ظاهري با افزايش غلظت اسيد كاهش }.است .مي يابد

 تاثير غلظت اسيد بر توليد پودر مس ) :8(شكل

 ميزان درخواستي ، افزايش بازده ، با افزايش غلظت يون مس) :7(شكل

٢٣

  

  

مواد افزودني الكتروليت هاي سولفوريك و سولفات اسيد مس،

افزودن .معموال پودر مس را در تعادل نگه مي دارندمواد كلوئيدي مثل گلوكز و چسب، به رسوب بهتر

ه دليل اينكه ب .پودرمس كمك شايان توج هي مي كند، هيدروژن را )كند كننده هاي كلوئيدي(واد كلوئيدي م

.روي سطح كاتد باقي نگاه مي دارد

روليتالكت ر تاثير برخي از افزودني ها ب) 4(جدول

Test 

No. 

Addition Agent 

Solution strength(

%) 

Voltage 

Current efficiency(

%) 

 

Sieve 

analysis(%) 

1 … … 1  95.5  55

2 Boric acid 

0.5  1  95.2  100 

3 Glocose 0.5 1.2  84.5  100

4 Glycerin

e 0.5  1.9  94.7  100 

5 Glue 0.5 1.5  94.5  100

 

2mA ،مواد افزودني كه به سطح افزوده مي شوند

پودرهايي با اندازه هاي قابل كنترل و با دانسيته تبادلي   .رديگي م قرار استفاده موردي معمول بطور كه 215

2ftA اگر1100 -700جود مي آورند، در مقايسه با بو

شود، افزوده تيالكترول به مس ديكلري كم زانيم به

ي م اديز مس ذر ات در شدن)يا دندانه(تيدندر زانيمي م بهبود را پودر ونيزاسيپالر د،يكلر وني و شود راي كاتد انيجر تهيدانس م،يسد سولفات افزودن .بخشد كه شودي م شتريب سولفات تيوظرف دهدي م كاهشي م تر مرغوب و بهتري پودرها شدن ساخته موجبي جا به سولفامات تيالكترولي نيگزيجا با .شود

تر درشتي پودرها بيترك ،يمعمول دياس كيسولفور .ديآي م بدستي زبرتر و

كار نيح طيشرا ريتاث: مثلي اثرات نديفرآ در مرحله چند در كار طيشرا ي ميي پودرنها بيترك و واندازه كار بازدهي رو ريتاث

داده حيتوض ليذ در خالصه بطور مواردي برخ. گذارد .شودي م

بهبود به اديز و باال انيجر تهيدانس: انيجر تهيدانس)1 ريتاث كي البته كند،ي م كمك پودريي ايميش بيترك ازي كي .دارد كاريي نها بازدهي رو همي كمي منف

تهيدانس بردن باال پودر، كردن زتريري ها مشخ صه تريبرل گرم 25 كهي تيترولكال ، مثالي برا . است انيجر شيافزا با دارد، كيسولفوردياس تريبرل گرم 120 و مس عبور 300 مش با الك از كهيي پودرها مقدار ته،يدانس2m%96 به 20 از را كندي م

A600 تا 100 از انيجر .رساندي م

مي برد  كارراباال بازده كار نيحي دما بردن باال :دما)2 باالتربردن اگرچه. دهدي م كاهش راي مصرف ولتاژ و

  

  

٢۴ 

سخت يليخ باال به oC60 از پودر ديتول محفظهي دما و تر درشت باالي دردماي ديتولي پودرهاي ول است، معموال .است نييپاي دردماي ديتولي پودرها از زبرتر

ي م كار 60 تا oC 25نيبيي دردما ، تيالكترول محفظه  .كند

پودر انتقال همان ن،يا : پودر ديتول ويي جابجا)3 با وي كيمكان روش به معموال پودرها و است كاتد ازي كارزيتم روش نيا .شوندي م منتقلي دستي زكاريتم مس ذر ات اندازه كنترل به نيهمچن ، فرچه باي دست

داده شينما )9(شكل در كه همانطور ؛ كندي م كمك درشتي كار زيتم زمان شيافزا با پودرها ، است شده

.شوندي م تر زمخت و تر

نشان راي كار زيتم باي ظاهر تهيدانس شيافزا) 10(شكل تهيسداني رو نيهمچن فرچه باي زكاريتم. دهدي م

، پودر انتقالي برا گريدي روش.گذاردي م اثر زين انيجري برا ميسد سولفات با كردن مخلوط در فشاردادن

ي كار زيتم بدون و كاتد از پودربااستفاده ميمستق ديتول . استي دست

پودر ديتول هيرو سازوكار ازي تيالكترول مسي پودرها عمده ديتول در رييتغ اگرچه. شودي م ديتول تيالكترول دروني ها الزم زين مسي پودرها رسوبي برا كار طيمح طيشرا داده شينما )6(جدول در مس رسوب طيشرا .است .رديگ قراري بررس مورد تواندي م كه است شده

مس رسوب طيشرا ):6(جدول

Condition  Quantity 

Copper  5‐15 g/L (0.6‐2 oz/gal) 

Sulfuric acid  150‐175 g/L (20‐23 oz/gal)

Temperature  25‐60 °C (77‐140 °F) 

Anode current density  430‐550 A/m2 (39‐50 A/ft2)

Cathode current density  700‐1100 A/m2 (64‐100 A/ft2) 

Cell potential  1.0‐1.5 V 

ي كيالكتر كننده هيتصف آندها ،يعموم وي كل بطور سرب هيپا باي اژيآل صفحات هم ها كاتد و هستند اندازه بهي ابعادي دارا معموال كاتدها .هستند

آند همي عني دو هر .هستند متري سانت 095×86×61 در كامل بطور تا هستندي كم ارتفاعي دارا كاتد وهم

 ي كار زيتم زمان شيافزا با پودرها شدن تر زمخت و تر درشت : )9(شكل

 يكارزيتمبايظاهر تهيدانس شيافزا) 10(شكل

٢۵

  

  

رسوبي بخوب پودر تا رنديبگ قراري تيالكترول محفظه كناري مواز و منظ م بطور الكترودها .باشد داشته

و سربي ها نيال نيا در. شوندي م دهيچسب گريكدي ابعادي داراي ا محفظه و يكيالستي ها نيال

هر ) ارتفاع×عرض×طول.(هستند متر 1.2×1.1×3.4 cm16 آنها نيبي فضا كه كاتد 18 رندهيبرگ در سل ول .اند شده زانيآو گريكنارهمد متناوبا كه آند 19 و است

ي برا و شوندي م پمپ رهيذخي ها محفظه به تهايالكترولي مي خال سل ول ر،يز ازي گرانشي روين با گردش هر

.شود

در دائما نييپا به باال از محفظه در تيالكترول نيبنابرا كردن تر همگني روشها ازي كي كه است گردش ماندهيباق .باالست به نييپا از گردش نيهم پودرها،

ي اصل محفظه به تيالكترول درباره گردشي براي م رسوب كاتد سطحي رو مس .شودي م برگردانده

ي م داريپد هم) يا شاخه(يتيدندر ذر ات فرم به و كندي م برقرار كاتد و آند نيب ،يكوتاه و كم انيجر .شود .است كاتدي رو پودري برا )1(شنياكومول با و شود روش به رسوبها و كندي م دايپ كاهش انيجر تهيدانس نكهيازا بعد .شوندي م كندهي كش فرچه وباي دست

ي م خاموش را دستگاه كرد، كار ولسل نيا چندروز سطح و روندي م هدر ولسلي تهايالكترول اكثر. كنند

وكاتد آند .رودي م ليتحل و كشدي م ته تيالكترول تيالكترول .شوندي م ضيتعو و شوندي م آورده رونيب

و شودي م كندهيي نها پودر و شودي م ختهير رونيبهم ي امر پودرها شستن .رديگي م قرار استفاده مورد ديايب رونيب پودر از ديبا تيالكترول تمام. استي ضرور شيسا وي خوردگ از مس پودر تا شود برده نيب واز

ممكن باال مشكل بر عالوه نيهمچن .گردد محافظت نگيزيسا و كردن خشكي برا پودررا كهيهنگام است ،ميدهي م قراري حرارت اتيعملي كيالكتر كوره درون

ي راهها پودرها شستني برا .نديببي سولفاتآسيبها چرخنده(وژيفيسانتر ازدستگاه .دارد وجودي مختلف كردن خشك و پودر از تيالكترول انتقالي برا ،)عيسر

ي ول است؛ زيتم و خوبي راه كه شود،ي م استفاده نيا و دستگاه نيا با نييپاي چگال بايي پودرها ساخت به پودر گر،يدي روشها رد .است دشوار اريبس روش آن به آب و ندكي م دايپ انتقال بزرگتري ها محفظهي دوغاب آمدن بوجود موجب كه شود؛ي م افزوده

كند،ي م جدا را دوغاب نيا كهي لتريف به بعد و شوديم و شدهيي زدا آب پودر ،رلتيف درون. شودي م برده ؛گردديميي زدا آب باره دو و شودي م شسته بار نيچند است، درونش كهي آب خاطر به مرطوب پودر كهراچ با حرارت .دارد راي خوردگ و شدن دياكس تي قابل

ي مي ريجلوگ شدن دياكس از نيژالت دروني آب محلولي م استفاده هم سر پشت عمل و كار نيح در و كند نيدرح سطحي فع الساز عوامل از استفاده نيهمچن .شود

) يخوردگ(شدن دياكس از پودر ديتول و شستن كوره دروني ستيبا پودر تيدرنها .كندي مي ريجلوگ . برسد قبول قابل سطح به و شود برده

  

  

٢۶ 

 بر آلياژي عناصر اثر

 استحكام و ميكروساختار

: خاكستري چدن ينيشهرآئي طاهر محمود: ترجمه ييرجا ديشه دانشگاهي كارشناسي دانشجو

مقدمه - 1ي اژهاآلي از وسيع گروه يكي خاكستر چدن

يك بوسيله "معموال كه استي آهني ريختگ زمينه يك در )1(يا ورقه گرافيت از ميكروساختار

Fe–C–Si آلياژ يك اساسا. شودي م مشخصي آهن و ديگري آلياژ عناصر ازي كوچك مقادير شامل

ي جهان توليد با و مورداستفادهي ريختگ آلياژ بيشترين فلزات ديگر بربرا چندين كه تاس تن ميليون 6 ساليانه معموالي خاكستر چدن ميكروساختار ].1[استيريختگ فريت يا و پرليت زمينه يك وي ا ورقه گرافيت شامل به ... وي ماشينكار قابليت ،يمكانيك خواص كه است زمينه ،يمعمولي خاكستري چدنها. داردي بستگ آن 400 تا 140 محدوده دري كشش استحكام وي پرليت

Mpa يمكانيك خواص بهبودي صلا علت. دارند، كاهش را گرافيت درصد كه است معادل كربن كاهش

ي تجار انواع) 1(جدول. دهدي م افزايش را پرليتو را آنها به مربوطي مكانيك خواص وي خاكستر چدن .دهدي م نشان

يخاكستر چدن مختلفي كالسهاي مكانيك خواص و تركيب): 1(جدولClass 

Total carbon 

(wt.%) 

Total silicon 

(wt.%) 

Tensile strengt

h (MPa) 

Transverse load on test bar (kg f) 

Hardness (HB) 

203.40–3.60 

2.30–2.50 

152 839 56 

25‐ ‐ 179 987 174 

303.10–3.30 

2.10–2.30 

214 1145 210 

35‐ ‐ 252 1293 212 

ي رو بر تحقيق ،يخاكستر چدن خواص بهبودي برا انجام سال 40 از بيش آسفريت وساختارميكر گسترش از خواص، دراي ويژه و مهم بهبود]. 2-6[است گرفته

بدست آمده شده آستمپري خاكستر چدن گسترش مهندس به شده آستمپري خاكستري چدنها]. 3-7[است پيشنهادي معمولي مواد/يفرايند تركيبات بايي ها هگزين

ياي يتفر زمينه آستمپرينگ، طريق از]. 7[دهدي م شاملي سوزن ساختار يك بهي خاكستر چدن ،يپرليت % 30 تا 20و كاربيد بدوني بينيت فريت% 80 تا 70

بهي ساختار چنين. يابدي م تغيير باقيمانده آستنيت

1‐ Flake Graphite

٢٧

  

  

كه است شده داده نشان]. 6[است آسفريت اصطالح يك باي خاكستر چدن يك ،يا زمينه ساختار چنين ،يسايش مقاومت استحكام، از بفرد منحصر يبترك

توليد را باال شكست تافنس و لرزش يا و صدا جذبي معمولي حرارت عمليات يك ].7و6[كندي م

در كردن آستنيته ،يخاكستر چدن آستمپرينگ و تركيب اساس بر ساعت چندي راoC900-840يدما

-oC425در كردن آستمپر وي ريختگ ضخامت عملياتي زمان برنامه اين كهي حال در].7و6[است230 ازي عالاي محدوده باي خاكستر چدن ديتولي حرارت

دارد نياز توليدي فضا و مالحظه قابلي انرژ به خواص، بعالوهي محيطي آلودگ باعث است ممكن و

مشكالت، اين.شود اجزا در تركايجاد و اكسيداسيون محدود را شده آستمپري خاكستر چدن گسترده توليد چدن گسترشي رو بر تحقيق بنابراين اند، كرده

مستقيمي گر ريخته بوسيله راي آسفريتي خاكستر نشان دارد قصد حاضر پژوهش]. 5[اجتناب ناپذير است

كردن اضافه در سيستماتيك تغييرات چگونه كه دهد ريختهي ط دري معمولي خاكستر چدن يك بهي آلياژ-يبينيت فريت رميكروساختا با آلياژ يك تواندي مي گر

با مقايسه قابلي مكانيك خواص با) يآسفريت(ي آستنيت .كند توليد را شده آستمپري خاكستر چدن

يتجربفعاليت هاي -2

يگر ريخته روش و مواد -2-1

ي آلياژ عناصر تاثير تعيين حاضر كار ازي اصل هدف وي خاكستر چدني ميكروساختار توسعه بري كليد ريخته آزمايشات. استي مكانيك خواص بر اثرآن از حاصلهي اصلي آلياژ تركيب يك از استفاده باي گر

عناصر سيستماتيك تغيير بوسيله و) 2جدول( آميژانها انجام بود، Mo, Mn, Si, Cu: آنها عمده كهي آلياژ

)2(جدول در شده داده نشاني اصل تركيب. گرفت )2(جدول. است) 1جدول( 35 كالس آلياژ به مربوط

)يوزن درصد(كار اين در استفاده موردي آلياژها محدوده): 2(جدول

Cu Si Mn Mo C عنصر 

يب 0.005 3.2> 0.005 1.41 0.55>ركت

لياژ

آ

ياصل 

0.32, 0.53Mo 

1.0Cu 1.0Cu 1.0Cu  

يبركت

ژها

آلياي

نترلك

ي 

0.55Mn0.32Mo 0.32Mo 0.55Mn   

2.0Si1.05Mn 1.80Si 2.0Si   

0.78‐1.79 2.32 0.68‐2.34 0.11‐1.17   

Mo, Mn, Si, Cu چگونه كه دهدي م نشان نينچهم .يابندي م تغييري اصل تركيب اين از سيستماتيك بطوري دما دري القائ كوره يك دري اصلي خاكستر چدن

oC 500 توليدي برا مذاب به آميژانها كه شد ذوب

  

  

٢٨ 

كردن تركيب طريق از. شدند اضافه مطلوب، تركيب با مذاب از قسمت يك ،oC1520-1480ي دما در

آلياژ ازي وزن درصد 5/0 باو ريخته نياز مورد تركيب75Si–25Fe يمتالوگرافي ها نمونهي برا. شد تلقيح،

با مخلوط خشكي سيليكا ماسه از شده ساختهي قالبهاي مكانيك تستي ها نمونهي براي البهايق همراه به رزين رس خاك با طمخلو اما خشكي سيليكا با شده توليد

دو هر. شد رنگ آب، نهيزم باي گرافيت رنگ يك با و ريختهي ط در كردن سرد مشخصات همان با قالب نوعي دما]. 9[ندشد توليد ميكروساختار همان بعالوهي گر

،يگر ريخته ادامه در. بود oC 1420-1380ي ريختگر .شدند خنك اتاق،ي دما با هوا در ها نمونهي البهاق همه

: يمكانيك خواص وي متالوگراف -2-2

 mm 120mm باي ا استوانهي ميلگردها   × 30Ø و mm350mm×30Ø تست وي متالوگراف آزمايشي برا

تنش تعييني براي دوم استفاده با ترتيب، به ،ي مكانيكي گر ريختهي شارپ ضربه تست و متقاطع شكستي نهايي كشش تنش تعييني برا ها نمونه]. 9[شدند

)UTS (متقاطع، شكسته نمونه هر از پايين نيمه از

نمونه سه مفروض، تركيب يكي برا. شدندي ماشينكاري مكانيك خواص ميكروساختار و هشدي گر ريخته .گرديدند تعيين

ي نوري متالوگرافي برا ها نمونه ،يگر ريخته ادامه با واقع شده يا استوانهي ميلگردهاي طول محور بر عمود

با شكست سطوح ،يمكانيك واصخ كردن دنبال با و Hitachi S4500ي الكترون ميكروسكوپ از استفاده كسري هاي گير اندازه. گرفتند قرار آزمايش مورد پرليت، فريت،( زمينهي اجزا ميكرو ازي حجم

 Adobe از استفاده با) گرافيت و مارتنزيت آسفريت،

Photoshop  ي نور ميكروسكوپ همراه به 6.0Nikon Epiphot 200 با camera DXM 1200 

Nikon digital گرفت انجام.

با 100ي بزرگنماي باي اتفاق مورد شش نمونه، هري برا بوسيله شده تعييني اجزا ميكرو ازي حجم كسر

.گرفتند قرار تحليل مورد ،يكمي متالوگراف

و است آمده 2رديف دري اصلي آلياژ تركيب صرعنا و است آمده 3رديف دري كنترلي آلياژها تغيير 6رديف بصورتي كنترلي آلياژها اين دري آلياژ

.يابدي م

٢٩

  

  

بحث و نتايج -3 يميكروساختار برتوسعه يآلياژ عناصر تاثير-3-1 )Mo(بدنيمول -1-1- 3

–Fe–3.2C ثابتي اصل تركيب يكي برا

1.0Cu–0.55Mn–2.0Si ، در مذاب به موليبدن ثيرتا. شد اضافه.%) x = 0.11–1.17 (wt محدوده و 3جدول دري ميكروساختار توسعه بر موليبدن

در تواندي م آن كه است شده داده نشان الف -1شكل زمينه يك كه شود ديده Mo%0.62 از بزرگتر

شكل در تغيير بدون آسفريت% 100 ميكروساختاري نور و SEMي ميكروگرافها. كند توليد را گرافيت

توزيع دندا نشان با 2شكل در Mo%0.62 شامل آلياژ در) الف-2شكل( Eي ا ورقه گرافيت نوع يكنواخت

كم مقاديري برا. است آمده) ب-2شكل( و زمينه يكMo ، فوالد در پرليت به شبيهي ا اليه شكل به پرليت ، Mo باالتر مقاديري برا كهي حال در شودي م توليد

زمينه در فريتي سوزن توزيع بصورت آسفريتي برا% 0.95 از بيش Mo دارمق. شودي م توليد آستنيت

ي ريختگي خاكستر چدن از SEM ميكروگراف: b وي نور: a) :2(شكل .آسفريت "كامال زمينه وي ا ورقه گرافيت توزيع نمايش با Mo%0.62 شامل

ارائه:Fe–3.2C–1.0Cu–0.55Mn–1.8Si ( a بر Mo تاثير) :1(شكل  )يمكانيك خواص: b,c ميكروساختار در فازها

  

  

٣٠ 

ييوتكتيك سلولي مرزها در موليبدن كاربيد توليد .معلوم شد

سيليسيم و منگنز -1-2- 3

3-1-2-1- Fe–3.2C–1.0Cu–yMn–zSi: . بدون آلياژي رو بر محدودي گر ريخته آزمايشات ،به% 2.9 و 2.75 تا Si و Mn افزايش بوسيله موليبدن در آسفريت ، Mo يابغ در]. 9[گرفت انجام ترتيب،

باي پرليت ساختار يك و نشد توليدي گر ريختهي ط .شد توليد مارتنزيت از كمي حجم كسر

3 -1-2-2-Fe–3.2C–1.0Cu–0.32Mo–

yMn–zSi: . اثر آلياژ، ايني برا Mn و Si در بر ترتيب، به ،% 2.32-1.41 و 2.34-0.68 محدوده اثر با 4جدول در آسفريت ميكروساختار تشكيل

شده داده نشان 3شكل در ميكروساختار بر ركيبت ، Mo%0.32 حضور با كه دهدي م نشان نتايج. است كنندي م تقويت را آسفريت تشكيل Si هم و Mn هم

ترتيب، به ،% 1.41 و 1.02 از بيشتر Si و Mn مقادير و

و آسفريت% 95 شامل ميكروساختار زمينه توليدي برا يكروساختارم 4شكل. ستا الزم مارتنزيت% 5 "تقريبا Si%2.0 و Mo%1.25 شاملي خاكستر چدني ريختگ

مارتنزيت% 5 "تقريبا و آسفريت% 95 دادن نشان با را و) 4شكلي مركز منطقه در سياهي خاكستر ناحيه(

شبيه آن كه.دهدي م ارائه را Eي ا ورقه گرافيت بدون

داده نشان 4شكل در چنانچه است مارتنزيتي ها ناحيه

استي ريختگ آلياژ در جدايش از نتيجه يك شده، دري بينيت فريت به تبديلي برا اشباعي ها ناحيه بنابراين

ي م تجزيه مارتنزيت به اما هستند ناتوان كردن سردي ط ،%) 2.32-1.41( مفروض Si مقدار يكي برا. شوند ،يكمتر بينيت ،% 1.52 از بزرگتر Mn مقادير

). 4جدول(شد دتولي آستنيتي قدار و مارتنزيتيخاكسترچدندرتآسفرييحجم كسر بر Si و Mnاثر):3(شكل ) Mo‐1.0%Cu%0.32(يريختگ

–Fe در آسفريت ميكروساختار نمايشباي نور ميكروگراف) : 4(شكل

0.32Mo–1.0Cu–1.25Mn–2.0Si ناحيه دادن نشان با ).يمشك قسمت(يمارتنزيت

٣١

  

  

–xMoي ريختگ ميكروساختار بر Mo اثر) : 3(دولج

0.55Mn–2.0Si Fe–3.2C–1.0Cu–

مس -1-3

–Fe–3.2C–0.55Mnثابتي اصل تركيب يكي برا

2.0Si ، 0.53 و 0.32 غلظت با مذاب به موليبدن %-0.78 محدوده در Cu همراه به سپس و شد اضافه در ميكروساختار توسعه بر Cu تاثير. فتيا تغيير% 1.79 مقدار يك كه است واضح. است شده داده 5جدول در كندي نم توليد را آسفريت ،) Mo (0.32% كمي حجم كسري افزايش توليدي برا Mo%0.53 كهي حال

ي كاف Cu مقدار افزايش با%) 95.9-0(آسفريت از عناصر ديگر به شبيه "عموما ها گرايش اين. است .هستندي ژآليا

آسفريتي مورفولوژ -2- 3

مستقيمي گر ريختهي ط در تشكيلي برا آسفريتي آلياژي هاي افزودن كنترل بوسيلهي خاكستر چدن

Mo, Mn, Si, Cu تركيب اين. است شده داده نشان اصطالح به "معموال مانند، پر خشن فاز شامل "معموال آستنيت ذرات با شدهي جاساز ،]3-7[ي بينيت فريت

و X‐ray پراش از استفاده با. است) 2شكل( باقيمانده] 9[است شده داده نشاني عبوري الكترون ميكروسكوپ

پراش بعالوه،. است كاربيد بدون BCC فاز يك كه high‐resolution باال دقت باي الكتروني بازپخش

electron backscatter diffraction)  ) (HR‐

EBSD (يك در FEGSEM [11 [كه است دهدا نشان رابطه بوسيلهي كريستالوگراف نظر از آسفريت در و

ي م مربوط هم به Kurdjumov–Sachs جهت γ//(1 1 1)) 1 1 0( و γ//{0 1 1}α}1 1 1{: شوند

αدارد آسفريت همچوني كريستالوگراف مشخصات كه ].12[يابدي م تشكيل شده آستمپر داكتيل چدن در كه

Fe–3.2C–1.0Cu–0.32Mo–yMn–zSi آلياژ ازي متالوگرافي ها نمونه در فازها ارائه وي ژآلياي هاي افزودن) : 4(جدول

ورقهگرافيت (%) زمينه ساختار يا

Mo% 

 آستنيت تينيب پرليت نوع درصد

7.5E 100 000.11

8.2E 100 000.22

7.9E 94.5 4.70.80.31

7.5E 80.2 163.80.40

6.8E 28 50.921.10.51

6.5E 5 68.227.80.62

6.7E 2.3 6928.70.73

6.4E 0 68.131.90.95

6.1E 0 68.731.31.17

  

  

٣٢ 

.هستند Eيا ورقه گرافيت شامل آلياژها همه

 

(%تينيب (%)پرليت (%)مارتنزيت( 

(%آستنيت( 

Si% Mn% 

1‐2 980 0 1.41 0.68 

1‐2 980 0 1.63 

1‐2 980 0 1.85 

1‐2 980 0 2.10 

1‐2 980 0 2.32 

1‐2 980 0 1.41 

1‐2 980 0 1.63 

1‐2 980 0 1.85 

1‐2 980 0 2.10 

1‐2 980 0 2.32 

3.1 7813.1 5.71.41 

4.2 41.240.0 14.61.63 

1.8 27.350.4 20.51.85 

2.3 15.861.6 20.32.10 

1.5 8.768.7 21.12.32 

5.5 61.323.0 10.21.41 

4.9 7.565.4 22.21.63 

4.3 5.668.0 22.11.85 

4.2 4.868.4 22.62.10 

5.4 1.769.9 23.02.32 

22.8 050.2 17.01.41 

33.5 050.5 16.51.63 

34.4 055.6 10.01.85 

34.2 056.4 9.42.10 

22.3 057.2 9.52.32 

93.3 00 6.72.10 

92.6 00 7.42.32

٣٣

  

  

آستنيت تجزيه روش -3- 3

بهي آلياژي هاي افزودن كه اند داده نشان نفر چنديني برا را استحاله ترتيب موثر بطوري خاكستر چدني م اصالح ميكروساختارها از محدوده يك توليد و Mo ،] 5[ همكاران و Hayrynen مثال،ي برا.كنندCu ي خاكستر چدن در راFe‐C‐Si نشان و دادند تغيير

در تواندي مي آسفريت "كامال ميكروساختار كه دادند به نياز اصل، در كه شود توليد كوچكي ها اندازه

.كندي م حذف را آستمپرينگ

تغيير كه است داده نشان همچنين حاضر كار ريختهي ط در Mo, Mn, Si, Cu مقادير سيستماتيك

ي ميكروساختارها از وسيع محدوده تواندي مي گر مقادير با آسفريت يا مارتنزيت ل،كام پرليت(ي ريختگ را) يآلياژي كاربيدها كننده توليد همچنين باالي آلياژ .كند توليد

ي ريختگي خاكستر چدن در استحالهي عموم ترتيب كه آنچه به شبيه محيطي دما تا پيوسته شدن سردي ط

.است شودي م توليد آستمپرينگ بوسيله

بوسيله دهش توليدي ميكروساختارها اين، وجود با -1: بوسيله .تاثيرگذارند توجه قابل بطور اخير فرايند زمان و كردن آستنيتهي دما(كردن آستنيته شرايط )ينگهدار

–Fe–3.2C–wCu–xMoي ريختگ ميكروساختار بر Cu اثر): 5(جدول

0.55Mn–2.0Si

ي م تجزيه غيره و بينيت به آستنيت كه) زمان و(دما -2ي خاكستر چدني نهاي ميكروساختار بنابراين]. 13[شود

مقايسهي برا آنرا كهي متغيرات تعداد به شده آستمپر. است وابسته كند،ي م مشكل حاضر كار با مستقيم ممكني ريختگي خاكستر چدن در آستنيت تجزيه

سرد استحالهي دياگرامها از استفاده باي براحت تاس اين اما،. شود داده توضيح) CCT( پيوسته كردن

باي شمشهاي گر ريختهي ط در توليدي برا دياگرامها سرد نرخ همچنانكه است مشكل) 30mm( بزرگ قطر

(%)Cu(%)Mo(%)آستنيت(%)تينيب(%)پرليت (%)گرافيت

6.8100 0 0 0.91 

0.32 

6.5100 0 0 1.26 

6.6100 0 0 1.40 

7.197 3.0 0 1.48 

7.595.9 4.1 0 1.65 

7.896.8 3.2 0 1.72 

6.386.5 10.9 2.6 0.78 

0.53 

6.233.8 48.6 12.3 0.98 

6.731.6 55 13.4 1.05 

6.922.3 58.6 19.2 1.14 

7.311.5 65 23.5 1.36 

7.18.8 68.2 23 1.75 

7.84.7 68.1 27.8 1.79 

  

  

٣۴ 

ي دماي محدوده در دقيقه بر 200º C–100(زياد كردن300–600º C )دياگرام يك. يابدي نم تغيير CCT

در هايپريوتكتيكي خاكستر چدني برا شماتيك تجزيه انتظار مورد روش كه است شده داده 5شكل

اين در Mo( آلياژ مقدار ازي تابع همچون را آستنيت ، Mo از كم مقاديري برا. دهدي م نشان) دياگرام :] 5و2[هستند انتظار مورد زير ها استحاله

feutectoid

f

eutectic

GPGL

عناصر بزرگتر مقادير ما ي توليد ناحيه تغيير به تمايل Mo همچوني آلياژ

ناحيه تغيير بدون تري طوالني زمانها باي نفوذ استحاله .]5[داردي افزايش بطور تينيب

: شود تشكيل آسفريت تا دهدي م اجازه بنابراين

fBf GGLL سرد طي آستنيت فاز داخل در شده تشكيل بينيت نوع آلياژي هاي افزودني نوع و غلظت بوسيله پيوسته شدن

تا بااليي بينيت از است ممكن و بود خواهد تاثيرگذار MO پايين مقادير براي]. 13[يابد تغيير پاييني بينيت

با بينيت فريت شامل زمينه ميكروساختار ،%) 1.0<( شده اشباع كربن با باقيمانده آستنيت و زادآ كاربيد همچون آلياژي عناصر از باال غلظتهاي]. 13و9و5[استMn ، افزايش را آلياژ پذيري سختي قابليت همچنين پيوسته شدن سرد طي در مارتنزيت مقداري و دهد مي

شده داده نشان 6aشكل در همچنانچه(شود مي تشكيل

براي قوي تمايل نهمچني معين آلياژي عناصر). است دارند ميكروساختار در مختلف محلهاي در جدايش . دهند مي تشكيل آلياژي كاربيدهاي بعالوه

خواص بر مضر اثر يك كاربيد تشكيل و جدايش- 3 بخش در همچنانكه دارند خاكستري چدن مكانيكي

.شود مي بحث 4

مكانيكي خواص بر ميكروساختار تاثير -3-4 كامل بطور خاكستري چدن 35 استاندارد كالس

475MPa و 252 اسمي FTS و UTS يك با پرليتي ].2] باشد مي) ترتيب به(،

ــاژ ــلي آلي ــي اص ــده داده آزمايش ــدول در ش ــا) 2(ج بــه( 530MPa و FTS، 285 و UTS يـــك ) ترتيـــب بـ يــك همچنــين آليــاژ ايــن اينكــه وجــود بــا شــد، معلــوم

. هـــدد مـــي نشـــان را پرليتـــي "كـــامال ميكروســـاختارــود ــزودن نتيجــه "احتمــاال مكــانيكي خــواص در بهب اف

1.0%Cu ــه اســت ــناخته ك ــي ش ــه شــود م ــتحكام ك اســده ــول دهن ــد محل ــل جام ــول قاب ــت قب ــين و فري همچن

٣۵

  

  

ــوان ــده بعن ــت فضــاي ريزكنن ــي عمــل پرلي ــد م ].2[كنــاي ــر از شــده انتخــاب مثاله ــي اث ــاي افزودن ــاژي ه آلي

شـــكل در خاكســـتري چـــدن مكـــانيكي خـــواص بـــر1b,c 6 وb,c ــده، داده ــان ش ــي نش ــد م ــه ده ــراي ك ب

Fe–3.2C–1.0Cu–0.55Mn–2.0Si يـــــــــــك ــزايش ــدن، در افـ ــزايش موليبـ ــا FTS و UTS در افـ بـــود ــل بهب ــه قاب ــت در توج ــه مقاوم ــربه ب ــارپي ض و ش

ــه ــي در داكتيليتـ ــش طـ ــي خمـ ــه را عرضـ ــي نتيجـ مـ ). 1cشكل(دهد

براي مكانيكي خواص بهينه تركيب كه ديد توان مي به كه آيد مي بدست Mo%0.7 مقدار با آلياژ يك

در. شود مي مربوط آسفريت% 100 زمينه ميكروساختار خواص در جزئي افت يك ، Mo باالتر مقادير

جدايش نتيجه "احتماال كه دارد وجود مكانيكي ريخته طي در يوتكتيك سلول مرزهاي به موليبدن موليبدن كاربيدهاي تشكيل طريق از همچنين و گري . باشد ها ناحيه اين در

يك ، Fe–3.2C–1.0Cu–0.32Mo–2.0Si براي FTS و UTS همچنين% 1/1 تا منگنز در افزايش

را) 6cشكل(داكتيليته و ضربه به مقاومت و) 6bشكل( .بخشد مي بهبود ،MO از كمتر مقدار يك با اما ،

يك با مكانيكي خواص در بهينه تركيب آلياژ، اين در و آسفريت% 70 پرليت،% 27 شامل زمينه ميكروساختار

). 4جدول(شود مي همراه مارتنزيت% 3

: Fe–3.2C–1.0Cu–0.32Mo–2.0Si a بر منگنز تاثير -6شكل مكانيكي خواص: b,c ريختگي ميكروساختار در حاضر فازهاي

ريختگي ميكروساختار در آسفريت حجمي كسر تاثير -7شكل FTS وUTS بر

  

  

٣۶ 

FTS و UTS چگونه كه دهد مي توضيح 7شكل براي ميكروساختار در آسفريت ارائه ميزان يله بوس

مي قرار تاثير تحت 1-3قسمت در شده داده آلياژهاي .گيرند

و آسفريت مقدار بين معقول خطي رابطه يك "احتماال ها داده در پراكندگي. دارد وجود استحكام

: است شده داده آلياژي عنصر تاثير نتيجه

خاص فاز يك جامد محلول دهي استحكام -1

فازهاي و مرزها به جدايش به آن گرايش -2 مختلف،

آن كاربيد تشكيل تمايل -3

كسرهاي]. 10[پذيري سختي قابليت بر آن تاثير -4 در )مارتنزيت و آسفريت پرليت،( فازها از نسبي

نسبت كه بينيت نوع با مفروض ميكروساختار دهد، مي تشكيل آسفريت در را تينيب/آستنيت

پراكندگي در سهيم فاكتورهاي "احتماال نيز . هستند

در افزايش يك كه دهد مي نشان واضح بطور 7شكل را مكانيكي خواص در اساسي افزايش يك آسفريت،

. دهد مي نتيجه

نشان TFS هاي هنمون شكست سطوح آزمايش يك گرافيت هاي اليه گسستگي بوسيله شكست كه داد

ترك ميكرو كه شود مي شروع پايين تنش مقادير در ). 8aشكل(كند مي ايجاد را ها

از ها ترك ميكرو بوسيله كه دهدي م نشان شكست

ي برا كهي جاي افتدي م اتفاق زمينه و گرافيت ميان تابع يك شكست تنش وض،مفر گرافيتي مورفولوژ

يك با مقايسه در. است زمينه تافنس و استحكام از

سطح دادن نشان با الكتروني اسكن ميكروگرافهاي -8شكل خاكستري چدن: b و آسفريتي خاكستري چدن: a شكست

٣٧

  

  

ميان از ترك انتشار ،) 8b شكل(يپرليت ميكروساختار كاري باال نرخ طريق از تر مشكلي منطق بطور آستنيت

تغييري ط در مارتنزيت به استحاله با فاز ايني سخت-استحاله" اصطالح به پديده يك شكل،

فازي مرزها بنابراين]. 10[است) TRIP("پالستيسيتهي انرژ ،]5[تينيب خوب داكتيليته با همراه تينيب/آستنيت

مجموع، در. دارد نياز ترك انتشاري برا مالحظه قابل چدن باالتري خيل تافنس و استحكام يك فاكتورها، اين

ي پرليتي گريدها با مقايسه در راي آسفريتي خاكستر نشان حاضر نتايج]. 14و7و6[دهندي م نتيجه را معمول و نوع بر "قوياي آلياژي هاي افزودن كه است داده

ي خاكستر چدن يك دري ميكروسكوپي اجزا توزيعي تقريب تركيب با آلياژ يك. گذاردي م تاثيري ريختگ

Fe–3.2C–1.0Cu–0.55Mn–0.7Mo–2.0Si ازي عال تركيب آلياژ، اين با آسفريت% 100 شامل

 UTS=530MPa: دهدي م ننشا راي مكانيك خواص

TFS=920Mpa شكست وي شارپ ضربهي انرژ و 6mm 1شكل در چين خط(ي عرض تستي ط در .(

تشكيل ،% 7/0 از بيش Mo كه باشيد داشته توجه يك با يوتكتيك سلولي مرزها در را موليبدن كاربيد از. كندي م تقويتي مكانيك خواص در پيوسته كاهش

بر مضر اثر يك همچنين يآلياژي كاربيدها آنجاييكه بيش Mo افزودن ،از]2[دارند چدني ماشينكار قابليت

. شودي جلوگير بايد% 7/0 از

نتايج -4

ريختهي ط در Mo, Mn, Si, Cuي آلياژ افزودن از 35 نوعي خاكستر چدن يكي ا ماسه قالب باي گر

ASTM تركيب با Fe–3.2C–0.55Mn–1.41Si و ميكروساختارها از وسيع محدوده يك توليدي برا

. شد مشخصي مكانيك خواص

:كه شد معلوم

نوع گرافيت ،يآلياژي افزودن نوع و ميزان به راجع -1E شودي م تشكيل آلياژها همه در. تركيبات ، Mo بدوني خاكستر چدني برا -2

شامل ميكروساختار يك تشكيل Mn, Cu, Si مختلف صطالحا به(ي تينيب فريت و آستنيت ازي پراكندگ يك

كاملي پرليت آلياژ يك اما كندي م تقويت را) آسفريت .شد توليد گرافيتي ها اليه شامل

Mo%0.32 شامل آلياژ يك در آسفريت زمينه يك -3 همهي برا Mn%1.02 از بيشتر كردن اضافه بوسيله ثابت مقدار يكي برا يا شد توليد Si مقادير1.21%Mn 1.41 از بيشتر و%Si ، ارميكروساخت يك

باقيمانده آستنيت از كوچك كسر يك شاملي مارتنزيت .شد ايجاد

آسفريتي حجم كسر بين معقولي خط رابطه يك -4 داده دري پراكندگي مقدار با استحكام و شده تشكيل

ي آلياژ عنصر يك ازي طبيع نتيجه يك همچون ها دري آلياژي كاربيدها تشكيل و جدايش به مفروض

.دارد وجودي گر ريختهي ط چدن يك دري مكانيك خواص بهينه تركيب -5

  

  

٣٨ 

–Fe–3.2Cي تقريب تركيب باي ريختگي خاكستر

1.0Cu–0.7Mo–0.55Mn–2.0Si كه شد توليد شامل كاربيد، بدون آسفريت% 100 ميكروساختار يك يك آلياژ اين. دهدي م نشان را Eنوع گرافيتي ها اليه

چدن با مقايسه قابلي مكانيك خواص و ميكروساختار زياد مشكالت بدون را شده آستمپري خاكستر

.دارد آستمپرينگ،

: مراجع

]1 [ American  Foundry  Society  web  page :

http://www.afsinc.org, 2002.

]2 [ H.T.  Angus,  Cast  Iron:  Physical  and Engineering Properties,  2nd  ed ., Butterworths, 1976.

]3 [ B.V. Kovacs, J.R .Keough, AFS Trans. 101 (1993) 283.

]4 [ M.D. Vanmaldegiam,  K.B.  Rundman, AFS Trans.  94 (1986 )249.

]5 [ K.L.  Hayrynen,  D.J.  Moore,  K.B. 

Rundman,AFSTrans.106(1998 )665.

]6 [ C.‐H. Hsu, Y.‐H. Yu, S.‐C. Lee, Mater. Chem .Phys. 63 (2000)  75.

]7 [ K.  Brandenberg,  K.L. Hayrynen,  J.R.  Keough, Gear Technol.  18

)2001 (42.

]8 [ Standard Specification for Gray Iron Castings ,ASTM 

A48‐94a )1994 (16.

]9 [ W. Xu, M.Sc. Thesis, Xi’an University of Technology, China, 1991. 

٣٩

  

  

آلتشولر بعد از سالها تحقيق درباره ي اختراعات و ابداعات بزرگ توانست اصولي را كشف كند كه به نوعي در ايجاد

اين اصول كه به چهل . نوآوري ها و اختراعات دخيل بودندمعروف گشتند هر يك عامل ايجاد صدها Trizاصل

آلتشولر با اين كار خود . اختراع و فناوري جديد گشتندپايه هاي علم جديدي را بنا گذاشت كه يكي عوامل

.پيشرفتهاي برق آساي جهان امروز است

ما در اين شماره مفاهيمي كلي در رابطه اين علم را تقديم همراه با مثال تان ميكنيم و در شماره ي بعدي به معرفي

اميدواريم كه به كمك اين . ميپردازيم Trizچهل اصل .علم شاهد اختراعات و ابتكارات بيشتر شما عزيزان باشيم

Triz پايه مفاهيم

و مقدماتي Trizمعرفي اصول علم )قسمت اول(آن از

محمد محمودي

پدر علم ، نامه آلتشولر يزندگTriz

چيتوسط گنر 1946از سال TRIZدانش يها شالوده حاصل از مطالعه اختراعات جيآلتشولر بر اساس نتا

.شد يگذار هيمختلف پا

در 1926شهره است در سال TRIZكه به پدر آلتشولر يران نوجوانكه از همان دو ي؛ وديمتولد گرد هيروس

و عالقه ينسبت به ابداعات و اختراعات كنجكاواختراع نيداشت و اول يخاص

خود را در سن چهارده انجام داد، در اداره يسالگ

ثبت اختراعات مشغول به كار .شد

نياو كمك به مخترع كارثبت اختراعاتشان بود؛ او يبرا

به حل يكار، گاه نيدر حآنان كمك يمسائل فن

دوران بود كه نيدر ا .كرد يم

كه منجر به اختراع و يحل مسائل فن ،افتياو درفراتر از ييبه اصول و روشها شود يم ينوآور. دارد ازيشده تا آن هنگام ن شناخته تيخالق يكهايتكن

ديمهم رس جهينت نيمطالعات خود به ا يآلتشولر در ط ياصل يژگيچند و يدارا يستياختراع با هينظر كيكه

:باشد ريله موارد زاز جم

.باشد افتهي گام و نظام به گام نديفرا كيشامل -1

به مايحلها ، مستق از راه يا گستره انيبتواند از م -2 .حل منجر گردد راه نيبهتر

.باشد يريتكرارپذ يژگيو يدارا -3

.ديدانش ابداع ارائه نما يبرا يبتواند ساختار -4

ثبت شده را مورد اختراع هزار ستياز ب شيب آلتشولرقرار داد تا متوجه شود اختراعات به عنوان يبررس

يعني( يابداع يها مسالهحل آنها كه راه ييها مساله

آن را با يستيو با ستيمشخص نكشف يخالق و ابداع يروشها .اند چگونه حل شده) نمود

تعداد آلتشولر نيا نيب ازهزار اختراع مهم و برجسته چهار

خالق و يحلها راه يو به عبارترا مورد مطالعه ياصل يابداع جيبراساس نتا. قرار داد قتريعم

  

  

۴٠ 

، يليتحل يشناس تينوع مطالعات خالق نيحاصل از او اصول، افتيدست يمهم اريبس اتيآلتشولر به كشف

و نيعلم نو كيرا به عنوان TRIZ يو روش ها ميمفاه .باارزش به جهان ارائه نمود اريبس

العاده مهم آلتشولر فوق يو نوآور تيخالق نيا البتهو اختراعات كوچك اتياز كشف اريمتاسفانه همانند بس

در ابتدا درك نشده و با انواع مخالفتها، خيو بزرگ تارآنچه كه در ( زيبرانگ تاسف يها يمهر يمقاومتها و ب

يو نوآور تيخالق ينرسيتحت عنوان ا يشناس تيخالقاز ياريشد و آلتشولر همانند بسمواجه ) شود يم دهينام

ياديز اريبس يو مرارتها هايسخت نيدانشمندان و مخترعاز اراده واال و يكه مطالعه آن حاك ديرا متحمل گرد

.آنان است زيانگ تالش و پشتكار شگفت

TRIZو مخالفتها در آن زمان ، ها يتوجه يب ليدل بها پس از ام دينقش نما يفايا هيدر روس ينتوانست به خوب

دوم و گسترش ارتباطات، يجنگ جهان انيپاكشورها با گري، ژاپن و دكاي، آمر يياروپا يكشورها تيبردن به اهم يآشنا شده و با پ TRIZدانش آن بالفاصله آن را جذب كرده و ضمن اديالعاده ز فوق

.، در صدد رشد و توسعه آن برآمدند يريبكارگ

كيبه عنوان TRIZدر حال حاضر درباره چنانكهو ديآ يبه عمل م يعيوس قاتيتحق يدانش تخصصاز دانشمندان، ياريآن توسط بس مياصول و مفاه يها ، مهندسان و كارشناسان رشتهرانيپژوهشگران، مد

ها-ينوآور جاديدر جهت حل مسائل و ا يمختلف علم

در حال رعتو همچنان به س شود يبه كار گرفته م .گسترش و تكامل است

كيآلتشولر به عنوان يو نوآور تيخالق نيگتربزر شناس تيدانشمند خالق كي، يدانشمند علوم و مهندس

او يو نوآور تيمخترع، خالق كيبه عنوان زيو ن .بود يو نوآور تيدرباره خود موضوع خالق

دانش گذار هيبه عنوان مخترع فنون اختراع و پا آلتشولرTRIZودو به مدت پنجاه اديز اري، با تالش و پشتكار بس

از يكيو ديرشد و توسعه آن كوش يسال در راستا يشناس تيعلم خالق انگذارانيبن نيو موثرتر نيتر ياصل

. شود يمحسوب م ستميدانشمندان قرن ب نيو از بزرگترنقش و ) رفت اياز دن كايدر آمر 1998سال درآلتشولر (

ستيآلتشولر به قدر يشاهكار علم TRIZ هينظر تياهم يعلم يها هينظر فيدر رد تواند يم يا كه از جنبه

رديقرار گ تينسب هيو نظر يكوانتوم هيمانند نظر يبزرگ، نيشتيمانند پالنك، ان يو آلتشولر را با دانشمندان بزرگ

. ديهمسنگ نما نگيو پائول اژهي، پ نگريشرود

TRIZست؟يچ برگرفته شده از حروف اول كلمات در TRIZ واژه : باشد يم ريز يت روسعبار

)Teoriya Resheniya  Izobrototelskikh Zadatch(  Theoryآن عبارت يسيبرابر انگل كه of 

۴١

  

  

Inventive Problem Solving ) با مخففTIPS (. باشد يحل ابداعانه مساله م هينظر ياست كه به معنا

شناخته TRIZدانش در سراسر جهان تحت عنوان نياعلت است كه نينام به ا نين او متداول شد شود يم چيگنر يروس شناس تيآن ، دانشمند خالق انگذاريبن

. باشد يم) G.S. Altshuller(آلتشولر چيسائولو

يمختلف گر فيتوص يبا نامها و عنوانها TRIZ دانش ي، فناورياختراع تي، خالقافتهي نظام يهمانند نوآور

تمياختراع ، الگور يشناس ، روشيو نوآور تيخالق، يابداع يها حل مساله يشناس اختراع، روش

يو ابداعانه مساله، مهندس يحل ابتكار يشناس روش، تيخالق يسشنا ، روشيو نوآور تيخالقو يفناور يشناس تياختراع، خالق يشناس تيخالق . شود يم دهينام ليقب نياز ا يموارد

يمفهوم فيط كياز يا در دامنه تواند يم TRIZ دانشآن يانتها كيكه رديقرار گ فياز تعار يا و گستره

جامع به علوم و يكرديرو ايخالق ينيب جهان ينوعحل ياز ابزارها يآن انواع گريد يو انتها يفناور

.را شامل گردد يو نوآور تيخالق مساله و فنون خالقو تيخالق يرا تحت عنوان علم فناور TRIZ آلتشولر يآلتشولر م دگاهياز د يريگ جهي؛ با نت داند يم ينوآور .دانست )1(يشناس تيعلم خالق يرا نوع TRIZتوان

مونيبه نام س TRIZاز دانشمندان برجسته يكي :كرده است فيتعر نيدانش را چن نيا يساورانسك

TRIZ ،يشناس بر روش يمبتن يدانش انسانگرا كي .استحل ابداعانه مساله يبرا افتهي نظام

فيتعر نيچن نيرا ا TRIZظران صاحبن يبرخ نيهمچن : كنند يم

TRIZ يبرا يتميالگور كرديرو يعبارت است از نوع .فناورانهو يحل ابداعانه مسائل فن

TRIZ يابزارهاوجود دارند كه TRIZدر ياديز يو روش ها اصول

دهند كه در ادامه به يم ليآن را تشك كرهياساس و پ يحث ماز آنها ب يدر خصوص برخ يطور اجمال

:گردد

تناقضات سيو ماتر ياصل ابتكار 40 4-1 آلتشولر

دهياختراعات مختلف به ثبت رس يبا بررس آلتشولر اصول به نيا. كرد شنهاديرا پ ياصل ابتكار 40 ايدر دن

مناسب يبه راه حل ابداع يابيمهندسان، جهت دست .كند يكمك م

بدست آوردن اصول ياز تناقضات برا يسيماتر يواز كياز كدام ديكه با نيا صيمنطبق با مسئله و تشخ

نيدر ا يو. نمود جادياصل استفاده شود، ا 40 نيا

1 (Creatology

  

  

۴٢ 

و تيوزن، طول، شفاف رينظ يپارامتر مهندس 39جدول و ) نامطلوب هيآثار ثانو(را در ستونها قرار داد رهيغ

ا ه فيرا در رد ابنديبهبود استكه الزم ييپارامترهاكه از تقاطع هر سطر و ستون ييدر خانه ها. قرار دادگانه 40سه اصل از اصول ايآمدند، دو يبدست مرا كه در به دست آوردن راه حل خالقانه يابتكار

]5. [قرار داد رند،يگيمورد استفاده قرار م

روش استفاده نيتوان از ا يحل مسائل مختلف م در نياست و آن ا يتيمحدود يروش دارا نيا ينمود، ول

مسئله را به صورت دياست كه كاربران در ابتدا باروش نيو ا. فرموله كنند يگانه مهندس 39 يپارامترها

يو دشوار م ريوقت گ يكار دهيچيحل مسائل پ يبرا .باشد

حل مسئله به روش يبرا تميالگور 4-2 )TRIZ( يابداع

ه را ييجهت شناسا كيستماتيس يا هيروش رو نيا .حل ها بدون در نظر گرفتن تناقضات است

يآن م يمسئله، تعداد مراحل اجرا تياساس ماه برروش ممكن نيدر ا. كند رييمرحله تغ 16 يال 5تواند از يواضح و نامعلوم، مسائل ريغ يمسئله فن كياست از انيآمده و نما رونيقرار دارند ب نيريز يها هيكه در ال

يا هيمراحل پا. باشند يل مما قابل ح يشوند كه برا :از تندعبار هيرو نيا

؛ديمسئله را فرموله كن.1

؛ديكن ليمدل تبد كيمسئله را به .2

؛ديكن ليو تحل هيمدل را تجز.3

؛ديرا حل كن يكيزيتناقضات ف.4

]5[.ديآل را فرموله كن دهيراه حل ا.5

)AFD(خطا انهيشگويپ نييعت 4-3نشده در توسعه و ينيب شيپ ياز بروز خطاها يريجلوگ

برخوردار ياديز تياز اهم ديمحصول جد كي جاديا كنديخطا را كشف م زميبه طور موثر مكان AFD. است

به . دينما يم يو سپس احتمال رخداد آن را بررسدر رخداد ييكه سهم به سزا يعوامل كيتكن نيا لهيوس

]5. [گردنديخطا دارند، برطرف م

)DPE(صول شده مح تيتكامل هدا 4-4دارند كه مشخصه يسع ينيب شيپ يسنت يها روش

كهايتكن ايو يياجرا يها، روش ها ستميس ندهيآ يهامدل جاديبه ا ليو تما يساز هيشب ،يابيارز لهيرا به وس

كيروشها فقط نيا. ندينما ينيب شيپ ياحتمال يها

۴٣

  

  

يچگونگ يگذارند ول يما م اريرا در اخت ينيب شيپ .دهند يشده را به ما نم ينيب شيپ يابداع تكنولوژ

توانست با مطالعه صدها هزار اختراع به ثبت آلتشولرتوسعه يرا كه نشان دهنده چگونگ ييالگو 8 ده،يرسدوران مختلف بوده اند، يط يكيتكنولوژ يها ستميس

چگونه فكر " سهيمقا يمطلب بر مبنا نيا. مشخص كند "كردن مردمفكر زيبه چه چ "كردن مردم در مقابل

.بود

DPE باشد كه با يم ندهيآ يبه سو يمانند نقشه راهتوان به يم) ندهيآ ييگو شيپ يبه جا(استفاده از آن

. را ابداع كرد ندهيآ يها يتكنولوژ كيستماتيطور س]6[

فيتعر نيچن نيرا ا TRIZصاحبنظران يبرخ نيهمچن : كنند يم

TRIZ يبرا يتميالگور كرديرو يعبارت است از نوع .و فناورانه يحل ابداعانه مسائل فن

يكه برا يمختلف گر فيتوص يتوجه به عنوانها با يشتريبه شناخت ب ميتوان يم ميذكر كرد TRIZ دنينام

در گام . ميابيدست TRIZدانش يدرباره مفهوم كل نمود ميخواه انيدانش را ب نيا خچهيتار يآت

TRIZ يو كاربردها ديفواو جيتوان به نتا يم TRIZاز دانش استفاده با

:افتيدست رياز جمله موارد ز يمتعدد يدستاوردها

به ينگرش جامع علم يبه نوع يابيدست -1- 1-6 .ابداعات و اختراعات

از علم يمهم اريبس يجنبه ها يريشكل گ -1- 2-6 .يشناس تيخالق

.خالق ينيجهان ب يبه نوع يابيدست -1- 3-6مسائل يز راه حل ها براا يكشف انواع -1- 4-6

متداول يمعمول يكه با روش ها يمسائل يعني يابداع .ديآ يراه حل آنها به دست نم

يراه حل ها برا نيو موثرتر نيبه بهتر يابيدست -1- 5-6 .يو اجتماع ي، انسان ي، فن يانواع مسائل علم

ندهيروند ابداعات و اختراعات در آ ينيب شيپ -1- 6-6 )يشناخت ندهيآ يشناس تيخالق(در TRIZبر يمبتن نينو يارائه آموزش ها -1- 7-6

يمبتن يپرورش يشناس تيخالق(مدارس و دانشگاه ها )TRIZبر روند رشد و توسعه علوم و عيو تسر ليتسه -1- 8-6

. يفناور TRIZاستفاده از ليدال ازيو ن ايدر دن ديشد يرقابت طيواسطه وجود مح به

ازيباالتر و ارزان تر، ن تيفيبه محصول با ك يمشتربه وجود آمده ايدر دن يابداع يكردهايبه رو يشتريب

در سطح ديبا يعلم يها تيدر حال حاضر فعال. است

  

  

۴۴ 

نسبت به يشتريباالتر، با بودجه كمتر و سرعت بكه دهدينشان م رياخ قاتيتحق. رنديگذشته، صورت گ

TRIZ ت محصوال يبرا دهيا ديبه تول% 300تا % 70 نيب يسرعت م ت،يفيبهبود ك جاديو ا ديو خدمات جد

يعلم يها يو تئور يمهندس يكهايتكن TRIZ. بخشدمتبحر شدن در . دهديچارچوب سوق م كيرا به سمت

ليتمام پتانس يفن ميكه ت ستين ني، فقط ا TRIZ نديفرآدر ابتدا به TRIZكنند، بلكه ييرا شناسا انموجودش

دانشمند ايا آنها مهندس كه چر كنديم يآور اديآنها نيبه ا يمختلف ياز راه ها TRIZ. اند دهيبودن را برگز

است كه ما را نيراهها ا نياز مهمتر يكي. رسديهدف م نهيراه حل مسئله مان، به نظر افكندن به زم افتني يبراو نيتجربه، سازمان، متخصص انش،خارج از د يهاد كه هرچن(كنديم قيخارج از صنعت خود تشو يحت .)باشديمعمول م ريما و سازمان مان غ يروش برا نيا]4[

يول ه،يبازگشت به اصول اول يعني TRIZ يريبكارگ يراه از اصول، علوم و راه حل ها نيمعموال در ا

نيا. ميينما ياستفاده م ستنديما آشنا ن يكه برا يمهندس يطراح ياديبن فيتمام مسائل به وظا هيبا تجز نديفرآ

كه با آن ياز اساس مسئله ا يبا القاء درك كامل شان وما TRIZ يريبا بكارگ. گردديساده م ميبانيدست به گر

ميابي يو در م ميريگ يراه حل ها قرار م افتني ريدر مس نهيرا در تمام زم يمشكالت مشابه گرانيكه چگونه د

.حل نموده اند لهيوس نيبد يو مهندس يعلم يها

كيستماتيروش س كيبا ميتوانيم TRIZ يريبكارگ باكه يمسائل يتمام راه حل ها دهيبه عصاره و چك

و . ميكن دايپ يبا آنها روبرو بوده است، دسترس تيبشركه تمام مسائل ميابي يدر م TRIZبا توجه به مفهوم

مطمئنا در صورت عدم . حل شده اند يقيقبال به طر ]5. [تهدر خواهد رف ياديزمان ز TRIZاستفاده از

يكشف راه حل هوشمندانه ا يبه جا نكهيمثل ا درستبه عملكرد چرخ، آن را دوباره دنيبهبود بخش يبرا

.مياختراع كنTRIZ راه م،يدار ازيكه ن ييما را به سمت راه حل ها يكه ابداع ييكه وجود دارند و راه حل ها ييحل ها

معموال امكان درك آنها را TRIZبدون يهستند ول .كند يم تيهدا م،يارند

اساس تمام ابداعات و اختراعات به ثبت ي ، بررس ضمنا يرويكه هزاران ساعت ن دهديدر جهان نشان م دهيرسشده است كه انسانها يصرف حل مسائل مشابه يانسان

بوده اند و بانيبا آن سر در گر يمختلف يها نهيدر زم افتهي دست يمشابه جيپس از حل آنها، به نتا تيدر نها

]4. [اند ياست كه با طبقه بند نيا دهديانجام م TRIZكه آنچه

حل هر يابداع يهوشمندانه، راه ها يراه حل ها نيا .كنديم ييرا شناسا يمسئله ا

۴۵

  

  

تناقض مفهوم يو اصل ياديبن ميمفهوم تناقض از مفاه TRIZدانش در

متعارض تيوضع اي يژگيمنظور از تناقض دو و. است .باشد يم گريكديمتضاد با اي

حالت تضاد و ستميس كي يژگيدو و نيچنانچه ب اگر رييتغ جاديا يعني ،بودن وجود داشته باشد ضيضد و نق

كي تيفيك شيمثال افزا( يژگيو كيمثبت در يژگيو كيدر يمنف رييتغ جاديمنجر به ا) محصول

صورت نيدر ا ،بشود) محصول متيق اديازدمثال (گريد .باشد يدچار تناقض م ستميس

با وجود يدارد كه مسئله ابداع يم انيب TRIZ دانش) مثال اختراع(تناقض همراه است و حل مسئله ينوع

.تناقض برطرف شود نيدهد كه ا يم يرو يهنگام

ليو تحل ي، شناسائ TRIZ ينقش ها نياز مهم تر يكي يبر طرف نمودن آن م يارائه راهكارهاتناقض ها و

.باشد

باز يمسئله ها نياز مهم تر: درباره تناقض يمثال -در حوزه سالمت انسان و ) يمعمول ريغ اي يمسئله ابداع(

سرطان است كه در اثر آن يمارياز ب يناش يپزشكاز سلول ها از تعادل خارج شده و به رشد يبخش ستميس يدرمان يكل كرديرو. شوند يدچار م يمعمول ريغبر آن است كه ) يپرتودرمان اي يدرمان يميمثل ش(

متعادل به ريغ يسلول ها ياصول ريرشد غ يجلو .بروند نيگرفته شده و از ب يقيطر

ايوجود دارد كه دارو يتناقض اصل نيموضوع ا نيا درتوقف ( يسرطان يمثبت بر سلول ها ريتاث يپرتو دارابر يمنف ريو تاث) يسرطان يول هارفتن سل نيرشد و از ب .باشد يم) سالم يبه سلول ها بيآس(سالم يسلول ها

تناقض برطرف شود آنگاه نيرود چنانچه ا يم انتظاركشف ايابداع زين يماريب نيقاطع درمان ا يدارو .مسئله مذكور حل شده است يو به عبارت دهيگرد

انواع تناقض-2-4ت بهتر ، انواع تناقض ها به منظور شناخ TRIZدانش در

هر مسئله نيبنابرا. شده اند ميتقس يبه دو دسته اصلچند نوع از تناقض ها اي كيممكن است با يابداع

.همراه باشد

 Technical( يتضاد فن ايتناقض - 1

Contradiction: ( كيوجود « يفن ستميس كيدر ياز تناقض فن منظور

ستميس كي يژگيدو و نيب ضيرابطه متضاد و ضد و نق .باشد يم» آن ستميس ريدو ز نيتعارض ب يعني

مثبت در رييتغ كيكه تناقض وجود دارد يستميدرس ريدر ز يمنف جهينت كي، منجر به بروز ستميرسيز كياست ي، مسئله ا يمسئله ابداع. شود يم گريد ستميس

  

  

۴۶ 

تيتناقض بوده و حل آن مستلزم رفع وضع يكه دارادر واقع يراه حل مسئله ابداع يبارتتناقض است ، به ع

.اشدب يراه حل رفع تناقض م

:باشند يم يتضاد فن ايتناقض انگريب ريز يها مثال

شود به يمنجر م ستم،يدر س Aعامل تيفيك شيافزا - ستميدر همان س Bعامل تيفيكاهش ك

شود ي، منجر م) استحكام شيافزا(قط لوله شيافزا - وزن لوله شيافزا: به

شيافزا شود به يسرعت خودرو ، منجر م شيافزا - مصرف سوخت

شيافزا شود به ي، منجر م Xمحصول تيفيك شيافزا - .آن متيق

 Physical( يكيزيتضاد ف ايتناقض -2

Contradiction( وجود همزمان يكيزيتضاد ف اياز تناقض منظور رييتغ جاديحالت ا نيدر ا. باشد يو تعارض م يهماهنگ

طرف منجر كيبه طور همزمان از ستميس ريز كيدر گريحال از طرف د نيمثبت و در ع جهينت كي جاديبه ا

.شود يم يمنف جهينت كيمنجر به بروز

در ابدي شي، اگر ولتاژ افزا ستوريترانز كي در مثال شيافزا) خوب است جهينت كيكه (آستانه ولتاژ جهينتدر ستوريآنگاه ترانز رگياز طرف د يول ابدي يم

) يمنف جهينت(عمل خواهد كرد يتر نيپائ يفركانس هاتواند يم ستوريآنگاه ترانز ابديحال اگر ولتاژ كاهش

اما از ) مثبت جهينت(كند ملباالتر ع يدر فركانس هاولتاژ موجب عملكرد عيسر راتييدر اثر آن تغ يطرفشود يم ستوريو نامطلوب ترانز ينيب شيقابل پ ريغ ) .يمنف جهينت(

ي، كاهش ثابت د يهاد مهين پيچ كيدر - يها م تيطرف منجر به كاهش پاراز كياز كيالكتر رهيامكان ذخ گرياز طرف د يول) مطلوب جهينت(شود و با ) نامطلوب جهينت( ابدي ياطالعات كاهش م يسازذكر شده جابه جا تيوضع كيالكتر يثابت د شيافزا .شود يم

و به يابداع يدر مواجهه بامسئله ها TRIZ دانشمانند يموثر يدر مواجهه با تناقض ها ابزارها يعبارتو يشناسائ يبرا ياصل ابداع 40تناقض ها و سيماتر

يحل مسئله ابداع يو به عبارت ستميرفع تناقض ها در س . دينما يارائه م

۴٧

  

  

:سايتهاي متالورژي فارسي

نام سايت آدرس سايت توضيحات جامعه ريخته گران ايران www.irfs.ir اخبار ولينكهاي مرتبط با علم متالورژي

www.imes.ir اخبار ولينكهاي مرتبط با علم متالورژي انجمن مهندسين متالورژي ايران

لحظه اي تاالرواخبار مربوط به گزارش بورس فلزات

www.tme.ir بورس فلزات تهران

www.irannano.org خبرها وپروژه هاي مربوط به فن آوري نانو ستاد ويژه فن آوري نانو

ايده ها ومناقصه هاي ذوب آهن اخبار، مز اصفهان واخبار ماه نامه آتشكار

www.esfahansteel.ir صفهاناآهن ذوب

al.iust.ac.irmet.www اخبار دانشگاه ومعرفي گروه متالورژي دانشكده مهندسي متالورژي دانشگاه علم و صنعت

شرح فعاليتهاي مربوط به گروه مهندسي متالورژي

www.myazdiau.com گروه مهندسي دانشگاه آزاد متالورژ ي واحد يزد

اخبار مربوط به سمينارها وكارگاه هاي آموزشي

www.fanni.info كانون مهندسين دانشكده فني دانشگاه تهران

هاي معدني واخبار بورس ليست دانشگاه فلزات واخبارمعدني ايران و جهان

www.immp.org/fa ي كانه آرايي ايرانمعدنكار

www.irandoc.ac.ir مركز اطالعات و مدارك علمي ايران وزارت علوم، تحقيقات فناوري و

تحقيق و پروژه جوشكاري و تست وبازرسي www.iranwelding.blogfa.com ومواد و جوش و متالورژي و مقاالت رايگان

بانك مقاالت جوشكاري و متالورژي و بازرسي

  

  

۴٨ 

مجتمع فوالد مباركه اصفهان معرفي محمد رضا كوچكي متقي: نويسنده

كيلومتري از مركز استان اصفهان منطقه اي به 65در كيلومتر مربع كه فوالد مباركه در آن منطقه 35وسعت

اين كارخانه بر طبق گفته مسئولين آن با . نا شده استبباالترين ) مصرفي(درصد فوالد مورد استفاده 45توليد

رتبه توليدكنندگان فوالد در ايران مي باشد و در . جهان خودنمايي مي كند 19سكوي

به 1371فوالد مباركه اصفهان به طور رسمي در دي ماه وره قوس آن در سال بهره برداري رسيد، اما اولين ك

. مورد استفاده قرار گرفت 1370

همچنين كارخانه اي در جنوب قبل از انقالب قرار بودكشور و در كنار ساحل تاسيس گردد و دليل آن هم اين بود كه ديدگاه و از همه مهمتر توانايي تبديل تختال به ورق و ساير محصوالت فوالدي را نداشتيم، اما بعد

وري اسالمي ايران با تغيير رويكرد قرار از انقالب جمهشد كه چنين منطقه اي در نقطه اي ديگر از كشور تاسيس گردد و در رويكرد جديد قرار بر اين شد كه تبديل تختال به محصوالتي از جمله ورق هايي با ضخامت هاي مختلف و انواع متفاوت از قبيل ورق

.گالوانيزه در كشور توليد گردد

بتداي امر شعار و ديدگاه مديرعامل وقت در همان ا تختال فروشي يعني خون ": فوالد مباركه بر اين بود كه

پس با توجه به اين رويكرد مي بايست ساير "فروشي

قسمت هاي مختلف براي توليد ورق از جمله بخش نورد گرم و سرد و ساير قسمت هاي مربوطه نيز لحاظ

. داده مي شد و احداث مي گرديد

:ند هاي توليد ورق فر آيدر ابتدا سنگ معدن توسط راه آهن به مجتمع فوالد مباركه آورده مي شود و وارد قسمت انباشت و برداشت مي گردد در اين قسمت سنگ هاي معدن پس از جداسازي هاي الزم آن را به صورت پودر در مي آورند براي آنكه پودر ها در حين انتقال در هوا

ا را به وسيله شيره آهك تثبيت مي پرآكنده نشوند آنهدر اين قسمت سطح ابزار آالت و تاسيسات . كنند

موجود به رنگ قرمز ديده مي شود كه دليل آن هم پراكنده شدن ذرات ريز پودر آهن و چسبيدن بر روي سطح آنها مي باشد سپس اين پورد را وارد قسمت

.دديگري براي توليد گندله مي كنن

اين پودر را همراه با آهك و بنتونيت براي توليد گندلهو مواد ديگر در مخازني ديسكي دوار كه تحت زاويه اي مشخص نسبت به افق قرار گرفته با دوران و چرخش اين ديسك موتد با هم مخلوط شده و تشكيل يك خمير را مي دهند و آن را تبديل به ذرات كروي

.شكلي به نام گندله مي كنند

كه آهك مورد نياز از معدني به نام الزم به ذكر استكيلومتري 17معدن سنگ آهك هوزماري كه در

واحد آهك سازي قرارگرفته است تامين مي شود و

۴٩

  

  

مازاد آهك توليدي در اختيار ساير صنايع كه نياز به .آهك دارند قرار مي گيرد

ميلي متر متغير است و 25تا 6اندازه گندله توليدي از ر يا كوچكتر شدن از اين رنج متغير در صورت بزرگت

گندله ها دوباره به پروسه توليد گندله جهت توليد .گونه اي با رنج استاندارد برگردانده مي شود

گندله توليدي در اين بخش بدليل آنكه خلوص كمي دارد وارد بخش احياء مستقيم مي گردد تا خلوص آن

ه را را افزايش دهند و چون اكثر ناخالصي هاي گندلتشكيل ميدهد مي توانيم با )مگنتيك(مواد اكسيدي

%97استفاده از روش احياء مستقيم خلوص آن را به .برسانيم

براي اين كار از گاز شهري جهت احياء مستقيم استفاده مي كنيم و بدين ترتيب گاز متان شكسته مي شود و با اكسيژن كه به صورت ناخالصي در گندله است واكنش

كسيژن آن به صورت بخار آب و كربن دي داده و ااكسيد از گندله خارج شده و خلوص گندله باال رفته و

مي رسد و محصول توليدي آهن %97به حدود كه اين آهن اسفنجي در سيلوهايي . اسفنجي گوييم

ذخيره مي گردد تا در صورت نياز از آن استفاده گردد .

فه فوالد سپس وارد بخش فوالد سازي مي شويم كه نط 8سازي در اين قسمت شكل مي گيرد، در اين قسمت 6(كوره قوس با الكترودهايي از جنس گرافيت داريم

مگا آمپر 90تا از كوره هايقوس الكتريكي با نيروي Aهر كوره داراي سه الكترود گرافيتي .) كار مي كنند

مي باشد كه با اعمال جريان برق به صورت Cو Bو و به Aبه Cواز Cبه Bل جريان از چرخشي و انتقا

دقيقه با ايجاد 100همين ترتيب پس از گذشت حدود

فوالد را به شكل مذاب دمايي در حدود تن 200هر كوره قابليت توليد . دلخواه در مي آوريم

.مذاب را دارد

رويكرد شركت فوالد مباركه اصفهان بر اين است كه ايع مختلف داده نشود، شروع به تا سفارش الزم از صن

توليد محصول نمي كنند و اگر در انتهاي پروسه توليد دقت كنيم، خواهيم ديد كه بر روي بسته ورق هاي توليدي نام شركت هاي مختلف با سفارشات متنوع و

.مورد نياز آن صنعت قيد گرديده است

 ورق های توليدی به روش نورد گرم: ١کل ش

  

  

۵٠ 

فرآيند توليد به روش نورد: ٢شکل

پس با توجه به در خواست هر شركت و هر صنعتي كه ق دارد، مذاب الزم را تهيه و بعد آن را تبديل نياز به ور

.به تختال مي كنند

تا اين مرحله هر چه ذكر گرديد جز ضرر براي شركت چيزي ندارد، درست از اين مرحله به بعد و تبديل تختال به ورق و توليد محصول مورد نياز صنايع، تازه محصول توليدي داراي ارزش افزوده شده و سود آور

.مي شود

پس اهميت موضوع از اين مرحله به بعد يعني تبديل تختال به ورق با ضخامت هاي متفاوت و متنوع است و اكنون متوجه جمله ابتدايي مي شويم كه با خروج

تختال يعني همان ماده ي اوليه و فروش آن به قيمت يك دهم ورق هاي وارداتي عمال فقط مصرف انرژي

يمان مي ماند اما با و آلودگي هوا و محيط زيست براتبديل تختال به ورق است كه همه عوامل مضر و

.معايب فوق كمتر به چشم مي آيند

سپس تختال توليدي وارد بخش نورد گرم مي شود و با عبور از غلتك هاي متعدد كه با زوايا و سرعت هاي متفاوت در يك خط قرار گرفته اند بر حسب سفارش

ميلي متر تبديل مي 16ا ت 5/1به ورق هايي با ضخامت .شوند

در صورتي كه نياز به توليد ورق با ضخامتي كمتر از اين مقدار باشد ورق ها را وارد قسمت نورد سرد مي

در اين قسمت با انجام نورد سرد دو قفسه اي به . كنند 1/0طور گسترده در توليد ورق هايي در رنج ضخامتي

.تفاده قرار مي گيردميلي متر مورد اس /18 -

در اين سيستم نورد، ورق در اثر عبور از بين دو قفسه در حركت رفت و برگشتي به ضخامت نهايي مورد نظر

قفسه 2مي رسد كه اغلب سه پاس رفت و برگشتي در .مي باشد

از اين ورق ها عمدتا براي توليد قوطي هاي كنسرو و .غيره استفاده مي شود

ه بدليل انجام نورد گرم و سرد و الزم به ذكر است كفاصله گرفتن كريستالها، ورقها را وارد بخشي بنام باز پخت هيدروژني مي كنيم تا عيب كريستالي برطرف

. شود

در مجتمع فوالد مباركه اصفهان ورق هاي گالوانيزه ، ورق هاي )با پوشش قلع(، حلبي )با پوشش روي(

توليد ورق هاي توليد مي گردد، كه پروسه... رنگي و .حلبي و گالوانيزه تقريبا شبيه به هم است

۵١

  

  

مثال براي توليد ورق حلبي ابتدا ورق را با اسيد شست و شو مي دهند و سپس آنرا داخل مذاب قلع كرده و با كاتد قرار دادن ورق فوالدي يك اليه قلع را روي ورق

.فوالدي نشانده و ورق هاي حلبي را توليد مي كنند

ديگري به روش كروماته و طي چندين در قسمتمرحله ورقهاي فوالدي رنگي توليد مي شود كه از اين ورق هاي فوالدي در صنايع مختلف از قبيل ساخت

.استفاده ميگردد... كانكس و

در نهايت آب مورد نياز در قسمت هاي مختلف مجتمع فوالد مباركه از زاينده رود برداشت مي شود كه در

.دون متر مكعب در سال مي باشميلي 23حدود

بارها ) دوشي(آب مصرفي در قسمتهايي به شيوه ريزشيتصفيه و مورد استفاده قرار مي گيرد كه در اين بخش رسوبات آب ته نشين و با عمل ريزش خنك شده و دوباره مورد استفاده قرار مي گيرد و در انتها آبي كه

اي آبياري بارها تصفيه و مورد استفاده قرار گرفته برمناطق گياهي كه در اطراف مجتمع قرار گرفته است به

.شيوه آبياري قطره اي مورد استفاده قرار مي گيرد

مطالب فوق گزارش مختصري از فرآيند هاي انجام گرفته در مجتمع فوالد مباركه اصفهان بود كه ذكر

.اميدواريم كه مورد رضايت قرار گيرد. گرديد