دراسة لخصائص الصب

6 فبراير دراسة لخصائص الصب

Posted at 03:37h in الأخبار, غير مصنف by تقنيات الإعلانات 0 Comments

0 Likes

دراسة لخصائص صب “سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب”

خصائص صب “سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب»

المحتويات:
مقدمة
قدرة الممثلين
أنواع سبائك الألومنيوم القياسية المصبوبة بالقالب
التركيب الكيميائي
الخصائص الفيزيائية والميكانيكية
خصائص سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب
مقارنة بين مواد الصب بالقالب المختلفة وسبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب
عملية اللحام:
تكوين الحمأة
تأثير درجات حرارة التخزين على تكوين الحمأة
عوامل تكوين الحمأة
FLUDITY
العوامل التي تؤثر على الانسيابية
المسامية

مقدمة
تعد تقنية الصب بالقالب إحدى أساليب التصنيع الأكثر استخدامًا؛ وفي عملية الصب بالقالب، يتم حقن المعدن المنصهر تحت الضغط في قوالب فولاذية صلبة.

تتطلب عمليات الصب المختلفة أن تتمتع السبيكة بخصائص صب مختلفة. وسنحدد هنا خصائص الصب المختلفة لسبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب.
1) القدرة على التمثيل
2) تكوّن الحمأة
3) سيولة السبائك
4) قدرة الآلة
5) لحام القوالب
6) المسامية
7) الفصل على المستوى الكلي

دراسة لخصائص الصب

قابلية الصب:
تُعرف قابلية الصب بأنها خاصية السبيكة التي تتيح صبها دون حدوث عيوب مثل الشقوق، أو التفرزات، أو المسام، أو التسربات.
الظواهر التي تحدد قابلية الصب، والسيولة، والتفريق الكلي، والتمزق الساخن، والمسامية، وهي ظواهر تعتمد على نوع السبائك.
كما يمكن تعريف خصائص صب سبائك الألومنيوم من خلال عوامل مثل مسار التصلب، وتماسك الشجيرات، وانكماش التصلب، ونفاذية ما بين الشجيرات.
سيتم وصف تأثير تركيبة السبائك على السيولة، والتفريق الكلي، والتمزق الساخن، والمسامية. كما سيتم عرض التماسك، والسيولة، والنفاذية، والانكماش.

أنواع سبائك الألومنيوم المستخدمة في الصب بالقالب
تتميز سبائك الألمنيوم المصبوبة بالقالب بخفة وزنها، ومقاومتها الجيدة للتآكل، وسهولة صبها، وخصائصها الميكانيكية الجيدة، واستقرار أبعادها. وعلى الرغم من إمكانية صب مجموعة متنوعة من سبائك الألمنيوم بالقالب من المعدن الأولي أو المعاد تدويره، فإن المصممين يختارون إحدى السبائك القياسية المذكورة أدناه.
A360 — تم اختياره لتميزه بأفضل مقاومة للتآكل ومقاومة التسرب.
A380 — أكثر سبائك الصب بالقالب الألومنيوم شيوعًا وأفضلها من حيث فعالية التكلفة. توفر أفضل مزيج بين الفائدة والتكلفة.
A383 و A384 — هاتان السبيكتان هما نسخة معدلة من السبيكة 380. وتتميز كلتاهما بقدرة أفضل على ملء القالب، ولكن مع انخفاض معتدل في الخصائص الميكانيكية مثل الصلابة.
A390 — يُختار للاستخدامات الخاصة التي تتطلب قوة عالية، وسيولة، ومقاومة للتآكل، وخصائص تحمل.
A413 (A13) — يُستخدم لضمان أقصى درجات مقاومة الضغط والانسيابية.

التركيب الكيميائي لسبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب
سيقدم الجدول التالي فكرة عامة عن الاختلافات بين سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب المختلفة. وسيساعدنا هذا الجدول في إجراء مقارنة فنية بين سبائك الألومنيوم.

عملية اللحام:
هناك عدة فئات من معلمات العملية التي تؤثر على عملية لحام القوالب. وهي كما يلي:
درجة حرارة المعدن والقالب.
خصائص ومكونات سبيكة الصب والطبقات المعدنية البينية.
تشحيم القوالب والطلاء.
طبيعة القالب ومعلمات التشغيل.

دراسة لخصائص الصب

تتم عملية اللحام بالقالب على ست مراحل:
المرحلة الأولى ==> تآكل حدود الحبيبات على سطح القالب
المرحلة الثانية ==> ظهور النقرات على سطح القالب
المرحلة الثالثة ==> تكوين مركبات الحديد والألومنيوم
المرحلة الرابعة ==> تكوين أطوار معدنية مشتركة على شكل هرمي
المرحلة الخامسة ==> التصاق الألومنيوم على الأهرامات المكونة للطور الفلزي المشترك
المرحلة السادسة ==> اندماج وتصويب الحفر الناتجة عن التآكل والمراحل الفلزية البينية

تأثير العناصر المختلفة على سماكة الطبقة الوسيطة.
تأثير تركيبة السبائك على عملية لحام القوالب بالنسبة لسبائك من النوع A 380، وتأثير بعض العناصر الرئيسية على نمو الطبقة الوسيطة بين سطح فولاذ الأدوات والألومنيوم الملحوم.

دراسة لخصائص الصب

الحمأة
يتكون الحمأة من بلورات أولية تحتوي على الألومنيوم، والسيليكون، والحديد، والمنغنيز، والكروم، والمغنيسيوم،,
وما إلى ذلك، وتتميز بدرجة انصهار عالية وكثافة نسبية عالية.
العوامل التي تؤثر على تكوين الحمأة:
تركيب السبائك. .
درجات حرارة الذوبان والحفاظ على درجة الحرارة
معدل التبريد
معامل الحمأة (SF)
(SF) = (1 × الوزن النسبي لـ % من الحديد) + (2 × الوزن النسبي لـ % من المنغنيز) + (3 × الوزن النسبي لـ % من الكروم)
مع زيادة معدل التبريد، ينخفض حجم جزيئات الحمأة ونسبتها الحجمية؛ حيث تتشكل الحمأة عند معدل التبريد المنخفض على شكل صفائح كبيرة وجزيئات متعددة الأوجه.
عند معدل التبريد العالي، يتخذ الحمأة شكل صفائح وجزيئات تشبه النجوم.

تأثير درجات حرارة التخزين
العلاقة بين درجة حرارة تكوّن الحمأة ومحتوى الحديد (Fe)
المحتوى:
درجة الحرارة (درجة مئوية) = 645.7 + 34.2 ()²

دراسة لخصائص الصب

عندما تتصلب السبائك بمعدل تبريد منخفض، فإن الإبقاء على درجة الحرارة عند 670 درجة مئوية و720 درجة مئوية لا يؤثر على تكوّن الرواسب.
عندما تتصلب السبائك بمعدل تبريد مرتفع، لوحظ وجود كمية أكبر من الرواسب في سبيكة A380 بعد الاحتفاظ بها عند درجة حرارة 670 درجة مئوية.
في السبائك من النوع 380، تتكون مراحل الحمأة بشكل أساسي من مركبات غنية بالحديد تتألف من الألومنيوم والحديد والمنغنيز والكروم والنيكل.
السبائك ذات القيمة الأعلى لـ SF تميل بشكل أكبر إلى تكوين الحمأة وتشكل نسبة حجمية أكبر من الحمأة.
تتأثر خصائص الحمأة بنسبة الحديد إلى المنغنيز إلى الكروم، وكذلك بمعدل التبريد. ويؤدي التبريد البطيء إلى تشجيع تكوين الحمأة.
لا يؤثر الاحتفاظ بالحرارة عند 670 درجة مئوية (~1240 درجة فهرنهايت) و720 درجة مئوية (1328 درجة فهرنهايت) على تكوّن الحمأة في جميع السبائك التي تتصلب ببطء. عند التبريد السريع، يتشكل مزيد من الرواسب في سبيكة A380 بعد الاحتفاظ بها عند 670 درجة مئوية مقارنةً بالاحتفاظ بها عند 720 درجة مئوية.

الانسيابية:
السيولة هي قدرة المادة على التدفق إلى تجويف معين وملئه، وتُقاس بأبعاد ذلك التجويف في ظل ظروف محددة.
طول شريط المعدن السائل المنصهر الذي يمكن أن يتدفق عبر قالب معين قبل أن يتجمد. وتعتمد السيولة بشكل كبير على تدفق الحرارة أثناء عملية التصلب.
تعتمد سيولة سبيكة الألومنيوم على طبقات التشحيم، والإضافات المكونة للسبيكة، وضغط الرأس، ودرجة حرارة المعدن المنصهر.
يؤدي توسيع نطاق التصلب إلى انخفاض السيولة

العوامل التي تؤثر على الانسيابية:
يلعب التركيب الكيميائي للسبائك دورًا مهمًا في عملية ملء القوالب، أي في سيولة المعدن المنصهر.
تميل عناصر السبائك التي تنزع إلى تكوين مركبات عند درجات الحرارة العالية، مثل الحديد (Fe) والمنغنيز (Mn) والكروم (Cr) والمغنيسيوم (Mg)، إلى تقليل السيولة.