تأثیر کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم بر خواص ساختاری و مکانیکی نانوهارد

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد گرایش شناسایی و انتخاب مواد با عنوان تأثیر کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم بر خواص ساختاری و مکانیکی نانوهارد

  • دسته: کارشناسی ارشد
  • فرمت فایل: doc
  • حجم فایل: 10946 کیلوبایت
  • تعداد صفحات فایل: 146
  • پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد گرایش شناسایی و انتخاب مواد
  • عنوان: تأثیر کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم بر خواص ساختاری و مکانیکی نانوهاردمتالهای کاربید تنگستن – کبالت
  • قیمت فایل فقط 147,000 تومان

معرفی کاربیدهای سمانته

کاربیدهای سمانته گروهی از مواد با سختی و مقاومت سایشی بالا هستند که از یک فاز کاربیدی سخت و یک بایندر فلزی نرم، تشکیل شده اند. فلزی که به عنوان یک بایندر نرم انتخاب می شود، بایستی دارای ویژگیهای منحصر به فردی همچون؛ قدرت چسبندگی و خاصیت تر کنندگی بالا باشد. لذا در کاربیدهای سمانته، از بین فلزات نیکل، آهن و کبالت، کبالت بهترین گزینه می باشد.

کاربید تنگستن – کبالت، از لحاظ تجاری یکی از قدیمی ترین محصولات متالوژی پودر می باشند. این کامپوزیت ها شامل ذره های کاربید تنگستن متصل شده با فلز کبالت از طریق تف جوشی فاز مایع اند. خواص این مواد تابع خواص اجزاء آن که متشکل از کاربید سخت و شکننده و بایندر نرم است، می باشند. کاربیدهای سمانته به علت سختی بالا و مقاومت سایشی مناسب، کاربردهای فراوانی در صنعت دارند که ساخت ابزار برشی، از مهمترین آنها می باشد. ابزارهای برش باید قادر باشند در درجه حرارت بالا و گرادیان های دمایی شدید، شوک حرارتی و خستگی و سایش، مقاوم باشند. مواد مورداستفاده برای ساخت ابزارهای برش و قالب ها باید سختی بالا داشته باشند تا از سایش بالا جلوگیری کنند. چقرمگی مناسب داشته باشند تا در مقابل ضربات شدید وارد شده بر آنها مقاومت داشته باشند. استحکام داغ داشته باشند تا ارتعاشات به وجود آمده در طی فرآیند ماشین کاری را تحمل کنند. سختی بالا، مقاومت به سایش عالی و چقرمگی مناسب کاربیدهای سمانته، امکان استفاده از آنها را در این ابزارها فراهم می کند. ابزارهای ماشین کاری یک صنعت دو میلیارد دلاری در سراسر جهان هستند و رکن اصلی عملیات ساخت برای فلزات، پلیمرها، مواد پیشرفته مانند بین فلزی ها و کامپوزیت ها می باشند. کاربید تنگستن (WC) به لحاظ سختی استثنایی و مقاومت به خوردگی بالا در بین کاربیدهای سمانته به خوبی شناخته شده است. گرچه کاربیدهای فلزی دیگر مانند TiC نیز در ابزارهای برش بکار می رود، ولی در حدود 95% همه ابزارهای برشکاری کاربید سمانته، از جنس کاربید تنگستن می باشند. در سال 1992، 60% تنگستن فلزی تولید شده برای ابزارهای برش، قالب ها و غیره به صورتWC مصرف شد. در حالی که 25% به صورت فیلمان های لامپ، المان های گرمایی و محصولات پرسکاری مورد استفاده قرار گرفت و درصد باقیمانده در فولادها و سوپر آلیاژها، به صورت عنصر آلیاژی استفاده شد.

کلمات کلیدی

  • شناسایی و انتخاب مواد
  • کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم
  • تنگستن
  • نانوهاردمتالهای کاربید
  • کاربیدهای سمانته

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

معرفی کاربیدهای تنگستن 2

کشف کاربید تنگستن 3

اهمیت استفاده از ذرات کاربیدهای سمانته در مقیاس نانومتر… 5

فصل دوم: مروری برمنابع

2- 1خواص کاربیدهای تنگستن 8

2-1-1 مطالعه بر سیستم کاربید تنگستن – کبالت. 8

2-1-2 سختی و اندازه دانه کاربید تنگستن-کبالت… 10

2-1-3 چقرمگی شکست 14

2-2- بررسی رشد دانه های کاربید تنگستن و ممانعت کننده های رشد 16

2-2-1- بررسی رشد دانه های کاربید تنگستن 16

2-2-2-بررسی تاثیر ممانعت کننده های رشد کاربید تنگستن – کبالت 19

2-3- شکل دهی کاربید تنگستن… 32

2-3-1- روشهای تولید کاربید تنگستن… 33

فصل سوم: روش کار و تحقیق

3-1 مراحل کلی فرایندها و آزمایشات 43

3-2- روشهای آزمایش 43

3-2-1- تهیه مواد اولیه مورد نیاز 43

3-2-2- بررسی کیفی و کمی مواد اولیه 44

3-2-3- تهیه نانو پودر تنگستن- کبالت 44

3-2-3-1- انتخاب ترکیب… 44

3-2-3-2- توزین مواد و آسیاب آنها… 45

3-2-3-3- خشک کردن 47

3-2-4- تهیه قطعه خام خشته 47

3-2-5- مرحله تف جوشی 48

3-2-6- انجام تستهای فیزیکی- مکانیکی- ساختاری 50

3-2-6-1- آزمایشهای فیزیکی… 50

3-2-6-1-1- تعیین تخلخل ظاهری… 50

3-2-6-1-2- تعیین چگالی… 51

3-2-6-1-3- تعیین درصد انقباض… 51

3-2-6-2- آزمایشهای مکانیکی… 54

3-2-6-2-1- تعیین سختی قطعه… 54

3-2-6-2-2- تعیین چقرمگی شکست… 55

3-2-6-3- تستهای ساختاری… 57

3-2-6-3-1- آزمایش XRD… 57

3-2-6-3-2- میکروسکوپ الکترونیSEM… 58

3-2-6-3-3- میکروسکوپ الکترونی TEM… 59

3-2-7- کد کذاری نمونه ها… 59

فصل چهارم: نتایج

4-1- نتایج بدست آمده از آسیاب پودر 63

4-1-1- نتایج بدست آمده چگالی ظاهری پودر 63

4-1-1-2- نتایج بدست آمده میکروسکوپ الکترونی

SEM… 64

4-1-3- نتایج بدست آمده از پراش پرتو ایکس… 74

4-1-4- نتایج بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی

TEM… 78

4-2- نتایج بدست آمده از تف جوشی پودر با افزودنی کاربید تانتالیوم… 79

4-2-1- نتایج بدست آمده از آزمایشهای فیزیکی.. 79

4-2-1-1- نتایج بدست آمده از چگالی خام نمونه ها. 79

4-2-1-2- نتایج بدست آمده از چکالی حجمی پس از پخت نمونه ها… 80

4-2-1-3- نتایج بدست آمده از تخلخل ظاهری نمونه ها81

4-2-2- نتایج بدست آمده از آزمایشهای مکانیکی… 82

4-2-2-1- نتایج بدست آمده از سختی نمونه ها… 82

4-2-2-2- نتایج بدست آمده از چقرمگی شکست نمونه ها. 83

4-2-3- نتایج بررسیهای میکروسکوپی نمونه های تف جوشی شده حاوی کاربید تانتالیوم… 87

4-3- نتایج بدست آمده از تف جوشی نمونه های کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم… 96

4-3-1- نتایج بدست آمده از آزمایشهای فیزیکی… 96

4-3-1-1- نتایج بدست آمده از چگالی خام و چگالی حجمی نمونه ها پس از پخت… 96

4-3-1-2- نتایج بدست آمده از درصد انقباض و تخلخل ظاهری نمونه ها پس از پخت… 97

4-3-2- نتایج بدست آمده از انجام آزمایشهای مکانیکی97

4-3-2-1- نتایج بدست آمده از سختی نمونه ها… 97

4-3-2-2- نتایج بدست آمده از چقرمگی شکست… 98

فصل پنجم: تحلیل نتایج

5-1- تحلیل نتایج بدست آمده از تهیه نانو پودر… 105

5-2- تحلیل نتایج بدست آمده از تف جوشی پودر با افزودنی کاربید تانتالیوم.. 108

5-2-1- تحلیل نتایج بدست آمده از آزمایش فیزیکی… 108

5-2-2- تحلیل نتایج بدست آمده از آزمایش ساختاری… 112

5-2-3- تحلیل نتایج بدست آمده از آزمایش مکانیکی… 113

5-3- تحلیل نتایج بدست آمده از تف جوشی پودر حاوی افزودنیهای توام TaC-VC)) و مقایسه آن با نمونه های حاوی TaC115

5-3-1- تحلیل نتایج بدست آمده از آزمایشهای فیزیکی نمونه های حاوی TaC-VC)) و مقایسه آن با خواص فیزیکی نمونه های حاوی TaC… 115

5-3-2- تحلیل نتایج بدست آمده از آزمایشهای ساختاری نمونه های حاوی TaC-VC)) و مقایسه آن با خواص فیزیکی نمونه های حاوی TaC… 117

5-3-3- تحلیل نتایج بدست آمده از آزمایشهای مکانیکی نمونه های حاوی TaC-VC)) و مقایسه آن با خواص فیزیکی نمونه های حاوی TaC… 118

فصل ششم: نتیجه گیری

نتیجه گیری… 122

منابع و مأخذ

منابع فارسی 140

منابع غیرفارسی 141

چکیده انگلیسی 144

فهرست جداول

جدول 2-1- انواع فازهای موجود در سیستم WC-Co 8

جدول 2-2- مقایسه دمای یوتکتیک و میزان حلالیت کاربیدهای انتقالی… 24

جدول 2-3- نتایج بدست آمده از خواص فیزیکی و مکانیکی هارد متال کاربید تنگستن با درصدهای وزنی مختلف کبالت و ممانعت کننده های رشد… 28

جدول 3-1- توزین مواد افزوده شده به آسیاب قبل و بعد از افزودنی… 45

جدول 3-2- مشخصات گلوله های بکار رفته در نسبت وزنی 5-1… 46

جدول 3-3- مشخصات گلوله های بکار رفته در نسبت وزنی 15-1… 46

جدول 3-4- مشخصات گلوله های بکار رفته در نسبت وزنی 25-1… 46

جدول 3-5- مشخصات گلوله های بکار رفته در نسبت وزنی 35-1… 47

جدول 3-6- شناسایی کدهای بکار رفته در آزمایش… 60

جدول 4-1- نتایج بدست آمده از چگالی ظاهری پودر… 63

جدول 4-2- نتایج بدست آمده از پودر آسیاب شده بدون ممانعت کننده با استفاده از میکروسکوپ SEM 73

جدول 4-3- نتایج استخراج شده از الگوهای پراش پرتو ایکس در نسبت وزنی 5-1 75

جدول 4-4- نتایج استخراج شده از الگوهای پراش پرتو ایکس در نسبت وزنی 15-1 75

جدول 4-5- نتایج استخراج شده از الگوهای پراش پرتو ایکس در نسبت وزنی 25-1 75

جدول 4-6- نتایج استخراج شده از الگوهای پراش پرتوایکس در نسبت وزنی 35-1… 76

جدول 4-7- نتایج استخراج شده از میکروسکوپ الکترونی

TEM… 79

جدول 4-8- نتایج بدست آمده از چگالی خام و چگالی حجمی قطعات 80

جدول 4-9- نتایج بدست آمده از درصد انقباض انقباض و تخلخل نمونه ها پس از پخت 81

جدول 4-10- نتایج بدست آمده از آزمایش سختی چقرمگی شکست قطعات 82

جدول 4-11- نتایج مربوط به میانگین اندازه دانه های کاربید تنگستن در نمونه های حاوی کاربید تانتالیوم… 95

جدول 4-12- نتایج بدست آمده از چگالی خام و چگالی حجمی نمونه ها 96

جدول 4-13- نتایج بدست آمده از درصدانقباض و تخلخل نمونه ها بعد از پخت… 97

جدول 4-14 نتایج بدست آمده از آزمایش سختی و چقرمگی شکست نمونه ها 98

جدول 4-15- نتایج مربوط به تعیین اندازه دانه WCتوسط میکروسکوپ الکترونیSEM 103

عبارت های کلیدی

  • پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد گرایش شناسایی و انتخاب مواد با عنوان تأثیر کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم بر خواص ساختاری و مکانیکی نانوهارد
  • پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد گرایش شناسایی و انتخاب مواد با عنوان تأثیر کاربید تانتالیوم و کاربید وانادیم بر خواص ساختاری و مکانیکی نانوهاردمتالهای کاربید تنگستن کبالت
  • انجام پروژه و پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد
  • دانلود پروژه ها و پایان نامه ها

خرید فایل

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *