مقدمه ای بر تغذیه گذاری قطعات ریختگی

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman","serif";}
مقدمه ای بر تغذیه گذاری قطعات ریختگی  بیشتر فلزات و آلیاژها در هنگام انجماد منقبض می شوند, این تغییر حجم نتیجه انقباض مایع به جامد است . تغییرات حجمی ضمن انجماد برای فلزات, حدود 3 تا 6 درصد و برای اکسیدهای دیرگداز ( ) مقدار بیشتری از این است . تغذیه گذاری عملی است به منظور جبران تغییرات حجمی فلز در حالت مایع و ضمن انجماد و هدف از تغذیه گذاری تولید قطعات ریهتگی عاری از معایب انقباضی است . این منظور با تعبیه محفظه ای اضافی از مذاب بنام تغذیه () که در قالب پیش بینی می شود تأمین می گردد . در شکل (1-1) بطور ساده رفتار یک تغذیه استوانه ای که بر روی یک قطعه مکعبی قرار گرفته نشان داده شده است . تغذیه و قطعه کاملاً درون قالب ماسه ای قرار گرفته اند . شکل (1-1) نحوه انجماد قطعه ای مکعبی از فلز خالص () : مراحل اولیه انجماد () : در جریان انجماد () : خاتمه انجماد انجماد مذاب بطور همزمان در قطعه و تغذیه آغاز می شود, جریان مذاب نیز از طرف تغذیه به طرف قطعه ریختگی برقرار خواهد شد . دلیل این امر آن است که تغذیه در سطح بالاتری از قطعه ریختگی قرار دارد . بطور کلی, یک تغذیه مناسب آن است که حفره های انقباضی را از قطعات ریختگی به داخل خود انتقال دهد, یعنی این گونه معایب نباید از تغذیه به قطعه ریختگی امتداد یابند . شکل (2-1) منحنی تغییرات حجم با درجه حرارت ذوب در سه حالت مذاب, خمیری و جامد . روشهای تغذیه گذاری قطعات چدنی همان طوری که قبلاً اشاره شد تبدیل حالت مایع به جامد در بیشتر فلزات همراه با کاهش حجم فلز بوده که اصطلاحاً این کاهش حجم را انقباض فلز می نامند . از هنگام ریختن مذاب به داخل محفظه قالب تا رسیدن درجه حرارت آن به درجه حرارت کارگاه, به طور کلی سه نوع انقباض در قطعات ریختگی بوجود می آید : 1- انقباض مذاب () از هنگام ریختن مذاب به داخل قالب آغازشده و تا شروع مرحله انجماد ادامه می یابد . 2- انقباض ضمن انجماد () این نوع انقباض بلافاصله پس از شروع انجماد مذاب در قالب آغاز شده و تا جامد شدن کامل مذاب بطول می انجامد . 3- انقباض قطعه در حالت جامد () انقباض اخیر پس از انجماد کامل قطعه آغاز شده و تا رسیدن به درجه حرارت کارگاه ادامه می یابد . این نوع انقباض در حقیقت با کوچک شدن همه جانبه قطعه ریختگی همراه است طبیعی است که مدلساز می تواند انقباض جامد قطعه ریختگی را با بزرگتر در نظر گرفتن مدل جبران کند .   انقباض در چدن ها : کنترل مراحل مختلف ریخته گری فلزات نظیر انتخاب درجه حرارت مناسب ریختن, توجه به عوامل مربوط به کنترل ترکیب شیمیائی و کیفیت متالوژیکی مذاب و مرغوبیت قطعات ریختگی از اهم مسائلی هستند که در تعیین قیمت محصول تولیدی نقش اساسی دارند . برای تهیه قطعات ریختگی با درصد بهره دهی بالا لازم است به مسائل مربوط به انقباض فلز (در مراحل مختلف سرد شدن مذاب در قالب) بهمراه کیفیت متالوژیکی مذاب توجه کافی مبذول شود. رفتار مربوط به انقباض حاصل از انجماد چدن ها تا حدودی با فلزات و آلیاژهای دیگر تفاوت دارد . اختلاف اساسی در این زمینه به حضورکربن آزاد (گرافیت) در چدن های خاکستری و چدن با گرافیت کروی مربوط است, زیرا در این گونه آلیاژها انجماد با یک مرحله انبساط قطعات ریختگی همراه است . فلز بیسموت و آب نیز نظیر چدن ها در هنگام سردشدن دارای مرحله انبساط هستند . هنگامی که آب را از درجه حرارت اطاق بتدریج سرد کنیم تا 4 درجه سانتی گراد به تدریج حجم آن کاش می یابد . از این درجه حرارت تا یخ زدن آب (صفر درجه سانتی گراد ) سرد شدن آب با انبساط همراه است . وقوع مرحله انبساط در چدن ها به این دلیل است که در هنگام تبدیل حالت مذاب به جامد, کربن به صورت آزاد تشکیل می یابد . از آنجائی که کربن آزاد  در حالت جامد حجم بیشتری را در مقایسه با حالت مایع خود اشغال می کند لذا تشکیل آن همواره با انبساط قطعه ریختگی همراه است . انبساط قطعه که نتیجه تشکیل کربن آزاد در چدن است موجب ایجاد فشار روی مذاب (در حال جامد شدن) می شود . این فشار می تواند مذاب را به طرف حفره های انقباضی رانده وموجب پر کردن آنها شود . لازم به یادآوری است که تمایل به ایجاد حفره های انقباضی در چدن خاکستری کمتر از چدن با گرافیت کروی است . در زیر انواع تغییر حجم هائی که در چدن های خاکستری و انواع چدن با گرافیت کروی (از هنگام ریختن مذاب در قالب تا رسیدن به درجه حرارت محیط) بوقوع می پیوندد اشاره شده است: 1- انقباض مایع : چدن مذاب را می توان در درجات حرارتی مختلفی به داخل قالب ریخت . هرقدر درجه حرارت ریختن مذاب بیشتر باشد انقباض آن نیزبیشتر خواهد بود . میزان درصد انقباض مذاب به ازاء هر 100 درجه سانتی گراد کاهش درجه حرارت (تا شروع مرحله انجماد) حدود 2/2 درصد (معمولا بین 016/0 تا 0245/0 و مقدار متوسط 022/0 درصد کاهش حجم مذاب به ازاء هر درجه سانتی گراد ) می باشد . برای مثال در صورتی که درجه حرارت ریختن مذاب 1430 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شود مقدار انقباض مذاب تا رسیدن به نقطه انجماد چدن با ترکیب معلوم حدود 2/4 درصد خواهد بود . همه ریخته گران به خوبی با این نوع انقباض آشنا هستند . آنها در هنگام ریخته گری قطعات بسیار بزرگ به این موضوع برخورد کرده اند که چگونه لحظه ای پس از پر شدن قالب از مذاب, فلز را از راهگاه به طرف پائین یعنی به طرف محفظه قالب کشیده می شود و هم چنین به خوبی می دانند که برای حل این مشکل کافی است قدری مذاب اضافی, مجدداً به داخل راهگاه ریخته شود . تجربه به آنها می گوید که در ریخته گری قطعات بزرگ همیشه بهتر است پس از پر کردن قالب از مذاب قدری صبر کنند تا فلز از راهگاه به پائین کشیده شود و سپس برای جبران مذاب به پائین کشیده شده مجدداً راهگاه را از مذاب پر کنند (البته روش صحیح در نظر گرفتن تغذیه برای قطعه ریختگی است) . 2- انقباض ضمن انجماد : مقدار درصد این انبساط برحسب ترکیب شیمیائی چدن متغیر بوده و معمولاً حدود 3 درصد در نظر گرفته می شود . 3- انبساط قطعه : همان طوری که قبلاً گفته شد, تشکیل کربن آزاد در چدن موجب انبساط قطعه ریختگی می شود . مقدار این انبساط می تواند تا حدود 10 درصد حجم قطعه بوده باشد . 4- انقباض ثانویه : این انقباض بدنبال انبساط چدن صورت گرفته و مقدار آن معمولاً بین 75/4 تا 5/5 درصد است . 5- انقباض جامد : در اثر کاهش درجه حرارت قطعه در حالت جامد بوجود می آید . شکل (3-1) مراحل مختلف انقباض و انبساط نمونه ای از چدن محتوی کربن آزاد را نشان می دهد .   شکل (3-1) انقباض و انبساط چدن در جریان سرد کردن در محفظه قالب نکته مهم آن است که تغییرات حجمی در مراحل سرد شدن چدن ها نمی تواند کاملاً شبیه آنچه که در شکل فوق نشان داده شده انجام بگیرد, بلکه این تغییرات به عوامل دیگری نظیر استحکام قالب, میزان کربن آزاد در چدن, درجه حرارت ریختن, ترکیب شیمیائی و کیفیت متالوژیکی مذاب و عوامل دیگری بستگی دارد . بهرحال هرقدر میزان انبساط, در مرحله آزاد شدن گرافیت, بیشتر باشد نیاز به تغذیه گذاری کمتر بوده و حتی در مواردی نیازی به تغذیه گذاری قطعات ریختگی نیست . همان طوری که از ظاهر منحنی درجه حرارت- تغییر حجم مخصوص چدن ها استنباط می شود چنانچه مذاب از درجه حرارتی زیر 1320 درجه سانتی گراد ریخته شود هیچگونه انقباضی در قطعه ریختگی پدید نمی آید . حال آنکه چنین مطلبی الزامی نبوده و در شرائطی که بعداً به تفصیل خواهد آمد انقباض ثانویه علیرغم این که از نظر مقداری کمتر از انبساط چدن می باشد می تواند منشاء عیوب انقباضی در قطعات ریختگی چدنی باشد . با توجه به آنچه که قبلاً گفته شد می توان روش های زیر را جهت تغذیه گذاری قطعات چدنی به کار برد . )  تغذیه گذاری معمولی () )  تغذیه گذاری فشاری () )  تغذیه گذاری فشاری به کمک سیستم راهگاهی () )  عدم استفاده از تغذیه () )  تغذیه گذاری تقلیل فشار ()   تغذیه گذاری به روش تقلیل یا کنترل فشار ()  روش تغذیه گذاری تقلیل فشار که در گذشته در بعضی از صنایع چدن ریزی متداول بوده است امروزه بیشترین مورد مصرف را در ریخته گری قطعات چدنی دارد . در واقع باید متذکر شد بسیاری از کسانی که از این روش استفاده می کنند, اصول علمی آن را نشناخته اند . ریخته گری قطعات ضخیم چدنی (که حداکثر مدول آنها حدود 2 سانتی متر باشد) با روش تغذیه گذاری فشاری در قالب های غیرمتعادل (نظیر قالب های ماسه ای تر, پوسته ای ...) موجب تغییر شکل قالب شده و در نتیجه وجود مک های سوزنی در قطعات ریختگی را اجتناب ناپذی می سازد . یک راه حل عملی برای حل مشکل فوق استفاده از قالب هائی با استحکام بالا می باشد . متاسفانه در اکثر موارد استفاده از قالب های ماسه ای تر (که ضمناً دارای استحکام کافی نیستند) , بخصوص در روش قالب گیری ماشینی با سرعت تولید بالا, به دلیل اقتصادی بودن  تولید آن ضرورت داشته و لذا امکان تغییر شکل قالب در مرحله آزاد شدن کربن و انبساط قطعه وجود دارد . تغییرات حجمی درمرحله سردشدن و انجماد چدن های گرافیتی امکان استفاده از روش دیگری بجز روش تغذیه گذاری فشاری را میسر می سازد . در این روش, در آغاز مرحله انبساط چدن, اجازه داده می شود تا قطعه ریختگی مقداری از مذاب خود را بطرف تغذیه براند . بهرحال قبل از اینکه مرحله انبساط چدن خاتمه یابد چنین جریان معکوسی باید متوقف شده وفشار باقی مانده در قطعه صرف جبران انقباض ثانویه شود . مشخصه روش تغذیه گذاری تقلیل فشار باقی وجود تغذیه های تقریباً یا کاملاً سالم (بدون حفره انقباضی) پس از انجماد کامل قطعه است . از نظر تئوری, دریک تغذیه باید بین 3 تا 6 درصد حجمی حفره انقباضی رویت شود . بدیهی است در هنگامی که تغذیه به قطعه ریختگی متصل باشد این مقدار افزایش خواهد یافت . همان طوری که قبلاً گفته شد در این روش بیشتر تغذیه ها پس از ریخته گری سالم بوده و احتمالاً می توانند محتوی 2 درصد انقباض حجمی (بصورت حفره) باشند . طبیعتاً در اینجا این سئوال مطرح می شود که آیا بکار بردن این تغذیه ها بی فایده بوده است؟ پاسخ این سئوال منفی است, زیرا در صورت عدم استفاده از این گونه تغذیه ها قطعات ریختگی متخلخل خواهند بود . مجدداً این سئوال می تواند در ذهن شکل بگیرد که در جریان انجماد مذاب درون این تغذیه, چه اتفاقی به وقوع می پیوندد؟ به مجرد آن که قطعه و تغذیه از فلز پر شدند مذاب شروع به سردشدن و انقباض می کند . این انقباض بسهولت با مذاب موجود در تغذیه جبران می شود, از سوی دیگر مذاب موجود در تغذیه انقباض خود را نیز جبران می کند . انقباض حجمی مذاب در قطعه و تغذیه باعث پیدایش حفره انقباضی در تغذیه می شود به مجرد آن که مرحله انقباض مذاب بپایان رسید و مرحله انبساط آن آغاز شد, مذاب از طرف قطعه به طرف تغذیه جریان می یابد .(منوط بر آن که ارتباط قطعه و تغذیه از نظر جریان مذاب برقرار باشد) . در صورتی که این جریان برگشتی مذاب متوقف نشود فشار داخلی مذاب در قطعه ریختگی از بین رفته (به استثناء روش تغذیه گذاری متداول) و در نتیجه بروز معایب انقباض ثانویه در قطعه ریختگی اجتناب ناپذیر خواهد بود . برای درک بهتر مکانیزم فوق شکل (4-1) درنظرگرفته می شود .  شکل (4-1) نمودار فشار- تغییر شکل برای یک قالب ماسه ای تر درصورتی که فشار داخلی مذاب از  بیشتر باشد تغییر شکل و باد کردن قالب اتفاق افتاده و در صورتی که فشار زیر باشد معایب انقباض ثانویه در قطعه ریختگی بصورت مک های ریز میکروسکوپی یا حفره های درشت تر (در مناطق تمرکز حرارتی در قطعه ریختگی) بوجود می آیند . از آنچه که در فوق گفته شد می توان چنین دریافت که این امکان وجود دارد تا بتوان نوعی از سیستم تغذیه گذاری را طراحی کرد که اولاً با اجازه جریان مذاب از طرف قطعه بطرف تغذیه فشار داخلی مذاب را به زیر  تقلیل داده (تا تغییر شکل زیادی در قالب بوجود نیاید) و ثانیاً با قطع جریان مذاب از طرف قطعه بطرف تغذیه فشار کافی در داخل مذاب (بالای ) برای جبران انقباض ثانویه باقی بماند . بهرحال این نکته را باید بیاد داشت که چنین روشی در گذشته تنها از طریق تکرار و تجربه امکان پذیر بوده در حالی که امروزه مفاهیم علمی آن بیشتر شناخته شده است . در شکل (5-1) سه مرحله اساسی انقباضی و انبساطی مذاب و قطعه در جریان سردشدن در یک قالب نشان داده شده است . از آن جائی که تغذیه از نوع بسته است, لذا از انبساط مذاب تنها برای پر کردن تغذیه و جبران حفره انقباضی آن کفایت کرده و مابقی فشار حاصل از انبساط چدن, صرف جبران حفره های انقباضی ثانویه شده است . برای تفهیم مکانیزم سیستم کنترل فشار, شکل (5-1) بر شکل (6-1) منطبق شده است .   شکل (5-1) اصول تغذیه گذاری کنترل فشار ) حالتی است که راهگاههای فرعی جامد شده اند . ) حداکثر انقباض به انجام رسیده در قطعه که حاصل انبساط  ) تغذیه مجدداً توسط مذاب موجود آن است پر شده است .     شکل (6-1) تاثیر الگوی تغییرات حجمی در مکانیزم کنترل فشار  ) مذاب موجود در تغذیه از درجه حرارت  تا انتهای مرحله انقباض مذاب به طرف قطعه ریختگی جریان دارد .  ) در انتهای این مرحله جریان معکوس مذاب (از قطعه به تغذیه) آغاز می شود . این انتقال مذاب تا هنگامی که تغذیه کاملآً از مذاب پر شود ادامه می یابد . چون تغذیه از نوع بسته است لذا ادامه جریان مذاب از قطعه بطرف تغذیه (با پرشدن تغذیه) متوقف می شود .  ) انبساط بیشتر مذاب باعث افزایش فشار قطعه تغذیه شده اما به بالاتر از حدی که موجب تغییر شکل قالب شود, نمی رسد . انقباض ثانویه موجب تقلیل این فشار اضافی (بیشتر از فشار آمتسفر) می شود . چنانچه طراحی تغذیه بدرستی انجام گرفته باشد بیشتر فشار موجود در سیستم, حتی پس از انقباض ثانویه, همواره بالاتر از فشار آتمسفری بوده و لذا سبب می شود تا ریخته گر به قطعاتی عاری از معایب انقباضی دست یابد . قبل از پرداختن به جزئیات دقیق روش فوق لازم است به تاثیر درجه حرارت ریختن و زمان ریختن (در حقیقت متغیرهای اضافی دیگر) در تغییرات حجمی حفره انقباضی در تغذیه اشاره کنیم . این نکته را باید به خاطر داشت که حضور انبساط اضافی به مقدار  ضریب اطمینان کافی برای سلامت قطعات ریختگی نخواهد بود (شکل 6-1). چنانچه فشار داخلی (انبساط) , قابل پذیرش باشد آنگاه هدف, دستیابی به تغییرات قابل قبول  خواهد بود . بهرحال این یک واقعیت است که در شرایط عمل تغذیه گذاری در این سیستم نیازی به پرکردن کامل تغذیه (از طریق جریان معکوس مذاب) نبوده بلکه دسیابی به قطعات سالم به گونه ای که تغذیه نیز کلاً از مذاب پر نشود مورد نظر است . در این جا این سئوال منطقی را می توان مجدداً مطرح کرد که فشار حاصله در چنین سیستمی که تنها قسمتی از حفره انقباضی تغذیه از مذاب پر شده و قطعه نیز عاری از حفره های انقباضی باشد بایستی چه مقداری بوده باشد . اگر چه شکل (6-1) برمبنای فرض پرشدن کامل حفره انقباضی موجود در تغذیه رسم شده اما همان طوری که قبلاً ذکر شد در عمل نیازی به پرکردن کامل حفره انقباضی موجود در تغذیه نبوده و طرح این سیستم برمبنای اندازه حفره انقباضی در تغذیه قرار ندارد . چنانچه محل تماس تغذیه به قطعه ریختگی قبل از جریان معکوس مذاب از قطعه بطرف تغذیه جامد گردد یا قسمتی از آن جامد شود, این قسمت از سیستم راهگاهی نقش تعیین کننده ای در کنترل فشار داخلی مذاب بازی خواهد کرد . پس از محل اتصال تغذیه به قطعه ریختگی را باید به گونه ای انتخاب کرد که اولاً فشار حاصل از انبساط مذاب باعث تغییر شکل قالب نشده و از طرف دیگر این فشار موجب جریان حفره های انقباضی اولیه و ثانویه در قطعه ریختگی شود (یعنی قبل از آن که انبساط مذاب بمقدار زیادی تقلیل یابد باید محل اتصال تغذیه به قطعه ریختگی جامد گردد) . علاوه بر درجه حرارت ریختن مذاب, طرح صحیح سیستم تغذیه گذاری تقلیل فشار به مقدار بسیار زیادی به کیفیت متالوژیکی مذاب بستگی دارد . برای بررسی بیشتر چنین مسئله ای لازم است تغییرات حجمی و درجه حرارت ریختن مذاب بطور مستقل و در ارتباط با زمان بصورت نموداری نشان داده شود . شکل (7-1) زمان صفر نشان دهنده خاتمه ریختن مذاب به داخل قالب است . نمودار  برای حالت تعادلی رسم شده است, از آنجائی که این شرائط در ریخته گری قطعات (بعلت بالا بودن سرعت نسبی سرد شدن مذاب در قالب) وجود ندارد لذا نمودارهای  و  بر شرائط عملی منطبق هستند . حالت  برای مذابی با کیفیت متالوژیکی خوب و حالت  برای مذابی با کیفیت متالوژیکی ضعیف می باشد . برای حالت  فشار انبساطی مجاز بعد از  حاصل شده در حالی که برای حالت  این زمان  خواهد بود . در حالی که  از آن نظر ایده آل است که فلز کاملاً بصورت مذاب بوده اما درزمان  تقریباً 35 درصد مذاب بصورت جامد درآمده است . حد مجاز سیلان مذاب برای جبران حفره های انقباضی بر مبنای 75% جامد یا بیشتر نیز بصورت فرضی در نمودار شکل (7-1) نشان داده شده است . به بیان ساده مبنای طراحی سیستم تغذیه گذاری تقلیل فشار براساس زمان لازم برای رسیدن به ردیف مجاز فشار انبساطی قرار دارد, زمانی که طی آن مذاب بتواند در سیستم تغذیه (تغذیه و گردن تغذیه) جریان یابد . یعنی   که در آن زمان محدود برای سیلان مذاب از تغذیه , دقیقه   زمان رسیدن به فشار انبساطی مذاب (بدون تغییر شکل قالب)  در جزء ضخیم () قطعه ریختگی, دقیقه . است . برای سهولت بیشتر         شکل (7-1) دیاگرام اصلاح شده  سرد شدن . با استفاده از رابطه (چورنیف) :                                                           یا                                                                                همان طوری که خواننده توجه دارد درجه حرارت ریختن مذاب جایگزین درجه حرارت لیکدوس مذاب شده , لذا برای بررسی و تحلیل دقیق تر باید افت حرارتی در جریان ریختن مذاب بداخل قالب نیز در محاسبات منظور شد . البته بکاربردن درجه حرارت ریختن مذاب, که اندازه گیری آن در کارگاه های ریخته گری بسهولت انجام می گیرد, بجای درجه حرارت لیکدوس مذاب خطای جزئی در محاسبات پیش می آورد . مدول سیستم تغذیه که با حد سیلان مذاب متقارن است (در حضور 75%) , سانتی متر   مدول جزء ضخیم قطعه ریختگی, سانتی متر            فاز جامد مشترک ( ) هنگامی   که فشار مذاب (بدون تغییر شکل قالب  ) در جزء ضخیم قطعه ریختگی می رسد , 100% چنانچه                                                                                                           از آنجائی که دردرجات حرارتی ریختن بین 1300 تا 1500 درجه سانتی گراد  مستقل از درجه حرارت ریختن چدن مذاب است (در بین این درجات حرارتی اختلاف مقدار  تنها کمی بیشتر از 1% خواهد بود) لذا با انتخاب ثابت  رابطه فوق را می توان ساده تر کرد :                                  یا                                                این رابطه ساده  نشان می دهد که مقدار آن تنها به کیفیت متالوژیکی مذاب چدن بستگی دارد . مقادیر مجاز  بین صفر (کل انتخاب بصورت مذاب انجام می گیرد و 75/0 (حد سیلان مذاب داخل قطعه ریختگی) قرار دارد .                                                   شکل (8-1) مدول لازم برای انتقال مذاب () در سیستم تغذیه گذاری .  به  و کیفیت متالوژیکی مذاب بستگی دارد . بدنه تغذیه از بحث های فوق چنین نتیجه میشود که مدول تغذیه باید برابر  (یعنی مدول لازم برای انتقال کافی مذاب) بوده که در مورد مقدار مناسب آن در بحث های آتی بررسی بیشتری انجام خواهد شد . طرح گردن تغذیه ضمن آن که مدول گردن تغذیه باید برابر  باشد اما همیشه ابعاد مدول تغذیه را باید کوچک تر از حدی که برای اشکال هندسی مشابه که بطور جداگانه ریخته می شود در نظر گرفت . این کار بدان دلیل است که گردن تغذیه از یک طرف به قطعه ریختگی و از طرف دیگر به تغذیه متصل بوده و در حقیقت چنین سطوحی بعنوان سطوح سردکننده مذاب تلقی نمی شود. تأثیر دوم کاهش سرعت سردشدن و انجماد مذاب در گردن تغذیه, گرم شدن ماسه اطراف آن به  دلیل عبور مذاب از آن برای پر کردن قطعه یا تغذیه می باشد . یعنی ماسه اطراف گردن تغذیه از ماسه ای که قطعه ریختگی و تغذیه را احاطه کرده است گرم تر می شود . در صورتی که گردن تغذیه با سطح مقطع چهارگوش وطول  باشد , مدول موثر آن برابرخواهد بود با :                                                بسهولت می توان دریافت که رابطه فوق, مشابه رابطه مربوط به مدول میله ای با مقطع چهارگوش و طول نامحدود است . رابطه مشابه ای را می توان برای تعیین مدول گردن تغذیه ای که دارای طول  (یعنی بصورت مکعبی) باشد هم بکار برد . مدول چنین مکعبی با اندازه مشابه اما جداگانه ریخته شده برابر است با :                                           محاسبه مشابه لیکن مفصل تر ثابت میکند که مدول موثر گردن تغذیه 5/1 تا 2 برابر مدول قطعه ای مشابه شکل و اندازه فوق است که از همه طرف سرد شود . همان طوری که قبلاً گفته شد عامل موثر ثانویه دیگری وجود دارد که باعث افزایش مقدار مدول موثر () می شود از آنجائی که محاسبه این عامل بطور کمی آسان نیست لذا از ذکر آن در اینجا پرهیز می شود و فقط اشاره می کنیم که مقدار آن بین  تا  در نظر گرفته می شود. بطور خلاصه مدول گردن تغذیه بصورت زیر انتخاب می شود . (سرعت سرد شدن گردن تغذیه قدری آهسته تر در نظر گرفته شده است ) یا                                                                                        گردن تغذیه تا حدی که فضای درجه های قالب گیری اجازه می دهند باید کوچک در نظر گرفته شود . از آنجائی که  و بنابراین  به کیفیت متالوژیکی مذاب بستگی دارد لذا مقدار  در بیشتر موارد عملی حدود 35 تا 55 درصد  (مدول قسمت ضخیم قطعه ) بوده حتی با اصلاح کیفیت متالوژیکی مذاب چدن مقدار  را از این مقدار نیز می توان کوچک تر درنظر گرفت . مدول راهگاه فرعی سطح مقطع تنگه باید به گونه ای انتخاب شود که پرشدن قالب در محدوده زمانی مناسب و معینی انجام گیرد, بهرحال این مهم از طریق انتخاب مدول مناسب راهگاه فرعی انجام می شود . همان طوری که قبلاً گفته شد کنترل میزان جریان معکوس مذاب از قطعه به تغذیه با انتخاب مدول مناسب برای تغذیه و گردن آن انجام می گیرد . حفره انقباضی حاصل از انقباض اولیه مذاب در تغذیه حفره کوچکی خواهد بود . بهرحال تحت سه حالت زیر این حفره انقباضی می تواند بزرگتر شود :  ) درجه حرارت ریختن مذاب بالا باشد ,  ) ریختن مذاب در قالب (با حداقل افت حرارتی) به سرعت انجام می گیرد,  ) مدول راهگاه فرعی کوچک باشد , چنانچه مذاب موجود در راهگاه فرعی برای مدت زمانی زیادی در حالت مایع باقی بماند انقباض آن توسط راهگاهها جبران می شود . چنانچه مدول راهگها فرعی کوچک باشد سریع تر جامد شده و حفره انقباضی در تغذیه بزرگ تر می شود . مبانی علمی و تجربی این موضوع را به اثبات رسانیده اند . بهرحال طراحان از نظر طرح مناسب به افزایش مدول تغذیه و گردن تغذیه تمایل دارند . کنترل فشار داخلی مذاب در قالب به اندازه حفره انقباضی پیش تشکیل یافته در تغذیه بستگی دارد . چنانچه این حفره زیاد بزرگ باشد بخش زیادی از فشار انبساطی مذاب از دست رفته (اگر تمام آن از دست نرود) و لذا بروز حفره های انقباضی ثانویه در قطعه محتمل می شود . خوشبختانه احتمال چنین حالتی در شرایط عملی نزدیک به صفر است, لذا در بحث علمی این قسمت تأثیر اندازه حفره انقباضی پیش تشکیل یافته در تغذیه در انتخاب مدول راهگاه فرعی در نظر گرفته نمی شود . در هنگام آغاز محاسبات مربوط به مدول گردن تغذیه, مقادیر عددی معینی را باید درنظر گرفت . در یک محاسبه ساده شده نوع تغییرات حجمی شکل (6-1) نادیده در نظر گرفته شده و مقادیر زیر مورد استفاده قرار گرفته اند . درصد حجمی برای هردرجه سانتی گراد  ثابت  میزان انقباض مذاب                            درجه سانتی گراد  درجه حرارت انجماد                                    یا  مجموع انبساط                      یا انقباض ثانویه  انبساط انبساط مجاز در طراحی تغذیه ها وسط منطقه  در شکل (6-1) برابر  یا  و حد مجاز طراحی  مربوط به ردیف درجات حرارتی مجاز ریختن مذاب تقریباً با  درجه سانتی گراد می باشد . استفاده از اعشار بجای درصد برای سهولت انجام محاسبات است . توجه شود که افت در درجه حرارت ها نادیده گرفته شده است . به بیان ساده ریختن مذاب در درجه حرارت 1320 درجه سانتی گراد باعث پیدایش فشار انبساطی متوسطی در مذاب می شود . برای جبران انقباض مذاب با سیستم راهگاهی لازم است درجه حرارت ریختن مذاب را بالاتر از 1325 درجه سانتی گراد انتخاب کرد . بهرحال در شرائط عملی موضوع پیچیده تر خواهد بود . همیشه قسمتی از انقباض مذاب موجود در راهگاهها (چه دلخواه ما باشد یا نباشد) صرف جبران انقباض مذاب در قطعه وتغذیه می شود . از آنجائی که تحلیل فوق باید بتواند هم برای قطعات با شکل ساده و هم پیچیده بکار رود, لذا نمودار مدول برحسب حجم مشترک بطور دلخواه بعنوان راهنما در شکل (9-1) نشان داده شده است . (توجه شود که تغذیه قسمتی از مجموعه قطعه / تغذیه است . براساس رابطه چورنیف : شکل (9-1) نمودار مدول – حجم مشترک (مدول راهگاه فرعی در سیستم تغذیه گذاری تقلیل فشار همیشه کوچک بوده و موجب می شود تا راهگاههای فرعی را تا انتهای مرحله انجماد مذاب بصورت غیرمانع  در مقابل جریان مذاب فرض کنیم ) . علامت  نشان دهنده راهگاه فرعی است . هنگامی که راهگاههای فرعی جامد می گردند هرجزء از قطعه ریختگی به اندازه  سرد شده که  نشان دهنده هرجزئی از 1 تا  بوده و  علامت تغذیه است .                                                                                     برای هر جزء از قطعه و مقدار                                                                                مجموع انقباض مذاب که از طریق سیستم راهگاهی جبران می شود برابر است با :                  مجموع انقباض مذاب تغذیه که بعداً با مذاب پر می شود :            مادامی که طرح تغذیه برمبنای رابطه قرار دارد  بوده و کل انبساط چدن برابر است با :                                                              در نتیجه توازن تغییرات اصلاح شده برابر است با :   که از آن مقدار  برابر است با :                                                          (رابطه فوق بیان می دارد که درجه حرارت ریختن مناسب باید بمراتب بالاتر از 1325 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شود) * ((مجدداً یادآوری می گردد که طرح مدول راهگاه فرعی بندرت به استفاده از رابطه فوق نیاز دارد زیرا در شرائط عملی استفاده از راهگاه فرعی نازک توصیه می شود . و مطالب فوق برای آشنایی دانشجویان با روش محاسباتی راهگاه فرعی است )). تغذیه گذاری در روش تقلیل فشار به این مفهوم است که مذاب در سیستم های راهگاهی, تغذیه و قطعه می تواند طول زیادی را سیلان یابد . اگرچه مطالعات زیادی در زمینه چگونگی سیلان مذاب در سیستم های فوق به انجام رسیده لیکن اخیراً معلوم شده است که جریان مذاب از طرف تغذیه به قطعه ریختگی نبوده بلکه برعکس از طرف قطعه بطرف تغذیه می باشد . مقصود آن است که لزومی به جریان مذاب از طرف تغذیه به آخرین قسمت هائی که در انتهای مرحله انجماد جامد می شود نیست, بلکه مذاب اضافی باید بطرف تغذیه رانده شده تا بتواند فشار مثبت محتوی  (بدون تغییر شکل دیواره ماسه ای تغذیه) از طرف تغذیه بطرف محفظه قالب را برقرار کند . این جریان مذاب می تواند بسته  به نسبت مدول به فاصله ای که مذاب باید طی کند به نحو آسان یا مشکل انجام گیرد . شکل های ضخیم نظیر مکعب و استوانه ای تحت تأثیر فاصله ای که مذاب باید آن را طی کند قرار نمی گیرند در حالی که شکل های صفحه ای, رینگ و مشابه آن ها تحت تأثیر این عامل قرار دارند . میزان قابلیت سیلان مذاب در طول معینی در قطعه در حال انجماد به کیفیت متالوژیکی مذاب چدن نیز بستگی دارد . انتقال مذاب برای حالتی که تغییرات حجمی حالت شکل (7-1) را داشته باشد نامحدود است . برای افزایش فاصله ای که مذاب می تواند در قطعه ریختگی طی کند توصیه می شود که کیفیت متالوژیکی مذاب اصلاح شود . در تحت شرایط زیر استفاده از روش تغذیه گذاری تقلیل فشار ضرورت ندارد : 1) هنگامی که مدول قطعه کمتر از 4/0 سانتی متر باشد (فشار حاصله از انبساط قطعه باعث تغییرشکل قالب ماسه ای تر نمی شود ) . 2) هنگامی که وجود حفره های زیر میکروسکوپی در قسمت های ضخیم قطعه (ریختگی د رقالب ماسه ای تر) قابل قبول باشد . 3)    هنگامی که از قالب هائی با استحکام بالا استفاده می شود . از آنجائی که اکثر قطعات ریختگی چدنی در قالب های ضعیف (ماسه ای تر یا پوسته ای) ریخته می شوند حداقل قسمتی از ضخامت قطعه بیش از 10 میلی متر است . لذا اکثر قطعات چدنی را می توان با این روش تغذیه گذاری کرد . اندازه گیری فشارداخلی مذاب در جریان انبساط آن هرگز با دقت کافی انجام نشده است  . بهترین تجربه در این زمینه این نتیجه را حاصل کرده است که چنین فشاری اولاً چندین برابر فشار آتمسفر بوده و ثانیاً این فشار در مورد چدن با گرافیت کروی همیشه بیشتر از مقدار آن در چدن خاکستری می باشد . اگر بدانیم که این واقعیت همانند نمودار نشان داده شده در شکل (4-1) از قالبی به قالب دیگر متفاوت می باشد, آنگاه در می یابیم که برخورد علمی با این نوع روش تغذیه گذاری تا چه حد مشکل است . تغذیه گذاری قطعات نازک با این روش کار مشکلی نیست . همان طور که قبلاً گفته شده در هنگام استفاده از این روش تغذیه گذاری می توان به دو راه جریان برگشتی مذاب از قطعه به تغذیه را کنترل کرد . 1) با انتخاب مدول مناسب برای گردن تغذیه که در زمان معین و دلخواهی جامد گردد . 2) با ایجاد محدودیت در جریان برگشتی مذاب از قطعه بطرف تغذیه توسط استفاده از تغذیه های بسته . اندازه مناسب این گونه تغذیه به : 1- مشخصات مکانیکی قالب          2- حداکثر مدول قطعه ریختگی       3- حجم قطعه ریختگی      4- درجه حرارت ریختن مذاب از آنچه که در فوق اشاره شد می توان نتایج زیر را استنباط کرد : الف) اندازه مناسب برای تغذیه تقریباً 5 درصد حجم قطعه ریختگی است . ب) مدول تغذیه باید بیشتر از مدول ضخیم ترین قسمت قطعه ریختگی باشد . انتخاب مدول زیاد برای تغذیه موجب می شود که این روش تغذیه گذاری حساسیت در کنترل درجه حرارت ریختن مذاب را تقلیل دهد . پ) اتصال گردن تغذیه باید در حد عملی, به اندازه کافی بزرگ در نظر گرفته شود . در شل (10-1) تأثیر ارتفاع تغذیه در معایب انقباضی احتمالی در یک قطعه ریختگی فرضی و روش جلوگیری از آنها نشان داده شده است . شکل (10-1) معایبی که ممکن است در روش تغذیه گذاری تقلیل فشار بوجود آید . همان طوری که قبلاً گفته شد هرقدر میزان تغییرشکل قالب بیشتر باشد, حجم حفره انقباضی در تغذیه بیشتر بوده و لذا برای جلوگیری از امتداد این عیب بداخل قطعه ریختگی باید از تغذیه بزرگتری استفاده کرد . برای کنترل تغییر شکل قالب لازم است رطوبت ماسه پائین (ترجیحاً زیر 3درصد ) و ذرات ریز (زیر 140 مش) کمتر از 5 درصد در نظر گرفته شوند . درجه حرارت ریختن مذاب نیز باید در حداکثر مقدار ممکن باشد . تا زمانی که فلز در راهگاهها بصورت مذاب است, مذاب موجود در حوضچه می تواند انقباض مذاب در قطعه ریختگی و تغذیه را جبران کند . چنین شرائطی در حالت فوق غیرضروری است, در نتیجه راهگاهها را باید نازک در نظر گرفت تا سریعاً جامد گردند (حتی در مواردی که راهگاهها به تغذیه مربوط باشند ) . موفقیت در استفاده از روش تغذیه گذاری تقلیل فشار به ترکیب شیمیائی چدن بستگی دارد . هرقدر مقدار گرافیت زائی در چدن بیشتر باشد, مقدار انبساط آن نیز بیشتر خواهد بود, لذا لازم است مقدار کربن در حداکثر مقدار ممکن ( نه در حدی که در مذاب, غوطه وری آن بطرف بالا اتفاق افتد) و مقدار منگنز در حداقل مقدار مجاز در نظر گرفته شود . کنترل ترکیب شیمیائی و تلقیح صحیح مذاب توسط فروسیلیسیم باعث کوچکتر شدن تغذیه و گردن تغذیه می شود . کاهش سطح مقطع گردن تغذیه موجب تقلیل مخارج تمیز کاری قطعات ریختگی شده و استفاده از تغذیه های کوچکتر می تواند بهره دهی قطعات ریختگی را تا میزان 10 درصد افزایش دهد .   روش عملی طراحی تغذیه گذاری تقلیل فشار بعد از ذکر مقدمه نسبتاً طولانی در مورد مبانی روش فوق طرح عملی این روش تغذیه گذاری نسبتاً ساده است . این روش برای قطعات ریختگی در قالب های ماسه ای تر یا پوسته ای که دارای ضخامتی بیشتر از 8 تا 10 میلی متر است مورد استفاده قرار می گیرد . در مورد قطعات ریختگی چدنی ضخیم (13 میلی متر یا بالاتر) نیز این روش تغذیه گذاری توصیه شده است . مراحل طراحی - مطمئن شوید که مذاب چدن از کیفیت متالوژیکی برخوردار است . - برمبنای ابعادی تغذیه و گردن تغذیه  است که به مدول ضخیم ترین جزء قطعه ریختگی () بستگی دارد . در شکل ((5-1) حداکثر و حداقل مقادیر  و هم چنین ردیف مناسب آنها توصیه شده اند (قسمت سایه زده) . در هنگام استفاده از این منحنی باید از منطقه سایه زده استفاده شده و برای مذاب با کیفیت متالوژیکی خوب از مقادیر کم  و برای مذاب با کیفیت متالوژیکی ضعیف از مقادیر بالای  استفاده گردد . کوچک در نظر گرفتن  باعث کاهش قیمت تمام شده قطعات ریختگی شده در حالی که بزرگ درنظر گرفتن آن, اگر چه میزان اطمینان را بالا می برد, ولی از بهره وری قطعات می کاهد . - تغذیه ای انتخاب کنید که مدول آن ( ) برابر  باشد . از شکلهای استاندارد شبیه آنچه در شکل (   ) نشان  داده شده استفاده کرده و تغذیه را, بسته به فضای خالی درجه, هرچه ممکن است نزدیک تر به قسمت (یا قسمت های) ضخیم قطعه متصل کنید . هنگامی که حجم تغذیه (با در دست داشتن مدول  ) معلوم شد, میزان مذاب غذا دهنده () قابل دسترس باید معلوم شود . - هنگامی که گردن تغذیه کوتاه انتخاب شود طرح گردن تغذیه به محاسبه ساده سطح مقطع مدول این قسمت از تغذیه بطوردوبعدی منجر می شود, مدول نازک ترین قسمت گردن تغذیه برابر خواهد بود با :                      (مقدار  از روی شکل (5-1) بدست می آید . ) قسمت نازک گردن تغذیه با نزدیک شدن به بدنه بزرگتر شده و با قوس لازم و به شکل لایه دادن به تغذیه متصل می شود . یک تجربه نسبتاً متداول حاکی از اتصال تغذیه به قسمتی از قطعه ریختگی با دیوارهای نازک تر از  قسمت های دیگر قطعه است . چنین تجربه ای آن هنگام توصیه می شود که مدول قسمت بین ضخیم ترین قسمت قطعه  () و مدول گردن تغذیه برابر با  بوده یا از آن بیشتر باشد . - در بعضی از قطعات ریختگی پیچیده نظیر آنچه که در شکل (11-1) نمودار مدول های آن برحسب حجم مشترک نشان داده شده ( جزء 2 بین اجزاء ضخیم تر 1 و 3 قرار دارد) این سئوال مطرح است که آیا کنترل فشار توسط جزء 2 امکان پذیر خواهد بود یا نه ؟ پاسخ به این سئوال مجدداً در گروی مقدار  (نشان داده شده در شکل (8-1) خواهد بود .                                                  چنانچه فاکتور متوسط 8/0  را انتخاب کنیم, لذا :                                               امکان انتقال مذاب از جزء 1 به جزء 2 وجود دارد . بهرحال                                              شکل (11-1) نمودار مدول در مقابل حجم مشترک یعنی امکان انتقال مذاب بفاصله کافی از جزء 3 به جزء 2 وجود ندارد . به بیان دیگر چنانچه تغذیه به جزء 3 متصل شود طرح تغذیه گذاری صحیح بوده و چنانچه تغذیه به جزء 1 متصل شود بروز معایب انقباضی بیشتر بصورت مک و حفره های ریز در جزء 3 محتمل خواهد بود . - راهگاه فرعی را حتی المقدور بطور جنبی به تغذیه راه بدهید . - توصیه می شود حتی در صوتری که مجبورید از تغذیه های غیراستاندارد استفاده کنید, از یک تغذیه برای مذاب رسانی به دو قطعه ریختگی یا بیشتر سود ببرید . همواره به مذاب لازم در تغذیه برای جبران حفره های انقباضی قطعه توجه کنید . - تغذیه گذاری کنترل فشار مترادف با انتقال مذاب در حال انبساط برای طول معینی می باشد . محدودیت در چنین خاصیتی به مدول های قطعه, کیفیت متالوژیکی مذاب و انتقال مذاب و شکل هندسی قطعه بستگی دارد . قطعات ضخیم نظیر مکعب, کره و نظائر آن از لحاظ اشکال صفحه ای با بیشترین مشکل مواجه خواهند بود . (شکل     ) مسافت مذاب انتقال یافته از تغذیه ای را به قطعه ای صفحه ای شکل با مدول های مختلف از چدن با گرافیت کروی که مذاب آن دارای کیفیت متالوژیکی مختلفی از چدن با گرافیت کروی که مذاب آن دارای کیفیت متالوژیکی مختلفی می باشد نشان می دهد . - سعی کنید ازنازک ترین راهگاههای فرعی ممکن استفاده کنید . طول راهگاه فرعی باید حداقل 4 برابر ضخامت آن در نظر گرفته شود .راهگاههای فرعی با مدول های کوچک می توانند بلافاصله پس از پر شدن قالب از مذاب جامد شده و لذا امکان بروز حفره انقباضی بزرگی را در تغذیه مطرح خواهند کرد . - مذاب را سریعاً بداخل قالب بریزید . زیرا ریختن سریع مذاب به داخل قالب, اتلافات حرارتی را به حداقل می رساند . - سعی کنید مذاب را در حد توصیه شده در این کتاب گرم وارد قالب کنید. یعنی , درجه حرارت ریختن را بین 1370 تا 1430 درجه سانتی گراد در نظر بگیرید . مثال زیر روشنگر موضوع فوق است : مثال (8-2) شکلهای (      ) و (    ) قطعه ریختگی کاسه چرخ ا     1) توزیع مدول ها 2) کیفیت متالوژیکی مذاب تهیه مذاب با کیفیت متالوژیکی خوب باعث تقلیل تعداد تغذیه ها از طریق افزایش قابلیت سیلان مذاب بفاصله دورتر و هم چنین کاهش نسبت  مورد نیاز است . نظریات تکمیلی بر روش تغذیه گذاری تقلیل فشار ·        محل ایجاد معایب انقباضی با ایجاد حفره مخروطی یا شیاری در سطح تغذیه ها یا استفاده از ماهیچه ویلیام می توان فشار اتمسفر را بر مذاب موجود در تغذیه اعمال کرده و بهره دهی تغذیه ها را افزایش داد . ریخته گرانی که با قطعات چدن خاکستری و چدن با گرافیت کروی سروکار دارند گاهی اوقات با دیدن حفره های انقباضی درتغذیه که بجای بوجود آمدن در قسمت های زیر آن در قسمت بالا بوجود آمده تعجب می کنند . حضور حفره ها انقباضی در قسمت بالای تغذیه (برخلاف تغذیه های بکاررفته برای قطعات فولادی) مشخصه روش تغذیه گذاری تقلیل فشار است . و باید توجه داشت که مدول های تغذیه بمراتب بیشتر از مدول های قطعه ریختگی درنظر گرفته شده است , در نتیجه مرحله انبساط مذاب در قطعه هنگامی آغاز می شود که مذاب موجود در محفظه قالب کاملاً جامد گردیده است . انقباض حاصل از مذاب باعث خواهد شد که حفره انقباضی در قسمت بالای تغذیه بوجود آید, جریان های حرارتی در مرحله بازگشت معکوس مذاب از قطعه بطرف تغذیه نیز به بروز چنین پدیده ای کمک می کند (زیرا جریان های حرارتی بطرف بالای تغذیه است) . معایب انقباضی ثانویه که بعداً بوجود می آید نیز در نقاط تمرکز حرارتی متمرکز می شوند . در اینجا می توان این سئوال را مجدداً مطرح کرد که چون در روش تغذیه گذاری تقلیل فشار, ابتدا حفره ای بوجود آمده و سپس این حفره از مذاب پر می شود آیا نیازی به تغذیه گذاری است ؟ آیا بهتر نیست که اجازه دهیم در قطعه ریختگی حفره انقباضی بوجود آید و سپس در مرحله اعمال فشار (حاصل از انبساط قطعه) این حفره ها بدون نیازی به تغذیه پر شوند ؟ این سئوال منطقی بوده و این روش (بدون استفاده از تغذیه) ممکن است برای قطعات ریختگی با اشکال هندسی ساده موفقیت آمیز باشد . اصولاً استفاده از تغذیه چیزی بیشتر از تغییر مدول ها و توزیع درجه حرارت بمنظور اعمال مکانیزم پیدایش حفره انقباضی و سپس پر کردن آن از مذاب نیست . قسمت بالای تغذیه در سطحی بالاتر از قطعه قرار داشته و غالباً به راهگاه فرعی راه دارد, در نتیجه گرم ترین مذاب در تغذیه حضور دارد . شکل تغذیه به گونه ای انتخاب می شود که از انجماد پیش هنگام قسمت فوقانی آن جلوگیری کند . چنانچه تغذیه از مذاب نیز پر نباشد بهرحال تشعشعات حرارتی تغذیه, ماسه موجود در سطح فوقانی تغذیه را گرم کرده و لذا انجماد زود هنگام تغذیه نباید انجام گیرد . چنین موقعیتی برای سطوح فوقانی وجود ندارد, زیرا در چنین سطوحی (در قطعات ریختگی بدون تغذیه) که از مذاب تا حدودی تهی شده , حرارت در مقایسه با سطح فوقانی تغذیه سریعتر انتقال یافته یعنی این سطح سریعتر سرد می شود . حال با توجه به توضیحات داده شده , روش تغذیه گذاری تقلیل فشار یا کنترل فشار را آزمایش می کنیم با توجه به شکل قطعه و اندازه های داده شده مدول قطعه را محاسبه می کنیم و با توجه به نمودار (12-1) تغذیه گذاری مناسب را انتخاب می کنیم . نمودار (12-1)   حال با توجه به نمودار و داشتن ابعاد قطعه که از روی شکل قطعه بدست می آوریم مدول قطعه (مدو جزء ضخیم قطعه ) را محاسبه می کنیم  : برای بدست آوردن مدول قطعه نیز از فرمول             استفاده می کنیم . همان طور که در شکل قطعه می بینیم , قسمت  را جزء ضخیم قطعه در نظر گرفتیم و مدول قسمت  را محاسبه می کنیم . و عملیات مدول بدین گونه می باشد .                         حجم قطعه                     مدول قطعه                             سطح قطعه                                                                                                             برای بدست آوردن سطح  آن را به دو قسمت تقسیم می کنیم و مساحت هریک را جداگانه محاسبه می کنیم (مانند عملیات فوق) حال با بدست آوردن حجم قطعه و سطح قطعه مدول قطعه را محاسبه می کنیم. مدول قطعه     حال با بدست آوردن مدول قطعه ( ) ازروی نمودار (12-1) تغذیه مناسب را برای قطعه انتخاب می کنیم که برای این گونه قطعات نیز از تغذیه گذاری تقلیل فشار استفاده می کنیم . محاسبه حجم تغذیه و ابعاد تغذیه برای محاسبه حجم تغذیه و ابعاد تغذیه نیز روشهای مختلفی متداول است که یکی از روشهای محاسبات تغذیه روش محاسبه تغذیه درقطعات با ضخامتهای غیریکنواخت می باشد که با توجه به شکل نیز ازاین روش استفاده می کنیم. در این روش از فرمول                     استفاده می کنیم . که  حجم موثر () و  حجم اصلی قطعه (قسمت  ) و  حجم قسمت زائد قطعه است . و   نیز ضریب شکل است . و برای بدست آوردن ضریب شکل نیز نسبت ضخامت قسمت زائد قطعه به میانگین ضخامت قسمت های  استفاده می کنیم .     ()            ضخامت زائد قطعه                     میانگین ضخامت قسمت های         و با بدست آوردن نسبت ضخامت ها عددی به دست می آید که توسط این عدد از روی نمودار (14-1) ضریب شکل را بدست می آوریم .     شکل (14-1) – تعیین ضریب شکل قطعه برحسب ضخامت زایده به ضخامت قسمت اصلی به منظور محاسبه حجم تغذیه و با بدست آوردن ضریب از روی نمودار آن را در فرمول قرار می دهیم و حجم موثر () یا () را محاسبه می نماییم . و برای محاسبه حجم تغذیه با استفاده از فاکتور شکل قسمت اصلی قطعه () و با بدست آوردن  از روی شکل (15-1) نسبت  را بدست می آوریم و حجم تغذیه را به سهولت بدست می آوریم .       نمودار (15-1)  در شکل (16-1) طول و عرض و ضخامت برای اشکال مختلف نیز تعیین شده است . بعد از توضیحات چگونگی محاسبه تغذیه می خواهیم حجم تغذیه و ابعاد تغذیه را برای قطعه مورد نظر محاسبه کنیم (13-1) ابتدا نسبت  را بدست می آوریم .                                                                                                              حال با توجه به نمودار (14-1) ضریب شکل را بدست می آوریم که حدوداً ضریب برابر است با  بعد از بدست آوردن ضریب فرمول حجم موثر را می نویسیم و حجم موثر را حساب می نماییم .                                                       حجم اصلی (قسمت )  حجم زائد قطعه                                        در فرمول قرار می دهیم :                                          حال به منظور محاسبه حجم تغذیه با استفاده از فاکتورشکل قسمت اصلی قطعه                         که با استفاده از نمودار (15-1) نسبت  را بدست می آوریم (  )                    حجم تغذیه مورد نیاز است . با در دست داشتن حجم تغذیه ابعاد تغذیه را بدست می آوریم .                              اگر ارتفاع تغذیه نیز 5/1 برابر ضخامت باشد                                                      قطر تغذیه        ارتفاع تغذیه          و با بدست آوردن ابعاد تغذیه نیز ابعاد الگوئی تغذیه را بدست می آوریم .                  طول الگویی           قطر الگویی        حال با توجه به ابعاد بدست آمده تغذیه مورد نظر را درست و برای قطعه تغذیه قرار می دهیم و ریخته گری می نماییم و بعد از ریخته گری بدون تغذیه نیز می بینیم که قسمت اصلی قطعه کشیده شده است و هنگام استفاده از تغذیه نیز قطعه کاملاً سالم است و بالای تغذیه نیز کشیده است . (مانند نمونه های بدست آمده ) حال بهترین شکل های تغذیه را برای شما آوردیم . برای محاسبه راندمان تغذیه از فرمول زیر استفاده می کنیم .     راندمان تغذیه   شکلهای استاندارد تغذیه

تكامل ريز ساختار در يك آلياژ ريختگي

تكامل ريز ساختار در يك آلياژ ريختگي Al-Si-Mg

چكيده:

آزمايش براي بررسي انجام با تكنيك كوئنچينگ سريع طراحي شده است. با استفاده از ميكروسكوپ نوري مناطق مذاب كوئنچ شده به سادگي از جامد احاطه كننده ان قابل تشخيص است. با گوئنچ كردن در درجه حرارت هاي مختلف, تكامل ريز ساختار يك آلياژ تجاري ريختگي با پايه Al-Si (AA601) در كل فرايند انجماد آن بررسي و خصوصيات آن مشخص شده گسترش ريز ساختار با تشكيل تخلخل در همان آلياژ مرتبط بود.

مقدمه:

 تركيبات آلياژهاي ريختگي تجاري Al-Si, تطابق را بين خصوصيات اجرايي و فرايندي و نيز اضطرارات اقتصادي آن ها نشان ميدهد در نتيجه, اكثر آلياژهاي تجاري حاوي مخلوطي از چندين عنصر هستند كه بصورت ناخالص يا افزوني هاي تعمدي وجود دارند.

زير ساختار سياه تاب نتيجه دسته اي واكنش هاست كه در طول انجماد رخ مي‌دهد. تركيب تحليل ريز ساختاري يا تحليل منحني سرد شدن غالبا مي‌تواند درجه حرارت هاي واكنش و فازهاي دخيل را تعيين كند با اين وجود, ريز ساختار واقعي كه در زمان  مشخصي در انجماد وجود داشته و نمي‌توان با استفاده از اين روش تخمين زد.

روش پذيرفته شده مناسبي براي بررسي زير ساختار يك قطعه ريختگي نيمه جامد, تسريع انجماد بوسيله كوئنچ كردن است فصل مشترك جامد مذاب در زمان كوئيچ را مي‌توان بدين روش و با استفاده از ميكروسكوپ نوري مشاهده نمود. در آلياژهاي ريختگي Al-Si, اين روش براي مشخص كردن كامل خصوصيات تكامل ريز ساختاري آلياژهاي خاص و يا بيشتر براي مطالعه يك انجامد خاص مورد استفاده قرار مي‌گيرد. هدف از اين مطالعه, تعيين خصوصيات ريز ساختار در طول انجماد يك آلياژ ريختگي تجاري Al-Si-Mg است. توجه اصلي به چگونگي تغيير نحوه توزيع مذاب در طول انجماد و چگونگي تاثير گذاري آن بر روي تشكيل تخلخل معطوف شده است.

روش تجربي: تركيب آلياژ مورد استفاده در جدول 1 نشان داده شده است. اين تركيب در محدوده آلياژ استراليايي با نام AA601 قرار مي‌گيرد. عنصر استرانسيوم با وجود آنكه عمدا اضافه نشده, اما با غلظت 20 ppm در آن وجود داشت. ميزاني با وزن تقريبي 40kg از اين آلياژ در بوته اي از جنس گاربيد  سليكون در يك كوره مقاومتي الكتريكي ساخته شد. درجه حرارت مذاب در طول آزمايش در دماي 700c ثابت نگه داشته شد.

جدول 1: تركيب آلياژ مورد استفاده (تعادل Al):

از فنجان هاي كوچكي از جنس فولاد زنگ نزن (شكل 1) براي نمونه گيري از مذاب استفاده شد. هر فنجان تا سطحي درست زير لبه فرو برده شده و حدود 10 ثانيه بر آن اجازه داده شد تا پيش از غوطه ور شدن, با درجه حرارت مذاب به تعادل برسد سپس اين فنجان ها برداشته شده و در محفظه جدا كننده اي قرار داده شوند تا سرد شدند. در زمان مطلوبي در طول انجماد, نمونه به داخل يك حمام گوئينچ آب- نمك فرو برده شد. مجموعا سيزده نمونه كوئنچ شدند سپس قبل و بعد از هر دسته از آزمايش هاي كوئنچ, نمونه ها تحت تحليل (آناليز) شيميايي قرار گرفتند. داده هاي درجه حرارت- زمان از ترموكوپلي كه در مركز هر فنجان قرار داشت, جمع آوري شده و اين كار با استفاده از تجهيزات آناليز حرارتي تجاري انجام شد. سرعت سرد كردن متوسط در مذاب پيش از انجماد 106 ^0C/s بود. نمونه ها در جهت عمود بر محور استوانه, در زير نوك ترموكوپل مقطع زده شده و براي آزمايش آناليز متالوگرافي آماده شدند. نمونه ها اچ نشده و ميكروگراف هاي نوري با استفاده از ميكروسكوپ olympus Ax70 به همراه يك دوربين ديجيتال به دست آمدند. فازهاي يافت شده در اين مطالعه به وسيله مراجعي كه در اين مقاله ذكر شده (مثل 2,3) شناسايي شده اند. با وجود آن كه مورفولوژي و خصوصيات آن نا مبهم به نظر مي‌رسند. استنباط شده است كه استوكيومتري واقعي آن با آنچه كه ارائه شده, متفاوت است.

شكل 1) شكل شماتيك يك فنجان نمونه گيري با مقطع برش خورده اي كه ترموكوپل موجود در آنرا نشان مي‌دهد.

نتايج: شكل 2 منحني هاي سرد شدن و مشتق نمونه AA601 را نشان مي‌دهد كه بدون توقف, منجمد شده است سه واكنش را مي‌توان در شكل 2 تشخيص داد اولين واكنش در درجه حرارت^00C 613 بصورت توقف حرارتي كوتاه در منحني سرد شدن و قله تيزي در منحني مشتق قابل مشاهده است واكنش دوم در درجه حرارت ^‍0C 57 داراي توقف حرارتي بسيار طولاني تري بوده و تغيير آرام تري در منحني مشتق آن قابل رويت است. واكنش سوم رانمي‌توان در منحني سرد شدن مشاهده كرد،اما به سادگي بصورت انحراف كوچكي در منحني مشتق دردرجه حرارت 556 درجه سانتيگراد قابل مشاهده است.

نتايج شش كوئنچ نمونه كه در شكل 2 بصورت Q₁ تا Q₆ نشان داده شده اند، تكامل زير ساختار آلياژ AA601 را بصورت كامل تشريح مي‌كند.

اولين كوئيچ Q₁ دردرجه حرارت 613 درجه چند ثانيه بعد از جوانه زني اولين فاز انجام شد. دندريت هاي هم محور Alدر سرتاسر نمونه قابل مشاهده بوده و بوسيله مناطق بزرگي از مذاب كوئيچ شده از يكديگر جدا شده اند كه در شكل 3 نشان داده شده است.

اين مذاب كوئيچ شده شامل دندريت هاي آلومينيوم در مقياس بسيار ظريف تر است كه بوسيله ساختار يوتكتيك فوق ظريفي احاطه شده اند. شكل 4 اختلاف مقياس بين دندريت هاي تشكيل شده قبل از كوئيچ را نشان مي‌دهد.

شكل 2) منحني سرد شدن منحني مشتق ومحل هاي كوئيچ آلياژ601

شكل 3) نمونه كوئنچ شده در درجه حرارت 613 درجه (Q₁) حاوي دندريت هاي هم محوري است كه بوسيه مقدار زيادي مذاب كوئنچ شده احاطه شده است.

شكل 4) ميكروگراف با بزرگنمايي بيشتر كه تغيير مقياس بازوهاي دندريت را در عرض فصل مشترك جامد مذاب كوئيچ شده نشان مي‌دهد ( 613 درجه Q₁).

زماني كه درجه حرارت تا 587 درجه افت پيدا مي‌كند (Q₂) دندريت ها به مقدار قابل توجهي ضخيم شده اند (شكل 5). با وجود آن كه دندريت هاي همسايه به تناوب با يكديگر تماس پيدا مي‌كنند، مقدار زيادي مذاب كوئيچ شده كماكان در امتداد قسمت اعظم مرزهاي درون دانه اي وجود دارد. دندريت هاي ظريف Al در طول كوئنچ در اين مرزها تشكيل مي‌شود. مذاب كوئنچ شده باقي مانده حاوي ساختار يوتكتيك فوق ظريفي مشابه ساختار نمونه قبلي است.

نمونه بعدي Q₃ فورا بعد از آغاز انجام يوتكتيك در درجه حرارت 565 درجه كوئنچ شد. شكل 6 لايه نازكي از يوتكتيك Al-Si رانشان مي‌دهد كه در ديواره نمونه يافت شده است. سيليسيوم داراي مورفولوژي اصلاح شده اي بوده و فصل مشترك جامد – مذاب يوتكتيك كاملا مسطح است. همچنين سه يا چهار منطقه تجديد شده يوتكتيك نيز وجود دارد كه در فاصله قابل ملاحظه اي دورتر از ديواره يافت مي‌شود و نمونه آن در شكل 7 نشان داده شده است. جدا از جزء كوچك يوتكتيك Al-Si اكثر قسمت هاي ريز ساختار در درجه حرارت 565 بوسيله دندريت Al مشخص مي‌شود كه بخوبي رشدكرده وتوسط مذاب كوئيچ شده ظريف احاطه شده است. مرزهاي بين دندريت هاي همساي ( شكل 8 ) حاوي جزء بيشتري از مذاب نسبت به مناطق داخل دندريت ها است ( شكل 8).

شكل 5) دندريت ها در نمونه اي كه درجه حرارت 587 درجه كئويچ شده Q₂ بسيار ضخيم تر از دندريت هاي يافت شده در نمونه قبلي بوده وكماكان بوسيله كسر بالايي از مذاب احاطه شده اند.

شكل 6) پيدايش لايه يوتكتيك درجداره نمونه كوئنچ شده در درجه حرارت 565 درجه ( Q₃).

شكل 7) پيدايش يوتكتيك به سوي مرز نمونه Q₃ با درجه حرارت كوئنچ 565 درجه.

شكل 8) مقايسه جز مذابي كه

1- بين دندريت ها

2- در داخل دندريت ها موجود است. نمونه Q₃ داراي درجه حرارت كوئنچ 565 درجه است.

مذاب يوتكتيك نسبتا همدما بوده ونمونه بعدي Q₄ در درجه حرارت مشابه 568 اما تقريبا يك دقيقه بعد از جوانه زني يوتكتيك Al-Si كوئنچ شده است. ماكروگراف ( شكل 9) نشان مي‌دهد كه يوتكتيك چگونه در لايه اي در اطراف ديواره حضور داشته ودر مناطق مستقل موجود در سرتاسر سطح مقطع قطعه ريختگي نيز وجود دارد. شكل 10 نمونه اي از مرزهاي مذاب را نشان مي‌دهد كه معمولا در داخل اين مناطق يافت شده ونشان مي‌دهد كه ممكن است از دانه هاي يوتكتيك تشكيل شده باشند.

شكل 9) ماكروگراف نمونه اچ نشده اي كه در طول انجام يوتكتيك در درجه حرارت 568  كوئنچ شده است ( Q₄).

مناطق تيره رنگ حاوي يوتكتيك Al-Si است كه قبل از كوئنچ تشكيل شده اند.

نمونه بعدي (Q₅) دردرجه حرارت 557 درجه كوئنچ شده است. صفحات ظريف B (Al₅FeSi) مانند صفحاتي كه در شكل 11 نشان داده شده تقريبا درتمامي‌مناطق مذاب باقي مانده يافت مي‌شوند. استنباط مي‌شود كه تحت شرايط كنوني صفحات B بعد از مراحل بعدي انجماد يوتكتيك Al-Si در طول آن تشكيل مي‌شوند.

نمونه هايي (Q₆) در درجه حرارت 554 درجه سانتيگراد حدود ده ثانيه بعد از كوئنچ قبلي كوئنچ شده است. در طول اين مدت مقدار قابل توجهي از فاز TT(Al₈Mg₃Fesi₆) تشكيل شده كه بيشتر قسمت هاي آن ارتباط نزديكي با صفحات B دارد مقادير كوچك Mg₂Si نيز يافت شده است كه معمولا مستقل از فازهاي حاوي Fe هستند. اين موارد در شكل 12 نمايش داده شده است.

شكل 10) مناطق تيره رنگ در شكل 9 ظاهرا حاوي دانه هاي يوتكتيك مختلفي هستند كه بوسيله مرزهاي مذاب از يكديگر جدا شده اند.

شكل 11) صفحات  B (Q₅) در درجه حرارت 557 درجه سانتيگراد در سرتاسر مذاب كوئنچ شده يافت مي‌شوند.

شكل 12) واكنش نهايي در درجه حرارت 556 (Q₆) شامل انجماد TT و Mg₂si است.

شكل 13 ريز ساختاري را نشان مي‌دهد كه هنگامي‌كه انجماد بوسيله كوئنچ مختلف نشود، بدست مي‌آيد. دندريت هاي ضخيم Al بوسيله يوتكتيك ظريف Al-Si از يكديگر جدا مي‌شوند. اكثر فازهاي حاوي آهن و منيزيم به مناطق بين دندريتي حركت كرده و غالبا در مجاورت صفحات بسيار ضخيم سليكون يافت مي‌شوند. هيچ فازي را نمي‌توان يافت كه در نمونه هاي قبلي مشاهده نشده باشد.

شكل 13) ريز ساختار بدست آمده ازانجماد بدون اختلال

ضخيم كردن قابل ملاحظه بازوهاي دندريت در طول انجماد اتفاق مي‌افتد. اندازه گيري فواصل بازوهاي ثانويه در هر يك از نمونه هاي كوئيچ شده انجام گرفته و نتايج آن در شكل 14 نشان داده شده است. بهترين انطباق داده ها منجر به ارتباط نشان داده شده در اين شكل مي‌شود.

شكل 14) فاصله بازوي دندريت به صورت تابعي از زمان انجماد t_f

اختلافات فاحشي در مقابل تخلخل مشاهده شده درنمونه هايي كه در مراحل مختلفي از انجماد كوئنچ شده اند وجود دارد.

ماكروگرافهاي نمونه هاي پوليش شده كه توزيع تخلخل ها را نشان  مي‌دهد، در شل 15 نمايش داده شده است. ميكروگرافي كه مورفولوژي تخلخي عادي نمونه Q₆ را نشان مي‌دهد، در شكل 16 نمايش داده شده است.

شكل 15) ماكروگراف هايي كه توزيع تخلخل را در نمونه هاي كوئنچ شده نشان مي‌دهد: a))- Q_1، (b)- Q₂، (c)- Q₃، (d) -Q₄، (e)- Q₅، (f)- Q₆، و g انجماد بدون اختلال

شكل 16) مورفولوژي عادي تخلخلي كه در طول آخرين مراحل انجماد بوجود آمده است ( 566 درجه ، Q₆)

بحث و تبادل نظر: تكامل ريز ساختار الياژ 601 را كه مورد بررسي قرار گرفته، مي‌توان از نتايج فوق بصورت خلاصه بيان كرد. در درجه حرارت 613 درجه دندريت هاي Al اوليه در سرتاسر نمونه جوانه زني كرده و سريعا رشد كرده و بر روي هم قرار گرفته و شبكه پيوسته اي را تشكيل مي‌دهند. بازوهاي ثانويه دندريت همزمان با رشد دندريت ضخمي‌مي‌شوند. بعد از پيوستگي كانال هاي بزرگي از مذاب بين دانه اي در امتداد مرز دانه ها موجود است. انتظار مي‌رود درجه سگر گارسيون پايين تر بوده و سرعت نفوذ نيز در امتداد اين مرزها نسبت به فواصل بين دندريتي بالاتر باشد.

اين امر منجر به بروز اختلافاتي در تركيب مي‌شود كه در ساختار مذاب كوئنچ شده ظاهر مي‌شود. اين امر در شكل هاي 5-3 نشان داده شده جايي كه بسته غني از طول كه بدون دندريت هاي ظرفيت Al است،‌در داخل دانه هاي اوليه قابل مشاهده است. در مقابل ما مناطق بين دانه ها حاوي مذاب غني از Al و دندريت هاي ظريف فراواني است كه در طول كوئنچ تشكيل شده اند. در زمان شروع واكنش يوتكتيك Q₃ هر دو منطقه حاوي مذاب غني از محلول بوده وتنها بعضي از دندريت هاي ظريف تر را مي‌توان در امتداد مرز دانه ها مشاهده نمود ( شكل 8). در اين مرحله، احتمال متوقف شدن رشد دندريت ها وجود دارد و هر چند كه اين امر از شكل 14 واضح به نظر مي‌رسد، اين ضخيم شدن در طول انجماد ادامه پيدا مي‌كند.

قابليت نفوذ شبكه هاي دندريت كاملا توسط مدل هاي كنوني تشريح شده است. نشان داده شده است كه مرزهاي جامد جزئي مانند مرزهاي نشان داده شده در شكل هاي 5 و 8 هنگامي‌كه بزرگتر از فواصل بين بازوهاي ثانويه دندريت باشند قابليت نفوذ را افزايش مي‌دهند. همچنين نشان داده شده است كه قابليت نفوذ با ضخيم شدن بازوي دندريت افزايش پيدا مي‌كند. اين مدل ها براي سيلان جريان يوتكتيك در شبكه هاي دندريتي حاوي جامد با جز بالا ( تا حد 91/0) ايجاد شده اند.

اما از اين مدل ها براي جريان در حضور يك فاز يوتكتيك جامد استفاده نمي‌شود. براي انجام اينكار لازم است خصوصيات زير ساختار را به صورت صحيح و دقيق در طول انجماد تعيين كنيم كه اين كار مستلزم انجام اعمال گوناگون است.

در آزمايش هاي اخير، آلومينيوم اوليه به سرعت رشد كرده و در سرتا سر قطعه ريختگي يافت مي‌شود در مقابل، يوتيك AL-Si بصورت بسيار غير يكنواخت تري توزيع شده و نسبتا به آرامي‌رشد مي‌كند. اين امر از شكل q قابل استناد است كه توزيع مناطق يوتكتيك را در يك قطعه ريختگي، در نيمه راه انجماد يوتكيتك نشان مي‌دهد. مكانيزم هايي كه توزيع اين مناطق را كنترل مي‌كنند، شناخته شده نيستند با اين حال، روشن است كه اندازه و محل آن ها كانال هاي قابل دسترسي براي جريان يافتن مذاب را در طول باقي مانده انجماد تعيين خواهد كرد. احتمالا توزيع و رشد آن ها تحت تاثير مقدار اندك sr كه در آن حضور دارد، قرار گرفته و به احتمال بسيار زياد مكانيزم كه اخيرا توسط DAHLE و همكارانش ارائه شده موجب آن است بعد از كامل شدن انجماد مرزهاي مناطق يوتكتيك نشان داده شده در شكل 8 قابل رويت نخواهد بود بنابراين در نمونه هايي كه كاملا منجمد شده اند، خصوصيات رشد يوتكتيك Al-Si را نمي‌توان با استفاده از ميكروسكوب نوري تعيين كرد.

در مورد تركيب آلياژي كه مورد بررسي قرار گرفته، اكثر صفحات آهن B (AL_S FeSi) بعنوان بخشي از واكنش يونتيك سه تايي با Si, Al منجمد نمي‌شوند، بلكه در واكنش مستقلي در درجه حرارتي اندكي پايين تر از درجه حرارت يوتكتيك Al-Si منجمد مي‌شوند كه اين نظريه متوسط تيلور و همكارانش ارائه شده است. اين امر از شكل 11 قابل رويت است كه در آن صفحات B در جلوي يوتكتيك Al- si يافت مي‌شود كه توسط جزء بالايي از مذاب احاطه شده است. واكنش در درجه حرارت C⁰ 556 شامل انجماد TT و Mg₂si است. گفته شده است كه TTبه وسيله واكنش پرتكتيك بين مذاب و فاز  تشكيل مي‌گردد. با اين حال، انتظار مي‌رود كه اين واكنش از نظر سينيتكي، مطلوب نباشد.

متحمل است كه رشد فاز  به سادگي متوقف شده و TT به وسيله تيلور مستقيم از مذاب تشكيل شود. انتظار مي‌رود كه مقادير قابل ملاحظه آلومينيوم در اين واكنش دخيل باشد (شكل هاي 11 و 12 را با يكديگر مقايسه كنيد). ظاهرا Mg₂si تقريبا در درجه حرارت مشابه دماي يك واكنش مستقل متبلور مي‌شود.

با وجود آن كه آزمايش هاي كوئينچ، ابزار قابل قبولي براي مطالعه تكامل تخلخل در نمونه هاي ريختگي به نظر مي‌رسند، محدوديتي وجود دارد كه بايد بيان شود. احتمال حذف تخلخل به وسيله كوئنچ وجود ندارد، اما تخلخل ها مي‌توانند در پاسخ به تقاضاي سريع به مذاب تغذيه جوانه زني يا رشد كنند. به همين دليل، تخلخل موجود در نمونه هاي كوئينچ شده فقط مي‌تواند حد بالايي را براي سطح تخلخلي ايجاد كند كه در زمان كوئينچ مي‌تواند بسيار پائين تر باشد.

از شكل هاي 15(a) – (e) روشن است كه تخلخل بسيار اندكي در طول مراحل اوليه انجماد بوجود مي‌آيد. اين امر براي نمونه هايي كه زودتر وارد واكنش يوتكتيك شده اند (a) –(c) شگفت انگيز نيست، زيرا زير ساختار شامل دندريت هايي است كه توسط مرز دانه هاي با جزء كم جامد احاطه شده و نفوذ پذيري آن بالا است. در طول انجامد يوتكتيك، (d)، قسمت جلويي رشد به آرامي‌پيشرفت گرده و به مذاب تغذيه زمان كافي مي‌دهد تا از شبكه دندريتي اطراف بيرون كشيده شود كه اين امر مي‌تواند منجر به افزايش نفوذ پذيري به خاطر تداوم ضخيم شدن شود. صفحات B در قسمت انتهايي قسمت انجماد يوتكتيك (e) در مذاب باقي مانده تشكيل مي‌شوند كسر حجمي‌كوچكي از اين فاز وجود داشته وانقباض حجمي‌كلي ونياز به مذاب تغذيه احتمالا بسيار اندك است، بنابراين، تخللخ هنوز به وجود نيامده  است از آن جا كه فاز B دراي مورفولوژي صفحه اي است، حضور آن احتمالا مناطق اين مذاب زيادي را از يكديگر جدا خواهد كرد بنابراين هيچ حفره انقباضي در ارتباط با باقي مانده انجماد را نمي‌توان تغذيه كرد اين امر، افزايش قابل توجه تعداد تخلخل را در نمونه اي كه در طول انجماد II و Mg₂ Si كوئينچ شده، توضيح مي‌دهد اندازه و مورفولوژي تخلخل به وسيله فصل مشترك جامد اطراف محدود مي‌شود كه اين امر در شكل 16 قابل مشاهده است. ميزان تخلخل هنگامي‌كه انجماد تكميل مي‌شود، بيشتر افزايش پيدا مي‌كند (شكل g 15).

مذاب مورد استفاده، گاز زايي نشده و سگرگاسيون هيدروژن احتمالا با گسترش تخلخل مرتبط است كه در بالا بيان گرديده است با اين حال، تحت اين شرايط آزمايش، زمان بحراني براي تشكيل تخلخل در آخرين مراحل انجماد است كه كسر كوچكي از مذاب در آن باقي مي‌ماند.

خلاصه 8 از آزمايش هاي انجماد غير پيوسته (همراه با اختلال) براي تعيين خصوصيات تكامل زير ساختار آلياژ آلومينيوم AA601  در طول انجماد استفاده شده است. بخش انجماد و دماي آغاز و واكنش ذيل به دست آمده است.

 

مذاب                    AL دندريت هاي                        613^C0

مذاب                      Al+Si                                  570^C0

مذاب                      AL+AL_SFesi                        558^c0  , 564^oc

مذاب                      AL+AL₈Mg₃Fesi                 556^c0

مذاب                       Mg₂ Si+AL                              558^c0

در اين تحقيق، زماني بحراني براي تشكيل تخلخل در مراحل نهايي انجماد بعد از تشكيل دندريت هاي اوليه آلومينيوم يوتكتيك Al- si و فاز Al_sFSI قرار داشت. انجامد مواد بين فلزي باقي مانده به وسيله جوانه زني تخلخل ها انجام شد شبكه جامدي كه قبلا حين انجماد به وجود آمده بود، اندازه، مكان و مرفولوژي تخلخل را كنترل مي‌كند.

افزايش پيچيدگي تركيب آلياژ، خصوصيات ريز ساختاري را تغيير داده و تحقيقات بيشتري تحت عنوان (CAST انجام شده) تا انوع مختلفي از آلياژهاي پيچيده تري بررسي شود.

بسمه تعالي

موضوع:

تكامل ريز ساختار در يك آلياژ ريختگي
 Al-Si- Mg

استاد راهنما:

جناب آقاي مهندس كريمي

 

مترجمان:

مجتبي طهماسبي رفيع

منوچهر رشيدي ده رشيدي

بهار 85

کار با فلز

 

کار با فلز
يکي از اکتشافات مهم بشر در طول تاريخ کشف فلز بوده است. اين کشف بر نحوه ي زندگي او تأثير زيادي گذاشته و باعث اکتشافات و اختراعات ديگري شده است. فلزات انواع مختلفي دارند و هر فلز داراي خواص و ويژگيهايي است.

  فلزات چگونه قابل استفاده مي شوند؟ فلزات عموماً به صورت سنگ معدن و در ترکيب با عناصر ديگري وجود دارند، لذا پس از استخراج از معدن بلافاصله قابل استفاده نيستند و بايد کارهاي مختلفي روي آنها صورت گيرد.
آهن: آهن به صورت سنگ معدن استخراج مي شود. سنگ آهن را همراه سنگ آهک و کُک داخل کوره ي بلند در کارخانه ي ذوب آهن مي ريزند. در اثر حرارت حاصل از سوخت کک، سنگ آهن ذوب شده و آهن خام به دست مي آيد.
مس: مس فلزي نرم است و در 1100 درجه سانتي گراد ذوب مي شود و حرارت و الکتريسته را بسيار خوب هدايت مي کند. برنج و برنز از آلياژهاي مس هستند.
آلومينيوم: آلومينيوم با رنگ سفيد مايل به خاکستري، سبک و بسيار نرم و در 660 درجه ي سانتي گراد ذوب مي شود. آلومينيوم به صورت آلياژ به کار برده مي شود. اين فلز را از نوعي خاک رس، به نام بوليست به دست مي آورند .
روي: روي فلزي است به رنگ خاکستري روشن که در مقابل تغييرات آب و هوا بسيار مقاوم است. اين ويژگي باعث شده است كه از روي، به عنوان پوشش ورقهاي آهني، لوله هاي آب و ... براي جلوگيري از زنگ زدگي استفاده شود.  

  ابزار شناسي

1 – سوهان: سوهان، ابزاري است که براي بُراده بَرداري و ساييدن فلز مورد استفاده قرار مي گيرد. بدنه ي سوهان از جنس فولاد است و بر روي آن دندانه هايي به نام آج ايجاد شده است.
2 – اره آهن بُر: از اره ي آهن بُر براي ايجاد شيار و قطعات و يا بريدن استفاده مي شود.
3 – خط کش فلزي: خط کش فلزي مدرج براي اندازه گيري و خط کشي فلزات به کار مي رود.
4 – سوزن خط کش: براي ترسيم خطوط روي قطعات فلزي از سوزن خط کش استفاده مي شود.
5 – سمبه نشان: وسيله اي است براي نشان دادن مرکزي که بايد سوراخ شود. براي هدايت نوک مته و يا ايجاد جا براي استقرار پايه ي پرگار نيز از سمبه نشان استفاده مي شود.
6 – قيچي ورق بُر دستي: وسیله ای که براي بريدن ورقهاي فلزي نازک با ضخامت کمتر از يک ميلي متر به کار مي رود.
7 – گونيا: براي کنترل عمودي بودن دو سطح و خط کشي روي سطوح استفاده مي شود.  

لحيم كاري

لحيم كاري سخت ‏‎(Brazing)‎‏ با پيشينه تاريخي بيش از پنج هزار سال يكي از پنج روش اتصال فلزات به يكديگر مي باشد كه داراي مزاياي فراوان نسبت به ديگر روشها مي باشد. دو مزيت عمده اين روش اتصال مواد غيرهمجنس به يكديگر و كم بودن دماي فرايند اتصال كه منجر به كاهش چشمگير تغييرات در خواص مكانيكي ومتالورژيكي مواد پايه مي گردد، مي باشد. برنج قرمز به فولاد كم كربن با روشهاي مختلفي از قبيل انواع جوشكاريها، پيوند نفوذي، اتصال به روش چسبندگي و روشهاي ديگر قابل اتصال مي باشد. در اين بين اتصال به روش لحيم كاري سخت به علت آساني، كم بودن دما، و اقتصادي بودن نسبي فرايند اتصال، روشي مناسب به نظر مي رسد.در اين پروژه سعي بر اين قرار گرفت كه لقي، دما و زمان بهينه در فرايند لحيم كاري سخت فولاد كم كربن ‏‎(1020)c22‎‏ به برنج قرمز ‏‎(90Cu-10Zn)‎‏ با استفاده از روش لحيم كاري كوره اي در اتمسفر اكسيد كننده (هواي معمولي) و لحيم نقره ‏‎BAgl-a‎‏ بدست آيد.طي مشاهدات ميكروسكوپي مشخص گرديد كه ساختار لحيم نقره متشكل از مخلوط يوتكتيك محلول ناهمگن فازهاي نقره، كادميوم و مس، روي با فازهاي اوليه شكل گرفته در درون آن مي باشد كه با افزايش دما و زمان لحيم كاري از ساختاري يكدست و يكنواخت به سمت ساختار غيريكنواخت و خشن تغيير شكل مي دهد. در فصل مشترك برنج با لحيم نقره آلياژ سازي مناسبي از فازهاي مس و روي ايجاد مي گردد كه اين فصل مشترك با افزايش دما و زمان لحيم كاري ضخيم تر مي گردد. در فصل مشترك فولاد با لحيم نقره آلياژ سازي بدان معنا كه در ناحيه مجاور آن (فصل مشترك برنج) روي مي دهد، اتفاق نمي افتد و يك فصل مشترك تيز با لحيم نقره پديد مي آورد. در اين پروژه علاوه بر بررسيهاي ريزساختاري با ميكروسكوپ نوري و الكتروني تغييرات استحكام كششي در اتصالات سر به سر و تغييرات استحكام برشي در اتصلات لب رو لب مورد اندازه گيري و بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در محدوده لقي بين 100 تا 200 ميكرون، دماي 735 درجه سانتيگراد و زمان نگهداري 10 دقيقه در لحيم كاري بيشترين استحكام كششي بدست مي آيد. با استفاده از بهينه سازي انجام شده، مشخص گرديد كه در استحكام برشي با لقي 110 ميكرون، دماي 735 درجه سانتيگراد و زمان نگهداري 10 دقيقه در ميزان لب رولب 5/15 ميليمتر استحكام فلز پايه (برنج) از لحيم نقره كمتر شده و شكست در برنج قرمز رخ مي دهد

 

لحیم

یکی از مهمترین مهارتهایی که شما برای ساختن روبات به آن احتیاج دارد لحیم کردن است.
لحیم کردن اتصال دو قطعه فلز به همدیگر از طریق ماده ای به نام قلع می باشد.زمانیکه شمابخواهید دو قطعه سیم مسی را بهم متصل کنید.آندو را به گونه ای روی همدیگر می گذارید.که بدنه لخت آن که روکش پلاستیکی ندارد روی هم قرار بگیرد.سپس نوک هویه را روی آن می گذاریم و قلع را نیز به این اتصال نزدیک می کنیم.زمانیکه قلع ذوب شود.و از حالت جامد خود خارج شود.سبب اتصال دو فلز به یکدیگر می شود.در این لحظه نوک هویه را از محل اتصال دور کنید.پس از مدت زمان کوتاهی قلع حالت روانی خودش را از دست میدهد.و کاملا سفت می شود.،و سبب اتصال دو سیم مسی به یکدیگر می شود.
هدف از لحیم کردن اتصال دو سیم مسی از طریق حرارت و قلع در کمترین زمان ممکن و پایدار ماندن این اتصال پس از لحیم کردن می باشد.قلعی که بر روی سیمها قرار می گیرد.مانع از فساد و زنگ خوردگی بدنه لخت سیمها می شود.لحیم کردن سیمهایی که دچار خوردگی و زنگ زدگي شده اند بسیار مشکل است.

در هنگام لحیم کردن به نکات زیر توجه کنید.
1-جا ییکه در آن لحیم می کنید.،تهویه خوبی داشته باشد.
2-در هنگام لحیم کردن در محیطی که دود سیگار موجود است قرار نگیرید.چرا که ترکیب دود سیگار
و گازی که در لحیم کردن متصاعد میشود.سبب تولید گاز خطرناکی به نام سیانیدمی شود.،که برای سلامت انسان مضر است.
3-پس از لحیم کردن دستهای خود را بشویید.
4-پس از هر بار لحیم کردن نوک هویه خود را با اسفنجی که بوسیله آب مرطوب شده است.،تمیز کنید.
هویه ها با اندازهای 30 وات یا بیشتر در بازار موجود هستند.
هویه های با وات بالاتر ممکن است در هنگام لحیم کردن به مدارات الکترونیک یا برد شما آسیب برساند.هویه های با وات پایین نیز ممکن است رضایت شما را در لحیم کردن تامیین نکند.
هویه های 30وات برای کار شما ایده آل هستند. زمانییکه هویه گرم شد در کار کردن با آن دقت داشته باشید.که به خودتان آسیب نزنید.،پس از هر با لحیم کردن آنرا در محفظه ای که پایه هویه نامیده می شود.قرار دهید.،اگر هویه را به صورت آزاد بدون پایه هویه روی میز کارتان قرار دهید.به میز کارتان آسیب می زند.هیچ وقت با انگشتانتان گرمی نوک هویه را تست نکنید.
هنگامییکه نوک هویه را به اسفنج مرطوب شده توسط آب می زنید.،صدای جلز ولزی را می شنوید.
مراقب باشید هیچگاه قدرت وپهلوانی خود را با نوک هویه تست نکنید.
هنگام لحیم کردن پف و دودی را مشاهده خواهید کرد.قبل از لحیم کردن کمی صبر کنید.تا هویه حسابی گرم شود.سپس به لحیم کردن بپردازید.

ترمو ديناميك

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} ترمو ديناميك مقدمه
ترموديناميك شاخه اي از علم است كه اصول انتقال انرژي را در سيستمهاي درشت بين مجسم ميكند بند هاي اصلي كه تجربه نشان داده است همة اين انتقالات را به كار مي گيرند  به عنوان قوانين ترموديناميك شناخته شده اند . اين قوانين اوليه و بنيادين هستند و نمي توان آنها را از چيز اصلي تر ديگري مشتق كرد . اولين قانون ترموديناميكمي گويد كه انرژي باقي مي ماند و با اينكه مي تواند به شكل ديگر تغيير كند و از مكاني به مكان ديگر تغيير يابد ، مقدار كلي آن ثابت مي ماند . بدين ترتيب اولين قانون ترموديناميك به مفهوم انرژي بستگي دارد ولي از طرف ديگر انرژي تابع اصلي ترموديناميك است چون بدين وسيله مي توان اولين قانون را به صورت فرمول بيان كرد . اين همبستگي مشخصة مفاهيم اوليه ترموديناميك است . واژه هاي سيستم و پيرامون به طور مشابه همبسته مي شوند . سيستم به شيء، هر كميت مانده هر بخش و غيره اي اطلاق مي شود كه براي مطالعه انتخاب شده است و ( به طور ذهني ) از هر چيز ديگر كه پيرامون ناميده مي شود جدا مي گردد . پوشش مجازي كه سيستم را احاطه مي كند و آن را از پيرامونش جدا مي سازد مرز سيستم ناميده مي شود .اين مرز تصور مي رود خواص ويژه اي داشته باشد كه يا ( 1 )سيستم را از پيرامونش جدا مي سازد ، يا ( 2 ) به روش هاي مخصوص فعل و انفعال بين سيستم وپيرامونش مبادله مي كند . اگر سيستم تفكيك نشده باشد ، تصور مي رود مرزهايش ماده يا انرژي يا هر دو را با پي رامنش مبادله ميكند . اگر ماده مبادله شود سيستم گفته مي شود باز است . اگر فقط انرژي نه ماده مبادله گردد سيستم بسته ( ولي تفكيك نشده) است و جرمش ثابت است . وقتي سيستم تفكيك شده است نمي تواند تحت تاثير پيرامونش قرار گيرد . با وجود اين ، ممكن است تغيرات درون سيستم روي دهد كه اين تغييرات با وسايل اندازه گيري مثل دماسنج ، فشار سنج ، و غيره قابل تشخيص هستند . با وجود اين ، چنين تغييراتي نمي توانند  بطور نامحدود ادامه يابند ، و بالاخره سيستم بايد به وضعيت ثابت نهائي تعدل دروني برسد . در مورد سيستم بسته كه با پيرامونش فعل و انفعالات مي كند ، وضعيت ثابت نهايي ، چون سيستم نه تنها از لحاظ دروني در تعادل است ممكن است بالاخره بدست آيد . مفهوم تعادل در ترموديناميك اصلي است چون با وضعيت تعادل سيستم كه مفهوم حالت است ارتباط دارد . سيستم حالت قابل تكرار و همانند دارد وقتي همة خواصش ثابت هستند . مفاهيم حالت و خصوصيت دوباره همبسته مي شوند . همچنين شخص مي‌تواند بگويد كه خواص سيستم به وسيلة حالتش ثابت هستند . خواص معيني با وسايل اندازه گيري مثل دماسنج و فشار سنج كشف مي شوند . وجود خواص ديگر مثل انرژي دروني بيشتر به طور غير مستقيم شناسايي مي شوند . تعداد خواصي كه بايد ارزشهاي دلخواه را به منظور ثابت كردن حالت سيستم تنظيم كنند به سيستم بستگي دارد و بايد از طريق آزمايش تعيين شوند . وقتي سيستم از حالت تعادل خارج مي شود و در معرض فرايندي قرار مي گيرد كه در طي آن خواص سيستم تغيير مي كند تا به حالت تعادل جديدي برسند . سيستم در طي چنين فرايندي ممكن است با پيرامونش فعل و انفعال كند تا اين كه انرژي رابه شكل گرما و كار مبادله كند و بدين ترتب در سيستم و پيرامونش تغييراتي بوجود آورد كه براي يك علت يا علت ديگر مطلوب هستند . فرايندي كه ادامه مي يابد بطوري كه سيستم هرگز به طور متمايز از حالت تعادل خارج نمي شود ، برگش پذي ناميده مي شود چون چنين فرايندي بدون اينكه نيازي به افزودن كار ايجاد شده به وسيله فرايند پيشين داشته باشد در آغاز بطور مشابه در جهت مخالف معكوس مي شود .         مبناي ترموديناميك بر تجربه و آزمايش استوار است . تعدادي از اصلهاي موضوع به ترتيب زير بيان شده است : اصل 1  شكلي از انرژي كه بعنوان انرژي دروني شناخته شده است وجود دارد كه براي سيستم هاي در حالت تعادل ، خاصيت ذاتي سيستم تست و از لحاظ كاربردي به مختصات قابل اندازه گيري مربوط مي شود كه سيستم را متمايز مي كنند . اصل 2   انرژي كلي هر سيستم و پيرامنش باقي مي ماند . ( اولين قانون ترموديناميك ) انرژي دروني كاملآ از انرژي پتانسيل و جنبشي كه اشكال خارجي انرژي هستند جدا ست . دركاربرد اولين قانون ترموديناميك همة اشكال انرژي از جمله انرژي دروني بايد در نظر گرفته شوند . بنابراين واضح است كه اصل 2 به اصل 1 وابسطه است . قانون اول براي سيستم تفكيك شده مستلزم اين است كه انرژي اش ثابت باشد . قانون اول براي سيستم بسته ( كه تفكيك نشده است  ) مستلزم اين است كه تغييرات انرژي سيستم دقيقآ با تغييرات انرژي پيرامون جبران گردد . براي چنين سيستم هايي ، انرژي به دو شكل گرما و كار بين سيستم و پيرامونش مبادله مي شود . گرما انرژي است كه تحت تاثير تفاوت دما يا گراديان از مرز سيستم مي گذرد . كميت گرما Qمقدار انرژي منتقل شده بين سيستم و پيرامونش را نشان مي دهد و خصوصيت سيستم نيست . رسم معمول با توجه به علائم مستلزم اينست كه ارزشهاي عددي Qوقتي گرما به سيستم افزوده مي شود مثبت و وقتي گرما از سيستم خارج مي شود منفي گرفته شوند . كار نيز انرژي منتقل شده بين سيستم و پيرامونش است ولي از جابجايي نيروي بيروني كه بر سيستم عمل مي كند منتج مي شود . كار هم مثل گرما خصوصيت سيستم نيست . رسم علائم انتخاب شده دراينجا مستلزم اين است كه ارزشهاي عددي كار Wوقتي كار توسط سيستم انجام مي شود مثبت و وقتي كار برروي انجام مي شود منفي گرفته  شوند . بنابر اين W   بعد مخالف Q است . در مورد سيستم هاي بسته ( داراي جرم ثابت ) كه براي آنها تنها شكل انرژي كه تغيير مي كند انرژي دروني است ، اولين قانون ترموديناميك از لحاظ رياضي به طور زير بيان مي شود : بخاطر داشته باشيد كه dQ وdw   ديفرانسيلهاي دقيقي ني ستند و ديگر اينكه Q  و W   خواص سيستم يا توابع مختصات ترموديناميك كه سيستم را متمتيز مي سازند نيستند . به عبارت ديگر dv و تغيير ديفرانسيل در  v ، خصوصيت سيستم را نشان مي دهد . كميتهاي ديفرانسيل Dq و dw مبادلات انرژي بين سيستم و پيرامونش را نشان مي دهد و در معادله براي محاسبةمبادلة انرژي پيرامون بكار مي رود . اصل 3  خصوصيتي به نام آنتروپي s   وجود دارد كه براي سيستمهاي در حالت تعادل ، خصوصيت ذاتي سيستم است و از لحاظ كاربردي به مختصات قابل اندازه گيري كه سيستم را متمايز مي كند ارتباط دارد . اصل 4 تغيير آنتروپي هر سيستم و پيرامونش با يكديگر در نظر گرفته مي شود و از هر فرايندي كه منتج شده باشد مثبت است و براي هر فرايندي كه به برگشت پذيري نزديك است به ارزش محدود صفر نزديك مي گردد . ( قانون دوم ترموديناميك ) همانطور كه قانون اول ترموديناميك را نميتوان بدون پيش شناخت انرژي دروني بعنوان يك خصوصيت فرمول نويسي كرد ، قانون دوم را بدون اعلا م قبلي وجود آنتروپي بعنوان يك خصوصيت نمي توان بطوركامل و كمي بيان كرد . قانون دوم مستلزم اين است كه آنتروپي سيستم تفكيك شده يا درحال افزايش يا كاهش ثابت باقي بماند در حالتي كه سيستم به حالت تعادلي رسيده است . قانون دوم براي سيستم بسته ( ولي تفكيك نشده ) مستلزم اين است كه هر آنتروپي در سيستم يا در پيرامونش طوري كاهش يابد كه توسط آنتروپي افزوده در قسمت ديگر يا در حد جبران نگردد و در حاليكه اين فرايند برگشت پذير است آنتروپي كلي سيستم به علاوه پيرامونش ثابت باقي مي ماند . خصوصيات بنيادين ترموديناميك كه در ارتباط با اولين و دومين قانون ترموديناميك مطرح مي شوند آنتروپي و انرژي دروني هستند . به كارگيري اين اين خصوصيات به همراه اين دو قانون براي همة انواع سيستمها ضروري است . با وجود اين ، انواع مختلف سيستمها به وسيله مجموعة متفاوت متغير ها يا مختصات اندازه گيري مشخصه بندي مي شوند . نوع سيستمي كه معمولآ در كابردهاي مهندسي شيمي با آن روبرو مي شوند سيستمي است متغييرهاي اندازه گيري مشخصه اوليه براي آن ، فشار ،حجم ، دما و تركيب هستند كه ضرورتآ همة آنها مستقل نيستند . چنين سيستم ها يي از سيالات ،مايع يا گاز ساخته شده اند و سيستمهاي pvt  ناميده مي شوند . اصل 5 خصوصيات درشت بين سيستمهاي pvt  همگن در حالت هاي تعادل را مي توان بعنوان توابع فشا ، دما و تركيب به تنهايي بيان كرد . اين اصل ايده آل بودن را تحميل مي كند و مبناي همة معادلات بعدي در رابطه با خصوصيات سيستمهاي pvt  است كه اين اصل براي آنها صادق است . سيستم pvt  در تعداد زيادي از كاربردهاي عملي ، بعنوان مدل كافي عمل مي كند . درقبول اين مدل فرض مي شود كه اثرات زمينه ( مثلآ الكترسيته ، مغناطيس يا گرانش ) جزئي هستند و ديگر اينكه اثرات ويسكوز و سطح نا چيز است . دما ، فشار و تركيب در اينجا بعنوان وضعيت هاي تحميل شده بر پا نشان داده شده بوسيله سيستم در نظر گرفته مي شوند و ارتباط كاربردي خصوصيات كاربردي ترموديناميك با اين وضعيتها بئسيله آزمايش تعيين مي شود . اين ارتباط براي حجم كاملآ مستقيم است كه مي توان آن را اندازه گيري كرد و بلا فاصله به اين نتيجه منجر مي شود كه معادله حالت براي هر سيستم pvt  همگن مخصوص وجود دارد كه حجم را به فشار ، دما و تركيب ربط مي دهد . چنين معادلات حالت كاربرد گسترده اي در كاربردهاي ترموديناميك دارند . تعيين ارتباط كاربردي انرژي دروني و آنتروپي بر فشار ، دما و تركيب كانلآ غير مستقيم است و از طريق شبكه معادلاتي كه اخيرآ گسترش يافته اند بدست مي آيد. اكنون مبناي اين گسترش وضع شده است . همة موارد ديگر از تعريف و تفريق بدست مي آيند . ترموديناميك مسائل را بر حسب كميتهاي مطلق مثل انرژي دروني و آنتروپي حل مي كند. زماني كه مسا له تعريف شده است قدم اول درحل مساله در ترموديناميك كاربردي ، برگردان آن به اصطلاحات متغييرهاي ترموذيناميك است بطوريكه قوانين ترموديناميك را بتوان بكار گرفت . فرايند معكوس گام آخر را تشكيل مي دهدچون نتايج نهايي بايد با كميتهاي كه واقعيت فيزيكي دارند بيان شوند . متغيرهاي ترموديناميك  تعاريف و روابط سيستم بسته تك فازي را در نظر بگيريد كه در آن هيچ گونه فعل و انفعالات شيميايي وجود ندارد تحت چنين شرايطي اين تركيب ثابت است . كميتهاي v  ، sوV  خواص مقداري هستند و به اندازه سيستم بستگي دارند . از طرف ديگر t و p خواص شدتي هستند و به اندازه سيستم بستكي ندارند.چون پردازش حاضر در اصل با سيستمهاي باز عمل ميكند . ما نامگذاري را بكار ميگيريم كه فقط خواص شدتي را دوباره سازماندهي مي كند و ديگر اينكه به شموليت روشن جرم سيستم در همه معادلات نياز دارد .از اين پس اگر v  ، sوVرا بعنوان انرژي دروني مولي آتروپي و حجم تعريف كنيم بدين ترتيب معادله اول بصورت زير نوشته مي شود  : D (nV) = Td ( ns) – pd (nv)       (4-117) در حاليكه n تعداد مول هاي سيال موجود در سيستم است و در مورد مسئله مخصوص سيستم بسته ثابت است . بخاطر داشته باشيد كه  N= n1+n2+n3+…..=     n1.    در حاليكه I  انديس تعيين كنندة اجزاي شيمي موجود است . بطور متناوب مي توان v، sو V را بعنوان خواص ويژه (واحد جرم ) گرفت كه در اين مورد m جايگزين n ميگردد . معادله (117-4 ) نشان مي‌دهد كه براي سيستم بسته بدون واكنش تك فاز مي توان مشخص كرد : Nv= u(nsوnv) بدين ترتيب در حاليكه زيروند  نشان ميدهد كه همة تعداد هاي مول ni ( و بنابراينn   )ثابت هستند . مقايسه با معدله (117-4 ) نشان مي دهد كه حالا سيستم بازي تك فازي را در نظر بگيريد . فرض مي شود كه Nv= u(nsو  nv  و n1,n2, n3, …..) بدين ترتيب در حاليكه اين حاصلجمع دربارة همةاجزاء موجود در سيستم است و زيروند ni  نشان مي دهد كه همة تعداد مول ها بجز تعداد مول هاي I ثابت گرفته شده است . با اين تعريف داريم به كمك هر دو معادلة (118-4)و (119-4) مي توانيم همهضريبهاي ديفرانسيل جزئي را از معادله اوليه حذف كنيم : D(nv)=Td(ns)-pd(nv)+ معادله (120-4 )معادله اصلي است كه متغييرهاي ترموديناميك اوليه براي سيستمهاي pvt تك فاز را به هم وابسطه مي كند و همة معادلات ديگر مربوط به خواص اين سيستمها از آن مشتق مي شوند . كميت پتانسيل شيميايي مولفة I   ناميده مي شود و نقش مهمي در تعادل شيميايي و حالت ترموديناميك بازي ميكند . مستقيم ترين روش براي مشتق كردن روابط خاصيت اضافي به ترتيب زيراست . چون n1=xinدر حاليكه xiبرخه مولي مؤلفة I است ، معادله (120-4) را ميتوان دوباره چنين نوشت                                                                                  D(nv)-Td(ns)+pd(nV)- بسط ديفرانسيلها و جمع ترم هاي مشابه مي دهد چون n و dn  مستقل و دخواه هستند ، ترم هاي داخل پرانتزها بايد بطور جداگانه صفر شوند . پس معادلات (120-4)و (121-4) مشابه هستند ولي تفاوت مهمي بين آنها وجود دارد . معادله  براي سيستم n  مولي به كار مي رود در حاليكه n  ممكن است فرق كند : در حاليكه معادله (121-4) براي سيستمي بكار مي رود كه در آن n واحد و ثابت است . بدين ترتيب معادله (121-4) در معرض مقاومتي است كه يا است . در اين معادله x2  ها را نمي توان در نظر گرفت هر چند همة آنها متغييرهاي مستقلي هستند . ni ها در معادله (120-4) در معرض چنين مقاومتي قرار ندارند . معادله (120-4) به تركيبات احتمالي ترم ها اشاره مي كند كه ممكن است بعنوان توابع اوليه الحاقي تعريف شوند . با در نظر گرفتن حاصل جمع بعنوان ترم مجزا ، هشت تركيب جداي احتمالي وجود دارد و اين تركيبات در جدول 22-4 نشان داده شده اند . ديگر خصوصيات ترموديناميك با اين تركيبات ارتباط دارند و با تعريف دلخواه مطرح مي‌شوند . با توجه به جدول 22-4 مي توان صورتهاي كلي را براي H  و A  و غيره بر طبق تعاريفشان نوشت . مثلآ                H=U+PV       يا                               Nh=nu+ p (nV)                       بدين ترتيب                                            D(nH)=d(nv) + pd(nV)+(nV) dp                                   جايگزين كردن d(nv)  با معادله (120-4) صورت اصلي براي ديفرانسيل كلي d(nH)  را مي دهد . ديفرانسيل هاي كلي ديگر خصوصيات به طور مشابه بدست مي آيند در جدول 22-4 نشان داده شده اند . هرمعادله خصوصيت(nH) , (nv)   و غيره ، تابع دسته مخصوصي از متغيير هاي مستقل را بيان مي كند . اينها متغيرهاي بندادي خصوصيت هستند . دستة مشابه معادلات را مي توان از معادله (121-4 ) توسعه داد . اين دسته با تحميل متفاوتهاي ni=xi , n=1    از مجموع معادلات جدول 23-4  حاصل مي شوند . اين دو دسته دقيقآ به يكديگر وابسته هستند همانطور كه معادله (120-4) به معادله (121-4) ارتباط دارد . البته معادلات نوشته شده براي n=1   كمتر از معادلات جدول 23-4 اصلي هستند . بنابراين درون وابستگي xi   از معادلات رياضي كه به متغييرهاي مستقل بستگي دارد جلوگيري ميكند . سيستم هاي تركيب – ثابت براي 1 مول تركيب ثابت سيال همگن ؤ معادلات (120-4) و (123-4) به (125-4) بصورت زير ساده مي شوند Dv=Tds-pdV        (4-130 ) DH=Tds+Vdp      (4-131)  DA=-PDV-sdT    (4-132) DG=Vdp-SdT       (4-133) از اين معادلات ديده مي شود كه بعلاوه ، معادلات مشهور مكس ول از كاربرد روابط متقابل براي ديفرانسيلهاي دقيق حاصل مي شوند : در همه اين معادلات فهميده مي شود كه مشتقات جزئي تركيب ثابت گرفته شده اند . آنتلپي و آنتروپي بعنوان توابع T  و P    در تركيب ثابت خواص مولي ترموديناميك توابه دما و فشار هستند (اصل 5 ) . بتابراين ، قدم مشخص بعدي حذف ضرايب ديفرانسيل جزئي بر حسب كميتهاي اندازه گيري است . به اين منظور ظرفيت گرما در فشار ثابت بصورت زير تعريف مي شود : اين خاصيت ماده و تابع دما ، فشار و تركيب است . ممكن است معادله 131-4 اول بوسيله DT  تقسم شوند و براي فشار ثابت محدود گردد و به همين صورت بوسيله dp  تقسيم شوند و براي دماي ثابت محدود شود و در معادله زير را بوجود بياورد : با توجه به معدله (144-4) ، اولين معادله مي شود و با توجه به معادله (141-4) معادله دوم مي شود تركيب معادلات (142-4) ، (144-4)، (146-4) مي دهد و تركيب معادلات (143-4) ، (145-4) ، (141-4) مي دهد معادلات (147-4)،(145-4)معادلت اصلي بيان شده براي آنتالپي و آنتروپي سيالت همگن در تركيب ثابت بعنوان توابع T  و  P  هستند . ضرايب DT  و DP  بر حسب كميتهاي اندازه گيري بيان شده اند . انرژي دروني و آنتروپي به عنوان توابع T  و  V در نظر گرفتن T  و  V بعنوان متغير هاي مستقل بسيار راحتر از T  و P   است . چون V از طريق معادله حالت با T و P   رابطه دارد ، اين امر كاملآ قابل قبول است . در اين مورد بهتر است با انرژي دروني و آنتروپي كار شود ، براي اينكه حالا روش كار متشابه روش كار در بخش اول است . ظرفيت گرما را در جمله بوسيلة معادله زير تعيين كنيد اين خاصيت ماده و تابع دما ، فشار و تركيب است دو رابطه بلافاصله از معادله (130-4) بدست مي آيند در نتيجة معادلة 151-4 معادله اول مي شود و در نتيجة معادلة 140-4 معادله دوم مي شود تريب معادلات(146-4) و (151-4)×و (153-4) مي دهد و تركيب معادلات (149-4) و (151-4) و (153-4) مي دهد و تركيب معادلات (150-4) و (140-4) و 152-4) مي دهد معادلات (154-4) و (155-4) معدلات اصلي بيان كننده انرژي دروني و آنتروپي سيالات همگن در تركيب ثابت بعنوان توابع دما و حجم مولي هستند . ضرايب DT   و DV    برحسب كميتهاي قابل اندازه گيري بيان مي شوند . روابط ظرفيت -گرما در معادلات 0147-4) و ( 154-4) هم dH و هم dv ديفرانسيل‌هاي دقيقي هستند و كاربرد رابطة تقابل منجر به معادلات زير مي شود بنابراين فشار يا حجم وابسته به ظرفيتهاي گرما را مي توان از داده هاي pvt تعيين كرد . با وجود اين ،دماي وابسته به ظرفيت هاي گرما از راه تجربه تعيين مي شود و اغلب بوسيلة معادلاتي نظير بيان مي گردد . معادلات (148-4) و (155-4) هر دو صورتهايي براي ds فراهم ميكنند كه بايد براي تغيير مشابه خالت يكسان باشد . معدله نويسي و حل آنها براي dT  مي دهد با وجود اين در تركيب ثابت T=T(p,v)  . بنابراين معادله نويسي ضرايب dp  يا dv   در اين دو صورت براي dT   مي دهد س بنابراين ، بين دو ظرفيت گرمايي ممكن است از داده هاي pvT   تعيين گردد . نسبت اين دو ظرفيت گرمايي از تقسيم معادلة (145-4)بر معادلة (152-4) بدست مي آيد: بالاخره جايگزيني هر يك از چهار مشتق جزيي از طريق رابط مكس ول مي دهد در حاليكه r   معمولآ سمبل s  كار رفته براي نشان دادن نسبت ظرفيت – گرماست . گاز ايده آل :  ساده ترين معادله حالت براي گاز ايده آل اينست :                                Pv= RT                       در حالي كه R  ثابت جهاني است و ارزشهاي آن در جدول 9-1 ارائه شده است . مشتقات جزئي بعدي از معادلة گاز ايده آل بدست مي آيند . معادلات اصلي سيالات تركيب ثابت مشتق شده در زير بخشهاي اوليه به اشكال بسيار سادهاي كاهش يافته اند وقتي روابط براي گاز ايده آل به داخل آنها جايگزين شد .  (147-4 ايده آل )                                                          dH= GpdT            (147-4 ايده آل )                                         ds=(Gp/T)dT-R/pdp                   (154-4 ايده آل )                                                          dv = s  Dt (155-4 ايده آل )                              ds = (cp/T) dT- (R/P)DP                     از اين معادلات مشخص مي شود كه براي گاز ايده ال CP,VH  و CV   فقط توابع دما هستند و مستقل از P  و V  هستند . با وجود اين ، آنتروپي گاز ايده آل تابع هر دو P  و T    يا هر دو T و v  است . سيستمهاي تركيب متغيير ، تركيب سيستم ممكن است تغيير كند چون سيستم باز است يا بخاطر فعل و انفعالات شيميايي حتي در سيستم بسته . معادلات در اينجا بدون توجه به علت تغييرات بسط يافته اند . خواص مولي جزئي    سيستم همگن كلي pvT در بردارنده تعدادي اجزاي شيميايي است . نشانه M خصوصيت مولي ترموديناميك را بطور كل نشان مي دهد در حاليكه M ممكن است بجاي V,H,S و غيره قرار گيرد . بدين ترتيب خصوصيت كل سيستم NM است در حاليكه تعداد كل مولهاي مخلوط در سيستم است . ممكن است كه فرض شود خصوصيت M مخلوط به خصوصيات mi اجزاي شيميايي خالص بستگي دارد اجزائي كه مخلوط را بوجود مي آوردند با وجود اين هنوز رابطه كلي با ارزش شناخته شده نيست و اين ارتباط را بايد از طريق آزمايش براي هر سيستم مخصوص تثبيت كرد . اجزاي تشكيل دهندة مخلوط يا محلول خطرص ترموديناميك جداگانه معيني ندارند . با وجود اين شايسته است كه خصوصيت مخلوط را طوري در نظر گرفت كه در بين اجزاي مخلوط به روشي مناسب تقسيم شده است . وقتي كه روش تقسيم كردن اتخاذ شود ، ارزش خصوصيت منتج را مي توان اينطور در نظر گرفت كه آنها خصوصيات اجزاي منفرد موجود در محلول هستند . اصل 5    براي سيستم pvt هگن در فشار و دماي ثابت مستلزم اينست كه                               Nm= f(n1,n2,n3……….)              علاوه بر اين از طريق ازمايش مشخص شده است كه nm خصوصيت كل مخلوط زياد است و در واقع تابع همگن اولين درجه تعداد مول هاي اجزاي تشكيل دهنده است . ( يعني دو برابر، سه برابر ، غيره ، از همةni هايي كه دو بربر ،سه برابر ، غيره ،nm مي شوند .) به دنبال قضيه لويلر در مورد توابع همگن كه براي سهولت تعريف مي شود در حاليكه mi خصوصيت مولي جزئي I در محلول ناميده مي شود . جايگزين كردن معادله (160-4) در معادله اوليه ميدهد Mi توابع همگن درجة صفر در تعداد مولها هستند و بنابر اين خصو صيات ترموديناميك شدتي هستند . معادله (160-4)× فرمئلي است كه تعيين مي كند چطور خصوصيت مخلوط بين اجزاي تشكيل دهنده مخلوط تقسم مي شود .  اگر miخواص مولي حاصل ، عنوان خواص اجزاي تشكيل دهنده محلول در نظر گرفته شود سپس معادلة (161-4) نشان مي دهد كه اين روش تقسيم منجر به اين نتيجة ساده مي شود  كه خصوصيت كل مخلوط حاصل جمع خواص نسبت داده شده به اجزاي تشكيل دهنده است . تقسيم معادله (161-4) بر n برمبناي مولي مي دهد : معدلات گسترش يافته براي خواص جزئي به همان اندازه بر مبناي واحد جرم هم به كار گرفته مي شوند . در اين موردmجايگزين nميگردد و xiها برخه هاي جرم مي شوند . در نتيجة معادلة (160-4) و تعيين معادلاتي براي H,Aو G نشان مي دهند كه معادلة گيبس – دو هم . معادله (161-4) براي هر سيستم pvt همگن در حالت تعادل كاملآ كلي است . تغيير p,tيا niبه وسيله ديفرانسيل كلي nm دلخواه است چون رابطة تابع كلي براي nm به صورت زير است                                   Nm= f(t,p,n1,n2,n3,…..) همچنين به طور كلي صحيح است كه در حاليكه زير وند x نشان مي دهد كه همة برخه هاي مولي ثابت گرفته شده اند مقايسه معادلات (163-4) (164-4) نشان مي دهد كه بطور كلي هر دوي آنها متوان صحيح باشند اگر معادله (165-4) شكل كلي معدله گيبس – دو هم مي باشد و براي هر خصوصيت ترموديناميك mدر حالت همگن با ارزش است . مثلآ اگر m آنتالپي Hمحسوب شود بدين ترتيب تركيب معادلات (144-4) (145-4) با معادلات ( 164-4)  ( 165-4) معادلات كلي زير را بوجود مي آورد معادلات مشابهي مشتق مي شوند و M روي يكساني هاي ديگر گرفته مي شود . در Tو p ثابت معادلة (165-4) مي شود تابع مولي جزئي گيبس- از معادلات (120-4) ( 123-4) تا معادله (125-4) جدول 23-4 ديده مي شود كه پتانسيل شيميايي به هر يك از خصوصيات V,H,A,G مربوط است : با مراجعه به معادله (160-4) مشخص مي شود كه آخرين جزء اين ترتيب Giاست بنابر اين پتانسيل شيميايي با تابع مولي جزئي گيبس مشابه است . بديهي است كه اينها موارد ويژة معادلا (162-4) ( 161-4) هستند . اين معادلة (171-4) شكل مقابل معادله گيبس- دو هم است . رابطة متقابل ممكن است براي ديفرانسيل دقيق به طور سيستمي براي معدلات جدول (23-4) ( ولي نه براي معدلات محدود شده به n=1 ) بكار گرفته شود . تعدادي از معدلات بدست مي آيند كه در بين آنها معادلات مكس ول وجود دارند كه مشتق شده اند و دو رابطه سود مند و بعدي كه از معادلة (125-4) بدست مي آيد به تذتيب زير مي باشند . در محلول تركيب – ثابتni=n(t,p) .بنابراين مقايسه با اين معادله براي 1مول از محلول تركيب ثابت آنطور كه از معادلة (125-4)بدست آمده ،                                         DG=-sdt+vdp نمونهاي از توازن را برقرار مي كند كه بين معادلات محلولهاي تركيب ثابت و اجزاي محلول تركيب ثابت وجود دارد . اين توازن هر م وقع كه خواص محلول در معادلة اصلي بطور خطي ( در بعد جبري ) وابسطه هستند وجود دارد . بنابراين با در نظر گرفتن معادلات (120-4)(123-4)(124-4) مي توانيم بنويسيم به خاطر داشته باشيد كه اين رابطه كه اين روابط فقط براي اجزاي محلول تركيب ثابت در نظر گرفته مي شوند . تابع گيبس را مي توان بوسيلة تقسيم آن بر RT بدون بعد ( يا ديمانسيون ) ساخت . نه تنها G/RT بدون ديمانسيون است بلكه همچنين خصوصيت ترموديناميك مفيد است و تابع دما ، فشار و تركيب است . ايت تابع به عنوان خصوصيت مولي جزئي قرار گرفته است و Gi/RT يا است . بنابراين معادلة (162-4) كه براي اين تابه بكار مي رود مي شود علاوه بر اين ، معادلات (154-4)(165-4) را مي توان براي اين توابع نوشت وقتي كه ضرايب ديفرانسيل جزئي بر حسب كميتهاي قابل اندازه گيري بيان شوند . با تعريف G=H-TS بنابر اين                                       G/RT=H/RT-S-R مشتق گيري مي دهد جايگزين كردن با معادله (144-4) و        با معادله (145-4)اين معادله را بصورت زير كاهش مي دهد همينطور جاگيزين كردن دو مشتق جزئي طرف راست  با معادلات (146-4) و (141-4) اين معدله را به صورت زير كاهش مي دهد . حالا معادلات (164-4) بسته و (165-4) به اشكال ويژه اي گرفته مي شود . معادلات (178-4) و (179-4) تناوب هاي معادلات (125-4)و(129-4 ) هستند فايده چنين معادلات كلي اين است كه آنها به صورت فشرده مقدار قابل                ملا حظه اي  از اطلاعات را ارائه مي دهند . آنجا به آساني براي مختصص كردن موارد و فراهم كردن مشخصات جزئي مورد نياز و روابط متقابل با بررسي ديداري كاهش مي يابد مثلاً معادله( 178-4 )در بكارگيري براي محلول ثابت يا ماده خالص (بر مبناي مولي )مي شود. معادلات (180-4)و(181-4) معادلات گيبس يا هلمهوس لتس ناميده مي شود . جدول( 24-4)  تعدادي از معادلات كلي انجام شده با تابع گيبس و توابع معين مربوطه را نشان مي دهد. اين دو رديف جدول قبلاً بسط داده شده اند .هدف حاضر باقي مانده اين عمل تئوري براي بسط دادن بقيه معادلات است . دليل تكيه بر معادلات مربوط بهتابع گيبس اين است كه متغيرهاي عادي براي اين تابع دماو فشار و تعدادهاي مولي همه كميت هاي قابل اندازه گيري مربوط به سيستم هاي واقعي هستند . توابع ثانوي ترمو ديناميك :  توابع ثانوي در استفاده ي معمول با تعريف مطرح مي شوند و استفاده آنها به آساني موضوع ساده اي است . تراكم پذيري عامل z    اين كميت با معادله ي زير تعريف مي شود .                                                 PV=ZRT                                                      در حاليكه V جمله مولي داده شده بوسيله قانون گاز ايده آل RTوPV                 مي باشد. اين ساده ترين معادله حالت براي سيستم PVT است و كاربرد آن ارزشهاي مبناي آساني مثل v براي خواص متعدد ترمو ديناميك است . همينطور H,S,G آنتالپي مول أ آنتروپي وتابع گيبس هستند كه سيستم PVT دارد .اگر قانون گاز ايده آل معادله صحيح حالت باشد . ارتباطات تعميم داده شده ي عامل تراكم پذيري أ بعنوان تابع دما وفشار كاهش يافته در بخش 3 مورد بحث و بررسي قرار گرفته اند. توابع با قيمانده چندين نوع كميت را مي توان تعريف كرد كه تفاوت بين خصوصيت را نشان مي دهد تفاوتي كه اگر معادله گاز ايده آل  ارزشمند باشد بدست مي آيد و بدين ترتيب أ خصوصيت واقعي توسط خصوصيت مولي Mاز سيال همگن معرفي مي شود .در اينجا V,P,T به مادهاي واقعي اشاره دارند و P مرجع فشار ثابت است ( مثل 1bar يا 1atm) هرچند سه كميت              يكديگر مربوط هستند بطور كلي ارزشهاي عددي متفاوتي دارند چون مبناي مقايسات فرق مي كند . ما در اينجا خودمان را به كميتهاي داتا m تعيين شده با معادله (184-4) محدود كردهايم و مي توانيم آنها را توابع باقي مانده بناميم توابع باقي مانده و همچنين كميتهاي داتاm ,دلتاm به تقابلهاي بين مولكولها بستگي دارند و به مشخصهاي مولكولهاي منفرد ارتباطي ندارند از آنجائيكه مدل گاز ايده ال عدم وجود فعل و انفعالات مولكولي را استنباط مي كند . مشتقات تصوري به وسيله ي توابع باقي مانده اندازه گيري مي شوند نمونه هاي توابع باقي مانده بصورت زير مي باشد : ناپايداري ناپايداري در رابطة مستقيم يا تابع گيبس تعريف مي شود . دو تعريف اساسي جداگانه وجود دارند . f ناپايداري براي مخلوط تركيب ثابت طوري تعيين مي شود  كه از معادلات زير پيروي مي كنند  (187-4) DG = RT dlnf   ( xgt ثابت   ) معدلات مربوطه كه ناپايداري f را براي اجزاي iمحلول تعيين ميكنند و موارد زير هستند :   معادلات (187-4) و (188-4) همچنين براي اجزاي خالص I ، مورد خاص مخلوط تركيب ثابت به كار مي روند . اين معادلات براي اين مورد معملا زيروند iزميمه شده به G,f نوشته مي شوند . انتگرال گيري معادله اي (189-4) در T ثابت ، تغييرات تركيب و فشار را ممكن مي سازد و در اثر محض تغيير متغيير را فراهم مي كند : مي توان نشان داد داد كه وقتي قانون گاز ايده آل در معادله اي مناسب حالت است ، ناپايداري ها با فشارها برابر مي شوند : F=p فشار مخلوط مي شود F=p فشار بر ناخالص مي شود F=xip   ،   فشار جزئي نادر در مخلوط گاز از برخي مولي xi  درنا مي شود  ناپايداري             جزء محلول با توجه به f خصوصيت مولي جزئي نيست . با وجود اين رابة بين fi و f وجود دارد كه به صورت زير نشان داده مي شود . با معادله اي (187-4) براي مخلوط  Dg=rt   dlnf    انتگرال گيري در تركيب و T   ثابت از P  به P   مي دهد G-G = RTlnf- RTlnf اگر p   بدين بترتيب با معادله اي (188-4) f=p و G-G = RTlnf- rthnp براي n مول NG=RnTinf-nRTinp مشتق گيري اين معادله كلي با توجه به ni,p,t در ni ثابت مي دهد معادلة (189-4) مؤلفة I  در محلول مي دهد DGi= Rtdinfi مشتق گيري در تركيب و T ثابت از P نيست از Pنسبت به P مي دهد Gi-Gi=Rtlnfi-Rtlnfi اگر               پس يا معدلهاي (190-4) fi=xip . بنابراين (192-4) مقايسه معادلات (191-4) و (192-4) نشان مي دهد كه چون اين دقيقآ معادله اي است كه خصوصيت مولي جزئي را همان طور كه از معادله اي (160-4) ديده شده تعيين مي كند  بديهي است كهln(filxi) به عنوان خصوصيت مولي جزئي به lnf بستگي دارد . حالا معادله اي (162-4) رابطة زير را فراهم مي كند Lnf خاصيت ترموديناميكي است كه ممكن است جايگزين m در معادلات  (164-4) و (165-4) گردد و m فراهم شده ln(fi/xi)  در نظر گرفته مي شود . فقط تعيين ضرايب ديفرانسيل جزئي در معادلات (164-4) و (165-4) باقي مي ماند . معادله (187-7) براي تغيير فرضي از حالت گاز ايده آل به حالت واقعي در x,p,t ثابت مشتق گيري مي شود : G-G=RTlnf-RTlnf=RTlnf-RTlnp  بنابراين Lnp=G/RT-G/RT+lnp مشتق گيري با توجه به T در pو x  ثابت مي دهد با معادله اي ( 180-4) ، معادلة گيبس – هلمهولتس ،  اين معادله مي شود با معادله اي (187-4) و با معادلة (125-4) كه به Tو Xثابت محدود مي شوند و براي 1 مول نوشته مي شوند داريم (Xو T ثابت ) Dg=RTdlnf=Vdp بنابراين معادلات (164-4) و(165-4) حالا از طريق استفاده از معادلات (195-4) و (196-4) مختص مي شوند و مي دهند و چون معا دلة(198-4) را همچنين مي توان بصورت زير نوشت اين معادلات كلي در جدول (24-4) آورده شده اند . نا پايداري مؤلفه محلول fiبه xi  برخه مولي اش بستگي دارد fi=fi  وقتي xi=1 و فرضآ fi=0  وقتي xi=0  .  ساده ترين رابطه ممكن از fi  نسبت به xi در p,t ثابت بين اين محدوده ها تناسب مستقيم زير است Fi=xifi اين قانون لوويس رندل  ناميده مي شود و براي محلولهاي ايده آل معيني كه بعدآ توضيح داده مي شوند با ارزش است . به طور كلي ، مشتقات اين قانون بررسي مي شود . رسم نمونةfiبر خلاف xi براي سيستم دو گانه در pو t ثابت در نمودار(20-4) نشان داده شده است .  وقتي مؤلفه اي ، در وقت بالا موجود است ، خط مماس كشيده شده به انتهاي منحني در xi=p منحني را نسبت به تقريب خوب براي فاصلة معين نشان مي دهد . بنابراين ، معادلة fi= k1x1 بايد با ارزش باشد چون x1=0 اين قانون هنري در كلي ترين شكلش مي باشد و k1 ثابت قانون هنري  براي مؤلفة 1 است . نمودار 20-4 روابط تركيب ناپايدار براي مخلوط دو گانه  كه ناپايداري هاي حالت استاندارد را بر مبناي قانون هنري و لوويس رندل نشان مي دهد . ص60-4 چون ln(fi/xi)  با توجه به lnf خصوصيت مولي جزئي است ، معادلة گيبس دو هم (198-4 ) در t,p   ثابت براي اين خصوصيت در محلول دو تايي مي شود . xdln(f./x1+x2dln (f2/x2)=0 در حاليكه قانون هنري براي مؤلفة 1 ، dln(f1/x1) = lnk1=0 و f1/xi=k1 در نظر گرفته مي شود بنابراين dln (f2/x2)=0  يا ln (f2/x2) =k وقتي F1=F2,X2=1     بنابراين   F2= X2F2,K=lnf2     است كه قانون لوويس وندل براي مؤلفه 2 مي باشد . همينطور وقتي F2=K2X2     بدين ترتيب F1=X1F1     . به اين دليل است كه منحني در نمودار 20-4 مماس بر خط راست در x1=1    كشيده شده است . ضرايب ناپايدار معمولاً راحت تر است كه نسبت ناپايداري و فشار را به جاي خود ناپايداري بكار گرفت و اين نسبت ضريب ناپايداري o     ناميده مي شود . سه نوع كميت اينطوري وجود دارند: براي مخلوط: 1)O = F/P                                                                    براي ماده ي خالص :  2)O=Fi/P                                                          براي جزء تشكيل دهنده ي محلول : 3)Qi=Fi/XiP                                براي گاز ايده آل و براي گاز واقعي وقتي P - O    همه سه ضريب نا پايداري واحد هستند . معادله ي( 197-4)را مي توان از طريق بكار گيري تساوي زير تغيير شكل داد: D(n   lnp)=ndlnp+lnp  dn با مقايسه معادلات (200-4) و (164-4) ديده مي شود كه lNOi بعنوان خصوصيت مولي جزئي به lno وابسته است .   محلول ترمو ديناميكي تغييرات خصوصيت مخلوط اگر نشاندهنده ي خصوصيت مولي ترموديناميك مخلوط سيال همگن باشد بدين ترتيب دلتا M  توسط معادله (203-4)زير تعيين مي شود .   در حالي كه دلتا Mتغيير خصوصيت مخلوط ناميده مي شود و Mi  خصوصيت مولي iناخالص در دما و فشار و مقداري حالت استاندارد ،فشار و تركيب معين است . حالت استاندارد جزء تشكيل دهنده براي سهولت انتخاب مي شود و ممكن است براي اجزاي مختلف متفاوت باشد. حالت استاندارد مشخص ، حالت I خالص در حالت پايدار واقعي در فشار مخلوط مي باشد .با وجود اين ، حالت پايدار براي جزء تشكيل دهنده ي خالص مخصوص ممكن است نوع متفاوت حالت (گاز يا مايع ) در T,P مشابه مخلوط باشد . براي حالتهاي اشباع شده اين به غير از يك استثناء براي حداقل يك جزء تشكيل دهنده ، قانون است . در اين مورد ،حالت فرضي ناخالص در PوT مخلوط و در حالت فيزيكي مشابه مخلوط را حالت استاندارد ميگيرند .بنابراين ارزش Mi را بايد براي اين حالت فرضي يا ناپايدار تعيين كرد . مشكل بودن انجام اين كار به استفاده از حالت استاندارد متناوب بر مبناي قانون هنري منجر مي شود . حالتهاي استاندارد بعدا بطور مفصل توضيح داده مي شوند . براي مثال حجم مخلوط مايع را بعنوان خصوصيت در نظر بگيريد و فرض كنيد كه هكة اجزاي خالص تشكيل دهنده بعنوان مايعات پايدار در مخلوط pو T وجود دارند . به اين ترتيب Vi=1 و در اين دلتا v افزايش يا كاهش حجم مربوط به كل حجم مايعات مخلوط نشده است زماني كه 1مول مخلوط در Tو P ثابت تشكيل مي شود .  تغييرات خصوصيت مخلوط ، به نوبة خودشان خواص ترموديناميك هستند و توابع دما فشار و تركيب مي باشند كاربردشان بعبارت دقيق حالتهاي استاندارد نياز دارند . چون با معادلة (162-4) معادلة (203-4) را مي توان به طريق زير هم نوشت و در حاليكه با تعريف اين كميت تغيير خصوصيت iرادر نتيجة تغيير حالت iاز ماده خالص در حالت استاندارد مخصوص بجزء تشكيل دهنده محلول در T مشابه نشان مي دهد . اين همچنين با توجه به دلتا M خصوصيت مولي جزئي و تابع X,P,T است . بنابراين مي توان معادلات كلي بسياري براي دلتا M مشابه به معادلات (164-4) و (165-4 ) نوشت . محلولهاي ايده ال و حالتهاي استاندارد محلول ايده ال محلولي است كه براي آن ناپايداري هر يك از اجزاي محلول توسط (208-4)                           در همه فشارها ، دماها و تركيبا ت بدست مي آيد . همانطور كه اين نام اشاره مي كند ايده آل سازي در بعد مشابه به عنوان مفهوم گاز ايده آل است و به طريق مشابه اي مفيد مي باشد . معادلات كه براي محلولهاي ايده آل بكار مي روند همانطور كه بعدا نشان داده مي شوند بسيار ساده هستند و ارزشهاي مباني بوجود مي آورند  كه به آنها به خواص محلولهاي واقعي اشاره مي كنند . معادله (208-4) نشان مي دهد كه fi براي محلول ايده آل مستقيما با xi متناسب است ثابت تناسب fi ، ناپايداري حالت استاندارد ناخالص در دماي محلول مي باشد كه به وضوح به انتخاب حالت استاندارد بستگي دارد .                  

21/3nod32

یوزرنیم و پسورد های روز شنبه ۲۰ خرداد ۹۱ در ادامه مطلب…

Username: TRIAL-66962382

Password: nm6xemsnf5

Username: TRIAL-66798296

Password: f44mbhtbrm

Username: TRIAL-66798285

Password: uc8mdbxbnu

Username: TRIAL-66798285

Password: uc8mdbxbnu

Username: TRIAL-66798289

Password: 6pnmtevt78

Username: TRIAL-66798294

Password: ae5rfnhmps

Username: TRIAL-66962343

Password: c2jau36muk

Username: TRIAL-66962345

Password: 6ckd37txur

Username: TRIAL-66798289

Password: 6pnmtevt78

Username: TRIAL-66798307

Password: bbrpk84p3a

Username: TRIAL-66798310

Password: u6xrdudmsj

Username: TRIAL-66798315

Password: mn7p4b28kn

Username: TRIAL-66962388

Password: 5m7av5ujck

Username: TRIAL-66962406

Password: rhux3c26tx

Username: TRIAL-66798318

Password: 7jdruxb5cx

Username: TRIAL-66798336

Password: c6htmrf272

Username: TRIAL-66798296

Password: f44mbhtbrm

Username: TRIAL-66962409

Password: rc4bcfdxhp

Username: TRIAL-66962410

Password: d6u6cndrra

Username: TRIAL-66962481

Password: 226a6n2hk8

Username: TRIAL-66962479

Password: 7n662hb7m4

Username: TRIAL-66798340

Password: pffmae5dan

Username: TRIAL-66798351

Password: xucujxc2ar

Username: TRIAL-66962408

Password: ktu37hpfs5

Username: TRIAL-66798294

Password: ae5rfnhmps

Username: TRIAL-66962354

Password: hsv7kbv8kx

Username: TRIAL-66962345

Password: 6ckd37txur

Username: TRIAL-66962382

Password: nm6xemsnf5

گل6

گل5

گل4

گل3

گل2

گل1

گل

طلا1

طلا اطلاعات اولیه طلا ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Au ( لاتین aurum ) و عدد اتمی 79 وجود دارد. طلا فلزی است نرم ، براق ، زرد رنگ ، چکش‌خوار ، قابل انعطاف ( سه ظرفینتی و یک ظرفیتی ) و فلز واسطه که با بیشتر عناصر شیمیایی واکنش ندارد و تنها بوسیله کلر و تیزاب سلطانی ( آمیزه ای از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک ) مورد حمله قرار می‌گیرد. این فلز عمدتا" به شکل آزاد و بصورت تکه‌هایی در سنگها و رسوبهای آبرفتی وجود دارد و یکی از فلزات ضرب سکه می‌باشد. طلا در بسیاری از کشورها بعنوان معیار ارزش پول بکار می‌رود. همچنین در جواهرات ، دندانپزشکی و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. تاریخچه طلا ( از واژه سانسکریت Jval ؛ آنگلوساکسون gold ؛ لاتین aurum که همگی به معن طلا هستند ) را از دوران باستان شناخته و به ارزش بالای آن پی بردند. هیروگلیف مصری از 2600 قبل از میلاد این فلز را توصیف کرده و در کتاب عهد عتیق بارها به طلا اشاره شده است. زمان زیادی است که طلا یکی از گران‌قیمت‌ترین فلزات به حساب آمده و قیمت آن در تاریخ ، معیار بسیاری از پولهای رایج می‌باشد ( تحت عنوان پایه طلا شناخته می‌شود ).   از طلا بعنوان نمادی برای پاکی ، ارزش ، سلطنت و مخصوصا" نقشهایی که ترکیبی از این ویژگیها است استفاده می‌شود. نخستین هدف کیمیاگران ، تولید طلا از سایر مواد مانند سرب بود، اگرچه کیمیاگران هرگز موفق به این کار نشدند. گیمیاگران نشانه طلا را دایره و نقطه‌ای در وسط می‌دانند و همچنین نشان ستاره شناسی هم هست. در بسیاری از مسابقات به نفر اول مدال طلا ، به نفر دوم نقره و به نفر سوم برنز جایزه می‌دهند. بیشترین مقدار طلا در جهان در بانک مرکزی دولت فدرال آمریکا وجود دارد. در طی قرن نوزدهم هر جا ذخایر بزرگ طلا کشف می‌شد، هجوم طلا رخ می‌داد. از جمله هجوم طلای کالیفرنیا ، کلرادو ، اتاگو ، استرالیا ، Black Hills و کلوندایک. پیدایش طلا بخاطر سکون شیمیایی نسبی که دارد، بیشتر بصورت فلز محلی و ندرتا" به شکل تکه‌های بزرگ یافت می‌شود، اما معمولا" بصورت ذرات بسیار ریزی در برخی مواد معدنی ، رگه‌های کوارتز ، سنگ لوح ، صخره های دگردیسی و رسوبات آبرفتی که از این منابع سرچشمه گرفته‌اند، دیده می‌شود. طلا بطور گسترده ای پراکنده شده و بیشترهمراه کوارتز یا پیریت است و در کانی‌های پتزیت ، کالاوریت و سیلوانیت با تلوریم ترکیب شده است. این عنصر با روشهای بهره برداری از رسوبات دارای طلا از رسوبات جدا می‌شود. آفریقای جنوبی منبع تقریبا" 2,3 ذخائر طلای جهان است ( منابع موجود در داکوتای جنوبی و نوادا دو سوم طلای مصرفی آمریکا را تامین می‌کنند ). طلا را با استفاده از سیانور ، آمالگام و گداختن از کانی‌ها خارج می‌کنند.   پالایش این فلز اغلب بوسیله الکترولیز تحقق می‌یابد. این فلز در آب دریا و بر حسب مکان نمونه برداری بین 0،1 تا 2 میلی‌گرم در تن یافت می‌شوند، لذا تا سال 1383 هیچ روش مفیدی برای بازیافت طلا از آب دریا ابداع نشده است. اگرچه طلا در صنعت و هنر بسیار مهم است، این عنصر وضعیت منحصر به فردی نسبت به تمامی کالاها دارد و آن ، حفظ ارزش خود در دراز مدت می‌باشد. برآورد شده ست که با کل طلای پالایش شده جهان می‌توان یک مکعب یکپارچه هر ضلع 20 متر (60 فوت) درست کرد. خصوصیات قابل توجه طلا عنصر فلزی است که کلا" به رنگ زرد دیده می‌شود، اما اگر به‌دقـت جدا شود، می‌تواند سیاه ، قرمز سیر یا ارغوانی باشد. شاید بتوان گفت این فلز ، زیباترین عنصر و چکش‌خوارترین و قابل انعطاف‌ترین فلز شناخته شده است. در واقع یک اونس طلا را می‌توان با چکش کاری به یک ورقه 300 فوت مربع تبدیل نمود. طلا که فلزی نرم می‌باشد، برای استحکام بیشتر اغلب با فلزات دیگر آلیاژ می‌شود. طلا یک رسانای خوب حرارتی و الکتریکی است که تحت تاثیر هوا و سایر معرفها قرار نمی‌گیرد. این فلز تا حد زیادی در برابر حرارت ، رطوبت و بیشتر عوامل فرساینده مقاوم است و بنابراین استفاده از آن در سکه و جواهرات بسیار مناسب است. رنگ طلای جامد و محلولهای کلوئیدی تیره رنگی که ( اغلب ارغوانی ) می‌توان از آن تهیه کرد، به این علت است که فرکانس پلاسمون این عنصر در دامنه مرئی وجود دارد که موجب انعکاس نورهای زرد و قرمز و جذب نور آبی می‌شود.   طلای بومی معمولا"دارای 8 تا 10 درصد نقره می‌باشد، اما اغلب این مقدار بیشتر است. هرچه مقدار نقره بیشتر شود، رنگ طلا سفیدتر و جرم مخصوص آن کمتر می‌شود. آلیاژ آن با مس به رنگ قرمز ، با آهن به رنگ سبز و با آلومینیوم به رنگ ارغوانی می‌باشد. جواهراتی که در شرق آمریکا با ترکیباتی از طلای رنگین به توریستها فروخته می‌شود، به نام طلای Black Hills داد و ستد می‌شود. حالات اکسیداسیون معمولی طلا شامل 1+و3+ است.  کاربردها طلای خالص برای استفاده‌های عادی بسیار نرم هستند، لذا برای استحکام آن ، با نقره و مس آلیاژ می‌سازند. در بسیاری از کشورها از طلا و بسیاری از آلیاژهای آن در جواهرات و ضرب سکه و نیز بعنوان شاخصی برای مبادلات پولی استفاده می‌شود. به‌علت هدایت الکتریکی خوب و مقاومت آن در برابر فرسایش و سایر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی این عنصر، از اواخر قرن بیستم طلا بعنوان فلز صنعتی مهمی به حساب آمده است. طلا عملکرد مهمی در رایانه ، تجهیزات ارتباطی ، موتور هواپیمای جت و فضاپیماها و بسیاری محصولات دیگر دارد. هدایت الکتریکی خوب طلا و مقاومت آن در برابر اکسیداسیون موجب کاربرد وسیع آن برای آبکاری سطح اتصال دهنده‌های الکتریکی شده است تا اتصالی خوب با مقاومت کم تضمین شود.   طلا همانند نقره می‌تواند با جیوه ، ملغمه محکمی را تشکیل دهد که گاهی از آن برای پر کردن دندان استفاده می‌شود. اخیرا" طلای کلوئیدی ( ذرات یک بیلیونیم طلا ) که محلولی کاملا رنگی می‌باشد، برای مصارف بیولوژیکی و پزشکی در آزمایشگاههای زیادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای رنگ طلائی روی سرامیکها قبل از پختن در کوره استفاده می‌شود. از اسید Chlorauric در عکاسی برای پررنگ کردن تصویر نقره‌ای استفاده می‌شود. Disodium aurothiomalate برای درمان روماتیسم مفصلی بکار می‌رود؛ (درون عضله وارد می‌شود). از ایزوتوپ Au-198 ( با نیمه عمر 2,7 روز ) برای درمان برخی سرطانها و بیماریهای دیگر استفاده می‌شود. طلا بعنوان یک ماده بیولوژیکی که امکان پوشش بوجود می‌آورد، کاربرد دارد و باید آنرا بوسیله میکروسکوپ الکترونی ( scanning electron microscope ) مشاهده نمود. طلا اغلب نماد بهترین و والاترین دستاوردها می‌باشد. یک مدال طلا مانند روبان آبی ، بهترین پاداش در بازیهای المپیک و بسیاری از رقابتهای دیگر است. چون طلا منعکس کننده خوبی برای هر دو نور مادون قرمز و نور ساکن است، بعنوان لایه محافظ سطح بسیاری از ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.   ارزش طلا مانند فلزات پُر ارزش دیگر با سیستم توزین تروی سنجیده می‌شود و در صورت آلیاژ با سایر فلزات از اصطلاح carat برای مشخص کردن مقدار طلای موجود با عیار 24 ( که طلای خالص است ) استفاده می‌شود. ( در ایران بیشتر از مثقال برای معاملات بازار طلا استفاده می‌شود و برای آلیاژهای طلا از میزان عیار اسفاده می‌شود که عیار 24 طلای خالص می‌باشد). در طول تاریخ از طلا برای پشتیبانی پول و در سیستمی تحت عنوان پایه طلا استفاده می‌شد که در این سیستم ، یک واحد از پول رایج معادل مقدار معینی طلا بود. مدت زیادی ارزش طلا توسط آمریکا برای هر اونس تروی 20,62 دلار تعیین شد، اما در سال 1934 ارزش طلا 35،00 دلار برای هر اونس تروی تثبیت شد. به سبب بحران طلا در 17 مارس 1968 طرح نرخ‌گذاری دوگانه ایجاد شد که طبق آن برای تثبیت ارزش بین‌المللی ، طلا همچنان به قیمت سابق 35،00 دلار در هر اونس تروی باقی ماند، اما قیمت آن در بازار خصوصی اجازه نوسان یافت؛ این سیستم نرخ‌گذاری دوگانه در سال 1975 هنگامی‌که نرخ طلا اجازه نوسان یافت، متوقف شد. از سال 1968 نرخ طلا در بازار آزاد نوسان شدیدی یافت، بطوری‌که در ژانویه 1980 به 620 دلار در هر اونس تروی رسید، اما تا ژانویه 1990 قیمت آن به 410 دلار در هر اونس تروی کاهش یافت. گاهی اوقات ، مالکیت طلا به خاطر نقشی که بعنوان پشتوانه پول دارد، محدود و یا ممنوع می‌شود. در آمریکا مالکیت خصوصی طلا جز بصورت جواهر و سکه بین سالهای 1933 و 1975 ممنوع شده بود. چون طلا مدت زمان بسیار طولانی ارزش خود را حفظ کرده است، بعنوان یک سرمایه‌گذاری مشهود اغلب به‌صورت بخشی از یک سهام نگهداری می‌شود. چون طلا ارزش خود را حتی هنگامیکه پول بی‌پشتوانه بی‌ارزش می‌شود حفظ می‌کند، بنابراین مخصوصا" در زمان ناتوانی یا تورم دید مورد نیاز است. قراردادهای آینده برمبنای داد و ستد جاری طلا در COMEX ( محل خرید و فروش کالا ) است که شعبه ای از بازار بورس نیویورک ( New York Mercantile Exchange ) می‌باشد و پیش‌بینی قیمت طلا و سایر کالاها در آینده در این مکان انجام می‌گیرد. ترکیبات کلرید دارای طلا (AuCl3) و اسید کلروئیک ( HAuCl4 ) رایج‌ترین ترکیبات طلا هستند. اگرچه طلا فلز بی‌اثر است، اما قادر است ترکیبات فراوانی بسازد. در تیزاب سلطانی حل شده تولید یون -AuCl4 منفی می کند. هالیدهای طلا ( F , Cl , Br , I ) کالکوژنیدهای طلا ( O , S , Se , Te ) ترکیبات خوشه‌ای طلا     ایزوتوپها تنها یک ایزوتوپ پایدار و 18 رادیوایزوتوپ که فراوان‌ترین آنها Au-195 با نیمه عمر 186 روز است، برای طلا وجود دارد. هشدارها بدن انسان این فلز را جذب نمی‌کند و طبیعتا" ترکیبات طلا خیلی سمی نیستند. با این همه درمورد50% بیماران ورم مفاصل که با داروهای حاوی طلا درمان شده‌اند، آسیب کبد و کلیه گزارش شده است. آینده طلا لا به‌عنوان مهم‌ترین و استراتژیك‌ترین فلز گرانبها، پشتوانه مالی كشورها و یكی از مهم‌ترین پس‌اندازهای بشر در مواقع خطر و بحران با قدمتی بیش از سه هزار سال یكی از مهم‌ترین نقش‌ها را در تحلیل‌های مالی و بنیادین بازی می‌كند. طلا به‌عنوان پیشاهنگ ریزش و خیزش در میان كالاها یكی از مهم‌ترین دماسنج‌های تورم اقتصادی شناخته می‌شود. كوتاه سخن آن‌كه هرگونه تحلیل كلی در مورد وضعیت اقتصادی بدون تحلیل آتیه قیمت طلا تحلیلی ناقص است. یكی از ارزشهای معمول برای پیش‌ بینی قیمت طلا وضعیت اقتصادی در ایالات متحده بررسی چرخه‌های اقتصادی است. دولتمردان با بررسی این چرخه‌ها سعی در نگهداری اقتصادی در وضعی موزون و در عین حال مواظبت از حقوق مردم دارند. پارامترهای این چرخه اقتصادی به ترتیب عبارتند از: دلار آمریكا، شاخص كالاها، اوراق خزانه‌داری ایالات متحده و بازار سهام. اینك به بررسی هركدام از آنها می‌پردازیم. ● وضعیت دلار آمریكا: وضعیت دلار آمریكا از لحاظ روند ارزشی بسیار مهم می‌باشد. فرض كنیم كه در حال حاضر قیمت سهام در كف بوده و خبری از تورم نیست. در این شرایط كه بهترین شرایط برای پویندگی و رشد اقتصادی است، تقاضا برای خرید سهام در ایالات متحده بالا رفته و باعث می‌شود سرمایه‌گذاران در كشورهای خارجی به امید افزایش قیمت سهام در ایالات متحده پول رایج ملی خود را فروخته و دلار بخرند. بدین ترتیب تقاضا برای دلار بالا رفته و دلار گران می‌شود. اما چنانچه این وضعیت توسط دولتمردان آمریكا كنترل نشود باعث رشد اقتصادی افسار گسیخته شده و باعث به‌وجود آمدن تورم می‌شود. در نتیجه فدرال رزرو آمریكا با افزایش نرخ بهره به دو هدف می‌رسد؛ اول با بالا بودن نرخ بهره شرایط برای گیرنده تسهیلات سخت‌تر شده و به آسانی اقدام به گرفتن تسهیلات نمی‌نماید. این مسئله خود جلوی رشد اقتصادی بسیار سریع را می‌گیرد. دوم آن‌كه به‌دلیل روند افزایشی نرخ بهره خود دلار تبدیل به ارزی جذاب شده و تقاضا برای آن زیاد می‌شود. بعد از مدتی به‌دلیل رشد دلار در اثر افزایش نرخ بهره بانكی دیگر فدرال رزرو آمریكا دلیلی جهت افزایش نرخ بهره بانكی نمی‌بیند و این مسئله باعث كاهش جذابیت دلار و ریزش قیمت دلار می‌شود. ریزش قیمت دلار یعنی بی‌ارزش شدن پول و به معنای بهتر یعنی افزایش تورم. ● CRB INDEX : شاخص CRB كه مربوط به Commodity Research Beaurea می‌باشد میانگین هندسی ۲۱ قلم كالای اساسی مورد استفاده در ایالات متحده می‌باشد. ▪ مهمترین كالاها در این سبد عبارتند از: طلا، نقره و نفت. زمانی كه این شاخص از روند نزولی یا خنثی خود خارج شده و روند صعودی در پیش می‌گیرد ، زنگ خطری برای اقتصاد بوده و باعث می‌شود كه دولتمردان جهت جلوگیری از افزایش تورم چاره‌ای بیندیشند. نكته فوق‌العاده مهم در این میان این است كه در میان این سبد طلا خود را به‌عنوان پیشاهنگ حركت، چه در افزایش چه در كاهش قیمت معرفی كرده و مابقی كالاها از جمله نفت با تاخیری حدوداً چهار ماهه تغییر قیمت می دهند. این مسئله باعث می‌شود كه حساب ویژه‌ای در میان كالاهای اساسی برای طلا باز شود. بررسی قیمت اوراق خزانه‌داری ایالات متحده. بعد از افزایش قیمت كالاها كه در اثر تورم به‌وجود آمده فدرال رزرو جهت جلوگیری از افزایش تورم و كنترل قیمت‌ها اقدام به افزایش نرخ بهره بانكی می كند. افزایش نرخ بهره مستقیماً به كاهش نرخ اوراق مشاركت انجامیده و این آخرین زنگ خطر ریزش قریب‌الوقوع در بازار سهام است. ● گام آخر: بررسی بازار سهام در حالت كلی و مخصوصاً شاخص Dow Jones . بعد از ریزش اوراق مشاركت نوبت به ریزش در بازار سهام است. یعنی آخرین حلقه در این چرخه اقتصادی. بعد از ریزش بازار سهام در اثر افزایش نرخ بهره و غیره، حال با یك دلار قوی طرف هستیم كه به‌علت حمایت نرخ بهره در حال افزایش است و یك بازار سهام كه به‌دلیل به كف رسیدن قیمتها جای مناسبی جهت سرمایه‌گذاری را فراهم آورده است. پس مجدداً تقاضا برای دلار افزایش پیدا می‌كند كه این به نوبه خود اثری ضد تورمی دارد و بدین ترتیب چرخه كامل می‌شود. بدین ترتیب می‌بینیم نقش كالاها و طلا در رأس آنها نقش فوق‌العاده مهمی داشته و در غیاب آنها تحلیل‌های اقتصادی ناقص هستند. حال بهتر است نگاهی به نمودارهای چهار پارامتر بالا كه در موردش توضیح داده‌ایم بیندازیم. با نگاهی به نمودار دلار در برابر ارزهای دیگر درمی‌یابیم كه ریزش دلار به‌عنوان علائم شروع چرخه در سال ۲۰۰۰ آغاز شده است. اما هنوز اثری از ریزش در بازارهای سهام ایالات متحده دیده نمی‌شود؛ پس هنوز چرخه به پایان نرسیده است. آیا چرخه به همین صورت ادامه حركت خواهد داد؟ كلید این معما كه چرخه در كجای حركت خود قرار دارد در نمودار طلا نهفته است. یك تحلیل قوی و دقیق می‌تواند آینده قیمت طلا به‌عنوان پیشاهنگ قیمت كالاها معما را برای ما روشن سازد. در نمودار طلا ما دو چرخه ثابت ۵/ ۱۰ساله و ۵/ ۵ ساله داریم. یعنی هر ده سال یك‌بار طلا به كف قیمت تاریخی رسیده و مجدداً شروع به حركت می‌كند. به همین ترتیب در میانه راه این چرخه ۵/۱۰ ساله هر ۵/۵ سال یك‌بار نیز به یك كف مقطعی رسیده مجدداً شروع به حركت می‌كند. به عبارت دیگر چرخه ۵/۱۰ ساله خود متشكل از دو چرخه ۵/۵ ساله است كه هر ۵/۵ سال یك كف مقطعی و هر ۵/۱۰ سال یك كف تاریخی می‌سازند. با توجه به این‌كه آخرین بار چرخه ۵/۱۰ ساله طلا در سال ۲۰۰۱ یعنی دقیقاً بعد از به‌قدرت رسیدن جمهوری‌خواهان در ایالات متحده به پایان رسیده است پس این چرخه در حدود سالهای ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲ به پایان خواهد رسید. یعنی حركت تا حدود سال ۲۰۰۸ كه چرخه انتهای فشار خود را برای حركت رو به بالا به پایان برساند به سمت بالا خواهد بود. چنانچه وضعیت زیر چرخه‌های این چرخه را نیز بررسی كنیم بازگوكننده گواه‌های جدیدی است. با توجه به این‌كه چرخه كوچكتر ۵/۵ سال در سال ۲۰۰۱ شروع شده پس باید در حدود سال ۲۰۰۶ به پایان برسد. ریزشهای اخیر قیمت در ۶ ماه گذشته به‌علت به اتمام رسیدن چرخه ۵/۵ ساله بود و از این به بعد حركت طلا رو به سمت بالا خواهد بود. آینده صعودی طلا در نتیجه شاخص CRB مبین این قضیه است كه این چرخه هنوز به مراحل پایانی خود نزدیك نشده و آخرین حلقه این سناریو كه با ریزش شدید در بازار سهام ایالات متحده همراه است ظرف ۲ تا ۳ سال آینده به‌وقوع خواهد پیوست. در واقع ریزشی شدید در انتظار بازار سهام ایالات متحده بوده و بعد از پایان ریزش و اتمام چرخه قیمت طلا و كالاها نیز رو به كاهش خواهند نهاد. در آخرین بررسی در نمودار طلا كه به‌وسیله چارت نقطه و رقم انجام شده است می‌خواهیم یك پیش‌بینی از اوج قیمت طلا داشته باشیم. با توجه به طول ستون شكننده تراكم و به كف رسیدن قیمت طلا در چند ماه اخیر با یك ریزش كوچك این نمودار رقم بالای ۱۰۰۰ دلار را به‌عنوان پیش‌بینی قیمت طلا ظرف ۲ تا ۳ سال آینده به ما می‌دهد. ● یك نكته مهم تفاوت بین ذهنیت بازار قبل از وقوع خبر و بعد از اعلام خبر می‌تواند گمراه كننده باشد. با توجه به نظرسنجی‌ها قبل از انتخابات اخیر در ایالات متحده پیروزی دموكرات‌ها تخمین زده می‌شد. در واقع اثر پیروزی دموكرات‌ها بر قیمت كالاهایی مثل نفت و طلا قبل از انتخابات انجام شده است. زمانی كه پیروزی دموكرات‌ها اعلام می‌شود اثر این خبر به پایان رسیده است. یعنی پیروزی دموكرات‌ها از این به بعد اثری بر كالاهایی مثل نفت و طلا نخواهد داشت. ● نتیجه گیری روند قیمت طلا نشان‌دهنده صعود ظرف چند سال آینده بود و چرخه‌های اقتصادی نشانگر ریزش قریب‌الوقوع در بازار سهام ایالات متحده و مابقی كشورها است. صیقل دادن طلا ● عصر طلائی ”عصر طلائی“ یکی از آن اصطلاح‌هائی‌ست که سر زبان‌ها افتاده، بدون اینکه کسی واقعاً زحمت این را به‌خودش داده باشد که مفهوم آن‌را، این‌را که چه زمانی شروع شده و چه زمانی یا چرا به پایان رسیده، روشن کند. به‌نظر می‌رسد که این اصطلاح اغلب وسیله‌ای است برای سالخوردگان تا با آن به ما بگویند که همه چیز در دوره و زمانهٔ آنها خیلی خیلی قشنگ‌تر و امیدبخش‌تر بوده و از بداقبالی ماست که آنجا نبودیم تا تجربه‌اش کنیم. تا جائی‌که به موسیقی فیلم مربوط می‌شود، این اصطلاح به‌گونه‌ای رمانتیک به مفهوم دوره‌ای‌ست که کیفیت موسیقی فیلم‌ها هم‌تراز با خلاقیت و استادی به‌کار رفته در خود فیلم‌ها بود که هنوز منفعت‌طلبی یا تصمیم‌گیری‌های جمعی، آنها را نیالوده بود. این دوره به احتمال زیاد با موسیقی ماکس استاینر برای کینگ‌کونگ و شیوه‌های اندیشمندانه‌ای که در ساخت آن به‌کار رفته بود، آغاز می‌شود. این موسیقی تأثیر بی‌واسطهٔ آشکاری بر چگونگی ساخت موسیقی فیلم گذاشت. طبعاً همهٔ چیزهای پیش از آن‌را که در مقولهٔ سینمای صامت حای می‌گیرد، می‌باید از این تعریف کنار گذاشت، اما این‌کار به لحاظ گاه‌شماری باعث نادیده گرفته شدن چیزهای زیادی می‌شود که نباید از یاد بروند. نمونه‌های ارزشمند شامل فیلم‌های موسیقی‌داری هستند که قبلاً ذکرشان رفت، همین‌طور کار ادموند مایزل در رزمنا و پوتمکین (۱۹۲۵) و اکتبر (۱۹۲۷) و حتی نواهای جمع‌وجور و پرجنب‌وجوش چارلی‌چاپلین در فیلم‌هائی مثل روشنائی‌های شهر (۱۹۳۱) که چکیده‌ای بود از شوخ‌طبعی دل‌نشین آمریکائی به‌رغم روحیهٔ حاکم بر دورهٔ رکود اقتصادی. همهٔ اینها به سبک‌ها و رویکردهای آثار بعدی کمک کردند. با این‌حال اگر قرار باشد کینگ‌کونگ را به‌عنوان نقطهٔ آغاز در نظر بگیریم، آن‌گاه سبک به گونهٔ پرباری دراماتیک است که خود را از آنچه قبلاً عرضه شده بود، متمایز می‌سازد. با تمرکز بر این سبک، آسان‌تر می‌توان محدوده‌های عصرطلائی را مشخص کرد، زیرا این سبک هم مثل هر مد دیگری، مدت محدودی محبوب ماند. استاینر در ادامه، برخی از به یادماندنی‌ترین موسیقی‌های فیلم در تاریخ سینما را ساخت. او به فیلم The Charge of the Light Brigade ـ (۱۹۳۶) شور و تحرک بخشید و به داستان زندگی اسکارلت در بربادرفته (۱۹۳۹) شعاعی طلائی از زیبائی عاطفی دمید. بعدها او بخش جدائی‌ناپذیری از بهترین آثار کارنامهٔ همفری بوگارت در دوران محبوبیت فیلم نوآر شد. موسیقی خواب بزرگ (۱۹۴۶)، گنج‌های سیرامادره (۱۹۴۸) و کی‌لارگو (۱۹۴۸) همگی موسیقی‌هائی هستند که تصویر کلاسیک بوگارت به‌عنوان گنگستر / کارآگاه محبوب همه را تداوم می‌بخشند. کار استاینر در کازابلانکا (۱۹۴۲) ثابت می‌کند که موسقی فیلم چه ابزار قدرتمندی می‌تواند باشد. ترانهٔ ”همچنان که زمان می‌گذارد“ را در واقع هرمن هوپفلد یک دهه قبل برای نمایشی در برادوی تصنیف کرده بود، ولی استاینر طوری ملودی آن را با موسیقی تلفیق و بر آن تأکید کرده که به بخشی جدائی‌ناپذیر از فیلم تبدیل شده است. حاصل کار، لایت موتیفی است که همچون عکسی در برگیرندهٔ زمان، مکان، شخصیت، حال‌وهوا و دامنهٔ عواطف عمل می‌کند، جوری‌که بلافاصله قابل تشخیص است و تا ابد مورد تقلید قرار می‌گیرد. اگر بخواهیم جانب انصاف را نگه‌داریم، قطعاً خود استاینر هم مخالفتی با تأثیرپذیری نداشت. در موسیقی ماجراهای دن‌ژوان (۱۹۴۹)، هستهٔ اصلی آنچه را که موسیقی عصرطلائی قلمداد می‌شود، می‌یابیم. هالیوود در وجود ارول فلین، یکی از نخستین ابرستاره‌های خود را کشف کرد و توسعه داد. موسیقی فیلم و این مرد را در یک کلام می‌توان جمع‌بندی کرد: ”ماجراجویانه“. اغلب در مورد آهنگ‌سازان سینما در عصر طلائی چیزهائی می‌شنوید و در این موارد به ده دوازده نام اشاره می‌شود. به لطف فیلم‌های فلین می‌توان پی برد که استاینر در سبکی که آهنگساز هم‌وطنش اریک ولفگانگ کورنگلد بانی آن بود، چه تأثری گذاشته است. کاپیتن بلاد (۱۹۳۵) آغاز بود بر فعالیت حرفه‌ای کورنگلدوفلین، و در عین حال شروعی بود بر نسل تازه‌ای از فیلم‌های حماسی ماجراجویانه. از سبک کورنگلد که مشخصهٔ آن موسیقی پرتحرک و بی‌اندازه تندی بود که سازهای برنجی در آن تسلط داشتند، و تم‌های پرشور عاشقانهٔ تلخ و شیرینی که سازهای زهی در آنها مسلط بودند، همچنان اجراهای دوباره‌ای بدون آن‌که به پای اثر اصلی برسد، صورت می‌گیرد. این موسیقی، تلفیق قدرتمندی‌ست از شکوه شاهانه و عشق پرشور. ماجراهای رابین‌هود (۱۹۳۸)، زندگی خصوصی الیزابت و اسکس (۱۹۳۹) و شاهین دریا (۱۹۴۰) همه همین سبک را دنبال می‌کنند. در دههٔ ۱۹۷۰ لوکاس وقتی از جان ویلیامز خواست تا آوای خاصی را بیافریند، منبع الهامش همین فیلم‌ها بود. اگر قطعه‌های اصلی موسیقی فیلم صف شاهان (۱۹۴۲) و جنگ ستارگان (۱۹۷۷) را در کنار یکدیگر بگذارید، با یکی از آشکارترین و بارزترین نمونه‌های توارث سبکی مواجه خواهید شد. وقتی این‌را در نظر بگیرید که سه‌گانهٔ جنگ‌ستارگان به‌نوبهٔ خودش چه تأثیر عظیمی بر جریان‌های سینمائی گذاشته، اهمیت کورنگلد کاملاً آشکار می‌شود. نکتهٔ حیرت‌انگیز این‌جاست که او در مجموع تنها برای شانزده فیلم موسیقی ساخته، با این حال بر همهٔ آهنگ‌سازان پس از خودش تأثیر گذاشته است. چه در این مورد از آنها سؤال شده باشد و چه نشده باشد. آلفرد نیومن در مسیر حرفه‌ای عظیمش که حدود ۲۵۰ موسیقی فیلم را دربرمی‌گیرد، بر روی فیلم‌های حماسی تاریخی بسیاری کار کرد. او درست هم‌زمان با آغاز محبوبیت فیلم‌های حماسی ماجرائی، موسیقی فیلم‌هائی مثل نشان زورو (۱۹۴۰)، ترانهٔ خشم و قوی سیاه (۱۹۴۲)، کاپیتان کاستیلی (۱۹۴۷) و شاهزادهٔ روباه‌ها (۱۹۴۹) را که فقط معدودی از آثار او هستند، ساخت. نیومن گذشته از زنده نگه‌داشتن آوای سمفونیک، کار دیگری هم انجام داد که جنگ‌ستارگان بابت آن بسیار به او مدیون است. موسیقی فانفاری که او در فیلم‌هایش برای کمپانی فاکس قرن بیستم آفرید، در این سه‌گانه بهتر از هر جای دیگری جا افتاده است. این موسیقی در دوره‌ای که او سرپرست بخش موسیقی این استودیو بود، ساخته شد. او در این جایگاه، همچون استاینر در RKO، آهنگ‌سازان، نوازندگان، رهبران ارکستر و تکنسین‌های مختلف همگی را زیر یک سقف گردآورده بود. علاوه بر آن، خودش هم موسیقی می‌ساخت. در آثار متوالی او عنصری وجود داشت که اغلب دربردارندهٔ روحیه‌ای مذهبی بود، هر چند که در واقع خودش به‌عنوان یک یهودی، فرایض مذهبی‌اش را انجام نمی‌داد. او در رهبری ارکستر، نوازندگان سازهای زهی را بسیار تشویق به بیان احساسات و ویبراتو (نوعی جلوهٔ صوتی در نوازندگی) ـ همراه با لرزش‌های مبالغه‌آمیز ـ می‌کرد. موسیقی او برای آهنگ برنادت (۱۹۴۳) پس از مجموعهٔ پرشماری از آثار موفق پیاپی آمد که در آنها می‌توان این آوای خاص را شنید؛ آثاری مانند: زندانی زندا و تندباد (۱۹۳۷)، بلندی‌های بادگیر و گوژپشت نتردام (۱۹۳۹) و درۀ من چه سرسبز بود (۱۹۴۱). با این‌حال آهنگ برنادت نقطهٔ عطفی بود که توأمان به بسیاری چیزها دست یافت. نیومن در جریان تحقیق روی صحنهٔ مهمی از فیلم که تصویری ذهنی از مریم‌مقدس بود، به جوهرهٔ سبک امپرسیونیستی‌اش دست یافت. نیومن برخلاف استاینر و لایت‌موتیف‌عای مشخص‌ترش، از حال‌وهوا و مقتضیات صحنه بهره‌برداری می‌کرد. نتیجهٔ تأثیرهائی که برای خلق این موسیقی گرد هم آمده بودند، یک جایزهٔ اسکار بود و اتفاقی که حتی تا اواخر دههٔ ۱۹۴۰ تقریباً به کلی بی‌سابقه بود: انتشار آلبومی متشکل از بخش‌های دراماتیک موسیقی فیلم. تا آن‌موقع کسی به موسیقی فیلم‌ها دسترسی نداشت. صفحه‌های ساخته شده از وینیل و جدول‌های رده‌بندی موسیقی‌های محبوب از چند سال پیش از آن از راه رسیده بودند، ولی خیلی به‌ندرت موسیقی‌ای سینمائی در آنها دیده شده بود. با موفقیت سفیدبرفی و هفت‌کوتوله (۱۹۳۸) که آلبومی از آوازهای دسته‌جمعی آن‌هم عرضه شده بود، این قضیه رونقی گرفت. دیزنی در عین حال اولین کمپانی‌ای بود که با پینوکیو (۱۹۴۰) آلبومی را Original Soundtrack نام‌گذاری کرد. با این‌حال تا آن موقع هیچ موسیقی‌ای که واقعاً شایستگی این عنوان را داشته باشد عرضه نشده بود، چون همهٔ آنها مجدداً ضبط شده بودند و آن چیزی نبودند که در خود فیلم به‌کار رفته بود. آهنگ برنادت نشانهٔ مهمی بود از وجود تقاضا برای صفحه‌های موسیقی فیلم‌ها نزد عامه. یکی دیگر از میراث‌های نیومن، خانواده‌ای بود که او از خود به‌جا گذاشت تا کار خوب او را ادامه دهند. برادرانش امیل و لایونل آهنگ‌سازان هالیوودی هستند و دومی پس از رفتن آلفرد، سرپرست بخش موسیقی فوکس شد. پسران او دیوید (ماجرای فوق‌العادهٔ بیل و تد و جست‌وجوی کهکشانی) و تامس (رستگاری در شاوشنک و زیبای آمریکائی) نیز آهنگ‌ساز هستند. همین‌طور برادرزاده‌اش رندی (طبیعی و داستان اسباب‌بازی). ● دیگرانی که طلا را صیقل دادند گرچه به لحاظ سبک‌شناختی اغلب ویکتور یانگ را تنها در حاشیهٔ بزرگان عصرطلائی قرار می‌دهند، ولی این‌کار به قیمت نادیده گرفته شدن فردی با استعداد عظیم در ملودی و درکی والا از امکانات تجاری تمام می‌شود. او یکی دیگر از کسانی بود که با ضبط موسیقی دراماتیکش برای زنگ‌ها برای که به‌صدا درمی‌آیند بر روی صفحه، در زمینهٔ عرضهٔ موسیقی فیلم بر صفحه‌های وینیل پیشگام شد. مسیر حرفه‌ای یانگ از وقتی استودیوهای پارمونت او را بعد از ضبط قطعه‌هائی برای فیلم‌های صامت قاپیدند، اوج گرفت. او در سراسر عمرش در پارامونت ماند. برجسته‌ترین آثار او در آنجا شامل ناخوانده (۱۹۴۴) و سامسون و دلیله (۱۹۴۹) است و در جاهای دیگر ریوگرانده (۱۹۵۰) و به‌خصوص شین (۱۹۵۲) که در زمان خودش بر تارک ژانر واسترن قرار داشت. آهنگ‌سازی که مرتبه‌اش کمی پائین‌تر از نیومن است، هوگو فریدهوفر است که برتری تکنیکی‌اش متقاضیان زیادی داشت ـ آلفرد نیومن برای ساختن موسیقی‌های کمپانی فاکس و کورنگلد و استاینر در تنظیم کارهایشان برای ارکستر از همکاری او بهره می‌گرفتند. خوشبختانه او در میانهٔ این تکالیف و وظایف فرصت یافت تا قابلیت شگف‌انگیزش در نوآوری‌های هارمونیک و رنگ‌آمیزی‌های سردش را در آثار خودش هم به‌کار ببندد. برخی از آثار شاخص او که کارش را از ۱۹۳۷ با موسیقی ماجراهای مارکوپولو آغاز کرد، از این قرار است: مستأجر (۱۹۴۴)، تیرشکسته (۱۹۵۰)، هفت شهر طلا (۱۹۵۵)، خورشید همچنان می‌دمد (۱۹۵۷) و این زمین مال من است (۱۹۵۹). بدون تردید بهترین سال‌های زندگی ما (۱۹۴۶) بزرگ‌ترین دستاورد فریدهوفر است. موسیقی این فیلم، علاوه بر محبوبیتش در میان مردم و گرفتن جایزهٔ اسکار، باعث شد برای اولین‌بار منتقدان عمومی موسیقی به ستایش موسیقی یک فیلم بپردازند. البته این بدان معنا نیست که دیدگاه‌های نخبه‌گرایانهٔ آنها را برای همیشه دگرگون کرد، ولی نشانهٔ دیگری است حاکی از این‌که سبک عصرطلائی این قدرت را داشت که تأثیر و نفوذ زیادی در پیرامون خویش به‌جا گذارد. آهنگ‌ساز آلمانی فرانتس واکسمن، پس از وقوع جنگ‌جهانی دوم، متقاعد شد تا پناهگاه امن‌تری را در هالیوود بجوید؛ یعنی همان‌کاری که پیش از او کورنگلد انجام داده بود. او با موسیقی باشکوهش برای عروس فرانکنستین (۱۹۳۵) تقریباً بلافاصله پس از آمدنش تأثیر عظیمی بر صنعت سینما گذاشت. تفکر شهودی واکسمن از ابتدا تا انتهای این موسیقی در پس آن می‌درخشد. او با به‌کارگیری ساز Ondes martenot، فضای بدیع و نامتعارفی به این ماجرای عشقی بدفرجام بخشید. ارکستر، موسیقی را به شیوه‌ای امپرسیونیستی اجراء کرد تا تأثیر مضاعفی به صداهای تجهیزات عجیب و غریب آزمایشگاهی در فیلم ببخشد. پیش از آن‌هم فیلم‌ها و موسیقی‌هائی در دنبالهٔ آثار قدیمی‌تر ساخته شده بود (استاینر در ۱۹۳۳ موسیقی پسر کونگ را ساخته بود)، ولی هیچ‌کدام به چنین مرتبه‌ای از موفقیت و اقبال نرسیده بودند. کمپانی یونیورسال قرارداد دوساله‌ای با واکسمن به‌عنوان کارگردان موسیقی بست که در حکم پاداش او بود. پس از آن او با قراردادی هفت‌ساله به مترو گلدوین مه‌یر (و بعداً کمپانی برادران وارنر) رفت و یکی از چند آهنگ‌ساز ثابت آنجا شد. آوای موسیقی واکسمن، طنین عصرطلائی را در خود دارد زیرا آکنده از قطعه‌های فانفاری است که با سازهای برنجی اجراء می‌شوند، و تم‌های رمانتیک آن لطافت آرامش‌بخشی دارند. او با سانست بولوار (۱۹۵۰)، مکانی در آفتاب (۱۹۵۱)، با کاوش در عنصر پهلوانی در شاهزاده والیانت (۱۹۵۴) و واپس‌زدگی جنسی در محلهٔ پیتن (۱۹۵۷) به موفقیت‌های عظیمی دست یافت. نشانهٔ قدرتمندی که از توانائی او حکایت دارد این است که او موسیقی دو فیلم کلاسیک ربکا و داستان فیلادلفیا را هم‌زمان در ۱۹۴۰ تصنیف کرد که اولی نخستین فیلم از میان چهار موسیقی‌ای بود که برای هیچکاک، فیلم‌سازی با نفوذ منحصربه‌فرد، کار کرد. سوءظن (۱۹۴۱)، پروندهٔ پارادین (۱۹۴۷) و پنجرهٔ رو به حیاط (۱۹۵۴) پس از آن آمدند. هیچکاک شعور موسیقائی فوق‌العاده‌ای در دوران حرفه‌ای‌اش از خود نشان داد و آهنگ‌سازی را به‌کار می‌گرفت که تقریباً همیشه بی‌عیب‌ونقص‌ترین انتخاب ممکن برای کار بودند. به رسمیت شناختن و تصدیق دستاوردهای آهنگ‌ساز مجار، میکلوش روژا، با اسکاری‌که به خاطر طلسم شده (۱۹۴۵) به او تعلق گرفت، آغاز نشد. ساختن موسیقی برای فیلمی که نام هیچکاک، گریگوری پک و اینگرید برگمن را بر تارک خود داشت، با دست‌مایه‌ای که با روان‌کاوی فرویدی سروکار داشت و سکانس‌های رؤیائی با طراحی سالوادور دالی را در خود جا داده بود، قطعاً چالش عظیمی بوده است. با وجود این، روژا با موسیقی آزمایشی که برای سکانسی از فیلم ساخت و در آن برای توصیف گرایش‌های پارانویائی‌پک از ساز ترمین (Theremin) استفاده کرده بود، شایستگی خود را به همهٔ دست‌اندرکاران فیلم ثابت کرد. صدای مخوف و ضجه‌وار ساز الکترونیک بعدها با روان‌پریشی‌های مختلف سینمائی (در فیلم‌هایش) همراه شد. روژا با صفحهٔ کتاب جنگل عملاً هم‌آهنگ برنادت نیومن را پشت‌سر گذاشت و هم زنگ‌ها برای که به صدا در می‌آیند یانگ را. موسیقی کتاب جنگل در ۱۹۴۲ برای عرضه به بازار به‌طور آزمایشی مجدداً ضبط شد. گرچه حاصل کار، قطعه‌های اصلی توی فیلم را نداشت، ولی تجربه‌ای بود که بدون آن، تجربه‌های مشابه پس از آن با کندی بیشتری صورت می‌گرفت. او با نخستین آلبوم کامل موسیقی فیلم در دنیا ـ موسیقی مادام بواری (۱۹۴۹) نشان خود را بر پایان دهه نیز گذاشت. او در جریان و حول‌وحوش خلق این آثار شاخص، به‌تدریج پژوهش و تحقیق موسیقائی و سبک پرهزینه و جسورانه را با این آثار در ارجحیت قرار داد: دزد بغداد (۱۹۴۰)، That Hamilton Woman ـ (۱۹۴۱)، غرامت مضاعف (۱۹۴۴)، تعطیلات از دست‌رفته (۱۹۴۵) و خانهٔ سرخ (۱۹۴۷). این به مفهوم دو دهه موفقیت‌های ستودنی و چشمگیر بود، اما تحت‌الشعاع آثار او برای فیلم‌های حماسی تاریخی و مذهبی در ده سال بعدی قرار گرفت. ● آکادمی اسکار و معماران عصرطلائی در سال ۱۹۴۴ لحظهٔ محبوب‌تری در تاریخ صنعت ضبط موسیقی پیش آمد. کمپانی فاکس با سیلی از تقاضاها برای موسیقی فیلم معمائی جنائی شیک لورا اثر دیوید راسکین مواجه شدند. سال بعد پنج اجراء از ترانهٔ فیلم با اشعاری که به تازگی روی آن گذاشته شده بود، در فهرست ده ترانهٔ روز آمریکا جای گرفت. اینکه تماشاگران متوجه یک موسیقی متن شده و آن‌را ستوده بودند، نشانهٔ خوش‌آیندی بود، ولی نتیجهٔ ناخوشایند، تداوم یافتن همان تفکر سازمانی بود مبنی بر این‌که چنین دست‌مایه‌ای فقط در قالب ترانه فروش خواهد کرد. شرم‌آورتر اینکه دیوید راسکین که همیشه آدم صریح و رک‌گوئی هم بود، کاملاً مخالف به‌کارگرفتن اشعار روی تم اصلی موسیقی‌اش بود. حکایت معروفی هست که سرشت فلسفی و اخلاقی او را روشن می‌کند. راسکین قرارداد ساخت موسیقی فیلم قایق نجات (هیچکاک، ۱۹۴۴) را بسته بود، ولی پیش از آنکه کارش را شروع کند، پیغامی از هیچکاک که در آن اعلام شده بود فیلم موسیقی نخواهد داشت، کار را متوقف کرد. کارگردان احساس می‌کرد در فیلمی که کلاً روی یک قایق کوچک می‌گذرد، هیچ‌کس نمی‌فهمد که موسیقی از کجا می‌آید. راسکین پاسخی برای او فرستاد و گفت که به این سئوال موقعی جواب می‌دهد که یک‌نفر برای او توضیح دهد که در چنین فیلمی دوربین از کجا آمده است. در نتیجه، وظیفهٔ ساخت موسیقی به هوگو فریدهوفر واگذار شد. شاید سبک کار راسکین لزوماً آن‌قدر ماجراجویانه نباشد که بتوان آن را متعلق به عصر طلائی به حساب آورد. با این حال لورا، ماجراهای شرلوک‌هولمز (۱۹۳۹)، همیشه عنبر (۱۹۴۷) و بد و زیبا (۱۹۵۲) همگی دربردارندهٔ برخی از به یادماندنی‌ترین ملودی‌های دلپذیر زمانهٔ خود هستند. از آنجا که این‌روزها جایگاه بسیار والائی برای آکادمی اسکار قائل‌اند، ارزش ذکر کردن دارد که نخستین مراسم اسکار در سال ۱۹۳۵ برگزار شد. جایزهٔ بهترین موسیقی متن به ویکتور شرتزینگر و گاس کان به خاطر موسیقی یک شب عشق اهدا شد. شرتزینگر کارگردان فیلم هم بود و استعدادش در زمینهٔ ترانه‌سازی، با ترانهٔ Ciri-Biri-Bin، گریس مور را تبدیل به یک ستاره کرد. موسیقی فیلم عمدتاً تجربه‌ای‌ست در محبوب ساختن دنیای خاص‌پسند اپرا، بنابراین جالب است که خاطرنشان کنیم آکادمی از همان ابتدا، تأکیدهای دراماتیک را نادیده می‌گرفته است. مکس استاینر به خاطر موسیقی فیلم نگهبان گم‌شده، یکی از تقریباً سی فیلمی که در همان سال کارکرد، نامزد اسکار شد و آلفرد نیومن را که او هم همان‌قدر فعال بود، پشت‌سر گذاشت. آکادمی که ظاهراً چندسالی روی پای خودش ایستاده بود، به تدریج به جبران مافات پرداخت و در ۱۹۳۶ استاینر (به خاطر خبرچین)، در ۱۹۳۷ کورنگلد (Anthony Adverse) و در ۱۹۳۹ که رشتهٔ موسیقی به سه بخش بهترین موسیقی اریژینال، موسیقی اقتباسی و ترانه تقسیم شده بود نیومن (گروه رگتایم الکساندر) را انتخاب کرد. اسکار که یک اقدام هالیوودی بود، در آن‌زمان چاره‌ای نداشت جزء نادیده گرفتن آن‌چه در جاهای دیگر دنیا می‌گذشت. در انگلستان، سرآرتور بلیس با موسیقی چیزهائی که می‌آیند (۱۹۳۶) موسیقی‌ای را خلق کرد که نقطهٔ عطف بزرگی در موسیقی فیلم به حساب می‌آید. این فیلم نخستین اثر سینمائی علمی خیالی به مفهوم واقعی کلمه بود (براساس رمانی از اچ.جی.ولز) و موسیقی جاه‌طلبانهٔ آن‌هم عمدتاً پیش از ساخته شدن فیلم نوشته شد. به‌همین دلیل هم نمی‌توان موسیقی آن‌را نخستین قطعهٔ دراماتیک در نوع خودش که پخش شده تلقی کرد. به‌هرحال ”مارش“ محوری آن تقریباً بلافاصله از فیلم جدا شد و به‌صورت یکی از قطعه‌های محبوب تالارهای کنسرت درآمد. قطعه‌های موسیقی دیگر آهنگ‌سازان کلاسیک هم که، به‌طور گذرا و کوتاه‌مدت هم که شده، سر از کار در سینما در می‌آوردند، دچار چنین سرنوشتی می‌شد. دو موسیقی‌دان انگلیسی دیگری که در عصر طلائی، حضور گذرائی در عرصهٔ موسیقی فیلم یافتند، عبارت بودند از رالف ون ویلیامز که موسیقی‌اش برای فیلم اسکات قطب‌جنوب (۱۹۴۸) بیشتر به‌عنوان ”سمفونی ششم‌“ او شناخته می‌شود، و سرویلیام والتن که اقتباس‌های موسیقائی شکسپیری‌اش از هنری پنجم (۱۹۴۳) و هملت (۱۹۴۷) بیشتر به‌عنوان قطعه‌هائی برای کنتسرت ضبط و اجراء شده‌اند. در آمریکا، بی‌واسطگی و مایه‌های فولک نواهای آرون کاپلند به ساخت چندتائی موسیقی فیلم انجامید که بیش از هر کار دیگری آن حس آمریکائی بودن را در خود داشتند. شهر ما (۱۹۴۰) که تصویری نمونه‌ای از شهرهای کوچک آمریکائی به‌دست می‌دهد، از آن پس بارها تقلید شده است. فانفارهائی با سازهای برنجی، هارمونی‌های ساده و غرور میهن‌پرستانه، انگ موسیقی او، چه برای صحنهٔ کنسرت و چه برای سینما، بودند و سوختی بی‌نقص برای ملتی که وارد عرصهٔ جنگ‌جهانی دوم می‌شد (به‌خصوص قطعهٔ غیرسینمائی‌اش ”فانفار برای آدم‌های معمولی“). موسیقی به طرزی حیرت‌انگیز قدرتمند سرگی پروکوفیف برای الکساندر نوسکی (۱۹۳۸) نمونهٔ دیگری بود که تبلیغات جنگی الهام‌بخش فیلم بزرگی شد. هر چند که این حماسهٔ روسی هم، مثل فیلم‌هائی که رفیق شوستاکوویچ برای‌شان موسیقی ساخته بود، در آن‌زمان نمایش گسترده‌ای در آمریکا نیافت. در عرصهٔ بین‌المللی با این موسیقی بیشتر در قالب مدون‌شده‌اش به‌عنوان یک کانتات (قطعهٔ موسیقی عمدتاً آوازی) برای اجراء در کنسرت آشنا شدند، یعنی در نقطهٔ متضاد جایگاه اولیه‌اش بر روی تصویرهای خیره‌کنندهٔ سرگی ایزنشتین. این دو مرد بزرگ در ۱۹۴۲ در فیلم ایوان مخوف که تقریباً همان‌قدر نفس‌گیر بود، دوباره به یکدیگر پیوستند. تلفیق تمپوهای بی‌اندازه پرتحرک پروکوفیف با استفادهٔ شورانگیز از آواهای بی‌کلام شاید در زمان خودش ارج نهاده نشد. با این‌حال قطعاً در آثار آهنگ‌سازان درجه یک هالیوود معاصر از نو کشف و ستایش‌شده و به‌عنوان مثال باعث غنای بیشتر برخی از آثار دنی‌الفمن و جیمز هورنر شده است. همان‌طور که بعداً خواهیم دید، آنها نیز از آن نوع همکاری‌های درخشان با کارگردانی خاص داشته‌اند، اما مورد پروکوفیف و آیزنشیتن نخستین نمونهٔ این شیوهٔ کاری روی هم‌رفته کمیاب بود. این شیوهٔ همکاری همواره به خلق بهترین آثار در عرصهٔ موسیقی فیلم انجامیده و آشکارترین نتایج درخشان آن‌را می‌توان در کارنامهٔ یکی از بزرگ‌ترین معماران عصرطلائی سینما یافت؛ برنارد هرمان. امروز نام برنارد هرمان تقریباً از نام آلفرد هیچکاک جدائی‌ناپذیر است، با این‌حال هرمان پیش از همکاری با هیچکاک بیش از یک‌دهه کار سینمائی را پشت‌سر گذاشته بود. این همکاری از همان ابتدا عمیق‌ترین تأثیر را بر صنعت سینما گذاشت. هرمان پیش از مدتی در رادیو با اورسن ولز کار کرده بود (در جنگ دنیاها)، تا این‌که هالیوود متوجه آنها شد. آن‌دو به اتفاق همشهری کین (۱۹۴۱) را که شاهکاری با مقبولیت جهانی است، خلق کردند. هرمان آهنگ‌سازی بود که بیش از همهٔ آهنگ‌سازان دیگر، از عصر خودش فراتر رفت. هیچ ژانری به‌روی او بسته نبود. در ابتدای دههٔ ۱۹۴۰، او در رویاروئی با صنعتی که رویکردی یکسان و واحد به موسیقی فیلم در آن تقریباً تثبیت شده بود، تصمیم به روی برگرداندن از عرف و فراتر از رفتن از محدودهٔ سنت‌ها گرفت. موسقی همشهری کین، فیلم‌های خبری مختلف، قطعه‌ای اپرائی و تلاطم فکری‌ای را که به‌نحوی موجز شخصیت چارلز فاسترکین را معرفی می‌کند، پوشش می‌دهد. فیلم با سفری کاوشگرانه در دوروبر عمارت قصرمانند زانادو آغاز می‌شود. این قطعه گرچه نورپردازی تیره و تاری دارد، ولی اگر به خاطر تلفیق ضجهٔ سازهای برنجی با نوای آه و ناله مانند سازهای بادی چوبی نبودند، می‌توانست صرفاً یک آگهی فروش خانه باشد. هرمان در جهشی عظیم، سبک عصرطلائی را گرفت و آن‌را به شیوه‌ای که به طرز تکان‌دهنده‌ای تازه بود، به‌کار گرفت. موسیقی او موسیقی فضاپردازانه‌ای بود. از همان ابتدای مسیر حرفه‌ای‌اش تیرگی‌ای بر آثار او چیرگی داشت. در بسیاری از فیلم‌هائی که بیشتر به خاطر آنها شهرت یافته، این تیرگی به کمک فضا و حال‌وهوای محصور اثر می‌آمد. نمونهٔ عالی آن تنگهٔ وحشت (۱۹۶۲) است که نسخهٔ سال ۱۹۹۱ مارتین اسکورسیزی، برداشت غریزی‌تری از آن را در اختیار مخاطب مدرن گذاشت. المر برنستین برای این نسخهٔ جدید، از موسیقی اصلی اقتباس کرد. در هر دو نسخه، همان موسیقی عنوان‌بندی فیلم‌ها به تنهائی تماشاگر را آمادهٔ سفری هولناک در دل ترس و وحشت می‌کند. این رنگ‌وبوی تیره و تار، خاص هرمان بود، ولی آهنگ‌سازان دیگر برای نشان دادن حالت‌های روانی ناگفتهٔ شخصیت‌ها آن‌را به کار گرفتند (و واژهٔ ”هرمانسک“ را رقم زدند). سادگی و صرفه‌جوئی در آثار او آشکار بود و بسیاری از صفحه‌های نت آثار او جلوهٔ سلول‌های کوچکی از موسیقی را داشتند که به‌گونه‌ای بی‌انتها بر روی یکدیگر می‌لغزیدند. هیچ‌یک از اینها به آن مفهوم نیست که او انقلابی در عرصهٔ موسیقی پدید آورد، ولی او در نسبت میان موسیقی و پرده، انقلابی را رقم زد. در خلال بقیهٔ سال‌های دههٔ ۴۰ هرمان در فیلم‌هائی کارکرد که نهایت استفاده را هم از شخصیت موسیقائی او و هم از شخصیت فردی‌اش می‌بردند. اسکار سال ۱۹۴۲ او برای همهٔ چیزهائی که با پول می‌توان خرید (همان شیطان و دانیل وبستر) تنها جایزهٔ آکادمی به او بود و در واقع یک معذرت‌خواهی بابت این‌که نتوانسته بود فیلم به لحاظ سیاسی مخالف خوان همشهری کین را بستاید. این فیلم برداشتی از داستان معاملهٔ فاوست با شیطان بود که در قرن نوزدهم می‌گذشت، و تلفیق آن از پیچیدگی روان‌شناسانه در فضائی تاریخی کاملاً با کار آهنگ‌ساز جور درمی‌آمد. خانوادهٔ اشرافی آمبرسن (۱۹۴۲)، جین آیر (۱۹۴۳)، آنا و پادشاه سیام (۱۹۴۶) و سیمای جنی (۱۹۴۸) همگی همان‌قدر تأثیرگذار از کار درآمدند. با این‌حال موسیقی شبح و خانم موئیر (۱۹۴۷) محبوب‌ترین کار او شد و به‌راستی همهٔ چیزهائی را که هرمان قصد گفتن‌شان را داشت، جمع‌بندی کرد. پیش از او با فیلم جین‌ایر به‌نحوی بسیار شخصی با زمان و مکانی دیگر هم‌ذات‌پنداری کرده بود. این فیلم الهام‌بخش او در نوشتن تنها اپرایش (ودرینگ هایتز / بلندی‌های بادگیر) شد و این شوق را در او ایجاد کرد تا افراط‌های گوتیک و مایه‌های شاعرانهٔ مخوفش را در موسیقی فیلم به‌طرز گسترده‌تری به‌کار بگیرد. حکایت‌های افسانه‌ای دربارهٔ رفتار خشن و تندخویانهٔ هرمان وجود دارد، ولی هیچ‌یک به این پروژه مربوط نمی‌شود. دل‌مشغولی او با انزوا و مرگ در پس‌زمینهٔ شعری ماجرای عاشقانهٔ میان جن تیرنی و رکس هریسن ـ ناخدائی که از گور برگشته ـ به‌خوبی درک و دریافت شده است. هرمان در موسیقی این فیلم بیش از همهٔ کارهای دیگرش از لایت موتیف استفاده می‌کند. او با استفاده از سازهای بادی چوبی، کلارینت و سازهای زهی، ابعاد مختلف این داستان عاشقانهٔ نافرجام را منتقل می‌کند. خود او با شوخ‌طبعی موسیقی این فیلم را ”موسیقی ماکس استاینری“ می‌خواند و با این‌کار، سبک عصر طلائی را در پیرامونش تصدیق می‌کرد. ● از طلا به نقره نقش هرمان در فهم اینکه چرا چنین تلقی می‌شود که عصرطلائی به پایان رسید و جای خود را به چیز دیگری داد، بسیار حساس است. او شخصیت کلی‌اش را در قالب یک فرم هنری ترجمان کرد که در غیر این‌صورت به نظامی استودیوئی که به راه و روش‌های خودش می‌گشت، تن می‌داد. تغییری که او در این تفکر پدید آورد، آن‌قدر بزرگ بود که تغییرهای بزرگ‌تری را از پی بیاورد. در ۱۹۴۹ کلمبیا رکوردز، صفحه‌های ۳۳ دور را وارد بازار کرد و پس از آن‌هم RCA Victor صفحه‌های ۴۵ دور را معرفی کرد. البته پیش از آن، عرضهٔ صفحه‌های ۷۵ دور، پخش قطعه‌های پروپیمان‌تری از موسیقی یک فیلم بر روی صفحه را دچار محدودیت کرده بود. سال بعد ”تم هری لایم“ از موسیقی مرد سوم (۱۹۴۹) یازده هفته در ردهٔ اول جدول ماند و این نشانه‌ای بارز از ایجاد تحول در فکر مردم و استودیوها در زمینهٔ موسیقی فیلم بود. این‌که این قطعه را یک نوازندهٔ کاملاً گمنام وینی اجراء کرده بود، آن‌هم با سازی همان‌قدر ناشناخته (زیتر)، نشانهٔ بزرگ‌تری بود حاکی از این‌که طرز تفکر استودیوها (بریتیش لاین / لاندن فیلمز) در باب چگونگی به‌کارگیری موسیقی دچار تحول شده است. اینکه اورسن‌ولز هم در این فیلم حضور داشت، تصادفی بود، ولی آیا این‌را که چنین تحول رادیکالی در سبک، یک‌دهه به‌کارگیری و تلفیق نامتعارف‌سازها توسط برنارد هرمان را در پی داشت نیز می‌توان تصادف به حساب آورد؟ هیچ موسیقی‌ای به تنهائی پایان یک عصر و آغاز عصربعدی را نشانه‌گذاری نمی‌کند. واژهٔ ”عصر“ کمی زیاده از حد یا به‌گونه‌ای گمراه‌کننده به‌کار می‌رود. در پایان دههٔ ۴۰ و آغاز دههٔ ۵۰، ایده‌های موسیقائی به سرعت گسترش می‌یافتند و اساساً دورهٔ گذاری از راه رسیده بود. از هر کسی بپرسید که موسیقی میکلوش رژا برای بن‌هور یا موسیقی الکس نورث برای کلئوپاترا به چه دوره‌ای تعلق داشته، بی‌بروبرگرد جواب می‌ٔهد به عصرطلائی؛ با این‌حال اولی متعلق به ۱۹۵۹ است و دومی ۱۹۶۳. از طرف دیگر، اگر دربارهٔ موسیقی کاراس برای مرد سوم یا حتی موسیقی سرشار از ساز ترمین (theremin) هرمان برای روزی که زمین از حرکت ایستاد بپرسید، قضیه کمی مبهم می‌شود چون سبک این دو به چیزی گرایش دارد که موسوم به عصر نقره‌ای است. سبک عصر طلائی هیچ‌گاه از بین نرفته و در دوره‌هائی عنایت مجددی به آن شده است ـ به‌عنوان مثال توسط جان ویلیامز در دههٔ ۱۹۷۰. با تحولات صنعت ضبط موسیقی، از راه رسیدن راک‌اندرول و به‌خصوص به انحصار تلویزیون درآمدن مخاطبان، فرم ارکسترال با زبان خودش کنار گذاشته شد تا دیگران بخت خود را در این عرصه بیازمایند.

همان طور که میدانید

همان طور که می دانید حافظه کامپیوتر بر دو قسم است : اصلی و کمکی .

حافظه اصلی نیز خود بر دو قسم عمده است :RAM و .ROM

RAM یا Random access memory ، یک حافظه ی با دسترسی تصادفی می باشد که به علت سرعت نسبتا بالای آن (نسبت به حافظه جانبی) در رایانه برای ذخیره ی اطلاعات در حال استفاده به صورت موقتی به کار می رود.

هنگامی که رایانه راه اندازی می شود سیستم عامل از طریق حافظه ی ROM برنامه های مدیریت سیستم را در رم بارگزاری کرده تا دسترسی به انها به سرعت انجام شود بنابراین مقداری از حافظه ی رم همیشه توسط سیستم عامل اشغال می شود.

همچنین اگر شما قصد استفاده از هر برنامه ای داشته باشید ابتدا آن برنامه باید در رم بارگزاری شده تا بتوانید به آن دسترسی داشته باشید . مثلا شما در حال تایپ متنی در ورد هستید ، فایل مذکور در حافظه ی رم به طور موقت ذخیره می شود و این به این معنی است که اگر برق رایانه قطع شود اطلاعات شما نیز از دست می روند و برای حل این مشکل ما از حافظه های کمکی استفاده می کنیم.

اگر سیستم عامل مثلا ویندوز حافظه ی کافی در اختیار نداشته باشد یک فایل با حجم مورد نیاز در قسمتی از دیسک سخت ذخیره می کند و برنامه ی مدیریت حافظه دائما اطلاعات مورد نیاز را بین حافظه ی اصلی سیستم و حافظه ی مجازی بر روی هارد دیسک جابجا می کند به این قسمت از حافظه ، حافظه ی مجازی (Virtual memory ) گفته می شود . شما می توانید میزان استفاده از هارد برای حافظه ی مجازی را تنظیم کنید برای این کار (در ویندوز XP):

Control panel->system->advance

در قسمت Performance دکمه ی Setting را زده سپس تب Advance را کلیک کنید حال می توانید در قسمت Virtual memory بازدن دکمه ی change میزان حافظه ی مورد نیاز و حتی درایو مورد نظر را تنظیم کنید .

ممکن است به خود بگویید پس در این صورت رایانه به رمی با ظرفیت بالا نیاز نخواهد داشت اما خوب است این نکته را بدانید که سرعت تبادل و دسترسی به اطلاعات در رم بسیار بسیار بیشتر از حافظه ی مجازی است بنابراین اگر سیستم دارای حافظه ی کمی بوده و دائما مجبور به استفاده از حافظه ی مجازی باشد کارایی سیستم به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند . با افزایش رم ، از میزان این تبادلات کاسته شده و به این ترتیب مثلا با داشتن 256MB رم این تبادلات تنها زمانی که برنامه ای را اجرا می کنید انجام می شوند .افزودن بیشتر از این مقدار شاید (در شرایط عادی) افزایش چشمگیری در سرعت دستگاه نگذارد مگر این که از نرم افزار های خاص مثلا ساخت انیمیشن های سه بعدی یا بازی های پیشرفته استفاده کنید که در این صورت افزایش حافظه توجیه اقتصادی پیدا می کند .

در پایان با توجه به تمام نکاتی که گفته شد ، به نظر من داشتن حافظه ای بیش از 512 مگا بایت سیستم شما را به یک جت تبدیل نمی کند مگر در شرایط خاص که باید با توجه به نیاز های آن مورد خاص ، در مورد میزان حافظه ی مورد نیاز تصمیم گیری کرد .

 

سرعت دسترسي به اطلاعات يا باس Ram

سرعت دسترسي به اطلاعات يا باس Ram

دومين ويژگي مهم هر رم سرعت انتقال داده ها از رم به Cpu مي باشد.

سرعت	نوع
66 MHZ يا PC66	SDRAM
100 MHZ يا PC100	SDRAM
133 MHZ يا PC133	SDRAM
200 MHZ يا PC 1600	DDR
400 MHZ يا PC800	RDRAM
266 MHZ يا PC2100	DDR
333 MHZ يا PC2700	DDR
400 MHZ يا PC 3200	DDR
533 MHZ يا PC1066	RDRAM

 

لطیفه و حکایت شیرین ملانصرالدین:

لطیفه و حکایت شیرین ملانصرالدین:

جهانگردی دانشمند به دربار هارون رفت و گفت: آمده ام تا علما و دانشمندان این شهر را به آزمونی دعوت کنم. هر کس از علوم مختلف اطلاعی دارد و ادعای فضل و آگاهی میکند بیاید و به سوالات من پاسخ دهد. هارون دستور داد تا همه فضل ها و دانشمندان را به دربار بیاورند.دیری نگذشته که دانشمندان شهر به حضورهارون رسیدند و منتظر شدند تا جهانگرد سوالش را مطرح کند.

مرد گفت: سوال من گفتنی نیست. خوب نگاه کنید و پاسخ معما را بگویید. سپس از جا برخاست. عصایی را که در دست داشت بر زمین گذاشت و با آن دایره ای کشید. همه با تعجب به او نگاه می کردند و منتظر بودند.مرد هیچ نگفت.

هارون گفت: ممکن است توضیح بیشتری بدهی؟ مرد گفت: من سوال را پرسیدم هر کدام جواب را بگوید خوشحال خواهم شد! یکی زا حاضران در دربار گفت: سوال تو بی اساس است و پاسخی ندارد.  مرد گفت: همه اقرار کنید که در این شهر هیچ کس نیست که پاسخ را بداند خود پاسخ معما را خواهم گفت. هر چند که این قسمت اول معما بود اما یک روز به شما فرصت می دهم تا خوب فکر کنید و جواب را بیاورید.

هارون از اینکه هیچ دانشمندی پاسخ سوال مرد را نمی دانست سخت برآشفت و دستور داد همه دربار را ترک کنند ودر طول یک روز مهلت خوب فکر کنند و پاسخ را بیابند. شب دانشمندان و وزیر اعظم گرد هم امدند تا با بحث و گفتگو پاسخ را بیابند. اما هر چه می گذشت آنان از یافتن پاسخ نا امید تر می شدند اما ترس از خشم هارون لحظات را دشوار می کرد.

تا این که به  پیشنهاد یکی از دانشمندان قرار شد صبح روز بعد  بهلول را به دربار ببرند تا شاید پاسخ معما را بدهد.

شب هنگام به امید یافتن بهلول به مسجد رفتند و عاقبت او را در میان جمع فقیران و نیازمندان یافتند. بهلول با تمسخر به آنان نگاه می کرد و منتظر بود بداند چرا به سراغش آمده اند. عاقبت وزیر جلو رفت و گفت: مرد جهانگردی به دربار هارون آمده و  معمایی طرح کرده که هیچ کس نتوانسته پاسخ را بیابد.

فقط تا سپیده دم فرصت داریم تا پاسخ  معما را پیدا کنیم.  با ما به دربار بیا و  پاسخ معما را بگو!

عاقبت ، زمان موعود فرا رسید. هارون و مرد جهانگرد در تالار منتظر بودند ناگهان پچ پچ و همهمه ای در تالار پیچید و بهلول در میان جمعی از دانشمندان وارد تالار شد. هارون همین که بهلول را دید فریاد زد. این دیوانه اینجا چه می کند؟ مرد با دیدن بهلول خندید و به هارون گفت: این ژنده پوش دیوانه، عاقلترین و داناترین مرد در شهر توست؟! و دوباره خندید. هارون خشمگین شد و فریاد زد: سوال را بپرس! مرد جهانگرد از جای برخاست و دوباره با عصا دایره ای روی زمین کشید. بهلول پوزخندی زد، جلو رفت، عصا را از دست مرد گرفت و دایره را به دو قسمت تقسیم کرد. مرد دایره ای دیگر کشید. بهلول عصا را گرفت و دایره را به چهار قسمت تقسیم کرد. همه خیره و متعجب به کارهای مرد و بهلول نگاه می کردند و هیچ نمی فهمیدند. مرد روی زمین نشست و پشت دستش را روی زمین گذاشت و انگشتانش را به سوی آسمان گرفت. بهلول در کنارش نشست و دستش را بر عکس او با کف روی زمین گذاشت و پشت دستش را بالا آورد.

ناگهان مرد از جای برخاست و فریاد زد: آفرین، مرحبا، احسنت برتو! سپس به طرف هارون آمد و گفت: شما باید قدر این مرد دانشمند را بدانید و بهترین پاداش ها را به او بدهید. سپس آماده رفتن از تالار شد. هارون گفت: صبر کن تا پاسخ معما را به ما نگویی اجازه ی خروج از قصر را نداری! مرد به بهلول اشاره کرد و گفت: شما او را داریدخود پاسخ را خواهد گفت. و از قصر بیرون رفت. بهلول به وسط تالار رفت و گفت: معمای ساده ای بود. منظور از دایره اول زمین بود. من دایره را به دو قسمت تقسیم کردم معنی آن این بود که زمین به دو نیمکره تقسیم میشود. او دایره دوم را تقسیم کرد و به چهار قسمت آن را تقسیم کردم. یعنی یک قسمت خشکی و سه قسمت زمین آب است.

مرد دستش را روی دایره گذاشت و انگشتانش را بطرف بالا گرفت. منظورش رشد درختان و گیاهان بود. من دستم را برعکس روی زمین نهادم و پشت ان را به بالا گرفتم و با این کار تابش خورشید و بارش باران را نشان دام و به او فهماندم که رشد درختان و گیاهان به این دو بستگی دارد.

همه ی حاضران در تالار با شوق و شادی به او آفرین گفتند. بهلول ردای کهنه و پاره اش را به دوش کشید و به طرف در رفت. هارون گفت: بایست. کجا می روی بیا پاداشت را بگیر.بهلول نگاهی به حاضران کرد و گفت: سکه هایت را به این بیچارگان بده  که از من نیازمندترند و ارام از در خارج شد.

 

فتوشاپ

ايجاد رعد و برق در فتوشاپ

 

	در اين آموزش نحوه ساخت افكت رعد و برق را مي آموزيد.	http://www.ashyaneeh.com/
	ابتدا يک صفحه جديد با مشخصات روبرو ايجاد کنيد:	Width:200pixels Height:100pixels Resolution: 72 pixels/inch Mode: RGB color Contents:White
	ابزار گرديينت  را انتخاب کنيد و و از چپ به راست بر روی صفحه بکشيد.(قبل از اين کار مطمئن شويد رنگ پس و پيش زمينه به صورت پيش فرض هستند برای اين کا مي تونيد کليد "D" رو بزنيد) هنگام کشيدن ابزار گرديينت بر روی صفحه کليد شيفت را پايين نگه داريد
	به Filter>Render> Difference Clouds برويد.
	به Image > Adjust > Invert برويد.
	به Image > Adjust > Levels برويد. و دسته وسطی رو مانند شکل زير تنظيم کنيد.
	بهImage > Adjust > Color Balance   برويد. و اونو جوری تنظيم  کنيد تا شبيه تصوير روبرو بشه ! اميدوارم از اين آموزش خوشتون اومده باشه.

 

ساخت وتولید

ساخت  تولید :

مقدمه :

وقتی نام رشته ساخت وتولید را می شنوید می توانید به ساخت هر چیزی که ساختنی است و تولید آنچه امکان تولیدش وجود دارد فکر کنید اما در صنعت و تولیدات صنعتی ساخت و تولید به معنای تبدیل مواد خام که در کشور عزیزما به وفور یافت می شود به محصولات قابل استفاده است .
طبیعی است که مواد خام برای تبدیل شدن به محصولات راهی طولانی را باید سپری کنند ، برش کاری ، شکل دادن ، مونتاژ کاری و پرداخت کاری مراحل اصلی شکل گیری یک محصول هستند همین مراحل نیز به ماشین ها و نرم افزارهای پیشرفته نیاز دارند تا بتوانند به قطعات صنعتی تبدیل شوند .
آنچه در مراحل اولیه تحصیل و قدم های نخست این رشته مهم فرا میگیرید محاسبات فنی ، رسم فنی ، طراحی قطعات مختلف صنعتی ، آزمایشگاه اندازه گیری دقیق ، جوشکاری و ریخته گری قطعات صنعتی و ساخت قطعات بو سیله ماشین های تراش ، فرز و صفحه تراش می باشد.

درس ها ی رشته :

سال دوم
رديف	نام درس	نظري	عملي
1	آمادگی دفاعی	2	0
2	ادبیات فارسی (2)	2	0
3	تراشکاری (1)	1	2
4	تربیت بدنی (2)	0	1
5	تعلمیات دینی و قرآن (2)	2	0
6	تکنولوژی و کارگاه جوشکاری	1	1
7	جغرافیای عمومی و استان	3	0
8	رسم فنی عمومی	1	1
9	ریاضی (2)	4	0
10	زبان خارجه (2)	2	0
11	زبان فارسی (2)	2	0
12	شناخت و خواص مواد	2	0
13	عربی ( 1/2 )	1	0
14	فیزیک (2)	2	0
15	محاسبات فنی (1)	2	0
16	کارگاه مکانیک عمومی	1	1

 

 

 

سال سوم
رديف	نام درس	نظري	عملي
1	اجزاء ماشین	2	0
2	اندازه گیری دقیق و آزمایشگاه	1	1
3	تاریخ معاصر ایران	2	0
4	تراشکاری (2)	1	2
5	تربیت بدنی (3)	0	1
6	تعلیمات دینی و قرآن (3)	3	0
7	تکنولوژی و کاربرد برق در ماشین ابزار	1	1
8	تکنولوژی و کارگاه ریخته گری	1	1
9	رسم فنی تخصصی	1	1
10	ریاضی (3)	1	1
11	عربی (2/2)	1	0
12	مبانی و کارکرد رایانه	1	1
13	محاسبات فنی (2)	2	0
14	کارآموزی	0	2
15	کارگاه ساخت و تولید	1	2

 

 

صنعت و بازار کار :‌

زمینه شغلی رشته مذکور عبارت است از :
سرپرستی آزمایشگاه اندازه گیری دقیق
کارگاه های تراشکاری
کارگاه های فرزکاری
کارگاه های ابزار تیزکنی
کارگاه های چرخ دنده تراشی با ماشین مخصوص
سرپرستی کارگاه های تراشکاری ، فرزکاری ، برش کاری و ......
اپراتوری ماشین های اتوماتیک ، فرم تراشی و سری تراشی
کارگاه های سنگ زنی و پرداخت سطوح

جیوه

جیوه از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Hg و عدد اتمی آن ۸۰ است.جیوه یکی از فلزات بوده و تنها فلز مایع در دمای اتاق است سمی است و در ساخت آینه‌ها به کار می رود.

مشخصات فيزيكي و مكانيكي جيوه

نام جيوهMercury يا Cinnabar كه به نقره روان Quick Silver نيزمعروف است، از واژه hugrargyrum كه نام لاتين mercury است و يا از واژه يونانی(hydragyros) مركب از ريشه هاي يوناني Hydro‌ به معني آب و agyros به معناي نقره و يا از دو واژه يوناني Uopap به معني آب و apyupoc به معني نقره يا سيم گرفته شده است. فراواني جيوه در پوسته زمين، بين 60 تا 80 ميكروگرم دركيلوگرم تخمين زده شده است.

جيوه فلزي است نادر و مايع به رنگ سفيد - نقره اي با نماد Hg،عدد اتمي 80، وزن اتمي 59/200، وزن مخصوص 54/13 گرم بر سانتي متر مکعب، سختي 5/1 در مقياس موس، سنگين، براق، سمی، نقطه جوش 357 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 72/38- درجه سانتي گراد.
جيوه در گروه 12(IIB) جدول تناوبي به عنوان فلز Transition Metals بوده و در دوره 6 قرار دارد. جيوه فلزي است که در دماي اتاق مايع بوده و فشار نسبتاً بالائي دارد.
تخليه الکتريکي بخار جيوه را تا حالت روشنايي و نور افشاني پيش مي برد (نمونه آن لامپ هاي بخار جيوه است). در وهله اول، پرتو افشاني فرابنفش صورت مي گيرد که مي تواند آغازگر واکنش هاي شيميايي باشد. کشش سطحي جيوه تقريباً شش برابر آب است و علت خاصيت خيس شوندگي ضعيف آن با آب نيز همين است. گرانروي ديناميک جيوه (11) تقريباً هم اندازه گرانروي ديناميک آب است.
برخي از فلزات مانند طلا،نقره و روي به راحتي در جيوه حل شده و حلقه يا Amalgam تشکيل مي دهند. حلاليت جيوه در آب بشدت به دما وابسته است. در دماي اتاق،حلاليت آن تقريبا" 60، در QC50 تقريباً L/g 1 - / 250 و در QC 90 تقريباً L/g 1 -/ 1100 است. در دماي کم، افزودن کلريد سديم حلاليت آب را کم مي کند.

خواص فیزیکی عنصر جیوه :

• عدد اتمی : ۸۰
• جرم اتمی : ۲۰۰٫۵۹
• نقطه ذوب : C° -۳۸٫۸۳
• نقطه جوش : C° ۳۵۶٫۷۳
• شعاع اتمی : ۱٫۷۶ Å
• ظرفیت : ۲+ و ۱+
• رنگ : سفید نقره ای
• حالت استاندارد : مایع

 جیوه عنصری فلزی به رنگ نقره ای با ساختار رومبوئدرال که در دمای معمولی مایع است . جیوه به صورت آزاد در طبیعت نادر یافت می شود و به صورت عمده در سنگ معدن سینابر در اسپانیا و ایتالیا یافت می شود . جیوه رسانایی ناچیزی از حرارت در مقایسه با فلزات دیگر دارد اما رسانای متوسطی از الکتریسیته دارد .این عنصر در گذشته در کشورهای چین و هند شناخته شده بود و در1500 سال قبل از میلاد در اهرام مصر نیز وجود داشته است. این عنصر به حالت آزد در طبیعت پیدا می شود. مهمترین کانی این عنصر سینابر است. حدود 50 درصد از تولیدات این عنصردر دنیا در کشورهای ایتالیا و اسپانیا تولید می شود. این فلز از گرما دادن به سینابر در هوا توسط متراکم کردن بخار تولید می شود.
این عنصر فلزی سنگین، به رنگ سفید نقره ای است. رسانایی ضعیف گرما است. نمکهای مهم جیوه عبارتند از کلرید جیوه، فولمینات جیوه ، که کاربرد گسترده ای به عنوان چاشنی در مواد منفجره دارد . از دیگر نمکهای جیوه می توان سولفید جیوه را نام برد.
جیوه دارای خاصیت سمی است و به آسانی توسط دستگاه تنفسی جذب می شود. و به معدن و روده آسیب می رساند. وجود این عنصر در هوا خطرناک به نظر می رسد.
جیوه موجود در هوا اگر از یک حدی تجاوز کند خطرناک به نظر می رسد. با افزایش درجه حرارت وجود جیوه در هوا خطرناکتر به نظر می رسد. بنابراین در موقع استفاده با آن مخصوصاً با دست باید دقت لازم را به عمل آورد. متیل جیوه یک نوع آلاینده خطرناک است که به طور گسترده در آب و بخار یافت می شود.از جیوه به طور گسترده در آزمایشگاه ها برای ساخت فشار سنج ها و پمپهای تخلیه فشار و دیگر تجهیزات استفاده می شود. از جیوه بخار برای ساخت لامپها و تابلوهای تبلیغاتی و غیره استفاده می شود. و همینطور برای ساخت سوئیچهای جیوه ای و دیگر دستگاههای الکترونی استفاده می شود. از دیگر کاربردهای این عنصر برای ساخت آفت کش ها و پیلهای جیوه ای و دندانسازی و عامل ضد رسوب در رنگها و باتریها است و همچنین به عنوان کاتالیزوراستفاده می شود.

کاربردهای آن:

اثرات جیوه بر روی سلامتیجیوه ترکیبی است که به طور طبیعی در محیط زیست وجود دارد. این ماده به شکل فلزی و به صورت نمکهای جیوه یا به صورت ترکیبات آلی جیوه یافت می شود. جیوه فلزی در بسیاری از لوازم خانگی مانند فشارسنج، دماسنج، و لامپ فلورسنت به کار می رود. جیوه در این لوازم در فضایی محصور شده و باعث ایجاد عارضه ای نمی شود. اما وقتی دماسنج بشکند، مقدار زیادی از جیوه از راه تنفس و طی مدتی کوتاه ضمن تبخیر وارد بدن می شود. این جیوه باعث اثرات مضری مانند آسیب اعصاب، مغز و کلیه، سوزش ریه، سوزش چشم، تحریک پوست، اسهال و استفراغ می شود.جیوه به طور طبیعی در غذا وجود ندارد اما از طریق جانداران کوچکتری که انسان آنها را می خورد، نظیر ماهیها، وارد زنجیره غذایی می شود. معمولا غلظت جیوه موجود در ماهی ها بیشتر از غلظت جیوه موجود در آبی که در آن زندگی می کنند، بیشتر است. محصولات لبنی گاوها هم ممکن است دارای غلظت بالایی جیوه باشد. معمولا جیوه در مواد گیاهی وجود ندارد اما وقتی در کشاورزی اسپری های حاوی جیوه مورد استفاده قرار گیرد، این جیوه از طریق گیاهان وارد بدن انسان می شود.
جیوه بر روی انسان اثراتی دارد که می توان آنها رابه صورت زیر خلاصه کرد:
-اختلال سیستم عصبی-اختلال در عملکرد مغز

-آسیب DNA و آسیب کروموزوم

-واکنشهای آلرژیک شامل خارش پوست، خستگی و سردرد

-اثرات منفی بر روی باروری مانند آسیب سپرم، اثرگذاری منفی بر روی زایمان و سقط جنیناختلال در ملکرد مغز باعث کاهش قدرت یادگیری می شود، تغییر شخصیت، رعشه، تغییر قدرت دید، کری، اهماهنگی ماهیچه ها و از دست دادن حافظه می شود. آسیب کروموزوم باعث مونگولیسم می شود.

اثرات زیست محیطی جیوه

جیوه فلزی است که به طور طبیعی در محیط وجود دارد. جیوه در اثر شکسته شدن طبیعی کانیهای موجود در سنگ و خاک و از طریق باد و آب وارد محیط زیست می شود. انتشار جیوه حاصل از منابع طبیعی سالها است که رخ می دهد. هنوز هم غلظت جیوه موجود در اثر فعالیتهای بشری، در محیط در حال افزایش است. قسمت عمده جیوه حاصل از فعالیتهای بشری به واسطه احتراق سوختهای طبیعی، فعالیتهای معدنی، احتراق و ذوب زباله های جامد وارد هوا می شود. بعضی از فعالیتهای بشری مانند کودهای کشاورزی و شیرابه های صنعتی باعث می شوند که جیوه به طور مستقیم وارد خاک یا آب شود. کل جیوه ای که در محیط زیست پراکنده می شود در نهایت در خاک یا آبهای سطحی تجمع می یابد.

جیوه موجود در خاک، در قارچها تجمع می یابد. آبهای سطحی اسیدی مقدار قابل توجهی جیوه دارند. وقتی pH آب بین 5 و 7 باشد، غلظت جیوه موجود در آب به علت حرکت و جابه جایی جیوه در زمین بالا می رود. وقتی جیوه به آبهای سطحی یا میکروارگانیسمهای خاک برسد، به متیل جیوه تبدیل می شود که جانداران به سرعت این ماده را جذب می کنند و این ماده باعث آسیب سیستم عصبی می شود. ماهی ها هر روز مقدار زیادی از متیل جیوه را از آبهای سحی جذب می کنند. در نتیجه متیل جیوه در بدن آنها تجمع می یابد و با توجه به این که ماهی ها بخشی از زنجیره غذایی هستند، وارد زنجیره غذایی می شود.اثراتی که جیوه بر روی جانوران دارد عبارتند از آسیب کلیه، اختلال عملکرد معده، آسیب روده، ناباروری و تغییر DNA.

اتصال

الكترود اتصال‌ زمين‌

براي‌ ايجاد اتصال‌ زمين‌ مي‌توان‌ يكي‌ از انواع‌ الكترودهايي‌ اتصال‌ زمين‌ زير را انتخاب‌ نمود:

 الف‌ - الكترود اتصال‌ زمين‌ قائم‌(كوبيده‌ شده‌):

 - ميله‌ فولادي‌ اتصال‌ زمين‌ با روكش‌ مسي‌ حدود 3 ميليمتر و با قطر ميله‌ حداقل‌ 16 ميليمتر به‌ انضمام‌ كلسپ‌ انشعاب‌ و ارتباط‌ و سرچكش‌ خوار در داخل‌ زمين‌ به‌ عمق‌ مناسب‌ كوبيده‌ مي‌شود.

 - ميله‌ فولادي‌ گالوانيزه‌ به‌ قطر حداقل‌ 16 ميليمتر و لوله‌ فولادي‌ گالوانيزه‌ استاندارد به‌ قطر حداقل‌ 1 اينچ‌ و يا نبشي‌ گالوانيزه‌ نمره‌ 65 و يا سپري‌ گالوانيزه‌ نمره‌ 6 در داخل‌ زمين‌ به‌ عمق‌ مناسب‌ (حداقل‌ 3 متر) قرار داده‌ مي‌شود.

 ب‌ - صفحه‌ و هادي‌ (داخل‌ چاه‌) با مشخصات‌ زير:

 1 - ابعاد صفحه‌ مسي‌ بايد حداقل‌ 1*5/0 مترو ضخامت‌ آن‌ حداقل‌ 2 ميليمتر باشد. هادي‌ مسي‌ اتصال‌ زمين‌ مرتبط‌ با صفحه‌ مسي‌ بايد حداقل‌ داراي‌ سطح‌ مقطع‌ 50 ميليمتر مربع‌ بوده‌ و توسط‌ لحيم‌ سخت‌ (جوش‌ اكسيژن‌) به‌ صفحه‌ مسي‌ متصل‌ شود. اين‌ هادي‌ نبايد از نوع‌ افشان‌ باشد در صورت‌ استفاده‌ از هادي‌ چند مفتوله،‌ قطر هر مفتول‌ آن‌ نبايد از حدود 8/1 ميليمتر كمتر باشد.

 2 - ابعاد صفحه‌ فولاد گالوانيزه‌ بايد حداقل‌ 1*5/0 متر و ضخامت‌ آن‌ 3 ميليمتر باشد. هادي‌ اتصال‌ زمين‌ جهت‌ ارتباط‌ با صفحه‌ گالوانيزه‌ بايد حداقل‌ داراي‌ سطح‌ مقطع‌ 100 ميليمتر مربع‌ در مورد تسمه‌ (حداقل‌ 30*5/3 ميليمتر) و 95 ميليمتر مربع‌ در مورد هادي‌ چند مفتوله‌ باشد و با لحيم‌ سخت‌ (جوش‌ اكسيژن‌) به‌ صفحه‌ متصل‌ شود. اين‌ هادي‌ بايد از جنس‌ فولاد گالوانيزه‌ بوده‌ و نبايد از نوع‌ افشان‌ باشد.

 تبصره‌ 1 -  صفحه‌ بايد به‌صورت‌ عمودي‌ در داخل‌ زمين‌ قرار گيرد.

 تبصره‌ 2 -  حداقل‌ فاصله‌ لبه‌ فوقاني‌ صفحه‌ الكترود از سطح‌ زمين‌ نبايد از 1 متر كمتر باشد.

 تبصره‌ 3 -  صفحه‌ بايد در عمقي‌ كه‌ رطوبت‌ زمين‌ به‌ صورت‌ دائم‌ وجود دارد نصب‌ گردد (مقدار اين‌ عمق‌ بسته‌ به‌ موقعيت‌ محلي‌ بسيار متفاوت‌ مي‌باشد).

 تبصره‌ 4 -  اطراف‌ صفحه‌ الكترود بايد با مخلوطي‌ از نمك‌ و خاكه‌ ذغال‌ چوب‌ و خاك‌ نرم‌ سرند شده‌ به‌ ترتيب‌ به‌ نسبت‌ حجمي‌ 1و4 و35 پر شود، سپس‌ خاك‌ سرند شده‌ در داخل‌ چاه‌ ريخته‌ شده‌ و متناوباً آب‌ به‌ آن‌ اضافه‌ و با دقت‌ كوبيده‌ گردد تا خاك‌ داخل‌ چاه‌ به‌ طور كامل‌ متراكم‌ و از نشت‌ بعدي‌ آن‌ جلوگيري‌ بعمل‌ آيد.

 تبصره‌ 5 -  به‌ جاي‌ استفاده‌ از صفحه‌ مسي‌ مي‌توان‌ هادي‌ مسي‌ مربوط‌ به‌ اتصال‌ زمين‌ را به‌ قطر 8/0 متر و به‌ تعداد 5 حلقه‌ در ته‌ چاه‌ چمبره‌ نمود.

 ج‌ - الكترودهاي‌ اتصال‌ زمين‌ افقي‌ به‌ شرح‌ زير:

 1 - اين‌ الكترودها در عمق‌ 5/0 الي‌ 1 متر از سطح‌ زمين‌ دفن‌ شده‌ و طول‌ آنها در حالي‌كه‌ فقط‌ از يك‌ الكترود به‌صورت‌ شعاعي‌ استفاده‌ شود تا حدود 100 متر انتخاب‌ مي‌گردد، اين‌ الكترودها را مي‌توان‌ به‌صورت‌ چند شعاع‌ (حداكثر 6 شعاع‌) در فواصل‌ زاويه‌ اي‌ حداقل‌ 60 درجه‌ از يكديگر نيز نصب‌ نمود بعد از خواباندن‌ الكترود،خاك‌ سرند شده‌ همراه‌ با آب‌ روي‌ آن‌ ريخته‌ و كوبيده‌ مي‌گردد.

 اتصال‌ اشعه‌ فوق‌ الذكر به‌ يكديگر و هادي‌ اتصال‌ زمين‌ بايد به‌وسيله‌ لحيم‌ سخت‌ (جوش‌ اكسيژن‌) انجام گيرد.

2- تسمه‌ مسي‌ باحداقل‌ سطح‌ مقطع‌50ميليمتر مربع‌ و حداقل‎ضخامت‌ آن‌2ميليمتر مي‌باشد.

3 - سيم‌ مسي‌ با حداقل‌ سطح‌ مقطع‌ 35 ميليمتر مربع‌ بوده‌ و نبايد از سيم‌ افشان‌ براي‌ اين‌ منظور استفاده‌ نمود.

 4 - تسمه‌ فولاد گالوانيزه‌ با حداقل‌ سطح‌ مقطع‌ 100 ميليمتر مربع‌ و حداقل‌ ضخامت‌ 5/3 ميليمتر مي‌باشد و معمولاً براي‌ اين‌ منظور از تسمه‌ فولادي‌ گالوانيزه‌ به‌ ابعاد استاندارد 5/3*30 ميليمتر استفاده‌ مي‌شود.

 

 هادي‌ اتصال‌ زمين‌

جنس‌ و سطح‌ مقطع‌ هادي‌ اتصال‌ زمين‌ (اتصال‌ بين‌ الكترود زمين‌ و نقطه‌ خنثي‌ تاسيسات‌) به‌ قرار زير مي‌باشد:

 الف‌ - هادي‌ فولادي‌ با روكش‌ مسي‌ با سطح‌ مقطع‌ حداقل‌ 100 ميليمتر مربع‌ فولاد.

 ب‌ - سيم‌ مسي‌ چند مفتوله‌ با سطح‌ مقطع‌ حداقل‌ 50 ميليمتر مربع‌ (ازنوع‌ افشان‌ نباشد).

 ج‌ - تسمه‌ فولاد گالوانيزه‌ به‌ ابعاد حداقل‌ 5/3*30 ميليمتر.

 د - تسمه‌ مسي‌ با سطح‌ مقطع‌ حداقل‌ 50 ميليمتر مربع‌ و حداقل‌ ضخامت‌ 2 ميليمتر مي‌باشد.

 تبصره‌ 1 -  كليه‌ اتصالات‌ مربوط‌ به‌ اتصال‌ زمين‌،در انتهاي‌ الكترود اتصال‌ زمين‌ بايد با لحيم‌ سخت‌ (جوش‌ اكسيژن‌) انجام‌ گيرد و در انتهاي‌ ديگر آن‌ (محل‌ اتصال‌ به‌ نقطه‌ خنثي‌ تابلو) اتصال‌ بايد با پيچ‌ و مهره‌هايي‌ از جنس‌ خود هادي‌ و يا از جنس‌ برنز انجام‌ شود.

 اتصالات‌ بايد در مقابل‌ خوردگي‌ و زنگ‌ زدگي‌ كاملاً مقاوم‌ و مصون‌ بوده‌ و قطر پيچ‌ و مهره‌ها نبايد از 10 ميليمتر( M 10 )كمتر باشد.

 تبصره‌ 2 -  هادي‌ اتصال‌ زمين‌ در صورتي‌ كه‌ از نظر مكانيكي‌ و حفاظت‌ نشده‌ باشد بايد قابل‌ رويت‌ بوده‌ و در برابر عوامل‌ مكانيكي‌ احتمالي‌ و مواد شيميايي‌ محافظت‌ گردد براي‌ محافظت‌ اين‌ هادي‌ نبايد از لوله‌هاي‌ فلزي‌ استفاده‌ نمود و حتي‌ المقدور سعي‌ شود هادي‌ در طولهاي‌ زياد در مقابل‌ اجسام‌ حجيم‌ فلزي‌ قرار نگيرد.

 تبصره‌ 3 -  در مسير هادي‌ اتصال‌ زمين‌ در نقطه‌ اي‌ مناسب‌ لازم‌ است‌ يك‌ محل‌ اتصال‌ پيچي‌ كه‌ در مواقع‌ انجام‌ اندازه‌ گيري‌ مقاومت‌ زمين‌ باز خواهد شد پيش‌بيني‌ گردد. اين‌ نقطه‌ ممكن‌ است‌ همان‌ نقطه‌ وصل‌ هادي‌ اتصال‌ زمين‌ به‌ نقطه‌ خنثي‌ تاسيسات‌ باشد.

 

 ابعاد هادي‌هاي‌ حفاظتي‌ و خنثي‌

: جهت‌ ارتباط‌ بدنه‌هاي‌ لوازم‌ و تجهيزات‌ به‌ نقطه‌ خنثي‌ بايد حداقل‌ از هادي‌ مسي‌ طبق‌ جدول‌ شماره‌ 2 استفاده‌ شود.

جدول‌ شماره‌ 2 - حداقل‌ سطح‌ مقطع‌ هادي‌ حفاظتي‌

هادي‌ فاز	هادي‌ حفاظتي‌ عايق‌ دار		هادي‌ مسي‌ لخت‌
	هادي‌ عايقدار	كابل‌ 4 رشته‌اي‌	هادي‌ با حفاظت‌ مكانيكي‌	هادي‌ بدون‌ حفاظت‌مكانيكي‌
5/1 5/2 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400	5/1 5/2 4 6 10 16 16 16 25 35 50 70 70 95 - - -	5/1 5/2 4 6 10 16 16 16 25 35 50 70 70 95 120 150 185	5/1 5/1 5/2 4 6 10 16 16 25 35 50 50 50 50 50 50 50	4 4 4 4 6 10 16 16 25 35 50 50 50 50 50 50 50

 

 تبصره‌ 1 -  هادي‌ مسي‌ لخت‌ (مربوط‌ به‌ جدول‌ شماره‌ 2) نبايد در طول‌ مسير خود تا محل‌ اتصال‌ با هادي‌ خنثي‌ با زمين‌ تماس‌ الكتريكي‌ داشته‌ باشد. مقصود از زمين‌ كليه‌ هادي‌هاي‌ بيگانه‌ اجزاء ساختمان‌ (كف‌، ديوار و سقف‌) و غيره‌ مي‌باشد.

 تبصره‌ 2 -  استفاده‌ از هادي‌ آلومينيومي‌ به‌ عنوان‌ هادي‌ حفاظتي‌ ممنوع‌ مي‌باشد.

هادي ‌خنثي‌: سطح‌ مقطع‌هاي‌ خنثي‌ درمقايسه‌ با هادي‌ فاز بايد مطابق‌ جدول‌ شماره3 زير باشد:

جدول‌ شماره‌ 3 - حداقل‌ سطح‌ مقطع‌ هادي‌ خنثي‌

هادي‌ فاز	سطح‌ مقطع‌ هادي‌ها (ميليمتر مربع‌)
	هادي‌ خنثي‌
	سيم‌ عايق‌ دار در داخل‌ لوله‌ و كابل‌ها	سيم‌ لخت‌ در شبكه‌هاي‌ هوايي‌ در سيم‌ كشي‌هاي‌ روكار در داخل‌ و خارج‌ ساختمان‌ها
5/1 5/2 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400	5/1 5/2 4 6 10 16 16 16 25 35 50 70 70 95 120 150 185	- - 4 6 10 16 25 35 50 50 50 70 70 95 120 150 185

 

اهنگری

آهنگري دقيق

 

لغت آهنگري دقيق يك فرآيند مجزاي آهنگري نيست تنها به معنايي از آهنگري نزديك مي‌شود. هدف از اين نگرش توليد يك شكل خالص است يا حداقل نزديك به آن در مقايسه با قطعه آهنگري شده.

عبارت خالص نشان دهنده عدم نياز به ماشينكاري يا فرآيندهاي نهائي كردن سطح آهنگري شده مي‌باشد. بنابراين يك شكل خالص آهنگري شده به هيچ كار اضافي در هيچ يك از سطوح آهنگري شده نيازي ندارد. گرچه اعمال ثانوي ممكن است براي ايجاد سوراخها، رزوه ها و جزئياتي از اين دست نياز باشد.

 يك آهنگري نزديك به خالص مي‌تواند برخي سطوح و نه در تمام آنها  تنها نياز به يك ماشينكاري حداقل يا نهائي كاري داشته باشد. آهنگري دقيق گاهي با آهنگري تلرانس بسته ياد مي‌شود تا تا كيدي داشته باشد به هدف بدست آمده. فقط در طي عمليات آهنگري ابعاد و دقت نهائي سطوح مورد نياز است در قطعه تمام شده.

فرآيند هاي آهنگري سرد به صورت سنتي، دقيق تلقي مي‌شوند. ودر مباحث اكستروژن سرد در باره آن بحث خواهد شد.در اين جلد درباره جزئيات صحبت نخواهد شد. به صورت مشابه فرآيند هاي آهنگري پودري نيز در گروه آهنگريهاي دقيق طبقه بندي مي‌شوند. (مبحث آهنگري پودري را ببينيد) بايد توجه شود كه آهنگري پودري تنها هنگامي‌اقتصادي است كه تهيه قطعه از يك توده خام قابل انجام نباشد.

 در بيشتر مواقع سعي شده دقت بيشتري روي فرآيند هاي سرد انجام شود. بطور سنتي آهنگريهاي گرم جز فرآيندها ي دقيق به شمار نمي‌روند.

آهنگري نيم گرم حالتي است كه در زير دماي تك فاز انجام شود و مزاياي هر دو روش آهنگري سرد وگرم را دارا مي‌باشد. مثالهاي اين مبحث روي آهنگري فولاد متمركز شده است.

اطلاعات جزئي تر مربوط به آهنگري دقيق آلياژهاي آلومينيوم و تيتانيوم نيز در مبحث آهنگري آليازهاي آلومينيوم و آهنگري آلياژهاي تيتانيوم قابل دستيابي است.

 

 

 

مزاياي آهنگري دقيق:

در ارتباط با مشكلات دسترسي به تلرانسهاي بسته و كيفيت سطح قابل قبول آهنگري گرم به صورت سنتي با يك وسعت ماشينكاري طراحي شده اند (در حدود3mm يا بيشتر). انگيزه براي  آهنگري دقيق حذف ويا كاهش فرآيند گران ماشينكاري است اين هزينه ها نه تنها قيمت ماشينكاري است كه هزينه مواد براده شده نيز شامل مي‌شود.

صرفه جوئي ناشي از مواد به وضوح صرفه جوئي ناشي از ماشينكاري نكردن نيست ولي مي‌تواند لحاظ شود.

وزن يك قطعه كه به صورت سنتي آهنگري شده است اغلب دو برابروزن قطعه تمام شده ماشينكاري شده است.

و اين مربوط به نوع قالبهائي است كه استفاده مي‌شود. يك مطالعه انجام شده توسط انجمن صنعتي آهنگري تخمين زد كه حدود 20 تا 40 درصد وزن هر قطعه آهنگري شده پرت مي‌باشد. گرچه گاهي اوقات جهت اطمينان از پر شدن قالب در تمامي‌گوشه ها اين پرت ها ضروري است.

در طراحي دقيق اين پرتها كاهش داده شده ويا گاها حذف مي‌شوند.(مثال 1 را ببينيد).

علت ديگر جهت استفاده از آهنگري دقيق اين است كه خواص يك قطعه آهنگري دقيق شده اغلب از ماده اي كه پس از آهنگري معمولي ماشينكاري مي‌شود بهتر است. واين به علت ساختار مولكولي در اين فرآيند است.

و مزيت ديگر استفاده از آهنگري دقيق در كارگا ه هاي توليد ي، نرخ بالاتر توليد آن است.

كاربرد آهنگري دقيق :

پس از اينكه تصميم بر اين گرفته شود كه يك قطعه بايد به روش آهنگري توليد شود بايد يا به روش سنتي ويا به روش دقيق انجام شود. وتمام قطعات قرار نيست به روش دقيق انجام شوند.

و همينطور كه قبلا گفته شد دقت يك فرآيند آهنگري بستگي به دقت نهائي توليد، هندسه مورد نياز، تلرانسهاي ابعادي وكيفيت سطح دارد. اين نيازها بايد براي هرقطعه تشخيص داده شوند. اثر اين نيازها در پارامترهاي توليد بايد در تحليل طراحي مورد نظر قرار گيرد.

ماهيت فرآيند آهنگري بازه وسيع هندسي قطعات مورد استفاده خواص مشخصه اين فرآيند هستند.

 

 

فرضيات هندسي :

فرض اوليه براين است كه آهنگري بايد قابليت اين را داشته باشد كه پس از عمليات، به راحتي قطعه جدا شود. پس قطعات با شيب منفي نمي‌توانند بااين فرآيند توليد شوند. علاوه بر اين صفحات موازي با محور آهنگري اغلب نيروه هاي اصطكاكي زيادي هنگام فورج قطعه ايجاد مي‌كنند. بنابراين آهنگري اغلب با اضافه كردن مقداري شيب به اينچنين سطوحي انجام مي‌شود.

واين ايجاد زاويه نيز مسائلي ايجاد مي‌كند.

ـ ظرفيت مكانيزم خروجي وسايل آهنگري كه بار مورد نياز را تهيه مي‌كند.

ـ كشش مواد قطعه در دماي خروجي، قطعه بايد بار مورد نياز جهت خروج را تحمل كند.

ـ خوردگي قالب وصدمه ديدن سطح قطعه ممكن است بخاطر اصطكاك اتفاق بيافتد.

فيزيك جريان فلز طي عمليا ت آهنگري همچنين كاربرد هاي آهنگري دقيق را محدود مي‌كند. بعنوان مثال براي فلزات اين امكان وجود ندارد  كه تيغه هاي نازك ويا گوشه هاي تيز را پر كنند. علاوه بر اين نيروهاي زياد در قالب نيز ممكن است باعث بروز مشكلات در جريان فلز شود.

 خنك شده قطعه توسط قالب نيز جريان فلز را محدود مي‌كند. واين يكي از دلايل استفاده از آهنگري قالب داغ يا هم دما مي‌باشد. (قسمت آهنگري در قالب داغ ـ هم دما را ببينيد) و همچنين جريان فلز در آهنگري دقيق نيز مي‌تواند باعث بروز مشكلاتي بشو د.

ديدگاه اقتصادي :

ديد گاه هاي اقتصادي نيز كاربردهاي آهتگري دقيق را تحت تاثير قرار ميدهد. اگر تنها قيمت فرآيند آهنگري در نظر گرفته شود آهنگري دقيق عموما از نوع سنتي آن گرانتراست.

اين بر عوامل موثر در آهنگري دقيق بر مي‌گردد. كه در ادامه در بالا آن بحث خواهد شد. كه مقدار زياذي از آنها در آهنگري سنتي صرف نظر ميشوند.

اگر تعداد قطعات كم باشد استفاده از آهنگري دقيق اقتصادي نيست.

آهنگري دقيق هنگامي‌جالب تراست كه هدف توليد قطعه اي با سطوح پيچيده و مشكل جهت ماشينكاري است. واين روش از لحاظ هزينه قابل مقايسه با فرزكاري، تراشكاري ويا سنگ زني است.

دقت ابعادي قابل وصول با اين روش مي‌باشد ودر بعضي مواقع دقتهاي بهتر نيز بدست آمده است. و دوباره  اگر مقايسه اي انجام شود بين قطعه اي كه با آهنگري دقيق تمام سطوح آن نهائي شده است با قطعه هاي كه نياز به ماشينكاري دارد. نقع اين روش مشخص مي‌شود.

ديدگاه طراحي قالب :

طراحي ابزار جهت آهنگري بايد شامل تحليل تمامي‌اثراتي كه مي‌توانند در دقت قرآيند موثر باشد بگردد. بايد در نظر گرفته شود كه قالب مقداري انبساط انجام مي‌دهد به علت تماس با قطعات داغ، وهمين ديد گاه بايد براي قطعه كار باشد كه پس از آهنگري شدن انقباض  خواهدداشت.

تاثيرات حرارتي قطعه وقالب تقريب زده شده است.(معادله 1 را ببينيد)

تغيير شكل ارتجاعي ابزار و وسايل آهنگري حين فرآيند رخ مي‌دهد وبايد اثر آن روي دقت قطعه در نظر گرفته شود. در اكثر موارد اين تغيير شكل ناچيز مي‌تواند صرف نظر شود.

ابعاد قطعه آهنگري شده متناسب با ابعاد حفره قالب كاهش خواهد داشت.

يك لايه روغن نيز روي قالب موجود است كه اكثرآن نيز ميتواند ناديده گرفته شود.

ضخامت بيشتر روغن باعث جلوگيري از اكسيدا سيون سطحي مي‌گردد.

چنانچه قبلا در باره آن بحث شد جريان فلز فرض مهمي‌در آهنگري دقيق مي‌باشد.طراحي قالب بايستي طوري باشد كه پر شدن تمامي‌حجم قالب را كنترل كند.

كار پذيري قطعه نيز يك مبناي بررسي است. اين امر درآهنگري دقيق بسيار بحراني تر است چون تغيير شكلهاي بيشتري نياز است تا به دقتهاي لازم برسيم.

در عمل لحاظ كردن پارامترهاي فوق بسيار مشكل است.

تحليل دقيق دماي قطعه وقالب نيازمند يك تحليل دقيق انتقال حرارت است. محاسبات تغيير شكل ارتجاعي نيازمند داشتن نيروي آهنگري و تحليل تنش مي‌باشد وتحليل جريان فلز براي طراحي از تمام اينها مشكل تر است.

مدل رياضي :

مدل رياضي فرآيند آهنگري بر اساس  روش اجزا محدود، توسعه پيدا كرده براي كمك به مهندس طراح كه نيازمند اين تحليل هاست. اين مدلها در قالب برنامه هاي كامپيوتري ارائه شده ومي‌تواند نمودارهاي تنش ودما را به طراح نشان دهد.

بررسي شبيه سازي و مدل در قسمت (تكنيكهاي مدل كردن) آمده است تحليل آهنگري دقيق بر اساس مدل كامپيوتر مفيد است اگر قالب نيز با همين روش طراحي و ساخته شده باشد. هدف از شكل خالص ويا حداقل نزديك آن، باعث اين خواهد بود كه آهنگري دقيق و ابزارهاي آن دقيقتر و مشكلتر باشد. علاوه براين محاسبات دقيق مربوط به حجم وسطح كه به طور خودكارتوسط نرم افزار انجام مي‌شود در قالبهاي آهنگري دقيق بحراني هستند.

شبيه سازي فيزيكي :

 شبيه سازي فيزيكي يكي از انتخابها براي شبيه سازي رياضي آهنگري دقيق توسط كامپيوتراست شبيه سازي فيزيكي ساخت يك مدل و قطعه قالب را در گير ميكند. بعنوان مثال مشاهد ه جريان يك ما ده خميري در دماي اتاق مفيد واقع شده ه جهت دريافت جريان فلز حين آهنگري قالب در شبيه سازي فيزيكي نوعي مخصوص پلاستيك شفاف است كه قادر مي‌سازد مارا كه مشاهده پيوسته اي از فرآيند داشته باشيم. الگوهاي جريان فلز نيز مي‌تواند با استفاده از مداد رنگي مشاهده شود. شبيه سازي فيزيكي در مبحثي بنام تكنيك هاي شبيه سازي استفاده شده در آهنگري دقيق بحث شده است.

حتي با استفاده از روشهاي تحليلي با هم نكاتي در ساخت قالب فقط جنبه تجربي داشته ودر كارگاه قابل دسترسي است. در برخي موارد پارامترهاي آهنگري ويا ابعاد حفره قالب مي‌تواند تنظيم شود براي دستيابي به دقت هاي لازم. ميزان توسعه عموما با مقدارزياد كار تحليلي افزايش پيدا مي‌كند.

راهبرد بهينه براي آهنگري دقيق ايجاد تعادل مابين سعي وخطا در ساخت واستفاده از روشهاي تحليلي است.

 نگرش تحليلي براي حالتي كه تجربه اي موجود نيست مي‌تواند مفيد واقع شود.

نرم افزارهاي قدرتمندي نيز جهت اين امر موجود مي‌باشد واز تلفيق آن با دانش وتجربه مي‌تواند به پيش فرضهايي در زمينه ساخت قالبهاي آهنگري دقيق دست يافت.

فرضيات كنترل فرآيند :

پس از معين كردن يك قطعه براي آهنگري دقيق، در ساخت قالب بايد به كنترل فرآيند توجه شود. ودر ارتباط با عوامل مطرح شده در زير بايستي حداقل مطالعه صورت گيرد.

دقت قالب :

يك آهنگري دقيق نياز به قالب دقيق دارد. دقت ابعادي بدست آمده، بهترازدقت ابعادي قالب نخواهد بود. پس بايستي دقت ساخت قالب از دقت مورد نظرجهت قطعه بالاترباشد. اين همانند كاربرد گيج ها مي‌باشد كه بايستي دقت ساخت آنها ازآنچه مورد اندازه گيري مي‌باشد، بيشترباشد.

پس از ساخت قالب بايستي بازرسي شود تا اطمينان حاصل شود كه احتيا جات طراحي را شامل شود يا خير. اين بازرسي مشكل خواهد بود اگر قالب داراي سطوح منحني باشد.

 و اگر قالب بازرسي نشود، مشكل خواهد بود تا منشا خطاهاي بوجود آمده را پيدا كرد.

اساس اندازه گيري توسط گيج برروي  قطعات نمي‌تواند براي اندازه گيري قالب مورد استفاده قرار گيرد.

ماشينهاي اندازه گيري محوري (cmm) اغلب براي بازرسي قالب استفاده مي‌شوند.

براي طراحي قالب لازم است دقت ماشينهاي مورد استفاده در ساخت قالب را بداند.

بعنوان مثال : اگر قرار است حفره قالب توسط اسپارك انجام شود دقت الكترود ودقت باربرداري بايستي دانسته شود.

پس از قرارگيري قالب در توليد دقت آن فرق خواهد كرد بعلت وجود فرسايش در سطح قالب واين از عوامل مهم تغيير دقت ابعادي است.

 وقتي فرسايش اندك مي‌تواند خروج از اندازه مورد نظر را در پي داشته باشد. هزينه تعمير قالب ويا جاگذاري هسته جديد بايستي در بعد اقتصادي طراحي ديد ه شود.

دقت تنظيم :

كنترل جهت وتنظيم قالب در پرس نيز همانقدر مهم است. نگهدارنده هايي كه براي بستن بلوكه هاي قالب استفاده مي‌شوند نيز از درجه اهميت بالايي برخوردارند.

تنظيم قالب، ضخامت قطعه آهنگري شده را تحت تاثير قرار مي‌دهد و ضخامت، خود جزو عوامل هندسي قطعه است كه مي‌تواند درجه اهميت زيادي داشته باشد.

 از طرف ديگر ضخامت وحجم نهائي قطعه به يكديگر وابسته هستند. از آنجائيكه آهنگري دقيق براي پرت كم ويا بدون پرت طراحي مي‌شود، مورد ضخامت كاملا بهراني است. اگر تنظيم قالب طوري باشد كه پرت درخط جدايش تشكيل شود، در آنصورت گوشه هاي تيز پر نخواهند شد. واگر تنظيم از حد معمول دو كف قالب را به هم نزديكتر كند، قالب صدمه خواهد ديد.

دقت ماده اوليه:

در آهنگري دقيق يك مرحله اي ماده اوليه، برشي از ميلگرد ويا يك مقطع استاندارد ديگر است ولي در نوع برنامه اي يا چند مرحله اي progressive)) محصول هر مرحله ماده اوليه است براي مرحله بعدي. ولي در هرصورت دقت ماده اوليه اثر مستقيم در دقت محصول هر مرحله دارد. همانطور كه در بالا بحث شد ارتباط تنظيم قالب با حجم ماده اوليه و حجم محصول كاملا بحراني است.

 هنگامي‌كه شكل ماده اوليه پيچيده است، گسترش ماده در آن مهم است جهت اطمينا ن از صحت جريان فلز حين فرآيند. آهنگري دقيق نياز به ماده اوليه دقيق دارد.

درآهنگري چند مرحله اي، هر مرحله بايستي به عنوان يك فرآيند دقيق در نظر گرفته شود.

حجم همچنين مي‌تواند با وزن كردن نيز كنترل شود. ويا پيش بيني مكاني جهت فرار مواد اضافي در قالب در صورت اضافه بودن مواد به آنجا هدايت شود.

 كيفيت سطح ماده اوليه نيز مهم است چرا كه مي‌تواند كيفيت سطح قالب را تحت شعاع قراردهد. جلوگيري از اكسيد اسيون يكي از عوامل مهم است ودر بخش فرآيند هاي حرارتي درباره آن بحث شده است.

 كيفيت سطوح برش خورده نيز مهم است گرچه گاهي اوقات قالبها طوري طراحي مي‌شوند كه آن سطوح در سطوح غير بحراني محصول واقع شوند.

 كنترل تركيبات شيميايي وريز ساختارهاي متالورژي ماده خام مي‌تواند در كاربردها آهنگري دقيق مهم باشد. بعنوان مثال: هنگام آهنگري، فولاد نبايد كربن از دست بدهد وبراي مواد خالص نبايد تغييري در ساختارمولكولي آنها حاصل شود.

كنترل روانكاري :

از ميان تمام متغييرهاي آهنگري، روانسازي به سختي قابل اندازه گيري است گرچه روانسازي بعنوان بحرانيترين عامل موفقيت يك فرآيند آهنگري دقيق شناخته شده است. روانسازي بر نيروي آهنگري، وضعيتي كه مواد، حفره قالب را پر مي‌كنند، يكنواختي متالورژيكي محصول، ساختارمولكولي و كيقيت سطحي اثر مي‌گذارد. ابزارهاي خودكاردراين زمينه موجود است.

كنترل دماي قطعه كار:

دماي قطعه كاريك متغيير بحراني در آهنگري دقيق مي‌باشد. اين قسمت به كنترل اين عامل مي‌پردازد قطعه كار دچار يك تغيير دماي است  حين فرآيند آهنگري. در اكثر موارد دماي قطعه كار، دماي خروجي از كوره درنظر گرفته مي‌شود در آهنگري دقيق بايستي روي اين دما بين +_10 C  تا+_20 C  كنترل وجود داشته باشد. واين بازه كوچكترخواهد شد درمواقعي كه دقت بالاتري مورد نياز است.

عموما نه عملي است ونه لزومي‌دارد كه تغييرات دمايي قطعه مستقيما اندازه گيري شود. قطعه به محض خروج از كوره شروع به از دست دادن دما مي‌كند. نوع انتقال قطعه از كوره تا پرس نيز مي‌تواند موثر باشد و در اين مرحله مي‌توان از ابزارهاي خودكار استفاده كرد.

قطعه بيشترسرد مي‌شود هنگامي‌كه درتماس باقالب قرار مي‌گيرد. اين انتقال حرارت به ضريب هدايت گرمايي قطعه وقالب و ضخامت ماه روانسازي بستگي دارد.

هنگام عمليات آهنگري كه تما س بيشتر و نزديكتري بين قطعه و قالب صورت مي‌گيرد، اين انتقال حرارت بيشتر مي‌شود.

بنابر اين زمان تماس قالب يا قطعه با اعمال نيرو نيز بر سرد شدن قطعه اثر مي‌گذارد. براي يك قالب با هندسه معلوم زمان تماس با قطعه ثابت است.زمان تماس يك عامل مهم است اگر چه اشكال قالب فرق كند.

در برخي تحليل هاي دمايي آهنگري ممكن است ضرورت احساس شود كه روي دماي تغيير شكل نير حساب شود. درصد بالايي (معمولا بالاي 90%) از انرژي مكانيكي فرآيند آهنگري تبديل به حرارت مي‌شود. و دماي افزايش پيدا مي‌كند. پس دماي قطعه در طي آهنگري بايك تعادل مابين حرارت از دست داده شده به محيط و حرارت توليد شده حين تغيير شكل نتيجه مي‌شود.

دماي قطعه دقت آهنگري را تحت تاثير قرار مي‌دهد.

ـ اثر انقباض حرارتي

ـ اثر حرارت بر جريا ن مواد تنش و حالت الاستيك قطعه و قالب

ـ اثر حرارت بر خواص روانسازي

چنانچه  در بالا  بحث شد با بررسي طراحي قالب، ابعاد قطعه آهنگري شده  مستقيما به حرارت آهنگري وابسته است به علت  انقباضات حرارتي.

براي بررسي اثرات حرارتي يك دماي ميانگين براي قطعه در نظر گرفته مي‌شود.تحليل انتقال حرارت در آهنگري براي اين مقصود توسعه پيدا كرده است.

معادله يك مي‌تواند براي تخمين مقدار انبساط حرارت بكاررود.

معادله (1)             

كه درآن D يك بعد خطي، T دما، ضريب انبساط حرارتي مي‌باشد.

انديسهاي FوD  به Die – Forging باز مي‌گردند. انديس O به دماي محيط اشاره مي‌كند.چنانچه در بالا نشان داده شد دماي قطعه يك مقدار ميانگين خواهد بود. دماي قالب نيز همچنين يك مقدار ميانگين ميباشد.

اگر انبساط حرارتي براي قطعه و قالب خطي نباشد يك مقدار ميانگين بايستي بكار رود. علاوه بر انقباض حرارتي، درجه حرارت  دقت فرآيند + آهنگري را به علت اختلاف جريان تنش در مواد قطعه تحت الشعاع قرار مي‌دهند. هم چنانكه در محث انتخاب فرآيند حرارتي آمده است.

چنانچه در مبحث " فرضيات طراحي قالب" بحث شد دماي آهنگري مي‌تواند انتخاب شود و جريان تنش مي‌تواند تخمين زده شود. و مقدار نيروي آهنگري مي‌تواند محاسبه شود. تغيير شكل ارتجاعي قالب در برخي مواد و وسايل آهنگري مي‌تواند تخمين زده شود. و حالت مناسب ميتواند در طراحي قالب استفاده شود.

اگر تغيير شكل ارتجاعي مهم باشد تغيير در دماي قطعه رخ دهد، اين اهميت، جريان تنش را تغيير مي‌دهد. جريان تنش بسيارحساس است نسبت به تغييرات دمايي در دماهاي بالا. و جداول جريانهاي تنش نيز در دماهاي بالا بيشتر هستند. پس اثرات ارتجاعي پيش از پيش مهم خواهند بود.

دماي قطعه مي‌تواند رفتار روانساز را عوض كند. اهميت يك روانسازي ثابت براي رسيد ن به يك فرآيند دقيق را قبلا متذكر شديم. دماي قطعه اثر مهم و خاصي درآفريند روانسازي دارد. اگر يك پوشش روان كننده بصورت مستقيم روي قطعه پيش از شكل دهي وجود داشته باشد.

اکسيد اسيون قطعه اهميت داشته باشد بايد توجه شود که عامل دما مي‌تواند موثر باشد. و در مبحث انتخاب فرآيند هاي گرمايي درباره  آن بحث شده است. و بطور کلي اکسيد اسيون بايستي درآهنگري دقيق مورد توجه قرارگيرد. کنترل دماي آهنگري مي‌توانند کنترل متالورزيکي فرآيند را در برداشته باشد. فرآيند سخت شدن شکل گيري مجدد شيک بلوري دقيقا با دماي آهنگري در ارتباط است. جابجائي هاي متالورزيکي نيز ميتواند حين فرآيند آهنگري روي دهد. در نظر گرفتن رفتارهاي متالورزيکي اگر پس از فرآيند عمليات حرارتي لازم است، بايد انجام گيرد : جابجايي هاي متالورزيکي همچنين مي‌تواند اثرات ابعادي نيز داشته باشد. واين بايد در آهنگري فولاد که در دماي 815 تا 340 انجام مي‌شود در نظر گرفته شود.

جابچائي فازي در فولاد اندکي بالاي دماي آهنگري روي مي‌دهد. اين امر با تغيير ي در حجم همراه است. دماي وقوع اين مسئله بستگي به نوع آليازبکار رفته دارد.

ارتباط دماي آهنگري و دماي جابجائي متالورزي، ريز ساختارها را معين مي‌کند.

بنابراين تنوع دماي آهنگري مي‌تواند تعيين کننده ديگر خواص ها باشد.

نهايتا نحوه خنک کردن قطعه پس از آهنگري نيز بايستي مورد توجه قرار گيرد که از تشکيل ساختارهاي ناخواسته جلوگيري شود.

کنترل دماي قالب:

دماي قالب در آهنگري دقيق داراي اهميت مي‌باشد. به دليل اهميت دماي قطعه که قبلا درباره آن صحبت شد.

دماي قالب مستقيماً دماي قطعه را تحت تأثير قرار مي‌دهد (به‌واسطة انتقال حرارت هدايتي).

سردشدن قطعه توسط قالب اهميت پيدامي‌كند اگر ديواره‌هاي نازك آهنگري شده‌باشند. اگر دماي قالب از دماي محيط بيشتر شود، انبساط قالب، اثرات ابعادي نيز خواهد داشت.

دماي قالب همچنين روانسازي رانيز دستخوش تغييرات مي‌كند. دماهاي خيلي بالا يا خيلي پايين كيفيت روغن را عوض مي‌كند. پس توجه شد كه قطعه نمي‌تواند در يك دماي خاص نگاه داشته شود. به علت عوامل تغييردهنده همچنين تغيير از سطح تا عمق قطعه.

قالبها عموماً پيش‌گرم مي‌شوند يكي از دلايل استحكام نه‌چندان زياد قالبها دربرابر تغييرات زياد دمايي است. علت ديگر، اندازة تقريباً ثابت قالب، حين توليد است.

اطلاعات راجع به تغييرات دمايي هرقالب مهم است چراكه اثرات آن درنقاط خاص،‌ درقالب مي‌تواند مسئله‌ساز شود. چقرمگي يكي از خواص مواد است كه دراثر مام تغيير مي‌كند. اگر اين خاصيت مورد اهميت باشد بايستي اثر دما بيشتر مورد توجه قرار گيرد.

قابليت خستگي حرارتي نيز درقالب مي‌تواند به اين تغيير دمايي ارتباط داشته باشد. تنش مي‌تواند در سطح قالب بوجود بيايد. دماي قالب مي‌تواند به كمك روانساز يا خنك كننده‌ها ثابت نگاه‌داشته شود. دماي سطح قالب مي‌تواند اندازه‌گيري شود. دماي داخلي هم به كمك ترموكوپل‌هاي كارگذاشته شده در قالب مي‌تواند اندازه‌گيري شود.

فرضيات تجهيزات :

فرضيات مهم انجام شده و تجهيزات به‌كار گرفته شده در آهنگري دقيق، مي‌تواند كامل كننده اين مبحث باشد. وسايل مورد استفاده جهت روانسازي مورد بحث قرار گرفت جزئيات بيشتر راجع به وسايل مختلف مورد استفاده در بخش زير به‌طور كامل آمده است.

تجهيزات برش قطعه :

براي دستيابي به دقتهاي لازم و كيفيت‌هاي سطحي بايستي راجع به جدايش و برش قطعه اوليه دقت بيشتري شود.

برش با پرس مهمترين روش بدست‌آوردن مواد اوليه آهنگري است. كنترل طول قطعه اوليه از اين جهت مورد اهميت است كه عامل اصلي حجم محصول را باعث مي‌شود. كنترل قطري مواد اوليه نيز به همان اندازه مهم است. برش مواد اوليه مي‌تواند خودكار باشد كه نياز به سيستم تغذيه در وسيله برشي مي‌باشد. علاوه بر حجم قطعه برش خورده كيفيت دوسطح بريده شده نيز داراي اهميت مي‌باشد. درحالت كلي سطح بريده شده بايستي عاري از حفره و هرگونه نابجايي باشد. دوسطح بايستي موازي و عمود بر محور قطعه باشد.

چنانچه دربالا بحث شد، فرآيند برش مهمترين راه براي توليد مواد اوليه است. درمواردي قطرهاي بالاي مواد اوليه يا موادي با استحكام بالا به سختي برش مي‌خورد، دراين موارد شمش قبل از برش مي‌تواند پيش گرم شود.

دستگاههاي برش پرسي خودكار نيز مي‌تواند دراينگونه مواقع مفتولهاي پيش گرم شده را برش دهد. شمش مي‌تواند توسط اره نيز برش بخورد. فرايند اره‌كاري كند و پرهزينه است ولي كنترل روي اندازه، به اندازه كافي مي‌تواند داشته باشد. كيفيت سطح برش نيز قابل قبول است. بعلاوه اره‌كاري قابليت سازگاري با اندازه‌هاي مختلف شمش فلزي را دارا مي‌باشد. براي قطرهاي بيشتر و مواد داراي استحكام بالاترنيز مي‌تواند استفاده شود.

وسايل گرماساز :

همچنانكه درباره وسايل آماده‌سازي مواد اوليه بحث شد، گرم‌كردن قطعات نيز احتياج بعدي هست. ايجاد يك لايه اكسيد يكي از مشكلات آهنگري مواد آهني است. اين مشكل مي‌تواند با سريع گرم كردن مرتفع شود. نرخ اكسيداسيون در دماهاي پايين اغلب براي آهنگري دقيق استفاده مي‌شود. (شكل 7 را ببينيد)

كه در دمايC ْ1100 اگر قطعه باقي بماند اكسيداسيون مشكل ايجاد خواهد كرد. درجاييكه گرم كردن سريع امكانپذير نباشد و ضخامت لايه اكسيد قابل قبول نباشد دريك محيط عاري از اكسيژن (مثلاً ازت) مي‌تواند عمليات گرم كردن انجام شود و چنانچه بحث شد كنترل دمايي كاملاً بحراني است در آهنگري دقيق.

پخش حرارت توسط قطعه بايستي كنترل شود جهت ايجاد اختلاف در جريان تنش يا ساختارهاي متالورژيكي.

تغييرات دمايي قطعه مي‌تواند چنانچه مواد اوليه گرم شود رخ دهد. نحوه خروج مواد برش خورده از كوره، تماس با انبر، يا نوار نقاله و نحوه گذاشتن در قالب تماماً مؤثر بر ميزان كاهش دماي قطعه مي‌شوند.

بازه دمايي  تا  درجه سانتيگراد دراغلب فرايندهاي آهنگري موجود مي‌باشد. بازه مورد نياز بستگي به جزئيات كاربرد هر حالت دارد. بازه‌هاي كوچكتر و كنترل بيشتر منجر به فرآيند دقيق‌تر مي‌شود.

ايجاد حرارت القايي اغلب براي آهنگري دقيق استفاده مي‌شود. هرچند استفاده از كوره‌هاي گازي نيز مرسوم است. كنترل گرمايش القايي بستگي به قطر شمش، قطر سيم‌پيچ و جريان الكتريكي دارد.

تجهيزات آهنگري :

اكثر تجهيزات مورد استفاده در آهنگري معمولي به نوعي در آهنگري دقيق نيز مورد استفاده قرارمي‌گيرند. جهت يك آهنگري دقيق بايستي تجهيزات لازم بدقت مورد استفاده قرار گيرند. براي هر قطعه مخصوص با اندازه معلوم، تجهيزات مجزا انتخاب مي‌شوند. نوع ماده اوليه، نرخ توليد نيز عوامل ديگر هستند. هزينه‌هاي سربار و نرخ انرژي را نيز نبايد فراموش كرد.

يك تعادل بهينه ميان عوامل فوق منتهي به توليد با قيمت حداقل مي‌شود.

پتكها مي‌توانند به عنوان وسيله توليد در آهنگري دقيق به‌كار روند هرچند رسيدن به الزامات كنترل فرآيند بسيار مشكل است چراكه پتكهاي برقي اغلب به‌عنوان وسيله توليد در آهنگري دقيق به‌كارنمي‌روند.

بلوكه‌هايي به‌عنوان شرط محدود كننده ضخامت مي‌توانند به‌كارروند جهت كنترل اندازه. حساسيت جريان تنش و حرارت مي‌تواند باعث بروز مشكلاتي بشود. به‌علاوه اگر سردكردن قطعه نيز اتفاق بيفتد. طبيعت كاربرد پتكها باعث بروز اين مسائل مي‌شود.

پرسهاي هيدروليك نيز مي‌توانند استفاده شوند. همانند پتكها با استفاده از بلوكه‌هاي ثابت درون قالب مي‌توان روي ضخامت كنترل داشت. اگر سرعت زياد تغييرشكل لازم باشد بايد پرس پيچي استفاده شود. گرچه پرس پيچي هم مانند پتك نمي‌تواند دقت زيادي روي ضخامت داشته باشد.

و اينجاهم استفاده از بلوكه‌هاي ثابت جهت كنترل ضخامت مي‌تواند مفيد باشد. به‌علت نوع ساختار مكانيكي پرس پيچي مي‌تواند طوري استفاده شود كه تنها مقدار انرژي مورد نياز را به قطعه واردكند.

براي قطعاتي كه نيروي زياد تغيير شكل نياز دارند نمي‌توان از پرس پيچي استفاده كرد گرچه پرسهاي پيچي با ظرفيت بالا نيز ساخته شده اند.

اكثر آهنگري‌هاي دقيق روي پرسهاي ضربه‌اي انجام مي‌شوند. و به‌علت نوع طراحي، اختلاف ساختاري با پتكها و پرسهاي پيچي و هيدروليكي دارا مي‌باشند. داراي كورس متغير با دقت بالا دركنترل ميزان آن، به‌همين علت مي‌توان كنترل زيادي روي ضخامت قطعه توليد شده داشت. مشكلي كه مي‌تواند به‌وجود بيايد به‌علت ثابت شدن كورس حين فرآيند، اگر تغيير دمايي در تجهيزات رخ دهد كورس خودبخود تغيير خواهدكرد و دقت را تحت‌الشعاع قرارخواهدداد و اجزاي مختلف نيز ممكن است تحت اثر نيروهاي آهنگري تغييرشكل دهند. گرچه اثر اين عوامل بسياركم و قابل صرفنظركردن است. اثرآنها درحدود صدم ميليمتر است. يك پرس مكانيكي داراي مزايايي جهت توليد در آهنگري دقيق است.‌ (شكل 1 را ببينيد)

پرسهاي افقي نيز در توليد استفاده مي‌شوند. نرخ بالاي توليد، خنك‌كردن سريعتر قالب ازجمله خصوصيات اين‌نوع توليد است. اين ماشينها براي توليد فولاد در تعدادي قالب كه كنارهم قراردارند ساخته شده‌اند. مواد خام به‌صورت سيم‌پيچ و از طريق القايي گرم شده و به‌درون قالب تغذيه مي‌شوند. اينگونه مواد خام ابتدا به صورت پرسي بريده‌شده و سپس مرحله به مرحله درون قالب هدايت مي‌شوند.

نرخ توليد به اندازه قطعه بستگي دارند. بين هزار تا پنج‌هزار قطعه در ساعت مي‌تواندباشد. جهت سرشكن كردن نرخ قالب بايستي حداقل 100000 قطعه توليد شود.

كنترل دمايي قالب و قطعه در توليد خودكار بحراني است. زيرا قطعات كوچك و نرخ توليد بالاست و هرگونه خطا و تغييري، مشكلات زيادي ايجاد خواهد كرد.

انتخاب دماي فرآيند :

همانطور كه در تعريف اين مبحث آمده، بالاترين دقتها در آهنگري سرد به‌دست مي‌آيد پس در مواردي كه دقت بالا مورد نظر است بايستي آهنگري سرد انجام شود.

آهنگري در دماهاي بالا هنگامي‌استفاده مي‌شود كه :

1- نيروي آهنگري در دماي محيط از ظرفيت پرسهاي موجود فراتر رود.

2- مواد مورد استفاده نمي‌توانند جريان خواسته‌شده را داشته‌باشند.

3- سخت شدن كرنشي ناشي از كار سرد مطلوب نباشد.

با استفاده از عوامل فوق خواهيم ديد كه بسياري از توليدات بايستي توسط آهنگري گرم توليد شوند. افزايش دما، استحكام قطعه را كم كرده و جريان فلزي راحتتر انجام مي‌شود. برخي مواد كه آهنگري سرد آنها امكانپذير نيست براحتي مي‌توانند آهنگري گرم شوند. بسياري مواد قبل از آهنگري سرد بايستي آنيل شوند. مانند فولادهاي كربن متوسط يا كربن بالا.

و درصورت استفاده از آهنگري گرم لزومي‌به اين كار نيست.

برخي شكلهايي كه در آهنگري سرد توليد آنها محدوديت دارد نيز مي‌توانند در حالت گرم آهنگري شوند به‌عنوان مثال گوشه‌هاي تيز يا تيغه‌هاي نازك.

انتخاب دماي فرايند برپايه خواص مواد و استحكام آن مي‌‌باشد.

ضرايب وابسته به كرنش و ضرايب مستقل از كرنش استفاده مي‌شوند براي بيان رابطة زير :

d=k(e)ⁿ  : جريان تنش

e: كرنش حقيقي

K و n  ثابت

دردماهاي بالا رابطه فوق فرق خواهد كرد و خواهيم داشت :

d=c(e)^m

در جدول 3 و 4 و 5 ارتباط دما و جريان تنش آمده است.

درمورد فلزات آهني، آهنگري گرم، معمولي‌ترين روش براي تغيير شكل دقيق است.

جداول 1 و 2 دماهاي مورد استفاده براي آهنگري مواد آهني را نشان مي‌دهد. برخي داده‌ها براي آلياژهاي فولادي در شكل 5 آمده است.

و شكل 6 اثر كربن بر شكل‌پذيري گرم را نشان مي‌دهد.  گرچه دماي بالا شكل‌پذيري را آسانتر مي‌كند، ولي ايجاد لايه اكسيد مشكل بزرگ است.

براي آهنگري فولاد اثر دما در شكل 7 نمايش داده شده‌است. اثر حرارت قطعه بر قالب نيز مهم است.

3D.MAX7

فصل هفتم

درس اول

مدلسازي يك سياره :

در اين درس شما سياره مريخ را به همراه قمرهايش مي كنيد . ابتدا براي نوسازي صحنه از منوي فايل گزينه rest  را  نوسازي صحنه كليك نماييد . فرمان برگ نشان creat  را انتخاب كرده و از ليست نمادهاي آن Geometry  را برگزينيد سپس كليد sphere  را كليك نماييد . در مركز پنجره ديد perspective مكان نما را بكشيد تايك كره ايجاد شود در كادر name  نام مريخ را براي آن تايپ كنيد فليد شعاع يا Radius آن را به 100 و فيلد segment ها سبب مي شود تا كره صاف تر به نظر رسد اين نكته مخصوصا در نماهاي Zoom    close up مهم است جايي كه جزئيات به چشم مي آيد در كادر كاوش گر آيكون Zoom extend  را كليك نماييد و كليد موس را پايين نگه داريد تا منوي شناوري بالاي آن ايجاد شود از اين منو گزينه     zoom extended selected  را انتخاب نماييد در اين حالت كره در مركز پنجره ديد قرار مي گيرد و سيستم شبكه پنجره ديد ناپديد مي شود براي ايجاد قمرهاي سياره خلق شده به جاي آنكه مجددا از فرمان sphere استفاده نماييد مي خواهيم از دستور تكثير اشياء استفاده كنيم درپنجره اشياء روي zoom  كليك كنيد در پنجره ديد بالا ابزار zoom را از محور  X قرار دهيد و به سمت پايين بكشيد زماني كه اندازه كره به نصف اندازه قبلي اش

رسيد عمل Drage  موس را متوقف كنيد . در پنجره بالا روي كره راست كليك كرده و گزينه Move را انتخاب نماييد . سپس كليد shift را پايين نگه داشته و محور X  كادر گير موي اطراف كره را high light  كرده و به سمت چپ بكشيد .

در پنجره تنظيمات تكثير crone object در كادر object گزينه كپي را انتخاب كنيد و در كادر نام براي كره جديد تكثير يافته نام moon o1 را انتخاب كرده و كليد ok را بفشاريد در panel فرمان برگ نشان modify  را انتخاب نمايد . فيلد Radius  كره moon 02 بگذاريد شعاع آن را نيز به عددي 11  تغيير دهيد در پنجره ديد رو به رو راست كليك نماييد و از نوار ابزار ، ابزار  Rotate  را انتخاب كنيد روي كره مريخ كليك كنيد و مكان نما را روي دايره محور Z  قرار دهيد تا به رنگ زرد درآيد در اين حالت موس را بالا و پايين برده تا بتعث چرخش گره گردد و شكلي كه قسمت سايه روشن كره را مشخص مي نمايد براي ذخيره سازي صحنه تا اين لحظه از منوي فايل گزينه savas  را انتخاب نماييد . در شاخه Tutorials دد زير شاخه intro to mode ling  در كادر نام ، نام min  را بنگاريد و دكمه save  را بفشاريد .

درس دوم

اعمال الگوي سطحي :

براي خلق تصوري از بافت فيزيكي سطح سياره مريخ مي خواهيم به كره الگو اعمال كنيم. به اين منظوركليد   M از صفحه كليد را براي اخطار پنجره ويرايشگر مواد بفشاريد. يكي ار كادرهاي خالي را انتخاب نماييد و در فيلد نام براي آن عبارت مريخ را تايپ كنيم در بخش shader Basic parameters گزينه shader ( سايه زن ) را از Blinn  به oren _ nayar _ Blinn تغيير دهيد اين گزينه جديد باعث مي شود كره صاف تر به نظر برسد در قسمت پارامترهاي كادر o ren _ nayar _ Blinn  رئي دكمه خاكستري بعد از عبارت Diffuse را انتخاب نماييد تا كادر  MateriallMap ظاهر شود . در اين كادر ميخواهيم الگويي را براي سطح كره انتخاب نمايم در ليست موجود گزينهBit map  را انتخاب كرده و دكمه ok را فشار دهيد. از شاخه intro _ to _ modeling  گزينه الگوي تصويري Mars  را انتخابكنيد الگو روي كره نمونه در پنجره ويرايش گر ماده ظاهر مي شود. اين ماده ايجاد شده را به سمت كره مريخ در پنجره ديد Perspective بكشيد در پنجره ديد روبه رو عبارت f ront  كليك راست نماييد و گزينه  smooth highlight را از گزينه باز شده انتخاب نماييد. هم اكنون سياره خاكستري رنگ ديده مي شود. اگر پنجره ويرايشگر ماده را ببينيد اطراف ماده كره مريخ حاشيه سفيد رنگي ايجاد شده است كه معرف اين است كه اين ماده در روي صحنه اعمال شده است در پنجره ويرايشگر ماده روي دكمه show map in viewport كليك نماييد با اين كار الگوي اعمال شده روي سطح سياره ظاهرمي شود  نام الگو را به merikh Bitmap تغيير دهيد و سپس دكمه go  to parnet  را كليك نماييد با فشار اين دكمه از وضعيت الگو به وضعيت ماده برمي گرديد . كادر over nayow Bhinn  را ببنديد سپس كادر maps  را باز كنيد . به دكمه اي كه بعد از عبارت Diffuse   color  با نام merikh  bitmap  وجود دارد توجه كنيد . اين دكمه را به سمت دكمه مولفه Bump  بكشيد زماني كه در اين قسمت قرار گرفته ايد دكمه موس را رها كنيد . پنجره copy map  ظاهر مي شود . گزينه instance  را انتخاب كنيد و دكمه ok  را فشار دهيد مقدار مولفه Bump  را به 50 – تغيير دهيد . روي آيكون Render scene در نوار ابزار كليك كنيد تا صحنه رندر شود همانطور كه در صحنه رندر شده مي بينيد سطح سياره مريخ خلل و فرج دارد نمايش Bampy  براي الگو گذاري قمره سياره مريخ پنجره ويرايشگرماده را احضار كنيد كادر ماده سياره مريخ را كليك كرده و به سمت يكي از كادرهاي خالي مواد بكشيد نام moon  را براي كادر جديد تايپ كنيد در كادر map دكمه mars Bitmap  را كليك نماييد تا پارامترهاي الگو ظاهر شود نام الگو را از

 mars Bitmap به moon Bitmap  تغيير دهيد . روي كادر انتخاب Bitmap  كليك كنيد .

و در پنجره select Bitmap  فايل dimos  را انتخاب كرده و كليد open  را بفشاريد همانطور كه در كادر نوع الگو مي بينيد فايل تصويري به عنوان الگو در نظر گرفته شده است براي بازگشت به ليست پارامترهاي مواد دكمه go to parent  را بفشاريد . اين ماده جديد را انتخاب كرده و به سمت قمرهاي مريخ در پنجره ديد بكشيد پنجره ديد perspective  را تنظيم نماييد و صحنه را رندر نماييد .

 

 

 

درس سوم

خلق يك شهاب سنگ

در اين درس نحوه تغيير توپلوژي اشياء از طريق اصلاح كننده ها Modifier  ها آموزش داده مي شود . ابتدا از شاخه Intro To modeling  فايل asteroid 1 را انتخاب كنيد . در يك پنجره ديد منفرج شما دو كره را كه يكي بزرگترها از ديگري است مي بينيد . براي اخطار چهار پنجره ديد از كادر كاوش گرديد ابزار Minlmax  را كليك كنيد فشردن اين ابزار پنجره ديد فعال را به شكل تمام صفحه درمي آورد و كليك مجدد آن پنجره هاي چهارگانه را اخطار مي كند .

براي ايجاد يك سنگ آسماني از كره بزرگتر و تبديل آن به يك شكل نامنظم مي خواهيم از اصلاح كننده noise  بهره بگيريم براي اين كار ابتدا كره بزرگتر را انتخاب كنيد در كادر Neme and color نام شهاب را تايپ كنيد براي آنكه پنجره ديد دوربين را به پنجره ديد perspective به شكلي تغيير مي كند كه تمامي اشياي صحنه قابل رويت مي باشد . در panel فرمان برگ نشان modifier noise  را انتخاب كنيد . اين اصلاح كننده تخريبي تصادفي را در سطح شي ايجاد مي كند در فهرست زيرين كادر modifier list  عنوان noise  را انتخاب كرده تا ليست پارامترهاي آن ظاهر شود كادر انتخاب Fractal  را تيك بزنيد مقدار كادر scale  يا مقياس را به 30 تغيير دهيد . سپس مقادير محورهاي

 z y x   در كادر strength  را به ترتيب 75 ، 60 ، 70 تغيير دهيد . شي ءكروي ما به شكل يك شهاب سنگ تغيير شكل مي يابد . با استفاده از ابزار Zoom  شي ديد بزرگ نمايي كنيد asteroid را در پنجره سپس با استفاده از ابزار  minlmax Toggle پنجره ديد perspective  را تمام صفحه نماييد با تغيير فيلد پارامتر seed  از ليست پارامترهاي اصلاح كننده noise  شكل asteroid  تغيير شكل مي يابد . براي ديدن اثر اصلاح كننده هاي ديگر در كادر modifier list  اصلاح كننده هاي ديگري از قبيل Bent  stresh  twise   tayper  و غيره را انتخاب كرده و با تغيير پارامترهاي آنها اثر آنها را روي شي Asteroid  را مشاهده كنيد .

درس چهارم

پيوستن به تار فضا :

نمادspace warps از برگ نشان creat  را انتخاب كنيد . سپس گزينه Geomebricldefoor را انتخاب كرده و دكمه wave  را كليك كنيد . در صحنه كليك و Drage  نماييد و در كنار Geo sphere موجود در صحنه يك تار فضايي امواج رسم كنيد . ابزار Bin to space warps را از نوار ابزار انتخاب كرده و شي ء Bin to sphere  را از نوار ابزار انتخاب كرده و شي ء Geosphere  راموج دار كنيد .

 

 

درس پنجم

اعمال اصلاح كننده

در اين درس شما يك كره از طريق اعمال اصلاح كننده tayper تغيير شكل داده و به يك سيب تبديل مي كند . ابتدا از شاخه I ntro to modeling  فايل tut apple  start  را اتخاب و باز كنيد در اين فايل شيئي وجود ندارد ولي شامل ليستي از مواد لازم است با استفاده از ابزار رسم كرده در پنجره ديد رو به رو كره اي با شعاع 10 رسم كنيد براي بزرگنمايي هر چهار پنجره ديد روي ابزار zoom extend All  كليك كنيد با فشار كليد m پنجره ويرايشگر ماده را باز كنيد در ليست مواد اين پنجره ماده shiny apple  را به سمت كره بكشيد پنجره ويرايشگر ماده را ببينيد پنجره ديد perspective  را با كليك راست فعال كنيد و كليد  F ₉ را براي رندر سازي سريع يا quick Render  بفشاريد اولين قدم در مدلسازي انتخاب آن چيزي است كه قصد داريد روي آن كار كنيد تا انتخاب شيئي نباشد هيچ يك از اصلاح كننده ها فعال

 نمي باشند بنابراين سيب را انتخاب كنيد . پس از نوار منوي   منوي modifiers پارامتر  را برگزينيد و در ليست باز شوي گزينه پارامتر Deformers  اصلاح كننده Taper  را انتخاب كنيد .

در ليست پارامترهاي اصلاح كننده Taper در فيلد amount 85 %  را وارد كنيد در كادر Taper axis  در خط primary  گزينه y  و در خط Effect گزينه X_z را انتخاب نماييد .

درس ششم

ايجاد مش قابل ويرايش از شي

براي آنكه كره را بيشتر به يك سيب شبيه سازي نماييم در حالي كه سيب انتخاب مي باشد در panel  فرمان برگ نشان modifier  را انتخاب كرده و در فهرستي كه در زير كادر modifier list  مي باشد روي نام شي كليك كنيد . در منوي گسسته اي كه باز مي شود گزينه collapes All  را انتخاب نماييد و در كادر هشداري كه ظاهر مي شود كليد yes  را فشار دهيد با انتخاب گزينه collapes كره اي كه با اصلاح كننده Taper به شكل مخروطي درآورده شده تبديل به مشي قابل ويرايش از طريق انتخاب شي و راست كليك روي آن انتخاب گزينه convert to و به دنبال آن انتخاب گزينه convert to Editable mesh قرار دارد . روي علامت مثبت Editable mesh كليك نماييد تا تمام سطح زير شي مش نمايش داده شود . vertem را انتخاب كنيد . همانطور كه در پنجره هاي ديد مي بينيد vertex  هاي مش با رنگ آبي روشن مي شوند پنجره ديد چپ را فعال كنيد روي ابزار

  Zoom extend All كليك نماييد در پنجره ديد چپ مكان نما را خارج از كره قرار داده و يك جعبه انتخاب به شكلي رسم كنيد كه قسمتي از كره در آن قرار گيرد زماني كه كليد موس را رها

كرديد vertex  هاي آن قسمت از كره به رنگ قرمز درمي آيند براي نام گذاري اين قسمت انتخاب شده نوار ابزار اصلي را به سمت راست حركت دهيد تا كادر خالي را مشاهده كنيد در اين كادر مي توانيد نام قسمت انتخاب شده را درج نماييد عبارت bottom  را تايپ كرده و كليد enter  را بفشاريد لازم به ذكر است اسامي قسمت هاي انتخاب شده يك مش در زمان ذخيره سازي همراه فايل ذخيره مي شوند كادر لغزنده selection  را به سمت بالا حركت داده تا گزينه soft selection  را مشاهده كنيد با كليك بر روي آن ، آن را گشوده و گزينه u  se  soft selection را تيك بزنيد. هم اكنون بعضي از verten هارا رنگي مشاهده ميكنيد فيلد fall off از پارامترهاي soft selection را تغيير دهيد به گونه اي كه نيمه پاييني سيب متاثر شود.

3D.MAX6

درس دوم

اعمال ماده به شي :

مي خواهيم بر روي كره در صحنه ماده اي از جنس پوست پرتقال به آن اضافه كنيم .

دكمه Material editor  يا ويرايشگر ماده را از نوار ابزار كليك كنيد. اخطار پنجره ويرايشگر ماده از طريق فشردن كليد M از صفحه كليد نيز مسير است . از پنجره ويرايشگر ماده كادري كه نشان دهنده بافت پوست پرتقال مي باشد با كليك موس انتخاب كنيد . با فعال شدن اين كادر  حاشيه سفيد رنگي اطراف كادر را احاطه مي كند و نام بافت در فيله نام بافت ظاهر مي شود ويرايشگر ماده به سوي شي مورد نظر در پنجره ديد بكشيد. كره داخل پنجره ديد هم اكنون با پوست ميوه خالدار پوشانده مي شود. با استفاده از ابزار  zoom در پنجره ديد perspective روي شي پرتقال zoom كرده و با فشردن كليد F₉ صحنه را Rondow كنيد.

درس سوم

متحرك سازي اشياء

 براي متحرك سازي شي پرتقال درون صحنه ابتدا دكمه Auto key را كليك كنيد. دكمه Auto keyبه رنگ قرمز در مي آيد در اين حالت شما در وضعيت متحرك سازي اتوماتيك قرار

 مي گيريد. همچنين لغزنده زمان و پنجره ديد فعال با رنگ قرمز اين وضعيت را نشان مي دهند در پنجره perspective مكان نما را روي شي پرتقال قرار دهيد پس از چند لحظه نام orange پديدار مي شود براي انتخاب شي مورد نظر كليك كنيد. لغزنده زمان را به فريم 50 حركت دهيد.

روي پرتقال راست كليك كنيد و از منوي باز شو گزينه Move را انتخاب كنيد شما هم اكنون در تمامي پنجره هاي ديد كادر گيز موي تغيير وضعيت را مي بينيد . مكان نما را روي محور Z از كادر گيز مو دهيد. در اين حالت محور Z ، highlight مي شود اينك با موس چپ كليك نماييد و پرتقال را به سمت بالا بكشيد تا حدي كه تقريبا خارج از محدوده ديد perspective قرار بگيرد.

سپس كليد موس را رها كنيد. هم اكنون شما در فريم 50 كليد براي شي پرتقال ايجاد كرده ايد. كه به شكل يك مربع قرمز رنگ در نوار لغزنده زمان در اين position مشخص مي شود نوار لغزنده را به سمت فريم صفر حركت دهيد. در اين حالت تغيير مكان پرتقال را در صحنه مشاهده كنيد به فريم 50 باز گرديد و در پنجره ديد perspctive روي بطري كليك كنيد. انتخاب اشياء صحنه از طريق فشردن كليد h از key board  نيز مسير است. بدين شكل كه با فشار كليد h پنجره selectobject گشوده ميشود و ليستي از اشياء صحنه از طريق فشردن كليد All ميسر است در پنجره ديد perspctive روي بطري راست كليك كنيد و از منوي باز شو گزينه Rotate  را بر گزينيد. تا كادر گيز موي چرخش ظاهر شود. وقتي مكان نما را روي كادر گيز مو حركت دهيد محورهاي اين كادر دوران كه معادل محورهاي x وyوz مي باشند به رنگ زرد در مي آيند در حالي كه محور y  highlight  مي باشند بطري را دوران دهيد.

به صورتي كه سو بطري به طرف سيب قرار گيرد . اين عمل چرخش  مي توان از طريق دادن مقدار به فيلد محور y  ايجاد كرد بطري را با زدن كليد ctrl و z  به حالت اوليه باز گردانيد و براي دوران بطري عدد 127 را در فيلد محور y تايپ كرده و كليدEnter را بفشاريد. همان طور كه خواهيد ديد بطري حول محور y دوران مي يابد لغزنده زمان را به فريم صفر باز گردانيد و در حين اين عمل نتيجه متحرك سازي را در پنجره ديد perspec tive مشاهده كنيد.

درس چهارم :

نحوه معكوس كردن انيميشن

كليد h را از صفحه كليد فشار دهيد و از ليست اشياء صحنه دسته چاقو را با نام handle بر گزينيد.  از آنجايي كه تيغه چاقو متصل  به دسته چاقو مي باشد با جا به جاكردن آن تيغه چاقو نيز جا به جا مي شود ابزار Rotate  را از نوار ابزار اصلي انتخاب كنيد و چاقو را حول يكي از محورهاي كادر گير مودوران دهيد سپس ابزار select object  را از نوار ابزار اصلي برگزينيد و با آن سيب را انتخاب نماييد . سپس ابزار move  را از نوار ابزار انتخاب نماييد و سيب را در امتداد محور z حركت دهيد در كادر اجراي انيميشن ابتدا كليد go to start  را فشار داده تا نوار لغزنده زمان به فريم 3 برود سپس كليد play animation را براي اجراي انيميشن بفشاريد براي معكوس كردن انيميشن ابتدا كليد H را در صفحه كليد فشار دهيد در ليست اشياء با پايين نگه داشتن كليد ctrl  از صفحه كليد اشياء سيب ، بطري ، پرتقال ، و دسته چاقو را انتخاب كنيد حول اشياي انتخاب شده كادرهاي سفيد رنگي را مشاهده مي كنيد و در  Track Bar فريم هاي كليدي تمام اشياي متحرك سازي شده نمايش داده

مي شوند در Track Bar يك مستطيل انتخاب با موس در اطراف كليدها در فريم صفر بكشيد مستطيل قرمز كليدها به رنگ سفيد نمايش داده مي شود كه نشان دهنده انتخاب آنهاست سپس كليد shift را پايين نگه داريد و كليدهاي Track Bar را از فريم صفر به فريم 10 انتقال دهيد اين عمل يك كپي از كليدها را در فريم 100 ايجاد مي كند با اين عمل كادر محاوره اي creat key  ظاهر مي شود كه مبدا و مقصد عمل انتقال را نشان مي دهد . كليد ok  را بفشاريد و انيميشن را اجرا نماييد .

درس پنجم

رنذرسازي انيميشن :

رندرسازي فريم هاي متعدد در يك انيميشن كامل حتي در كامپيوترهاي سريع نيز زمان گير است هر فريم به طور جداگانه پردازش مي شود . مواد ، سايه روشن ها و ديگر پارامترهاي جلوه هاي ويژه صحنه موجب كند شدن رندرسازي مي شوند براي رندركردن صحنه perspective  در تصوير رو به رو از منوي  Rendering گزينه Render  را انتخاب نماييد در پنجره Render sence در كادر common parameters  در بخش

 time out put  گزينه  Active time segment را فعال نماييد تا كليه فريم ها از صفر تا 100 پردازش شود در بخش out put size  كادر 240 *320 را كليك كنيد تا انيميشن به شكل فايل Avi به ابعاد Width  320 و Height 240 ساخته شود . در قسمت Render out put  روي كليد Files  كليك نماييد تا پنجره Render out put File  گشوده شود . در كادر save as type   نوع فايل ذخيره شده كه  Avi مي باشد را انتخاب كنيد .و در كادر File name  نامي را براي فايل Avi در نظر بگيريد و كليد save  را بفشاريد با فشار كليد save  پنجره video  ظاهر مي شود كه در اين پنجره نوع فشرده سازي و مقدار آن تعيين مي شود . كليد ok را بفشاريد سپس كليد Render  را براي عمل Rondow  كردن فشار دهيد . انيميشن ساخته شده فايلي با پسوند Avi در مسير ذخيره سازي كه تعيين كرده بوديد . زماني كه رندرسازي   انيميشن پايان يافت از منوي فايل گزينه I mage file  را انتخاب كنيد و فايل ذخيره شده را در ليست فايل ها برگزينيد و كليد open  را بفشاريد . برنامه Media plaier load windows  ، Load مي شود و انيميشن ساخته شده را اجراء مي كند.

درس ششم

كارگذاري دوربين:

ابتدا بر روي پنجره ديد بالا يا Top كليك راست نماييد تا فعال شود بر روي عنوان اين پنجره راست كليك كنيد و از منوي باز  شوي آن عبارت Smooth highlight را انتخاب نماييد. در اين لحظه نماي پنجره دي از حالت توري شكل به حالت سايه دار تغيير مي كند. براي سويچ كردن بين اين دو حالت مي توان از كليد ميانبر f₃ صفحه كليد استفاده نمود درpanel  فرمان برگ نشان creat  را انتخاب كرده و بر روي آيكون camera كليك ن ماييد . سپس در ليست باز شده اين برگ نشان كليد target  رافشار دهيد . در پايين پنجره ديد بالا در سمت چپ برروي طاقچه چوبي كليك كرده و به سمت چاقوي روي آن موس را بكشيد اينك براي آنكه بتوانيد آنچه را كه از ديد دوربين كار گذاشته شده ديده مي شود مشاهده كنيد لازم است يكي از  پنجره هاي ديد را رو به رو يا  frront  راست كليك كرده تا فعال شود سپس از صفحه كليد ، كليد حرف  c  را فشار دهيد . اين  حرف اولين حرف  camera  مي باشد پنجره ديد رو به رو به پنجره ديد دوربين تبديل مي شود . اگر در اين لحظه به دليل موجود بودن دوربين هاي ديگر كادر سوالي مبني بر انتخاب دوربين مورد نظر ظاهر شود . جديد ترين دوربيني را كه كار گذارده ايد برگزينيد . براي تغيير نماي توري شكل به نماي سايه دار در پنجره ديد دربين كليد f  ₃ را از صفحه كليد فشار دهيد و آنچه را كه در اين پنجره مشاهده مي كنيد از ديد دوربين مي باشد لازم به ذكر است زماني كه پنجره ديد دوربين فعال است كليدهاي كادر كاوش گر ديد تغيير مي كند و كليدهايي از قبيل

perspective  Dolly camera  orbit  camera   Roll camera  جايگزين ابزارهاي قبلي مي شود . اين ابزارهاي جديد را انتخاب كنيد و در پنجره ديد دوربين اعمال نماييد و اثر آنها را مشاهده كنيد براي بازگشت از تغييرات عمليات كليدهاي Z + ctrl  را همزمان فشار دهيد . اين عمل از طريق آيكون موجود در نوار ابزار اصلي نيز ممكن است بر خلاف پنجره ديد perspective  تغييرات پنجره ديد دوربين بر اساس تغيير مكان ديد دوربين مي باشد براي مشاهده نتيجه نهايي مي توان صحنه را Rondow  كرد براي اين كار ابتدا پنجره ديد دوربين را فعال كرده سپس نوار ابزار اصلي را به سمت چپ كشيده تا ابزارهاي Render سازي صحنه  ظاهر شوند بر روي آيكون Render sence  كليك كنيد كادر محاوره اي Render ظاهر مي شود . كليد رندر را فشار دهيد پنجره با فرهجازي ظاهر مي شود و عمل رندرسازي صحنه خط يه خط از بالا به پايين تصوير انجام

مي شود پنجره ديد دوربين را به دوربين 1 تغيير دهيد براي اين كار كليد     C  را از صفحه كليد فشار داده و سپس از ليست باز شوي دوربين X  دوربين شماره 1 را انتخاب كنيد صحنه را مجددا rondow  شده مشاهده مي كنيد . سايه هاي روي ديوار انعكاس هاي روي تيغه چاقو و بطري و شفافيت روي برگها قابل مشاهده اند هيچ يك از اين موارد قبل از عمل رندر در پنجره هاي ديد قابل مشاهده نمي باشند . روي عنوان پنجره ديد دوربين راست كليك نماييد و از منوي بازشوي گزينه views  عبارت front  را انتخاب كنيد . پنجره ديد دوربين به پنجره ديد رو به رو تغيير مي كند .

درس هفتم

تغيير اندازه هاي دوربين

با انتخاب ابزار select by name از نوار ابزار از ليست اشياء صحنه دوربين camera 1 را برگزيده كليد select  را بفشاريد در اين وضعيت كه دوربين انتخاب مي باشد برگ نشان Modify  را انتخاب كنيد و در ليست پارامترهاي دوربين در كادر

stock lences لنزهاي دوربين را كه به تعداد 9 عدد مي باشند از  20mm    15 mm  قابل تنظيم مي باشند . با انتخاب لنزهاي مختلف تغييرات را در پنجره ديد دوربين مشاهده كنند .

درس هشتم :

متحرك سازي دوربين

از برگ نشان  creat را برگزيده و سپس دكمه target  را بفشاريد در پنجره ديد بالا دوربين را در سكت چپ سوژه نشانه گيري كنيد سپس پنجره perspective  را فعال كرده و براي اخطار نجره ديد دوربين حرف  C را ازصفحه كليد بفشاريد . با استفاده از ابزار Track camera يا دست پنجره ديد دوربين را تنظيم كنيد . كليد  Auto leay را براي آغاز متحرك سازي دوربين فشار دهيد لغزنده زمان را به فريم 70 منتقل كنيد با استفاده از ابزار Move و سپس فشردن حرف h  از صفحه كليد و انتخاب camera target  آن را به سمت راست سوژه منتقل كنيد لغزنده زمان را به فريم 3 بازگردانده و پنجره ديد دوربين را به حالت فعال و با فشردن دكمه min lmea  toggle  آن را تمام صفحه كنيد سپس با فشردن كليد play animation  متحرك سازي را اجرا نماييد .

3D.MAX5

فصل پنجم

درس اول

كاركدگذاري منبع نور همه سويه

منابع نور همه سويه مانند لامپ هاي ساده اي كه در يك صحنه قرار گذاري شده باشند عمل مي كند آن ها تمامي سطوحي كه در مقابلشان قرار گرفته باشد روشن مي كنند طبق پيش فرض روشنايي اين منابع نور تابعي از مسافت نمي باشد به اين خاطر يك سطح واقع در دور دست به همان اندازه يك سطح مجاور روشنايي دريافت مي كند منابع نور همه سويه توليد سايه ننموده و عمل پروژكتور را نيز انجام نمي دهد اما مي توان آنها را طوري تنظيم نمود تا تابعي از مسافت بوده و با افزايش فاصله از ميزان روشنايي آنها كاسته شود . دكمه  creat  را انتخاب نموده تا ستون فرمان آن ظاهر شود نماد li ghts يا نورها راازرديف قرار گرفته در پايين سطر ستون فرمان را تحت انتخاب قرار داده و تا بخش لوزها ظاهر شود دكمه omni از بخش Object type  را فشار دهيد تا قادر به قرارگذاري يك منبع نور همه سويه در صحنه باشيد در پنجره ديد بالا ناحيه واقع در بالاي قوري را انتخاب نموده تا محل استقرار نور همه سويه مشخص نشود نام پيش فرض Omnio1 را تحت انتخاب قرار داده و آن را به Over head  تغيير دهيد نماد Select and move  را برگزينيد نماد  lock select  on را از پايين صفحه برگزيده تا فقط منبع نور تحت عمل انتخاب باقي بمانددر پنجره ديد رو به رو منبع نور همه سويه را به گوشه چپ بالاي صفحه منتقل نموده تا بتوانيد اثر آن را امتحان كنيد پنجره ديد دوربين را  Rondow نموده تا تاثير منبع نور همه سويه بر صحنه مشخص گردد .

درس دوم

تغيير رنگ منبع نور

شما مي توانيد پارامترهاي كنترل كننده نور را در زمان به وجود آوردن منبع نور و يا پس از آن تغيير دهيد وقتي كه يك منبع نور را به وجود مي آوريد محدوده رنگي واقع در بخش پارامترها مقدار پيش فرض رنگ خاكستري را نشان مي دهد به منظور تغيير اين رنگ به ترتيب زير عمل كنيد منبع نور را تحت انتخاب قرار دهيد دكمه modify  ذا انتخاب نموده تا ستون فرمان آن ظاهر شود در كادر  Intensity روي كادر رنگ كليك كنيد رنگ مورد نظر را از طريق عمل انتخاب در مربع بزرگ حاوي طيف هاي نور انجام دهيد اين عمل رنگ نور را مشخص خواهد نمود . براي اين اطمينان رنگ آبي روشن را انتخاب كنيد  رنگ پيكان whiteness  يا سفيدي را به طرف پايين يا انتهاي مستطيل عمودي مربوطه منتقل كنيد . سپس آنرا به طرف بالا حركت داده و روشنايي نور مربوطه را طوري تنظيم كنيد تا سرانجام  به يك رنگ آبي روشن دست يابيد دكمه OK را فشار دهيد تا ضمن تثبيت مقادير تنظيم شده از جعبه محاوره خارج شويد پنجره ديد Perspective  را Rondow  كنيد محدوده تنظيم هريك از نورهاي قرمز سبز و آبي از 0 تا 200 مي باشد .

در صورتي كه خواسته باشيد تنظيمات مربوطه را به يك ميزان افزايش دهيد كافيست كه ضريب مورد نظر را در محدوده  multiplier وارد كنيد به عنوان مثال با وارد كردن عدد 2 در محدوده مربوطه شدت نور به ميزاندو برابر افزايش مي يابد .

 

 

 

درس سوم

محدود كردن دامنه روشنايي

با تنظيم ارانترهاي بخش Attentuation  يا رقيق سازي مي توانيد دامنه روشنايي منابع نور را محدود كنيد در اين صورت منبع نور از نقطه شروع يا Start  با شدت عادي خود پرتو افشاني نموده و سپس تا فاصله مشخص شده انتهايي يا n  به صفر مي رسند اكنون منبع نور همه سويه را طوري جا به جا نموده تا در تمامي پنجره هاي ديد در موقعيت بالاي قوري مستقر شود گزينه  show واقع در پايين انتهاي بخش Generall  para miters para  را انتخاب نموده تا محدوده روشنايي را مشخص كنيد گزينه USE  را انتخاب نموده تا قادر به فعال كردن دامنه روشنايي گرديد نماد start  rage  از ستون فرمان را تحت انتخاب قرار داده تا عمل Drage  بر قطر دايره مربوطه را طوري انجام داده تا دامنه شروع سطح روي قوري را شامل گردد نماد End rage  را تحت انتخاب قرار داده تا عمل Drage  بر قطر دايره مربوطه را طوري انجام داده تا دامنه انتهايي جديد برسد پنجره perspective  را Rondow  نموده تا عمليات خود را مشاهده كنيد توجه داشته باشيد كه تنها قسمتي از قوري روشن شده است .

درس چهارم

متحرك سازي منبع نور

ابتدا نماد SHAPS  را از برگ نشان Creat  انتخاب كرده ابزار text  را كليك نماييد در كادر text عبارت Nead  را تايپ كنيد در كادر size  عدد 150 را درج نماييد در پنجره ديد رو به رو موس را چپ كليك كنيد پنجره perspective  را فعال كنيد ابزار Arc rotate  را برگزيده و اين پنجره را تنظيم كنيد از كادر modifierlist  در برگ نشان modify  اصلاح كننده extrude  را انتخاب كنيد در كادر Amount  از پارامترهاي Extrude مقدار 20 را تايپ نماييد از برگ نشان Creat و از نماد Light  كليد target spot  را كليك كنيد در پنجره ديد بالا منبع نور را قرار دهيد كليد select and move  را برگزينيد و كليد lock select را از پايين صفحه تصوير انتخاب كنيد ابزار select name  را از نوار منو انتخاب كنيد سپس ابزار Select by name  را از نوار منو انتخاب كنيد سپس  Sport Target را از ليست اشياي صحنه برگزينيد مكان نما را روي كادر سفيد رنگ target spot  را در راستاي محور x به سمت راست برده و لغزنده زمان را به فريم 70 ببريد مجددا كادر سفيد رنگ target spot  را در راستاي محور x  به سمت راست برده و لغزنده زمان را به فرهم صفر بازگردانيد پنجره ديد  perspective را فعال كنيد دكمه min maxtoggle  از كادر كاوش گرديد را بفشاريد سپس كليد play Animation  را براي مشاهده متحرك سازي منبع نور فشار دهيد .

 

درس پنجم

تنظيم واحدهاي صفحه نمايش

در سيستم پيش فرض واحدها ، هرواحد برابر 1 اينچ است براي تغيير و تنظيم اين پيش فرض از منوي customize  گزينه units  را برگزينيد در پنجره باز شده روي دكمه system unit setup كليك كنيد در اين قسمت پيش فرض سيستم نمايش داده شده است كه مي توان واحد اينچ  را به واحدهاي ديگر از قبيل  Feet   meter  centimeter  milimeters  تغيير داده و دكمه ok  را فشرد.

ضمنا در كادر Display  پيش فرض واحدهاي سيستم كه Generic units  مي باشد به Unit scale  متريك و سيستم هاي ديگر قابل تغيير است .

 

 

 

درس ششم

خلق يك شي در صحنه :

در اين درس مي خواهيم يك جسم كروي در صحنه ايجاد كنيم . آن را نام گذاري نموده و به رنگ نارنجي در آوريم . در paner  فرمان برگ نشان create را انتخاب كرده و Geometry را انتخاب كنيد. و در كادر آن گزينه standard primitive را بر گزينيد . و در كادر object type كليد sphere را انتخاب نماييد. قبل از ايجاد كره بر روي صحنه لازم است و تغيير در ليست پارامترها داده شود . در انتهاي لغزنده پارمترهاي كره گزينه Base to pivof را تيك بزنيد . انتخاب اين گزينه باعث مي شود كه يك كره با نقطه اتكاي رمزين رسم شود. براي خلق يك كره به عنوان يك ميوه كه در روي يك ميز همانند بقيه اشياي صحنه قرار بگيرد استفاده از عملكرد Auto Grid ( شبكه اتوماتيك ) لازم است در بالاي لغزنده در زير عنوان كادر object type ، گزينه Auto Grid را تيك بزنيد . اين گزينه سبب ايجاد يك شبكه روي سطح شي مي شود . به اين وسيله شما مي توانيد با استفاده از شبكه اتوماتيك اشيا يي را مستقيما در تماس با سطوح ايجاد كنيد.

در پنجره ديد  percpective مكان نما را بين ؟ و بطري و چاقو قرار دهيد ( قبلا توانستيم اين موضوع را در صفحه ايجاد نماييم پس از چند لحظه يك كادر توضيح ظاهر مي شود كه نشان مي دهد شما بر روي كدام يك قرار گرفته ايد . در اين محل كادر توضيح عبارت wooden board را نشان مي دهد . كره اي را با فشردن كليد سمت چپ موس و كشيدن آن به سمت ديگر ايجاد كتيد . تا زماني كه دكمه سمت چپ موس را پايين نگه داريد مي توانيد اندازه كره را تنظيم كنيد زماني كه دكمه موس را رها كنيد كره تكميل مي شود در لغزنده پارامترهاي Radius  را به عدد 20 تغيير داده  كليد enter  را بزنيد . اندازه كره در پنجره ديد تغيير خواهد كرد . حال مي خواهيم اين شي را نام گذاري و رنگ آميزي كنيم به طور پيش فرض نرم افزار 3d max 5/0 رنگهايي را به طور تصادفي براي اشياء جديد انتخاب مي كند شما مي توانيد اين رنگ پيش فرض را تغيير دهيد در لغزنده پارامترها در كادر name and color  جعبه رنگ را كليك كرده و رنگ نارنجي را انتخاب كنيد و كليد ok  را بزنيد . كره به رنگ نارنجي در خواهد آمد . در كادر name دبل كليك كنيد تا نام كره highlight  شود .  

سپس عبارت orang  را تايپ كرده و كليد Enter را بزنيد. براي جابجا كردن شي خلق شده از نوار ابزار دكمه select and move را انتخاب كنيد محورهاي  سه گانه با رنگ هاي قرمز، آبي و سبز ظاهر مي شوند. به اين محورهاي سه گانه ابزار انتقال گفته مي شود . زماني كه مكان نما را روي سر پيكان هر يك از محورها  قرار دهيد  نام آن محور و خود آن محور به رنگ زرد در مي آيد. در چنين وضعيتي كه آنها به رنگ زرد مي باشند شما مي توانيد با فشار دادن كليد سمت چپ موس و كشيدن آن شي تنها آن را در يك جهت كه همان  محور زرد شده است حركت دهيد. اگر نشانه گر موس را در حاشيه دروني  قرار دهيد پلان آن دو محور به رنگ زرد در مي آيد كه در چنين وضعيتي اجازه مي دهد شي را در مسير آن پلان قرار دهيد. اينك با استفاده از ابزار حركت شي خلق شده را در جلو سيب در صحنه قرار دهيد

3D.MAX4

فصل چهارم

درس اول

ايجاد سطح مقطع براي حجم سازي

دكمه سمت راست موس را در پنجره ديد رو به رو فشار دهيد تا فعال شود دكمه  create را بفشاريد تا ستون فرمان  create باز شود نماد  shaps را تحت انتخاب قرار داده تا ستون فرمان shaps  ظاهر شود دكمه Arc  را انتخاب نموده تا قادر به رسم منحني دلخواه گرديد ليست توماري leey board Entry  را انتخاب نماييد تا زير مجموعه آن ظاهر گردد . پارامتر Radius  را بر روي  50 پارامتر form  را بر روي 180 و پارامتر To را بر روي 270 تنظيم نماييد .

تنظيمات فوق نمايانگر ابعاد منحني مربوطه خواهند بود دكمه  create  را انتخاب نموده تا منحني مورد نظر به وجود آيد گزينه  outline  امكان به وجود آوردن يك موضوع نسبت به يك منحني چند خطي را فراهم مي كند . دكمه  modify را به منظور باز كردن ستون فرمان modify بفشاريد دكمه edit spline  را به منظور اصلاح منحني چند خطي فشار دهيد گزينه  spline يا منحني چند خطي از ليست كركره اي  sab object را انتخاب كنيد گزينه  out line را انتخاب نموده و دقت كنيد  كه گزينه  center فعال شود اين گزينه سبب مي شود تا موضوع بسته روي منحني مرجع ، مركز شود . نشانه گر را بر روي منحني قرار داده و آن را تحت انتخاب قرار دهيد عدد 10 را در محدوده پارامتر  out lineو سپس كليد  Enter  را فشار دهيد تا عرض موضوع بسته . مشخص گردد .

درس دوم

حجم سازي از يك مسير دايره اي

در برگ نشان create   نماد shaps  را برگزيده و با استفاده از ابزار circle  يك دايره در صحنه رسم نماييد . موضوع دايره را تحت انتخاب قرار داده تا بتوانيد از آن به عنوان مسير حجم سازي استفاده كنيد دكمه  create را فشار دهيد نماد  Geometry واقع در ستون فرمان  create  را انتخاب فرماييد تا زير مجموعه مربوطه ظاهر شود . در ليست standard primi tives گزينه compound object را برگزيده و سپس گزينه  left را انتخاب نموده تا ستون فرمان left  باز شود دكمه left را فشار دهيد تا بخش مربوطه از ستون فرمان باز مي گردد دكمه  get shaps را فشار دهيد اين دكمه شما را قادر به انتخاب مسير حجم سازي موردنظر مي كند اطمينان يابيد كه دكمه راديويي  instance واقع در بخش creation  فعال مي باشد كمان بسته را به عنوان جسم دوران كننده Method  انتخاب كنيد نشانه گر موس را بر روي كلمه perspective از پنجره  perspective برده و دكمه سمت راست آن را فشار دهيد تا ليست انتخاب هاي پيكر، بندي پنجره ديد ظاهر گردد . گزينه smooth  Highligh را انتخاب نموده تا موضوع مورد نظر به صورت توپر ظاهر شود .

درس سوم

اصلاح موضوعات حجم يافته

جهت اصلاح موضوعات حجم يافته سه بعدي بايستي كه موضوع بسته دو بعدي يا مسير حجم سازي مربوطه را تغيير دهيم در اين مثال شما با استفاده از يك كپي نمونه اي از موضوع بسته عمليات حجم سازي را انجام داده ايد اكنون اگر تغييراتي را به روي موضوع اصلي انتخابي انجام دهيد . تغييرات مربوطه عينا به موضوع واقع بر مسير حجم سازي مورد نظر منتقل و سبب ايجاد تغييراتي در موضوع حجم يافته خواهد بود . اگر موضوع بسته واقع بر روي مسير تغيير يابد موضوع حجم يافته نيز تغييرات خود را بروز مي دهد دكمه  object modify را فشار دهيد دكمه sab واقع در بخش selection level  را انتخاب كنيد اين دكمه شما را قادر به اصلاح هر قسمت دلخواه از موضوع حجم يافته مي كند . در مورد حاضر

 مي توانيد موضوع بسته يا مسير حجم سازي را تحت اصلاح قرار دهيد ليست كركره اي مربوطه را باز نموده و سپس شكل را انتخاب كنيد نماد  zoom Extens  All selected را برگزيده تا موضوع حجم يافته تمام ديد را اشغال كند .

اكنون دو موضوع شبيه در پنجره هاي ديد به چشم مي خورد يكي از آنها موضوع اصلي و اولي قبل ازپنجره هاي عمليات حجم سازي و ديگري  نمونه كپي شده اي است كه در طول عمليات حجم سازي بر روي مسير مربوطه قرار گرفت نشانه گر موس را بر روي موضوع بسته واقع بر روي مسير حجم سازي از پنجره ديد رو به رو برده و آن را تحت انتخاب قرار دهيد نماد  selection lock  Toggle  واقع در پايين صفحه تصوير را انتخاب نموده تا از انتخاب موضوعات اتفاقي ديگر جلوگيري شود .

پيكر بندي حالت نمايش پنجره ديد بالا را روي گزينه  smooth Highlights  تنظيم نموده تا ابعاد سوراخ را به درستي مشاهده كنيد عمل  Drag بر روي موضوع بسته را طوري انجام دهيد تا سوراخي در مدل حجم يافته ايجاد شود .

 

درس چهارم

خلق موج از يك استوانه

براي ساخت يك استوانه گزينه  create را جهت باز شدن ستون فرمان مربوطه فشار دهيد نماد  Geometryرا به منظور مشخص كردن يكي از موضوعات استاندارد مقدماتي انتخاب كنيد دكمه  cylinder   را بدست آوردن استوانه فشار دهيد . ستون فرمان را طوري جا به جا نموده تا بخش پارامترها به بالا منتقل شده تا قابل مشاهده گردد .

اكنون پارامتر  cap segmentes را به 25 تغيير دهيد تا تعداد وجوه انتهايي استوانه افزايش يابد نشان گر موس را به مركز پنجره ديد بالا  top منتقل كنيد دكمه انتخابگر موس را فشار داده و پايين نگه داريد و شروع به حركت دادن موس نموده و شعاع سطح مقطع استوانه را از طريق پارامتر  Radius  يا شعاع واقع در بخش پارامترها كنترل كند وقتي كه شعاع استوانه در حدود 100 واحد تنظيم شد دكمه چپ موس را رها كرده تا شعاع استوانه مربوطه تثبيت گردد . موس را به طرف پايين حركت داده و ضمن آن تغييرات ارتفاع استوانه مذبور را از طريق پارامتر Height  كنترل كند زماني كه ارتفاع استوانه به مقداري حدودي رسيد دكمه انتخابگر موس را فشار داده تا استوانه مذبور ساخته شود تابع موج دايره اي سبب به وجود آمدن امواج دايره از مركز دايره به طرف خارج آن مي شود وقتي كه يك موج دايره اي به يك موضوع نسبت داده مي شود همزمان مي توان پارامترهايي از قبيل ارتفاع موج ، فاصله بين دو موج متوالي و غيره را نيز تحت تنظيم قرار داد . اكنون يك موج دايره را ميتوان طوري به وجود آورده كه دامنه آن از 0 تا 80 ادامه يافته و سپس تا 100 افت پيدا كنيد در اين بخش چگونگي نسبت دادن يك تابع موج دايره اي به موضوع انتخابي گفته ميشود . استوانه را انتخاب كنيد .

در نوار منو از منوي modifiers  گزينه پارامتر  Deformers را انتخاب كرده و از ليست توابع ، تابع  Ripple  را برگزينيد اكنون يك چهار گوش قهوه اي رنگ در اطراف استولنه ديده مي شود به اين موضوع يك گيز موي نماد تبديل گفته مي شود كه نمايانگر تابع موج دايره اي و محدوده تاثير آن است شما اكنون قادر به تغيير مكان حرفش و تغيير مقياس تابع موج دايره اي خواهيد بود تغييرات اعمال شده براي تابع موج دايره اي بر روي استوانه تاثير خواهد گذاشت جهت مركز نمودن موج دايره بر لبه راست استوانه و عملكرد موجي آن بر روي سطح موضوع كافيست تا گيزمونماد تبديل را طوري حركت دهيد تا مركز چهارگوش دربرگيرنده بر لبه راست استوانه در پنجره ديد رو به رو قرار گيرد .

 

 

درس پنجم

متحرك سازي موج

به منظور متحرك سازي موج دايره اي استوانه را انتخاب كنيد دكمه را برگزيده تا  ستون فرمان modify    ظاهر شود پارامتر wave length  را كه معرف فاصله بين دو نقطه اوج متوالي باشد بر روي 15 تنظيم كنيد دكمه را فشار دهيد وقتي كه دكمه مذبور فعال باشد فعال باشد تمامي اصلاحات انجام گرفته به صورت انيميشن ظاهر خواهد شد لغزنده زمان را بر روي غريبم 100 منتقل نموده و آن را به عنوان ،  جاري قرار دهيد اكنون تغييراتي كه در مراحل بعد انجام مي دهيد سبب به وجود آوردن يك فرم كلتري بر روي فريم 100 منتقل نموده و آن را به عنوان فريم جاي قرار دهيد اكنون تغييراتي كه در مراحل بعد انجام مي دهيد سبب به وجود آوردن يك فرم كلتري بر روي فريم 100 تنظيم شود پارامتر Ampltudi  را بر روي عدد 2 تنظيم كنيد اين عمل سبب تغيير ارتفاع امواج مي شود پارامتر phase  را بر روي 9/2 تنظيم كنيد اين عمل سبب تغيير شعاع موج از مركز به طرف موج مي شود . پارامتر    Decay يا تنزل را بر روي باقي بگذاريد اين پارامتر سبب روال تدريجي دامنه موج از مركز به طرف خارج مي شود .شما اكنون عمليات انجام گرفته توسط موج دايره اي بر روي استوانه را در 100 فريم اول انيميشن تعريف نموده ايد ، پنجره ديد perspective  را فعال نموده و سپس نماد نمايش انيميشن را فشار دهيد . نماي توقف انيميشن را انتخاب نموده تا نمايش آن خاتمه يابد .

 

 

 

 

 

درس ششم

متحرك سازي به وسيله مواد مخلوط

عدد موجود در محدوده متغير Mix Amount  نسبت اختلاف طرح اول و دوم را مشخص مي كند و در صورتي كه مقدار اين متغيير بر روي صفر تنظيم شود تمامي طرح اول بدون در نظر گرفتن طرح دوم اعمال مي گردد متقابله اگر عدد 1 در محدوده اين پارامتر وارد نماييد تمامي طرح دوم بدون در نظر گرفتن طرح اول به كار خواهد رفت اكنون براي متحرك سازي عمليات تبديل دو طرح به يكديگر مراحل بعدي را انجام دهيد دكمه  Autokey  واقع در پايين صفحه تصوير را فعال كنيد . لغزنده زمان را در موقعيت فرهم 70 قرار دهيد عدد موجود در محدوده متغير  Mix Amount  از محدوده mix parante  را بر روي 1 تنظيم كنيد دكمه  Auto key را مجددا تحت انتخاب قرار داده تا غير فعال شود در صورتي كه اين عمل را انجام ندهيد فرامين صادره بعدي سبب ساختن كليدهاي انيميشن شده كه حذف آنها كار مشكلي مي باشد . اكنون هر موضوعي كه از ماده فوق ساخته شده باشد ظاهر خود را در طول اين 70 فرهم تغيير خواهد داد .

3D.MAX3

 

فصل سوم

درس اول

خلق يك متن دو بعدي

در اين درس به چگونگي به وجودآوردن يك متن نوشتاري دو بعدي مي پردازيم . وقتي كه يك متن نوشتاري را به وجود ميآوريد بايستي كه نوع خط ( font  ) ، حروف مربوطه و اندازه عبارت در برگيرنده متن را مشخص كنيد متون نوشتاري داراي هيچگونه ضمانت يا امتداد در جهت محور Z نمي باشند مگر اين كه در امتداد عمود بر صفحه به آنها بعد سوم داده شود متون نوشتاري را حتي مي توان پس از انجام عمليات تبديل سه بعدي تحت تغيير و ويرايش قرار دارد دكمه Min/lmax toggle را از كادر كاوش گرديد فشار دهيد و تا پنجره ديد  تمام صفحه شود دكمه create را انتخاب نموده تا ستون فرمان create باز شود نماد shaps  ( اشكال دو بعدي ) را برگزيده و سپس از داخل ليست كركره اي مربوطه عبارت splines منحني هاي چند خطي را انتخاب كنيد دكمه  Text يا ( متن ) را به منظور به وجود آوردن متن نوشتاري انتخاب كنيد فلش رو به پايين واقع در بخش پارامترها را انتخاب نموده تا ليست كركره اي در برگيرنده انواع خطوط نوشتاري ( Fon t ) ظاهر شوند سپس   Times news Roman را برگزينيد محدوده عنوان Text واقع در پايين ستون فرمان را تحت انشعاب قرار داده تا آماده تايپ متن ورودي شما باشد . كاركترهاي مورد نظر خود جهت استفاده در متحرك سازي را وارد كنيد در اينجا ما عبارت Neda را تايپ مي كنيم اندازه متن مربوطه واقع در محدوده سايز را به عدد 50 تغيير دهيد . نقطه اي واقع در پنجره ديد رو به رو را انتخاب نموده تا متن مربوطه در آن قسمت قرار گيرد .

 

 

درس دوم

مدلسازي سه بعدي از متن

بسياري از اشكال سه بعدي از طريق موضوعات دو بعدي به وجود مي آيند يكي از روش هاي شناخت يك موضوع سه بعدي ايجاد ضخامت يا اضافه كردن بعد سوم به يك موضوع دو بعدي مي باشد به اين ترتيب كه موضوع سه بعدي مربوطه داراي يك سطح جانبي يكنواخت و طولي مشخص در امتداد عمود بر صفحه شكل دو بعدي به موضوعات سه بعدي وجود دارد در اين مثال ما به كمك تعريف ضخامت يا بعد سوم براي شكل دو بعدي آنرا به يك موضوع سه بعدي تبديل مي كنيم موضوع سه بعدي نتيجه شده حتي اگر از حروف متوالي و جدا از هم سه بعدي تشكيل يلفته باشد به عنوان يك موضوع منفرد در نظر گرفته مي شود . دكمه Modify  يا اصلاح را به منظور باز نمودن ستون فرمان Modify  انتخاب كنيد دكمه Extrude واقع در بخش modifier را فشار دهيد تا متن مربوطه در امتداد محور z گسترش يابد ستون فرمان LIST را به منظور مشاهده بخش پارامترها جا به جا كنيد ضخامت متن مذبور را از طريق متغير  amount ( مقدار ) بر روي عدد 20 تنظيم كنيد كليد enter را فشار دهيد اكنون متن نوشتاري شما به صورت سه بعدي و با لبه هايي به طول 20 واحد در امتداد محور Z  بر روي صفحه تصوير ظاهر مي شود .

درس سوم

مدل سازي دو بعدي

در اين درس و چند درس آينده چگونگي ساختن يك جام از طريق عمليات حجم سازي را ملاحظه خواهيد كرد . پنجره ديد رو به رو را فعال نموده تا قادر به ترسيم اشكال در صفحه zx   باشيد دكمه min / max toggle) ) از كادر كاوش گرديد را فشار دهيد تا تمامي پنجره ها با پنجره ديد فعال جايگزين شود كليد S  را فشار دهيد تا تابع snap  يا پرش فعال شود عملكرد اين تابع به گونه اي است كه سبب پرش نشانگر موس بر روي نقاط تقاطع شبكه خطوط كمكي greed  مي شود اكنون شروع به ترسيم سطح مقطع دو بعدي موضوع جام خواهيم نمود دكمه creat  را فشار دهيد نماد shaps را انتخاب كنيد تا بخش مربوطه ظاهر گردد دكمه line  را فشار دهيد تا قادر به ترسيم خطوطي در پنجره ديد رو به رو باشيد نقطه اي واقع در مركز پايين پنجره ديد راانتخاب نموده تا اولين نقطه سطح مقطع جام به وجود آيد نشانه گر موس را به اندازه 5 خانه شطرنجي از شبكه greed  به طرف راست جا به جا نموده و سپس دكمه انتخابگر را فشار دهيد .

نشانه گر موس را كمي به طرف چپ و بالا منتقل نموده و سپس دگمه انتخابگر آن را فشار داده و پايين نگه داريد . اگر در همين حالت موس را حركت دهيم خط متصل به نشانه گر دچار انحنا مي شود نشانه گر موس را به منظور ترسيم لبه راست پايه جام حركت داده و در جاي مناسب مستقر كنيد دكمه انتخابگر موس را رها كنيد تا نقطه مربوطه تثبيت گردد انتخاب نقاط را ادامه دهيد تا بتوانيد خطوط راايجاد كنيد پس از به وجود آوردن آخرين نقطه شكل دو بعدي دكمه سمت راست موس را فشار دهيد .

درس چهارم

اصلاح مدلسازي دو بعدي

منحني هاي دوخطي كه تا كنون به وجود آورده ايد از خطوط و گره ها تشكيل يافته است اكنون مي توانيد با استفاده از فرامين جا به جايي ، چرخش و مقياس موضوع خود را تحت اصلاح و تغيير مركز دهيد در صورت لزوم مي توانيد قطعات خط و گره هاي تشكيل دهنده موضوع را نيز تحت تغييرات مورد نظر قرار دهيد مدل دو بعدي را انتخاب كنيد  دكمه modify را فشار دهيد يا ستون فرمان مربوطه باز شود دكمه edit spline  از بخش modifers انتخاب نموده تا زير مجموعه modifers باز شود . نماد select and move  ( انتخاب و حركت ) را برگزيده تا قادر به تغيير مكان گره ها باشيد به منظور جا به جايي گره ابتدا بايد آنرا تحت انتخاب قرار دهيم يك پنجره انتخاب در اطراف گره مورد نظرتان رسم كنيد گره انتخابي به رنگ قرمز ظاهر مي شود نشان گر موس را بر روي گره انتخابي حركت داده و تغيير شكل نشان گر به فلش هاي جا به جايي را مشاهده كنيد . گره را تحنت عمل انتخاب و Drag قرار داد و آن را به موقعيت دلخواه منتقل كنيد در صورت تمايل مي توانيد تابع پرش نشانه گر موس را با انتخاب نماد پرش مربوطه واقع در بالاي صفحه تصوير غير فعال كنيد

پس از انتخاب دكمه edit spline  محدوده sab object  با رنگ زرد ظاهر شده و معرف ، اين بوده كه اكنون مي توانيد گره موضوع انتخابي را اصلاح كنيد .

شما همچنين مي توانيد ليست كركره اي واقع در طرف راست دكمه  sab object را باز نموده و توسط انتخاب گزينه مورد نظر قطعات خط يا شكل مربوطه را به عنوان يك منحني چند خطي

( spline  ) تحت اصلاح قرار دهيد

درس پنجم

تغيير انحناي مدل دو بعدي

انحناي خطوط منحني يك شكل را مي توان با ابزار اصلاحي منحني چند خطي تغيير داده به اين ترتيب كه وقتي گره اي را جهت انتخاب قرار دهيد دو خط خاكستري باد و دو چهار گوش كوچك سبز رنگ در انتهايشان از كره مربوطه خارج مي شود جهت تغيير انحناي يك طرح از كره كافيست كه چهار گوش كوچك سبز رنگ متعلق به آن سمت را تحت گزينش و جا به جايي قرار دهيد نماد select and move   را جهت تغيير انحناي شكل انتخاب كنيد گره مورد نظر را برگزينيد . چهار گوش سبزرنگ مربوطه را تحت عمل انتخاب و جا به جايي قرار داده و انحناي دلخواه را تنظيم كنيد به منظور تغيير مكان گره به يك موقعيت هندسي جديد چهارگوش مياني را تحت انتخاب قرار دهيد . دكمه sab object  را فشار دهيد تا عمليات اصلاحي منحني پايان پذيرد .

درس ششم

تبديل شكل دو بعدي به مدل سه بعدي از طريق دوران

از تابع lathe  جهت به وجود آوردن موضوعات دوار ناشي از چرخش 360 درجه اي اشكال دو بعدي حول يك محور استفاده مي شود .

در اين درس جام شيشه اي خود را توسط دوران يك شكل دو بعدي حول يك محور به وجود مي آوريم سطح مقطع موضوع جام را به عنوان شكل دو بعدي دوران كننده انتخاب كنيد دكمه modify  را انتخاب نموده تا ستون فرمان آن باز شود دكمه lathe  را فشار دهيد تا زير مجموعه مربوطه ظاهر گردد . دكمه y  از بخش  Direction را انتخاب نموده تا معرف امتداد محور دوران باشد اين محور به موازات محور محلي  y  جسم بوده كه در هنگام انتخاب شكل بر روي نماد مشخصات با رنگ قرمز مشخص مي شود ستون فرمان را تا جايي به طرف بالا حركت داده كه قادر به مشاهده بخش  Alignگرديد دكمه max  از بخش Align  را انتخاب نموده تا ( 3 d studio max  ) شكل دو بعدي را حول محوري دوران دهد كه از منتهي اليه سمت چپ آن عبور كند گزينه Gener mapping  coords  را انتخاب نموده تا مشخصات طرح گذاري مناسب به منظور به كار بردن ماده بر روي موضوع به كار آيد . دكمه s  را فشار دهيد تا تابع پرش يا  snap غير فعال شود دكمه  display را انتخاب نموده و سپس دكمه unhide All  را فشار دهيد نماد zoom extend All  را فشار داده تا تمامي صفحه ، نمايش يابد .

درس هفتم

اندازه گيري يك موضوع

جهت پي بردن به ابعاد حدودي يك موضوع يا فاصله بين موضوعات يك صفحه توسط دستور  Tape مي توانيد خطي نماييد براي اندازه گيري ارتفاع جعبه موجود در صفحه دكمه  create  را انتخاب نموده تا ستون فرمان مربوطه باز شود نماد   Helpers يا موضوعات كمكي را انتخاب نموده تا بخش مربوطه در ستون فرمان ظاهر شود دكمه  Tape را فشار دهيد تا مجموعه آن باز گردد گزينه specify length  را فعال كنيد عدد 25 را در محدوده پارامتر length  وارد نموده تا مشخص كننده طول نوار باشد نشانه گر موس را به موقعيتي در نزديكي بالاي جعبه منتقل كنيد و دكمه انتخابگر آن را فشار داده و پايين نگه داريد موس را در همان حالت به طرف پايين حركت داده و در موقعيت دلخواه دكمه سمت چپ آنرا رها كرده تا نوار مربوطه به وجود آيد . نقطه ابتدايي نوار را به همان تراز افقي نوك جعبه منتقل كنيد . عدد موجود در در محدوده پارامتر  length  را تا جايي تغيير داده كه طول نوار با اندازه جعبه برابر گردد از اين روش مي توان براي به دست آوردن نسبت ظاهري تصويري كه بر روي يك موضوع اعمال مي گردد استفاده نمود .

3D.MAX2

فصل دوم

درس اول

ايجاد موضوعات

شما مي توانيد تعدادي از موضوعات استاندارد اوليه

  standard primitiveيا موضوعات پيشرفته اوليه  extended primitiveرا از طريق ستون فرمان create را انتخاب كنيد . نماد geometry را برگزينيد . عنوان standard primitive را از داخل ليست كركره اي نوع موضوع انتخاب كنبد . دكمه  sphereرا از داخل ستون فرمان برگزينيد . نشانه گر موس را بر گوشه چپ بالا از پنجره ديد بالا (  top )  قرار دهيد . عمل گزينش و Drag را طوري انجام دهيد تا كره به وجود آيد . نشانه گر موس را به آهستگي به پايين و بالا حركت داده و تغييرات اندازه كره را در پنجره هاي ديد ديگر مشاهده كنيد . سپس در كناركره يك مخروط با استفاده از ابزار cone  ترسيم نماييد .

درس دوم

جابه جايي موضوعات

به علت جابه جا كردن يك موضوع از نماد select  يا انشعاب و حركت كه در ناحيه مياني جعبه ابزار اصلي برنامه واقع شده است استفاده كنيد .

دكمه سمت راست موس را در پنجره ديد بالا ( Top ) فشار دهيد تا پنجره فوق فعال شود مي خواهيم مخروط را روي كره قرار دهيم ابتدا در پنجره ديد بالا مخروط را انتخاب مي كنيم سپس از نوار ابزار ، ابزار select and Move  را برگزينيد و با استفاده از آن عمل جا به جايي را به شكلي انجام دهيد كه مخروط روي كره قرار گيرد با راست كليك روي پنجره ديد چپ آنرا فعال كرده و ضمن آنكه مكان نما را روي محور y ها قرار مي دهيد مخروط ، را به بالاي كره حركت دهيد . بدين شكل مدل يك چراغ روميزي شبيه سازي مي شود .

درس سوم

تغيير اندازه موضوعات

براي تغيير اندازه موضوعات به سه روش مي توان عمل كرد :

روش اول : تنظيم اندازه موضوع ايجاد شده در زمان خلق آن موضوع مي باشد كه از طريق حركت موس در زمان ايجاد شي امكان پذير است براي مثال از كادر extended  primitives

ابزار Hedra را برگزيده روي صحنه كليك وDrag  نماييد . با حركت موس در زمان خلق ، اندازه شي قابل تنظيم است .

روش دوم : استفاده از ابزار  uniform  scale موجود در نوار ابزار اصلي مي باشد . اين ابزار را انتخاب كرده و توسط آن شي موجود در صحنه را تغيير اندازه دهيد .

روش سوم : استفاده از پارامترهاي آن ابزار در كادر Radius كادرهاي مشابه تنظيم مقياس مي باشد شي روي صحنه را برگزيده و ليست پارامترهاي آن را جابه جا كنيد و در قسمت Radius  با تغيير مقدار عددي موجب تغيير اندازه شي بشويد .

درس چهارم

حذف موضوعات

براي حذف موضوع ابتدا بايد آنرا انتخاب كرد و سپس دكمه delete  را فشار داد. براي انتخاب اشيا روي صحنه دو روش وجود دارد :

روش اول : استفاده از ابزار  select objekt از نوار منوي اصلي و سپس كليك بر روي شي مورد نظر مي باشد .

روش دوم :انتخاب ابزلر select by name از نوار منو مي باشد با گزينش هر يك از آنها و سپس فشردن كليد  select آن شي انتخاب مي گردد .

درس پنجم

كسر دو موضوع از يكديگر 

در اين درس يك موضوع استوانه را از مكعب مستطيل شكل كم خواهيم كرد توجه داشته باشيد ابتدا آن شي را كه مي خواهيد جسمي از آن كم مي شود آن را انتخاب كنيم در غير اين صورت عمل عكس اتفاق افتاده كه نتيجه آن جسمي با خصوصيات كاملا متفاوت خواهد بود . مثلا در صورتي كه جعبه مكعب مستطيلي را از استوانه كم كنيم نتيجه عمليات دو عدد استوانه خواهد بود . اين در حالي است كه شما با كسر استوانه از مكعب مستطيل مي خواهيد كه نهايتا جعبه اي با سوراخ واقع در آن در اختيار داشته باشيد جعبه مكعب مستطيل را تحت انتخاب قرار دهيد اين جعبه به عنوان موضوع اول در نظر گرفته ميشود موضوعي كه قرار است استوانه از آن كم    شود . دكمهcreate  را فشار دهيد عبارت compound object را از  ليست كركره اي نوع موضوع انتخاب كنيد تا زير مجموعه آن ظاهر شود دكمه Boolean را جهت باز شدن ستون فرمان Boolean را انتخاب كنيد .ستون فرمان را تا آنجا بالا ببريد تا    بتوانيد بخش operation ( عمليات ) را مشاهده نماييد . اطمينان يابيد كه دكمه راديويي تفريق يا  subtraction [ A -  B ]انتخاب شده باشد دكمه b  pick operand را از بخش pick Boolean فشار دهيد . اكنون مي توانيد موضوع دوم را براي عمليات كسر تحت انشعاب مركز دهيد موضوع استوانه را انتخاب كنيد يك سوراخ استوانه اي در جعبه مكعب مستطيل شكل به وجود ميآيد .

درس ششم

اجتماع دو موضوع با يكديگر

يك جعبه و يك استوانه ايجاد نماييد . مي خواهيم اين دو موضوع را با هم ادغام كنيم براي اين كار ابتدا جعبه را برگزينيد سپس در panel  فرمان در برگ نشان   creat روي نام standard كليك كنيد و از ليست باز شوي آن گزينه compound  برگزينيد دكمه Boolean را انتخاب كنيد . در ليست پارامترها در كادر operation ، union را انتخاب كنيد . روي دكمه pickoperand B كليك نماييد ، استوانه را انتخاب كنيد حالا استوانه به صورت اجتماعي با جعبه مي باشد و استوانه به رنگ جعبه درمي آيد كه معرف العاق اين دو جسم است .

درس هفتم :

اشتراك دو موضوع در صحنه :

يك جعبه و يك تيوپ در صحنه ايجاد نماييد . مي خواهيم اين دو موضوع را در هم اشتراك دهيم براي اين كار ابتدا جعبه را برگزينيد سپس در panel فرمان در برگ نشان  create روي نام  standard  primitivesكليك كنيد و از ليست باز شوي آن گزينه compound  objects را برگزينيد . دكمه Boolean را كليك كنيد در ليست پارامترها در كادر operation ،intersection را انتخاب كنيد روي دكمهb   pick operand كليك كنيد . شي دوم يعني تيوپ را انتخاب كنيد حالا بخش هاي مشترك جعبه باقي ميماند و بقيه اجزاي غير مشترك دو شي حذف مي گردد .

درس هشتم

پيوند اشياء به يكديگر

در ابتدا روي آيگون selectandlink كليك چپ كنيد مكان نما را از يك شكل به ديگري بكشانيد چنانكه عمل Drags صورت ميگيرد يك خط راست تشكيل مي شود روي شكل دوم كليك كنيد حال شكل دوم به اولي پيوند ( Link ) شده است گفته مي شود كه شكل دوم فرزند اولي است حالا فرزند link را جا به جا كنيد مشاهده خواهيد كرد كه پدر به همراه آن حركت خواهد كرد .

حالا پدر link را حركت دهيد فرزند با پدر حركت نخواهد كرد براي خارج كردن اشياء از حالت پيوند ابزار unlink  selection را برگزيده و سپس شكل link  شده را كليك كنيد .

3D.MAX1

فصل اول :

درس اول :

گشايش يك صفحه و به كارگيري كليدهاي فاصله كاوش گرديد :

در اين درس چگونگي گشايش يك صفحه ، چگونگي مديريت پنجره هاي ديد و چگونگي كار با كادركاوش گرديد را مي آموزيد.

 ابتدا از نوار منوي اصلي گزينه   fileو سپس گزينه open  برميگزينيد  سپس گزينه  still _ life فايل tutorials را انتخاب مي كنيد و در نهايت گزينه still_ life _ start را بر مي گزينيد.

كادر زرد رنگي كه نمايان است بيانگر فعال بودن پنجره است . در غير اينصورت با راست كليك كردن بر روي كادر مي توان آن را فعال كرد.

اگر بر روي دكمه zoom واقع در پايين گوشه سمت راست صفحه چپ كليك كنيد و نشانه گر موس را  روي كادر زرد رنگ ببريد و چپ كليك كنيد و نشانه گر موس را به سمت پايين بكشيد در اين هنگام موضوع مورد نظر در ابعاد كوچكتر ظاهر مي گردد و شما مي توانيد حاشيه هاي موضوع مورد نظر را نيز مشاهده كنيد.

بر روي Arc rotate ( چرخش كماني) كليك كرده تا فعال شود كادر زرد رنگي بر روي موضوع پديدار مي شود در اين هنگام  نشانه گر موس را به داخل كادر ببريد سپس كليد سمت چپ موس را فشار دهيد و حركت دهيد. ديد Perspective تغيير خواهد كرد اگر نشانه گر موس را در خارج از كادر زرد رنگ حركت دهيد موجب چرخش تمام پنجره ديد مي شود براي لغو ابزار Arc rotate كليد راست را فشار داده تا كادر زرد رنگ ناپديد شود.

 در كادر كليدهاي كاوشگر ديد دكمه Pan را انتخاب كرده و سپس موس را بر روي پنجره ديد حركت دهيد .

با تغيير مكان نما ديد Perspective   تغيير مكان مي دهد براي خارج شدن از اين پنجره ها مكررا كليدهاي shift+ z را فشار دهيد.

درس دوم

چگونگي ذخيره يك فايل

در اين درس مي خواهيم ابتدا يك شكل سه بعدي در صفحه ترسيم مي كنيم و سپس آن را به عنوان يك فايل ذخيره كنيم. براي اين كار در Panel  فرمان، برگ نشان Create را برگزيده و نماد Geometry را انتخاب مي كنيم سپس در كادر  object ابزار Teapot را برگزيده و در پنجره ديد  perspective كليك كرده و با حركت موس قوري را ترسيم مي كنيم . حال براي ذخيره سازي اين شي به عنوان يك پروژه در 3D Max از نوار منو، منوي فايل و سپس گزينه save را انتخاب مي كنيم . با صدور فرمان save  براي اولين بار پنجره محاوره اي  save as ظاهر مي شود . نام مورد نظر براي فايل ذخيره شونده را وارد نموده و دكمه   saveرا مي فشاريم . دكمه ok  را به منظور بستن پنجره محاوره اي انتخاب مي كنيم تا اطلاعات مربوطه بر روي ديسك نوشته شود . لازم به ذكر است فايل ذخيره شده با پسوند  Max ذخيره مي گردد .

درس سوم

تلفيق دو فايل پروژه با يكديگر

شما مي توانيد ضمن انتخاب گزينه  Merge از منوي فايل در نوار منو يك پروژه از قبل ذخيره شده را با پروژه جاري تلفيق كنيد به اين ترتيب پنجره محاوره اي Merge گشوده مي شود . اين پنجره محاوره اي شامل ليستي از موضوعات و اشكال ، منابع نوراني ، دوربين ها ، موضوعات كمكي و جلوه هاي انشايي در پروژه ذخيره شده مي باشد .

در صورت عدم تمايل به تلفيق هر يك از موارد موجود در ستون list typs  مورد مربوطه را از حالت انتخاب خارج سازيد . در صورتي كه خواسته باشيد تمامي موارد موجود در  ستون  list typs مورد مربوطه را از حالت انتخاب خارج سازيد . در صورتي كه خواسته باشيد تمامي موارد موجود موجود در ستون  list typs تحت تلفيق واقع شوند دكمه راديويي all را انتخاب كنيد . در اين حالت تمامي موضوعات فايل ورودي با فايل جاري تلفيق خواهند شد . دكمه راديويي  none را براي انتخاب از خارج ساختن تمامي موارد آورده شده در ستون  list typs برگزينيد .

در اين حالت هيچ يك از موارد فايل ورودي با فايل جاري تلفيق نخواهد شد در پايان گزينه ok را برگزينيد .

چدن

مقدمه: اهميت متالوگرافي
متالوگرافي در مفهوم كلي عبارت است از مطالعه ساختار دروني فلزات و آلياژها و رابطه اين ساختار با تركيب نحوه توليد و شرايط انجماد و خواص شيميايي و مكانيكي آنها مي‌باشد يكي از آزمايشهاي مهم واحد كنترل كمي‌و كيفي خط توليد ريخته‌گري متالوگرافي است كه امروزه هم جنبة تحقيقاتي به خود گرفته است. اگر بخواهيم به اهميت اين آزمايشگاه بيشتر واقف گرديم لازم است اهداف مهم اين آزمايشگاه را به صورت خلاصه بيان و توجه كنيم. 1 – بررسي عيوب ميكروسكوپي و بعضي از عيوب ماكروسكوپي فلزات و آلياژهاي توليد شده از تبديل درشت دانگي و رشد و ناهمگن فازهاي ناخواسته و عدم توزيع يكنواخت دانه‌ها و فازها و… 2 ـ تشخيص تقريبي تركيب شيميايي آلياژ از طريق بررسي ساختار دروني و استفاده از دياگرام فازي آن آلياژ كه اين هدف بيشتر زماني لازم مي‌شود. 3 ـ بيشتر از روش ماكروسكوپي استفاده مي‌شود و كمكي‌هاي آزمايشگاه انجماد است و عبارت است از كنترل نحوه و نوع انجماد رشد ماكروسكوپي دانه‌ها و رابطه با شرايط ريخته‌گر آن آلياژ كه كنترل آن مي‌تواند در بهبود خواص مكانيكي و سلامتي قطعه ريخته‌گر مؤثر باشد. لازم به ذكر است كه بين اهداف گفته شده هدف اول بسيار مهمتر است. و آن را به دو بخش اصلي تقسيم مي‌كنيم: 1 ـ جنبه تكنولوژيكي 2 ـ جنبه متالوژيكي   متالوگرافي آلومينيوم موضوع آزمايش: بررسي زيرساختار آلومينيوم و نحوه دانه‌بندي آن حين انجماد در قالبهاي مختلف هدف : مشخص نمودن فازها و دانه هاي مختلف موجود در ساختار ماكروسكوپي AL ونمونه اي از جنس AL در قالب ماسه اي سرد شده كه داراي درجه خلوص بالايي مي‌باشد را تهيه مي‌كنيم قطعه را كه با اره برش زده‌ايم مراحل سوهان كاري انجام داده سپس بعداز گونيازدن قطعه را توسط سمباده‌هاي نرم دقيق صيقل مي‌دهيم  آلومينوم به دليل وجود خشهاي ايجاد شده توسط سمباده در متالوگرافي و بعد از اين نتيجه مطلوبي مي‌دهد نيازي به پوليش كاري ندارد نمونه را در محلول اچ قرار مي‌دهيم و پس از ظاهر كردن دانه‌هاي آن يعني آلومينيوم خالص در سطح نمونه با چشم غيرمسطح ديده مي‌شوند پس از برداشتن نمونه از داخل محلول اچ شكل ماكروسكوپي نمونه به شرح مقابل مي‌باشد اين ساختار ستوني درشت ناميده مي‌شود. همانند تهيه آلومينيوم خالص كه درقالب ماسه‌اي سرد شده نمونه را در قالب فلزي كه سرعت سرد شدن آن زياد است تهيه و پس از سوهان كاري و گونياكردن و نيز سمباده و قرار دادن در محلول اچ آن مشاهده و به شكل زير مي‌باشد. اين زيرساختار عمودي درشت ناميده مي‌شود. اگر آلومينيوم خالص را در قالب فلزي با استفاده از مواد جوانه‌اي سرد كنيم شكل آن به صورت مقابل بوده و دانه‌بندي آن به نام محوري ريز مي‌باشد.   بحث و نتيجه‌گيري : با تحقيق و جستجو بر ساختار متالوگرافي آلومينيوم 9/99 خالص و در حالتهاي مختلف فوق كه در سرعت و نيز استفاده از موارد جوانه زا صورت گرفته است. به اين نتيجه پي مي‌بريم كه هرگاه آلومينيوم در قالب ماسه‌اي سرد شود دانه‌هاي ماكروسكوپي آن ستوني درشت بوده و هرگاه سرعت سرد شدن آلومينيوم كه در قالبهاي فلزي باشد دانه‌هاي ماكروسكوپي آن محوري ريز مي‌شوند و اگر به همين آلومينيوم در قالب فلزي سرد شده مواردجوانه زا بيفزاييم دانه‌هاي محوري ساختمان ماكروسكوپي آن خيلي ريزتر مي‌شوند پس مي‌توان به اين نكته دست يافت كه موارد جوانه زا در استحكام و مقاومت فلزات تأثير بسزايي داشته و اين به علت ريز كردن دانه‌هاي آن فلز (خالص 99/99 AL) مي‌باشد.   چدن ها:         Castiron چدن‌ها آلياژهاي آهن و كربن هستند كه حاوي تعداد ديگري عناصر آلياژي مانند سلييم، منگنز، گوگرد و فسفر هستند. تركيب يوتكتيك چدن‌ها شامل گرافيت يا كاربيد آهن و آستين است كه در ادامه سرد شدن فاز استيت به فازهاي ديگر تبديل مي‌شود و به همين ترتيب عوامل مهم ديگري كه خواص چدن هاي ريخته‌گري به توسط آن‌ها تعيين مي‌گردد. مقدار، اندازه شكل و توزيع گرافين‌ها است يا به عبارت ديگر كنترل عوامل نام برده مهمترين اصل در توليد چدن ها است. تغيير عواملي از قبيل تركيب شيميايي، نحوة جوانه‌زني، سرعت انجماد در چدن‌ها و نيز تأثير برخي عناصر آلياژي در مقادير بحراني باعث تغيير زيادي در نوع شكل اندازه و توزيع گرافين ها مي‌گردد. در صورتي كه ميزان كربن معادل برابر403% باشد ساختار يوتكتيكي تمام سطح مقطع را اشغال مي‌كند و اگر مقدار آن كمتر از 403% باشد چون مزبور ساختاري قبل از يوتكتيكي داشته و حاوي ساختار يوتكتيكي ، گرانيت و آهن مي‌گردد و به همين ترتيب در چدن‌هاي بعد از يوتكتيكي گرانيت‌هاي ورقه‌اي بزرگ باعث نرم و ضعيف تر شدن چدن مي‌گردد.   شماره آزمايش : 2 عنوان آزمايش: چدن خاكستري كم كربن هيپويوتكتيك ابزار و مواد: اره، گيره، سوهان، سمباده، محلول اچ، ميكروسكوپ، يك قطعه چدن خاكستري. مقدمه: چدن خاكستري از آلياژ آهن و كربن كه حدود 2% بيشتر باشد و يا سرعت سرد كردن پايين و يا سلسيم كه باعث ناپايداري سمنتيت مي‌شود چدن خاكستري توليد خواهد شد حال اگر مقدار كربن آن كمتر از 4 /3 باشد چدن خاكستري كم كربن بدست مي‌آيد كه ريخته گري را نسبت به فولاد ها دارد كه ممكن است داراي زمينه فريت و پرليتي باشد. روش آزمايش: در اولين مرحله بريدن نمونه از قطعه مي‌باشد و بعد از آن به وضوح و نرمي‌و خوشتراشي آن پي مي‌بريم بعد از بريدن سوهان كاري آن نيز به راحتي انجام مي‌شود. بعد از سوهان كاري و پوليش كاري (قبل از اچ كردن) بزرگ نمايي به صورت رگه‌هاي نامنظم سمباده سفيد كه همان پرليت است مشاهده مي‌گردد. نمونة زير ميكروسكوپ مي‌گذاريم در اولين نگاه خطوط جدايش از حد سمباده و دستگاه پوليش مانع از ديدن گرافيت هاي آن مي‌شد. پس از حدود پنج الي هفت ثانيه در محلول نايتال براي اچ كردن كردن فرو مي‌بريم بعد از درآوردن از محلول و شستن قطعه آن را زير ميكروسكوپ گذاشته و زمينه را مشاهده مي‌كنيم. و پس از اتمام مرحله اچ كردن مشاهده مي‌گردد كه حاوي گرافيت‌هاي ورقه‌اي با زمينه‌اي كاملاً پرليتي و فسفيديوتكتيكي است و ساختار دندريتي مربوط به آستينيت هاي اوليه به طور كاملاً ضعيفي در آن ديده مي‌شود. وقتي با بزرگ نمايي 40 آن را مورد بررسي قرار دهيم شكل (2) در روي سطح قطعه قطعه هاي پراكنده سفيدو براق مشاهده مي‌شوند كه همان فريت است اين نقاط در زمينه سياه پراكنده قسمتهايي از اين نقاط سياه و پررنگ تر از ساير قسمتها ديده مي‌شود كه اين همان گرافيت كيش است سپس نمونه را با بزرگ نمايي 1000 مورد بررسي قرار مي‌دهيم. شكل 3 در اينجا فاز سفيد همچنان باقي است و گرافيت كيش به صورت فاز سياه است اما زمينه سياه در بحث و بررسي در مورد چدن‌هاي خاكستري با انجام عمليات پوليش اچ  و آزمايش‌هاي ميكروسكوپي به ماكروسكوپي عادي نمي‌توان شكل دندريت اوليه در چدن‌هاي خاكستري قبل از يوتكتيك را مشاهده كرد اما در صورتي كه نمونه‌اي از چدن با دقت و ظرافت زيادي سمباده و پوليش گردد. با استفاده از يك منبع نوري و كاهش نورهاي ااضافي و نيز قرار دادن نمونه به طور مناسب ساختار مزبور بر روشني قابل رؤيت مي‌گردد. مقدار گرافيت‌هاي ورقه‌اي مهمترين عامل است كه بر روي استحكام و خواص ديگر چدن خاكستري تأثير مي‌گذارد و تغيير در آنها علت اصلي تغيير استحكام چدن‌ها است. ساختار زمينه در صورتي پرليتي كامل است كه مقدرا سيليسيم كمتر يا منگنز زيادتر باشد و به همين ترتيب بر اثر وجود مقادير بسيار كم و جزئي از عناصر پايداركننده پرليت از قبيل: آرسنيك، كرم ، مس، نيكل، و قلع در مواد اوليه يا قراضه‌هاي برگشتي مي‌توان زمينه كاملاً پرليتي بدست آورد. در مورد چدن‌هايي كه داراي استحكام كمتري هستند ساختار زمينه داراي اهميت كمتري نسبت به نوع گرافيت‌ها در چدن است در صورتي كه در چدن ها با استحكام و مقاومت زياد نوع ساختار زمينه اهميت زيادي دارد. به طوري كه در چنين مواردي سعي مي‌شود تا ساختارهايي كاملاً پرليتي ويا بينايتي توليد گردد. و از جمله موارد ديگر كه مي‌توان در مورد آن بحث كرد اين است كه خواص مكانيكي و كششي از جمله مدول كش ساني آن كم است و سطح ماشين كاري آن پرمنفظ است (صاف و براق نيست) در اين چدن‌ها نسبت وجود گرافيت‌هاي بزرگ كيش قابليت انتقال خوبي دارند كه در قطعاتي كه در آنها نياز به انتقال دارد بالا مي‌باشد مانند قالب، شمش‌ها و .. استفاده مي‌شود.   آزمايش شماره 3 عنوان آزمايش: بررسي زيرساختار چدن خاكستري پركربن هيپريوتكتيك ابزار و ومواد مورد نياز: اره، سوهان، سمباده، يك تكه چدن خاكستري پركربن، محلول اچ، ميكروسكوپ تئوري آزمايش: در اين روش پس از انتخاب قطعه موردنظر و بريدن نمونه و سوهان كاري آن ابتدا با سوهان درشت و سپس سوهان نرم و گونيا كردن قطعه نمونه خود را با سمباده كاري به ترتيب با شماره‌هاي 1500 – 1200 – 1000 – 800 – 600 – 400 – 240 سمباده كاري مي‌نماييم كه البته به علت وجود نداشتن سمباده 1500 و كم بودن سمباده 1200 ما مجبور شديم كه نمونه‌هاي خود را با سمباده 1000 سمباده كاري كنيم بعد از سمباده كاري با دستگاه پوليش آن را پوليش مي‌كنيم كه لازم به ذكر است كه بايد از تميز بودن دستگاه پوليش اطمينان حاصل كنيم. كه در صورت كثيف بودن بايد نمره آن را شسته و يا آنر ا عوض كرده و سپس نمونه را در زير ميكروسكوپ قرار دهيم در اينجا نيز خطوط ناشي از سمباده كاري و پوليش كاري غلط ايجاد مزاحمت مي‌كرده اما مي‌توانستيم گرافيت‌هاي بزرگ آن را مشاهده كنيم. شكل 1 بعد از مشاهده نمونه آن را در داخل محلول نايتال به مدت 5 الي 7 ثانيه قرار مي‌دهيم و پس از اچ آن آنرا شيشه و پس آن را زير ميكروسكوپ قرار داديم. كه در اين زمينه فريت و پرليت مشاهده گشت رگه‌هاي تيره رنگ هم در زمينه مشاهده مي‌شود كه همان گرافيت كرمي‌شكل است.   تجزيه و تحليل: اين چدن‌ها بعلت و جود گرافيت داراي توضيح يكنواخت گرافيت مي‌باشد كه از قابليت ماشين كاري خوبي و ريخته‌گري انها به خاطر وجود ناخالصي‌ها بهتر است هر چه كربن كمتر باشد زمينه فريتي و چدن نرمتر است. از اين آزمايش به اين نتيجه رسيديم كه چدن خاكستري با ميزان كربن كمتر داراي ماشين كاري مطلوب مي‌باشد و نسبت به بقيه چدن‌ها نرمتر است. چدن خاكستري قبل از اچ چدن خاكستري بعد از اچ   آزمايش شماره 4 موضوع آزمايش: بررسي بر ساختار چدنها هدف: مشاهده ريزساختار چدن ها نوع گرافيت، نحوه توزيع اين گرافيت ها شكل را داده اين گرافيت ها و پرورش درصد كربن در آنها با كمك ازياگرام SI- C- FE وسايل مورد نياز: اره گيره ـ سوهان ـ سيمان ـ دستگاه پوليش ـ خمير پوليش ـ محلول ـ اچ (نيكران) الف ـ آماده سازي نمونه چدن خاكستري شرح آزمايش: ابتدا قطعه استوانه‌اي شكل كه از جنس چدن خاكستري مي‌باشد توسط نمونه‌اي اجرا مي‌كنيم نمونه را به گيره بسته و سطح آن را كاملاً گونيا مي‌كنيم كه اين عمل از سوهان كاري دقيق حاصل مي‌گردد و نمونه را آماده تميز كرده و يك ميان آن را سمباده از كاري حل كنيم عمليات سمباده كاري از شماره 220 كه درشت ترين سمباده است آغاز مي‌شود بعد از بردن خش‌ها و برآمدگيهاي حاصل از سوهان كاري توسط اين سيمان از سمباده شماره 40 و به همين صورت ريزترين سيمان يعني شماره 1000 اين عمل صورت مي‌گيرد را ديگر خش و يا زدني كه با چشم مشاهده شود روي نمونه باقي نمانده بايد توجه داشت هنگام سمباده كاري براي  نتيجه بهتر و سرعت‌هاي بالاتر بايد هنگام سمباده كاري و همواره آب بر روي سطح سيمان ريخته شود تا براده‌هايي را داشته شده را بشويي تا همان از ايجاد خش‌هاي ثانويه بر روي نمونه گردد. نمونه آماده شده توسط سمباده كاري را تميز كرده و در اين مرحله از دستگاه پوليش كاري بايد همواره براكسيد آلومينيوم مخلوط با آب را بر سطح پارچه پوليش بريزيم تا عمليات براق كاري صيقل دادن نمونه با دقت بالايي صورت گيرد پيش از گزاردن عمليات فوق نمونه را با پارچه كاملاً خشك مي‌كنيم و آنر ا از زير ميكروسكوپ قرار مي‌دهيم و مشاهده مي‌كنيم كه اين مرحله فقط موفق به مشاهده گرافيت‌هاي چدن خاكستري مي‌شويم كه نتيجه اين مشاهده به صورت زير مي‌باشد بعدا زمشاهده نوع گرافيت‌هاي اين چدن در ادامه آزمايش براي ظاهر كردن ريز ساختار ميكروسموپي نمونه چدن خاكستري را در محلول اچ فايتال قرار مي‌دهيم و بعد از گذشت مدتي معين، آن وقت كه سطح نمونه كاملاً اچ شده آن را بيرون آورده و با آب شستشو مي‌دهيم نمونه را دوباره با پارچه با دستمال كاغذ كاملاً خشك مي‌كنيم و آن را براي بار دوم ريز ميكروسكوپ قرار مي‌دهيم در اچ مربوطه براي ظاهر شدن كامل و دقيق فازدانه هاي داخل چدن با پر از گونيا بودن نمونه در سطح و صفحه زيرين ميكروسكوپ كاملا مطمئن باشيم براي اطمينان كامل از اين موضوع نمونه را طوري داخل ضمير مخصوص قرار مي‌دهيم كه سطح آن روبر بالا باشد بعد با گذشتن روي صفحه زيرين ميكروسكوپ و قرار دادن يك مقدار بر روي آن و اعمال فشار توسط بالين آوردن از ميكروسكوپ از گونيا شدن سطح نمونه كاملا و مطمئن مي‌شويم سپس مي‌توانيم سطح نمونه را مشاهده كنيم در اين مرحله مي‌توانيم به راحتي فازهاي موجود در چدن را مشاهده كنيم.   بحث و نتيجه‌گيري از مشاهده سطح نمونه بعد و قبل از اچ مي‌توان نتيجه گرفت كه در ساختار چدن هاي خاكستري خطوط سياه رنگ نشانگر گرافيتهاي ورقه‌اي مي‌باشد كه اين گرافيت‌ها در چدن‌ها باعث ايجاد و قابليت هاي مختلف از قبل جذب صدا و ارتعاش ماشين كاري مناسب و از طرفي باعث انبساط قطعه در حين انجماد و پايين آوردن استحكام كششي قطعات مي‌گردند بر در اين مورد مي‌توان نتيجه گرفت كه بايد اين گرافيت‌ها زياد درشت نباشد تا استحكام كششي قادر بر وجود آوردن فازهاي ديگر بصورت سفيد و سياه سفيد مشخص مي‌شوند هر يك به ترتيب نشانگر وجود فريت و بريت در اين چدن مي‌باشند. پرليت با نرمي‌خواص همواره با بريت كه سخت و شكننده مي‌باشد فازي با مقاومت به سايش مطلوب همواره با ماشين كاري خواص را ايجاد كرده اند   ب ـ آماده سازي نمونه چدن را داكتيل و گرافيت كروي از يك قطعه چدن داكتيل ساخته شده را توسط يك نمونه مي‌بريم سطوح آن را توسط سوهان كاملاً گونيا مي‌كنيم و يكي از اين سطوح را سمباده كاري كرده تا آن را براي مرحله پوليش كاري آماده كنيم سطح سمباده كاري شده را بر روي پارچه پوليش قرار داده و دستگاه پوليش را روشن مي‌كنيم عمل پوليش كاري مطلوب گشته به ميزان فشاري وارد كه ما درطول معين به نمونه وارد مي‌آوريم اين فشار بايد از مقادير بالايي رفع خش‌هاي بزرگتر تا مقادير پائين براي ظرفيت كاري در فرضش‌هاي كوچكتر صورت مي‌گيرد. نمونه آماده شده را با پارچه كاملاً خشك مي‌كنيم و آنرا در زير ميكروسكوپ مشاهده مي‌كنيم كه در صفحه بعد ديده مي‌شود كه گرافيت در اين چدن نمونه را در زير ميكروسكوپ برداشته و داخل محلول اچ نايتال بايكرال قرار مي‌دهيم پس از گذشت مدتي معين و زماني كه از اچ شدن آن تعيين مقدار كرديم آنرا برداشته و با آب شستشو مي‌دهيم. سپس نمونه آماده شده را با پارچه كاملا خشك كرده و نتيجه مشاهده سطح نمونه در اين مرحله به شكل صفحه بعد مي‌باشد.   آزمايش شماره 5 عنوان آزمايش: بررسي زيرساختار چدن داكتيل ابزار و مواد آزمايش: سوها، اره ، سمباده شماره‌هاي مختلف ، گيره، يك قطعه چدن داكتيل، محلول اچ مقدمه: چون داكتيل كه در ايران به نام هاي چدن نشكن، گرافيت كروي، چدن چكشخوار يا گرافيت چشم گاوي و سد نام لاتين، داكتيل، SP و نودولار ناميده مي‌شود كه در آن گرافيت توسط عناصر اضافه شده از قبيل منيزيم، استرانسيم، كه باعث تغيير شكل گرافيت از حالت ورقه‌اي به كروي مي‌شوند بدست مي‌آيد.   تئوري آزمايش ابتدا يك قطعه چدن داكتيل را توسط سوهان به صورت گونيا درآورده و سپس توسط سمباده هاي موردنياز سطح آن را صيقل داده و بعد از اتمام مراحل سمباده كاري بعد از اره كاري و سوهان كاري از مقاومت به سايش بهتر اين چدن ها نسبت به چدن‌هاي خاكستري پي مي‌بريم اما نسبت به چدن هاي سفيد نرمتر مي‌باشند لذا پس از سمباده كاري  گونيا كردن و پوليش كاري و قبل از اچ كردن آن را زير ميكروسكوپ قرار مي‌دهيم. شكل 1 كه در زيرميكروسكوپ گرافيتهاي آن به صورت كروي در اندازه‌هاي مختلف غالباً كوچك و بزرگ و به طور پراكنده ديده مي‌شود و بعد از مشاهده گرافيتها نمونه را مدت 5 الي 7 ثانيه (تا سطح قطعه تيره شود) در محلول نايتال اچ كردن قرار مي‌دهيم و سپس بعد از شستن قطعه و خشك كردن سطح آن مجددا براي مشاهده زمينه نمونه را در زير ميكروسكوپ قرار مي‌دهيم. با بزرگ نمايي هاي مختلف آن را مورد بررسي قرار مي‌دهيم ابتدا با بزرگنمايي 100 (شكل 2) كه زمينه‌هاي سفيد شبيه ستاره هاي دريايي را مشاهده كرديم كه اطراف آن سياه رنگ بوده و البته در اين زمينه نيز نقاطي تيره تر از ساير نقاط هستند كه زمينه سفيد رنگ همان فريت است كه در اينگونه چدن ها بيشتر از چدن هاي خاكستري پر كربن مشاهده مي‌شد و نقاط تيره گرافيت هاي كروي هستند كه با بالا بردن بزرگ نمايي ميكروسكوپ حدود 500 مشاهده كرديم كه فاز فريت همچون سفيد رنگ ولي زمينه سياه رنگ ورگه هاي نامنظم سفيدرنگي مشاهده مي‌شد كه همان پرليت بود كه با تمركز بر روي نقاط تيره تر به سختي مي‌توان مشاهده نمود كه دو گرافيت با هاله‌اي از نوبت احاطه شده است به همين دليل به اين نوع چدن چشم گاوي گويند. اين چدن بعد از چدن خاكستري بيشترين ميزان مصرف را دارا مي‌باشد قابليت ماشين كاري هاي دارند زمينه اين نوع چدنها فريتي ـ پرليتي را مخلوطي از هر دو مي‌باشد.   نتيجه: اره كاري يو سوهان كاري اين چدن ها نسبت به چدن هاي سفيد راحتر است اما استحكام آن ها در برابر ضربه وكشش بيشتر است چدن داكسيل داراي دو نوع چدن با زمينه فريت و چدن با زمينه پرليت كه چدن با زمينه فريت از استحكام كمتر ولي انعطاف پذيري بيشتر دارا است. تچزيه و تجليل: عدم دقت در سرعت سرد كردن و عناصر آلياژي كروي كننده مي‌تواند باعث عدم كروي شدن كامل گرافيت هاي آن شود. اينگونه چدن‌ها از قابليت انعطاف پذيري خوبي برخوردار هستند مقاومت به كشش آنها بسيار مطلوب است از اين چدنها در ساختار لوله‌ها اتصالات لوله ها و برخي از چرخ‌ها استفاده مي‌شود. اندازه گرافيت كروي كه بر روي خواص مكانيكي تأثير مي‌گذارند تحت تأثير روتين زير است. الف ـ سرعت سرد شدن قطعات ريخته گري شده كه داراي مقاطع نازكي هستند با سرعت زيادي تري سرد مي‌گردند و در نتيجه اندازه گرفيت‌هاي كروي كوچكتر شده و تعدا د آنها در سطح مقطع افزايش پيدا مي‌كند. ب ـ تلقيح SI با تلقيح تعداد گرافيت‌هاي كروي افزايش پيدا كرده و تمايل به ايجاد كاربي در مقاطع نازك تر قطعه كاهش مي‌يابد. به همين ترتيب با افزايش مقدار عامل جوانه زا تعداد گرافيت هاي كروي نيز افزايش پيدا مي‌كند.   شماره آزمايش : 6 عنوان آزمايش: بررسي ريزساختار چدن ماليابي وسايل و مواد موردنياز: تيغ اره، سوهان، سمابده در شماره‌هايي مختلف ، محلول اچ، ميكروسكوپ مقدمه اصولاً چدنهاي ماليبل چدنهاي قبل از يوتكين كه آلياژي يا غيرآلياژي هستند كه به منظور ايجاد گرافيت‌هاي كروي فشرده در آن و نيز دسترسي به مجموعه اي ازاستحكام و نرمي‌تحت عمليات و تابكاري قرار مي‌گيرند. قطعات چدنهاي ماليبل ابتدا به صورت چدن سفيد ريخته گري مي‌شوند بدين علت كه تمام كربن در اين چدن در شرايط سياه تاب كاري به شكل تركيب بوده پس در مرحله عمليات حرارتي با حرارت دادن تا منطقه آستينيت و نگهداري قطعه به مدت كافي در اين درجه حرارت آهن در آن تجرزيه گرديده چون مالبل بدست مي‌آيد. حرارت دادن قطعات تامنطقه فريت باعث تجمع كربن در مناطق مختلف گرديده و پس از مدت زمان معين كربن به شكل نرمكي در زمينه‌اي آبتني تشكيل مي‌شود بالاخره ادامه قابكاري و استفاده از يك عمليات حرارت مناسب و همچنين سرعت سرد كردن مي‌توان ساختار زمينه چدن را از فوليت كامل تا يك ساختار پرليت تغيير داد.   تئوري آزمايش ابتدا يك تكه چدن ماليبل را توسط سوهان به صورت گونيا درآمده و پس توسط سمباده‌هاي موردنياز سطح آن را سيقلي داده و بعد از اتمام مراحل سمباده كاري آن را پوليش كرده و سپس در محلول اچ قرار داده و بعد ا زحدود ده دقيقه آن را برداشته و توسط آن بيشتر و در زير ميكروسكوپ قرار داده كه فازهايي زير آن مشاهده گرديد. تجزيه و تحليل چدن ماليبل چدن ماليبل همان چدن سفيد است كه در حالت سفيد منجمد مي‌شود و بعدا عمليات حرارتي به دو نوع چدن ماليبل بازمينه فريتي و چدن با زمينه پرليتي يا مغز سياه يا چدن آمريكايي كه تعميم مي‌شود در اين چدنها كربن 5/2 درصد و Si حدود 1% مي‌باشد مقدار سليسيم كه از تشكيل گرافيت لايه در حينت ريخته گري جلوگيري مي‌كند اما براي مانع شدن قطعات تابكاري سيليسيم را در محدوده مورد نظر مي‌گيرند. حرارت دادن مجدد چدن‌هاي ماليبل سفيد آنيل شده تا درجه حرارت 870 – 820 درجه سانتيگراد كوينچ كردن انها در هوا با دريك مالين و بالاخره بازپخت كردن آنها باعث بهبود خواص مكانيكي زيادتر شدن چگونگي و قابليت چكش خواري و چدن‌هاي ماليبل موردنظر مي‌گردد. عمليات حرارتي است كه در مورد چدن‌هاي ماليبل نقره سياه تعريف ميشود در يك اتمسفر خنثي مورد استفاده قرار مي‌‌گيرند و در اين حال اختلاف غلظت كربن در ضخامت قطعه كاهش پيدا كرده در قسمت هاي مركزي فاز فريت از بين مي‌رود.   برررسي ساختار چدن سفيد مقدمه چدن سفيد آلياژي از آهن – كربن به ميزان بيش 7/1% كربن در سيستم نيمه پايدار مي‌باشد كه يا به حالت وجود عناصر آلياژي كرم ـ واترايم ـ گوگرد ـ موليبدن ـ و يا سرعت سرد كردن بالا به چدن سفيد تبديل مي‌شود و نام چدن از سطح قطع آن كه بصورت سفيد و بلورين است گرفته شده است. رنگ سطح سفيد شكست به علت عدم وجود گرافيت از زمينه است. تفاوت چدن سفيد با چدنهاي خاكستري در اين است كه در چدنهاي سفيد گرافيت آزاد بندرت وجوددارد و كربن بصورت فاز سمنتيت وجود دارد كه بدليل وجود همين فاز چدن فوق‌العاده سخت  است و چدن نسبت به دو گروه را برتكنيك هيپويوتكتيك و  تقسيم بندي مي‌شوند.   چدن سفيد تئوري آزمايش: ابتدا يك تكه چدن سفيد را توسط سوهان به صورت گونيا درآورده و سپس توسط سمباده لازم سطح آن را سيقل داده و پس از اتمام مراحل سمباده كاري آن را پوليش كرده و سپس در محلول اچ قرار داده و بعد از حدود ده دقيقه آنرا برداشته و توسط آب تميز شسته و در زير ميكروسكوپ قرار مي‌دهيم كه فازهاي زير ظاهر مي‌شود: اين چدن كربن داراي ساختار يوتكتيك در لدبوريت شامل كاربين آهن در زمينه‌اي از پرليت است   روش آزمايش ابتدا قطعه موردنظر را از قطعه اصلي جدا مي‌كنيم و بوسيله سوهان شروع به سوهان كاري مي‌كنيم در اولين لحظات سوهان تنش به سختي فوق االعاده بالاي چدن سفيد مي‌بريم كه گوئي از چنين فولاد سوهاني نيز سخت تر است. پس از ساعتي سوهان كربن بالاخره سطح قطعه صاف مي‌گردد و آنرا توسط سمباده به حالت صيقل درآورده بعد آنرا به صورت 3 دقيقه درون ناتيال قرار مي‌دهيم.   نتيجه گيري كربن در چدن سفيد بصورت Fe3L وجود دارد كه بسته به ميزان آن بصورتهاي مختلف رسوب مي‌كند قطعه مورد آزمايش به علت وجود تغييرهاي نسبت چدن نيوهيپريوتكنيك ميباشد كه كربن آن بيش3/4 درصد كربن است كه به حالت وجود كربن بيش از3 / 4 ابتدا نيست بصورت متغيرهاي جداشده بعد از رسيدن كربن مذاب به 3 / 4 نيز تبديل به پرليت مي‌شود. چدن نيز داراي سه نوع ساختار مي‌باشد. 1 ـ چدن سفيد هيپريوتكتيك مي‌باشد كه ميزان كربن كمتراز  3 / 4 % كربن است اين نوع چدني داراي نقطه ذوب بيش از چدن سفيديوتكتيك مي‌باشد كه چدن زمان زيادي باري باريزي دارد كراتيها بزرگ مي‌شوند و دردماي محيط فاز آستنيت به پرليت تبديل مي‌شود وبقيه سطح آستنيت مي‌باشد چدن سفيد يوتكنيك كه داراي كربن معادل 3 / 4% است كه داراي نقطه ذوب كمتر از ساير انواع چدنهاي سفيد است در مذاب اينگونه چدنها ابتدا نسبت در زمينه فريت مي‌زند بعد از انجام جوانه هاي بر برليت تبديل شده سطح بدست آمده پلنگي است.   فولادها مقدمه: بر مبناي يك تعريف قديمي‌فولادها، آلياژهايي از آهن و كربن مي‌باشند كه مقدار كربن در آنها تا حدود 7/1% متغير بوده و در آنها عناصر را نظير، منگنز، سيليسيم در مقادير كمتر از 1% و فسفر و گوگرد در مقادير جزئي و همچنين عناصري نظير كرم، نيكل و موليبدن به عنوان عناصر آلياژي وجود دارند. داشتن استحكام بالا و قابليت انعطاف پذيري خوب فولادها را از ديگر آلياژها و مواد غيرفلزي متمايز مي‌سازد و فولادها در مقابل اعمال كنش هاي متغير و نيز ضربه‌ايي بسيار مقاوم است. استحكام كششي آنها از 400 تا 2000 تغيير مي‌كند.   مقدمه فولادهاي ساده كربني به فولادهايي گفته مي‌شود كه درصد آلياژي آنها بسيار جزئي مي‌باشد. اين گونه فولادها بيشترين ميزان مصرف را در انواع فولادها دارا مي‌باشند. اين دسته از فولادها به سه دسته تقسيم مي‌شوند كه در برگه بعدي توضيح داده شده است. باتوجه به كاربرد وسيع  آلياژهاي آهني (چدن و فولاد) در صنعت مي‌توان به اهميت اين هدف در زندگي بشر پي برد. آهن كه بصورتخلص عنصري بسيار نرم و انعطاف پذير است در طبيعت بصورت سنگ  آهن يافت مي‌شود كه سخت و شكننده مي‌باشد. ميل تركيبي آهن با ديگر عناصر بخصوص كربن كه تأثير بسيار در سختي و ترد و شكننده بودن آن دارد.   موضوع: بررسي ساختار ميكروسكوپي فولادهاي ساده كربني مقدمه: فولادها Stcell تعريف : آلياژهايي كه درصد كربن در آن بين 06/2 – مي‌باشد به آن فولاد مي‌گويند. فولادهاي كربني C نوع مي‌باشند. هيپريوتكتوئيدي 8/0 – 0 درصد كربن يوتكتوئيدي 8/0 درصد كربن هيپريوتكتوئيدي 06/2-8/0 درصد كربن نمودار تعادلي آهن ـ كاربرد آهن با نام هاي معمولي براي مختلف   فولادهاي هيپوريوتكتوئيدي ميزان كربن در اين آلياژها بين 8/0-25/0 درصد مي‌باشد. در اين آلياژ با رسيدن درجه حرارت به درجه تحول ابتدا فريت اوليه از آستنيت جدا مي‌گردد كه باتوجه به حلاليت كمتر فريت براي عنصر كربن كاهش بيشتر درجه حرارت ضمن افزايش مقدار جامد فريت موجب آن مي‌شود كه آستنيت باقيمانده در آن از كربن غني گردد. اين مهم تا بدينجا ادامه مي‌يابد كه با رسيدن به درجه حرارت يوتكتوئيد آستنيت متحول خواهد شد. بدليل ترتيب ساختار چندين آلياژي درجه حرارت پايين تر از درجه حرارت يوتكتوئيد از فريتها اوليه همراه با مخلوطي از فريت و سمانتيت يوتكتوئيد كه پرليت ناميده مي‌شود خواهد بود. بطور خلاصه اگر فولاد هيپويوتكتوئيد را سرد كنيم فريت در مرز دانه‌هاي اشينت رسوب كرده و در همه جاي آن يكسان مي‌باشد.   نام گزارش: بررسي زمينه و ساختار فولادهاي ساختماني وسايل موردنياز: ميلگرد آجدار ـ اره آهن بر ـ سوهان ـ گيره ـ سمباده در اندازه هاي مختلف محلول اچ و ميكروسكوپ هدف آزمايش: مشخص كردن درصد كربن در فولادهاي هيپو و تأثير آن بر شكل فرضيه آنها تئوري آزمايش ابتدا يك نمونه از فولاد موردنظر را با اره از قطعه جدا مي‌نمائيم. در اره كاري به اين نكته پي مي‌بريم كه فولاد آجدار از نمره بيشتري نسبت به فولاد ساده برخوردار باشد. دو سر هر دو نمونه را كاملا گونيا كرده كه اين عمليات توسط سوهان كاري صورت مي‌گيرد. سپس يك سطح نمونه را توسط سمباده درشت سمباده كاري مي‌كنيم تا اثر سوهان از بين برده سپس از سمباده‌هاي نرمتر استفاده مي‌كنيم تا تمام خش ها بين برود  سطحي صاف بوجود آيد. بايد به اين نكته توجه داشت كه در حين سمباده كاري در هر مرحله همواره آب بايد به سطحي سمباده ريخته شود تا براده هاي برداشته شده باعث خش مجدد در غرفه نشود. بعد از اتمام سمباده كاري براي از بين بردن، ناهمواري هاي بسيار ريز از دستگاه پوليش استفاده مي‌كنيم و سطح نمونه را كاملا صيقل مي‌دهيم به طوري كه كاملا فرد را منعكس كند. پس از اتمام عمليات فوق نمونه را كاملا خشك كرده و سطح پوليش شده را داخل محلول اچ نگه داشته تا مدتي اندكي تا دانه هاي آن ظاهر شود. سپس به سرعت سطح نمونه را توسط آب مي‌شوئيم و پاك مي‌كنيم. نمونه را زير ميكروسكوپ مي‌بريم و مشاهده مي‌نمائيم كه حاصل بصورت زير است: باتوجه به شكل زمينه‌هاي فولادي با درصدهاي مختلف از كربن در دياگرام آهن كربن مي‌توان دريافت كه اين زمينه ها مربوط به فولادهاي هيپويوتكتوئيد داراي 4/0% و 6/0% و 37% درصد كربن مي‌باشد.   بحث و نتيجه گيري با انجام آزمايشات فوق و مشاهدات بعمل آمده قطعه داراي 4/0% كربن مي‌باشد. كه در ساختار فولادهايي با ميزان 4/0% كربن ميزان فريت 48% و پوليت 52% مي‌باشد. چون ميزان فريت يا آهن خالص تا حد نصف مي‌باشد. فرعي و سختي پذيري مطلوب به همراه سختي پوليت  شرايط مطلوب را از لحاظ سختي آلياژ فراهم مي‌آورد. فولاد ساده 37/ درصد كربن     فولاد آجدار 4/0 درصد كربن   فولاد ساده 6/0% كربن   نام گزارش: تحقيق و بررسي زمينهاي فولادهاي ابزار وسايل موردنياز: سگ دستي (100% پرليت) سمباده نرم و درشت، پوليش، محلو لاچ –ميكروسكوپ هدف آزمايش: مشخص كردن درصد كربن در فولادهاي يوتكتوئيد و دانستن دليل سختي و شكنندگي و مقاومت بر سايش آنها تئوري آزمايش: نمونه سگ دستي را كه بعد از جدا كردن از قطعه تهيه كه دم آن را سمباده كاري مي‌كنيم. همانگونه كه قبلا هم گفته شده با شستشوي سطح سمباده ها از ايجاد خش ثانويه جلوگيري مي‌كنيم و آنرا براي پوليش كردن آماده مي‌سازيم. سپس هر يك را جدا از سكوهاي قبلي بعد از سمباده كاري پوليش كرده و كاملاً صيقل مي‌دهيم و سطح آينه ايي را در آن ايجاد مي‌كنيم. سپس نمونه را در محلول اچ قرار داده و پس از گذشت مدتها به سرعت با آب شستشو مي‌دهيم تا كاملاً عاري از محلول شوند. نمونه را با پارچه پاك كرده و آنرا زير ميكروسكوپ مشاهده مي‌كنيم كه نتايج ا ين مشاهدات در زير ميكروسكوپ نشان داده شده است. چون زمينه داراي 100% پرليت مي‌باشد مي‌توان گفت كه اين فولادها داراي 8/0% كربن حاصل پرتكتوئيدي مي‌باشند و به آنها فولادهاي يوتكتوئيدي گفته مي‌شود . فقط ميزان ناچيزي از دانه‌هاي فريتي در آن وجود دارد كه در نقاط مختلف پراكنده اند.   بحث و نتيجه گيري در اين فولادها همانگونه كه در زمينه مشاهده مي‌شود و لايه هاي Fe3l و فريت موجود باشد كه در مجموع زمينه ايي 100% پرليت را تشكيل مي‌دهند اما اين لايه‌ها در بعضي نقاط فشرده و در بعضي نقاط فاصله دار هستند كه اين ناهماهنگي در فولادهاي ابزار در زمينه قطعات مختلف به صورت هاي مختلف مي‌باشند. پرليت كه فاز را سخت و شكننده است در اين فولادها اجازه انجام عمليات و كارپذيري را نمي‌دهد و توليد قطعات به 8/0% كربن فقط از طريق ريخته گري صورت گرفته مي‌شود كه كاربرد آنها در ساخت قطعات نظير ابزار برش تراوش فلزات، حمل و نقل، راه آهن، دستگاه هاي نورد مي‌باشد. نام گزارش:, بررسي ساختار فولادهاي هيپريوتكتوئيدي وسايل لازم: يك قطعه فولاد پركربن ـ دستگاه پوليش ـ سمباده در انواع مختلف ـ سوهان ـ گيره ـ محلول اچ ـ ميكروسكوپ مقدمه: اين فولادها بين 9/0 تا 4/1 % كربن دارند كه خود اين فولادها نيز به 5 دسته تقسيم بندي مي‌شوند. 1 ـ فولادهايي كه بين 9/0 تا 1/0%كربن دارند. 2 ـ فولادهايي كه بين 1/0 تا 1/1% كربن دارند. 3 ـ فولادهايي كه بين 1/1 تا 2/1 % كربن دارند. 4 ـ فولادهايي كه بين 2/1 تا 3/1 درصد كربن دارند. 5 ـ فولادهايي كه بين 3/1 تا 4/1% كربن دارند.   در اين فولادها هر چه ميزان كربن بيشتر باشد، سختي  وشكنندگي بيشتر مي‌شود. شرح آزمايش: ابتدا نمونه را كه يك نمونه از تيغ اره هستند آماده مي‌كنيم. 1- تيغ اره نواري سطح اين تيغ اره كاملاً پرليتي است و سمنتيت بصورت گرايي در مرز دانه‌ها نشسته است. در اين تيغ اره فريت ديده نمي‌شود و از عدم وجود فريت و وجود فريت و سمنتيت مي‌توان به سختي و استحكام بالاي اين نوع از تيغ اره پي برد. 2 ـ تيغ اره برزيلي بر روي سطح اين تيغ اره بدليل عمليات حرارتي كه روي آن انجام شده فريت در مرز دانه‌ها نشسته البته فريت در روي سطح اين تيغ اره به مقدار زيادي نيست، اما همين مقدار فريت مي‌تواند باعث كاهش استحكام اين نوع تيغ اره كمك كند. 3 ـ تيغ اره ايراني بر روي سطح اين تيغ اره فريت بصورت لكه ايي در زمينه پرليت ديده مي‌شود البته مقدار فريت در اين نوع تيغ اره بيشتر از نوع بر زمين مي‌باشد و اين دليل بر نرمي‌و استحكام پايين اين نوع از تيغ اره مي‌باشد. اين آزمايش نيز مانند آزمايش قبلي مي‌باشد بغير از سوهان كاري چون يك تيغ اره نازك نيازي به سوهان كاري و گونيا كردن ندارد. پس اولين مرحله براي تيغ اره سمباده كاري است. از مرحله سمباده شروع مي‌كنيم تا سطح تيغ اره را سفيد كنيم بعد از سمباده زدن هاي نرم و خشن را درداخل خمير بازي فرو مي‌بريم تا براي مرحله بعد دستگاه پوليش و پوليش كاري آماده شود. بعد از اينكه آن در دستگاه پوليش قرار داديم و سطح آن كاملاً صاف و بدون هيچگونه خنثي بودن را در محلول اچ قرار دهيم و بعد از چند ثانيه قطعه را زير آب برده و كاملاً مي‌شوريم. كه زمينه هاي بدست آمده قعطه در صفحه قبل نشان داده شده است و تصوير متالوگرافي اين قطعه هم نشان داده شده است.   بحث و نتيجه گيري: با افزايش كربن روند سختي و مقاومت به سايش آلياژ نيز افزاده پيدا كرده و تأثير آن در زمينه فولادها به گونه‌ايي مي‌باشد كه هر چه ميزان كربن بيشتر شود لايه هاي بيشتر شده تا زماني كه تمام زمينه را فراگيرد و نيز با افزايش كربن ميزان سمنتيت بيشتر شده و همان خواهان سفيدرنگ كه در فولاد 2/1% مي‌باشد. همانطوري كه از فولاد 3/1% كربن مشاهده شده است.   بسم الله الرحمن الرحيم   عنوان آزمايش: بررسي زيرساختار چدنها، آلومينيوم فولاد   اساتيد راهنما: مهندس اميني   تنظيم كنندگان: مجيد بهرامي‌ حسين كوشكي         پائيز 84 فهرست مطالب مقدمه: 1 اهميت متالوگرافي 1 متالوگرافي آلومينيوم 2 بحث و نتيجه‌گيري : 3 چدن ها: Castiron 4 شماره آزمايش : 2 5 مقدمه: 5 روش آزمايش: 5 بحث و بررسي در مورد چدن‌هاي خاكستري 6 آزمايش شماره 3 8 عنوان آزمايش: 8 بررسي زيرساختار چدن خاكستري پركربن هيپريوتكتيك 8 تئوري آزمايش: 8 تجزيه و تحليل: 9 آزمايش شماره 4 9 موضوع آزمايش: بررسي بر ساختار چدنها 9 هدف: 9 شرح آزمايش: 10 بحث و نتيجه‌گيري 11 ب ـ آماده سازي نمونه چدن را داكتيل و گرافيت كروي 12 آزمايش شماره 5 13 عنوان آزمايش: 13 بررسي زيرساختار چدن داكتيل 13 ابزار و مواد آزمايش: 13 مقدمه: 13 تئوري آزمايش 14 نتيجه: 15 شماره آزمايش : 6 16 عنوان آزمايش: بررسي ريزساختار چدن ماليابي 16 مقدمه 16 تئوري آزمايش 17 برررسي ساختار چدن سفيد 18 مقدمه 18 چدن سفيد 19 تئوري آزمايش: 19 روش آزمايش 19 نتيجه گيري 20 فولادها 21 مقدمه: 21 مقدمه 21 موضوع: بررسي ساختار ميكروسكوپي فولادهاي ساده كربني 22 مقدمه: فولادها Stcell 22 فولادهاي هيپوريوتكتوئيدي 22 نام گزارش: بررسي زمينه و ساختار فولادهاي ساختماني 23 تئوري آزمايش 23 بحث و نتيجه گيري 24 نام گزارش: تحقيق و بررسي زمينهاي فولادهاي ابزار 25 بحث و نتيجه گيري 26 1- تيغ اره نواري 28 2 ـ تيغ اره برزيلي 28 3 ـ تيغ اره ايراني 28 بحث و نتيجه گيري: 29

الومینیوم

چكيده :

آلياژهاي AL-Li عمدتا بعنوان مواد پيشرفته براي كاربرد در تكنولوژي هاي هوايي و هوافضا مورد توجه هستند كه اين به علت دانستيه كم و مدول مخصوص بالا (high specific modulus ) و خصوصيات خستگي و تافنس در دماي پايين (cryoyenic touyhness ) خوب مي‌باشد.

اشكال عمده آلياژهاي AL-Li استحكام بالا ( Peak – Strength ) ، داكتيليته كم و تافنس شكست در جهت عرضي ( fracture toughness in the short transverse direcetion ) ناهمسانگراي در خصوصيات سطحي (plane properties ) نياز به كارسرد براي رسيدن به خصوصيات عالي و حداكثر و توسعه و پيشرفت ترك هاي خستگي زماني كه ترك ها ميكروسكوپي هستند مي‌باشد.

آلياژهاي AL-Li :

آلياژهاي AL-Li عمدتا براي كاهش وزن سازه هاي هوايي و ساختمان هواپيما توسعه يافته اند . اخيرا نيز به منظور استفاده در كاربرد هاي برودتي و دماي پايين مورد تحقيق و توجه قرار گرفته اند.

پيشرفت عمده كار از سالهاي 1970 تا 1980 شروع شد زمانيكه توليد كنندگان آلومينيوم ، آلياژهاي AL-Li را به عنوان جايگزين مناسب براي آلياژهاي بدنه هواپيما توسعه دادند. دانستيه كم آلياژهاي AL-Li وزن كم و بهبود كارايي هواپيما را به دنبال داشت .

آلياژهاي AL-Li تجاري عمدتا به عنوان مواد پيشرفته براي تكنولوژي هاي هوا – فضا مورد توجه قرار گرفته است كه اين به علت وزن مخصوص كم و مدول مخصوص بالا ويژگي هاي تافنس خستگي و تافنس دماي پايين عالي آنها مي‌باشد . مقاومت در برابر اشاعه ترك خستگي بالاي آلياژهاي AL-Li در مقايسه با آلياژهاي قديمي‌سري 2xxx و 7xxx به علل زير مي‌باشد:

1-high levels of crack tip shielding

2- meandering crack paths

3- the resultant roughness – in duced crack closure

واقعيت امر اين است كه ويژگي هاي عالي اين آلياژها از مكانيزم بالا منتج شده است و دلالت قطعي نسبت به تركهاي كوچك و رفتار نوساني ( variable – amplitude behavior ) آنها دارد.

اشكال عمده آلياژهاي AL-Li استحكام بالا(peak- strenyth)  كاهش داكتيلتيه و تافنس در جهت عرض كوتاه (fracfure toughness in the short transverse divection)  ناهمسانگردي در ويژگي هاي صفحه اي ، نياز به كارسرد بري رسيدن به خصوصيات عالي و حداكثر و سرعت توسعه و رشد ترك خستگي بالا زماني كه ترك ها ميكروسكوپي مي‌باشند .

توسعه آلياژهاي AL-Li تجاري موجود با اضافه كردن    به آلياژهاي آلومينيوم – مس ،آلومينيوم – منيزيم ، و آلومينيوم- منيزيم – مس شروع شد . اين آلياژها انتخاب شده بودند براي افزودن مشخصات رسوب سختي و نيز افزايش رسوبات آلياژهاي پايه Al-mg, Al – cu  و Al –cu-mg  به رسوبات آلياژهاي حاوي Li براي افزايش سختي و قابليت رسوب سختي آنها.

پيشرفت عملي در اين ويژگي و رفتار در آلياژهاي2020(AL-Cu-Li-Cd)  -01429(AL-Mg-Li) ، 2091 , 2090(Al- Cu-Li) 8090(Al-cu-Mg-Li) نتيجه شده است.

گذشته از اين آلياژهاي ثبت شده، ديگر آلياژهاي تجاري Al. Li شامل weldaliteo49 , cp 2 76

آلياژ weldalite 049:

تركيب شيمايي weldalite 049 cu- 5.4, li- 1.3. , Ag- 0.4, mg-0.4, zr-0.14 استحكام متفاوتي را در توليدات و تمپرهاي (tempers) متفاوت نشان مي‌دهد. عكس العمل و جواب پير شدن اين آلياژ با كار سرد به شدت تقويت مي‌شود (temper T₃) و حتي بدون كارسرد توي تري مي‌شود (T₄) و در واقع از همه آلياژهاي شناخته شده AL واكنش و عكس العمل پير سازي طيبعي قوي تر و بهتري دارد.

Weldalite 049 دستخوش بازگشت در طي اولين مرحله پير سازي مصنوعي مي‌شود رداكتيلتيه آن به طور قابل توجه تا 24% افزايش مي‌يابد.

استحكام كششي 700 mpa نيز در دو نوع T18 و T6 به دست ‌آمده كه در آزمايشگاه توليد شده است. weldali 049 داراي قابليت جوشكاري بسيار خوبي مي‌باشد بطور مثال اين ‌آلياژ ترك هاي گرم غير قابل تشخصي (discernable hot crakiny)در قطعات بسيار آرام جوشكاري شده (highly restrained wedment) با قوس گاز تنگستن (gas tungsten are) و جوشكاري توس تحت فلز (gas metal are) و جوشكاري پلاسما (VPPA) (variable plarity plasma Are) فوق العاده بالايي در فيلتر (filler) مصرفي متداول 2319 مشاهده شده است. و حتي در صورت استفاده از فيلترهاي مخصوص استحكام جوش بالاتر نيز قابل دسترسي باشد.

 

آلياژ 2090:

تركيب شيمايي

Cu- 2.7 , li -2.2 , Ag -0.4 , zr-0.12

آلياژ 2090 به منظور جانشيني براي آلياژ 7075-T6 با دانسيته كم تر و 10% مدول الاستيك بيشتر توسعه يافته است. كاربرد اصلي اين آلياژ استحكام بالا در ساختارهاي فضا پيماهاي رايج و متداول مي‌باشد.

آلياژ 2090 توسط انجمن AL در سال 1984 ثبت شده است.

تغييرات تمبر باعث ايجاد تركيبي ازخواص مختلف ماننداستحكام، تا فنس مقاومت خوردگي، تلرانس آسيب (damaye tolerance) و قابليت توليد (fabricability) در اين آلياژ شده است.

از آنجايي كه آلياژ 2090 و تمبرهايش (tempers) نسبتا جديد هستند. در جنبه هاي مختلف ثبت و ضبط و مشخصات ديگر و داده ها در باره استحكام و تافنس ممكن است براي بعضي شكلها و فرم ها معيوب باشد.

عموما مشخصات مهندسي آلياژهاي AL- Li شبيه به آن دسته از آلياژهاي گزوه 2xxx و 7xxx كه كاربرد متداول و رايجي در صنايع هوايي دارند. مي‌باشند بعضي تركيبات موجود در 2090تغييرات اندكي را نسبت به ديگر آلياژهاي رايج Al در آن ايجاد كرده است. كه اين تغييرات و خصوصيات بايد در حين طراحي وانتخاب مواد (material design phase) در نظر گرفته شود اين ويژگي هاي متمايز آلياژ 2090 شامل موارد زير مي‌باشد.

1- ناهمسانگي صفحه اي در خصوصيات كششي كه در اين آلياژ از ديگر آلياژهاي متداول بيشتر است.

2- قرار ردهي در دماي بالا براي رسيدن به تمپرهاي peak – age (T8₆ , T8₁, T8₃) كه پايداري واستحكام بالا و در حدود 10% ويژگي هاي اوليه را نشان مي‌دهد.

3-  رفتار رشد ترك خستگي زياد.

4- نياز به كار سردُ براي رسيدن به خواص بهينه در اين خصيصه آلياژ 2090 شبيه آلياژهاي 2024 و 2219 مي‌باشد.

5-  رفتار وابسته به شكل براي اكسترون با استحكام هاي خيلي بالا.

ورق هاي آلياژ 2090- T8⁶ , 2090 اكستروژن شده مقاومت عالي در مقابل خوردگي لايه اي و پوسته پوسته شدن (exfolia tion corrosion) در آزمايش هاي خوردگي كنار آب دريا در مدت طولاني و به طور وسيع از خود نشان داده‌اند.

مقاومت اين آلياژها به خوردگي آب دريا مي‌تواند محافظ خوبي براي آلياژهاي 7075 – T₆ باشد كه در معرض آب دريا مي‌تواند در اثر خوردگي و پوسته پوسته شدن صدمه ببيند.

مقاومت به ترك ناشي از تنش خوردگي (scc) در آلياژ 2090 به شدت تحت تاثير پير سازي مصنوعي مي‌باشد. تمپرهاي under – aged مثل T84 نسبت به آنهايي كه near – peak – aged هستند مثل T81 , T83, T86 نسبت به تركه هاي (scc) مستعد ترند.

آلياژ 2091:

تركيب شيميايي:                          cu- 2.1 , Li 2.0 , zr 0. 10

آلياژ 2091 به عنوان يك آلياژ با تلرانس آسيب بالا (damage- tolerant) توسعه يافته است و داراي 8% دانسيته كمتر و 1% مدول بيشتر نسبت به 2024-t3 مي‌باشد اين آلياژ damae- tolerant با تافنس بالا به طور گسترده در ساختمان هواپيما استفاده مي‌شود. آلياژ 2091 به عنوان ساختارهاي ثانويه (secondary structures) زماني كه استحكام بالا مهم نباشد استفاده مي‌شود.

آلياژ 2091 توسط انجمن آلومينيوم ثبت شده است تمپرها وعمليات مختلف به منظور ارائه تركيب مناسب از استحكام، مقاومت خوردگي، تلرانس آسيب وقابليت توليد (fabricability) توسعه يافته است.

ميكرو ساختار 2091 بر طبق ضخامت قطعه ومواد تشكيل دهنده تغيير مي‌كند عموما اندازه هاي بالاتر /5mm 3 ميكروساختر uncrystallized دارند و اندازه هاي كمتر يك ساختار دانه تبلور مجدد شده ستوني و كشيده.س(elangated recrystallized) از خود نشان مي‌دهند. عموما رفتار 2091 شبيه آلياژهاي گروه 7xxx و 2xxx مي‌باشد. مشخصات ماده كه هدف و آرمان شده است براي آلياژهاي AL در مورد 2091 اهميت و توجه كمتري نياز دارد.

آلياژ 2091 براي رسيدن به ويژگي ها و خصوصيات خوب نيست به 2024 وابستگي كمتري به كار سرد دارد. خوصيات آلياژ 2091 بعد از قرار گيري در معرض دماي بالا (بالاتر از 125c⁰) نسبتا پايدار مي‌باشد. و براي بيشتر كاربردهاي تجاري تغييرات خواص در مدت كاركرد يك قطعه قابل قبول مي‌باشد.

مقاومت خوردگي لايه اي (exfloition resistance) آلياژ 2091- T8₄ مانند 2024 با توجه به ميكروساختار قطعه توليدي و سرعت سرد شدن و كوئنچ تغيير مي‌كند.

افزايش ساختار unrecrystalized باعث افزايش حملات enflotoh مي‌شود. اگر چه مقاومت erflotion آلياژ 2091 معمولا با آلياژ مشابه آن 2024 – T3 قابل مقايسه مي‌باشد. تاثير ميكروساختار بر scc در توليدات صفحه اي و ورق تاثيري متفاوت بر exflotion دارد. هر چه ميكروساختار اليافي تر باشد حد scc افزايش مي‌يابد.

براي ساختارهاي unrecrystalized ضخيم تر وساختارهاي (elonguted recrysta lized) باريك تر رسيدن به حد (240 mpa Scc) امكان پذير مي‌بادش كه به خوبي با 2024 – T₃ قابل مقايسه مي‌باشد.

براي توليدات نازك تر اين حد به وسيله اندازه و مواد تشكل دهنده تغيير مي‌كند. و اين حد مي‌تواند. كمتر از 60% تا 50% استحكام تسليم يا بيشتر از %75 استحكام تسليم تغيير كند.

اگر چه آزمايش تافنس روي 2091 توسط تعدادي از آزمايشگاههاي مواد و مصرف كنندگان انجام شده است ولي نتايج براي تفسير كردن مشكل مي‌باشد.

نتايج به دست آمده براي 2091 نسبت به نتايج 2024 بهتر و عالي تر است نتايج آزمايش حدودا مساوي نتايج 2024 و يا كمي‌كمتر و پايين تر از 2024 مي‌باشد. عموما اجماع كلي با توجه به كنترل هاي انجام شده و شباهت رويدادها و ويژگي هاي تافنس آلياژ 2091-T84 و تافنس كافي آلياژ برآن است كه 2091 مي‌تواند جانشيني مناسب براي 2024 باشد.

آلياژ 8090:

تركيب شيميايي

Li- 2.45 , zr-0.12 , cu -1.3, mg -0.95

آلياژ 8090 توليد شده است به عنوان يك آلياژ استحكام متوسط با تلرانس آسيب خوب (damage- tolerant) با 10% دانسيته كمتر و 11% مدول بيشتر از دو آلياژ 2014 و 2024

كاربرد اين آلياژ در جاهايي كه كمترين دانسيته ممكن و تلرانس آسيب مهم و مد نظر است، مي‌باشد. اين آلياژ به صورت ورق، (sheet)، صفحه (plate)، اكستروژن و فرج شده در دسترس است و همچين مي‌تواند در كاربردهاي جوش كاري (welded application) استفاده شود.

تركيب شيميايي آلياژ 8090 توسط انجمن آلومينيوم ثبت شده است تمپرهاي مختلف (tempers) براي ارائه تركيب مناسب از استحكام، مقاومت خوردگي، تلرانس آسيب و قابليت توليد، توسعه يافته است.

از آنجايي كه آلياژ 8090 تمپرهايش در شكل هاي توليدش نسبتا جديد و ثبت نشده مي‌باشد، جدول خصوصيات و مشخصات آن ناقص مي‌باشد.

توليدات استحكام متوسط آلياژ 8090 براي رسيدن به حداكثر استحكام پير سازي مي‌شوند و تغييرات كمي‌در ويژگي ها و خصوصيات پس از قرار گيري در دماي بالا مشاهده مي‌شود.

در توليدات و قطعات very underaged علاوه بر پير سازي فوق العاده، در معرض گذاري در دماهاي بالا مورد نياز مي‌باشد.

تغيير در استحكام و تافنس در دماهاي پايين (cryogenic temperatures) در آلياژ 8090 بيشتر از آلياژ هاي متداول AL ديده مي‌شود. آلياژ 8090 استحكام بالا و قابل توجه و تافنس خوبي در دماهاي پايين دارد.

بهبود كيفيت تجاري قابل دسترسي آلياژهاي Al –Li از قبيل آلياژ 8090 پيشرفت هاي قابل توجه و عمده اي در زمينه slort- transverse ductility و در نتيجه در short – transrers  tensile strength را سبب شده است.

تحقيقات انجام شده روي آلياژ 8090 قابليت دسترسي به يك (minimum plateau) در يك دماي aging حدود 190c⁰ را نشان داده است.

سطح toughness plateau به وسيله محتوي ناخالصي ها تحت تاثير قرار مي‌گيرد.

 

 

فهرست مطالب

چكيده :. 1

آلياژهاي AL-Li :. 1

آلياژ weldalite 049:. 3

آلياژ 2090:. 4

تركيب شيمايي. 4

آلياژ 2091:. 6

آلياژ 8090:. 8

تركيب شيميايي. 8

 

«بسمه تعالي»

 

موضوع:

آلياژ هاي AL-Li

زير نظر استاد محترم:

جناب آقاي مهندس احتشام

 

تهيه كنندگان:

علی اکبر رضائی – مهدی گنجه

رشته متالورژي

 

 

 

 

 

زمستان

فولاد

  فولادهاي پر آلياژ
فولادهاي پر آلياژ ريخته گري شده به طور گسترده به دليل مقاومت به خوردگي در محيط هاي آبي در دماي محيط و يا نزديك به اين دما و يا كار در اتمسفر با گاز داغ و يا دماهاي بالا (بيش از 65 يا 1200) يا مورد استفاده قرار مي گيرند. فولادهاي ريخته گري پر آلياژ به طور معمولي بر اساس تركيبشان و طبق استانداد انجمن ريخته گران آمريكا طبقه بندي مي شوند. اين طبقه بندي با MSTM نيز تطابق داده شده است (مثال از اين نحوه نامگذاري CF-/M است). اولين حرف نشان دهنده اين است كه آيا بر اين محيط خورنده آبي مناسب است © و يا براي محيطي با دماي بالا (H) حرف دوم نشان دهنده تركيب ميانگين كروم و نيكل آلياژ طبق شكل 1 مي باشد. هر مقدار كه درصد نيكل افزايش يابد حروف نيز ار ATHLON به سمت z تغيير مي يابند. حرف يا حروف بعدي سپس از دو حرف اول نشان دهنده ماكزيمم ميزان كربن مي باشند. (درصد، ضرب درصد شده اند). در نهايت نيز چنانچه عناصر ديگري موجود باشند. بوسيله حروفي كه بعد از خط تيره نوشته مي شوند. (sullix) نشان داده مي شوند. بنابراين CF-8M نشان دهنده آلياژ C كه داراي مقاومت خوردگي (C) و 19% كروم و 19% نيكل مي باشد و داراي ماكزيمم كربن 0.08% و داراي موليبدن برخي از فولادهاي بر آلياژ ريختخ گري شده دراي بسياري از خواص مشابه ريخته گري فولادهاي فولادي كم آلياژ مي باشند (به مقاله اي تحت عنوان فولادهاي كم آلياژ در اين جلد مراجعه شود). برخي از خواص مكانيكي اين گروه از فولادها (براي مثال سختي واستحكام تسليم) مي توانند بوسيله عمليات حرارتي مناسب تغيير يابند. با اين حال فولادهاي ريخته گري پر آلياژي كه داراي بيش از 20 الي 30 درصد كروم +Ni مي باشند، تغييرات فازي مشابه فولادهاي كربني ساده و كم آلياژ در حين حرارت دهي پايين دماي اتاق و دماي اتاق و دماي ذوب از خود نشان نمي دهند. اين مواد بنابراين غير قابل سخت كردن مي باشند وخواسشان وابسته به تركيب است و نه عمليات حرارتي بنابراين توجه ويژه اي مي بايت داشت براي هرگروه از فولادهاي پر آلياژ با توجه به حرارتي ريخته گري، ذوب و عمليات حرارتي جايگزين (اگر موجود باشد). فولادهاي پر آلياژ مقاوم در برابر خوردگي فولادهاي پر آلياژ ريخته گري مقاوم در برابر خوردگي، كه به طور معمول به فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شناخته مي شوند داراي رشد قابل توجهي در طي 40 سال اخير از لحاظ تكنولوژيكي و اهميت اقتصادي داشته اند كاربرد هاي اساسي اين فولادها در مواد بكار گرفته شده در كارخانجات توليد مواد شيميايي و نيروگاههاي انرژي كه نيازمند به محيط آبي و مقاوم به خوردگي در دماهايي به طور معمول كمتر از 315 مي باشد. اين آلياژ ها نيز گاهي براي مقاصد ويژه ودر دماهاي سرويس دهي تا 65 نيز بكار مي روند. يك تعريف درست از فولادهاي ريخته گري ضد زنگ هاي تعريفي است كه در سال 1910 ارائه شد كه فولادهاي را شامل مي شوند كه حداقل 12 درصد كروم براي مقاومت به خوردگي داشته باشند اگر چه بسيارز ازفولاد هاي ريخته گيري ضد زنگ داراي تركيبات بسيار پيچيده تر از آن چه كه در تعريف ماده فوق ذكر شده مي باشند. فولاد هاي ضد زنگ به طور معمول شامل يك يا چند عنصر آلياژ ساز علاوه بر كروم (براي مثال، نيكل، موليبدن، مس، نيولبيوم و نيتروژن) به منظور ايجاد ساختاري مورد نظ و مقاوم به خوردگي و يا ايجاد خواص مكانيكي ويژه جهت كاربردي خاص مي باشند. فولادهاي پر آلياژ مقاوم در برابر خوردگي به طور معمول بر اساس تركيب و يا ساختارشان دسته بندي مي شوند. بايد به اين نكته توجه شود كه طبقه بندي بر اساس تركيب و يا ساختار هميشه مستقل از يكديگر نيستند و گاهي طبقه بندي بر اساس تركيبي از اين دو انجام مي شود. در جدول 1 تركيبي آلياژهاي تجاري ريخته گري مقاوم در برابر خوردگي آورده شده است. اين آلياژها بر اساس فلوادهاي كروم دار، فولادهاي كروم- نيكل دار كه در ان ها كروم عنصر آلياژي غالبي و فولادهاي نيكل- كروم دار كه در آن ها نيكل عنصر آلياژ غالب مي باشد طبقه بندي مي شوند. قابليت سرويس دهي فولادهاي مقاوم در برابر خوردگي ريخته گرم شده و به طور وسيعي به نبود كربن و بويژه رسوبات كارمبيدي در ريز ساختار آلياژ بستگي دارد. بنابراين فولادهاي مقاوم خوردگي ريخته گري به طور معمول كم كربن مي باشد > 0.08% معمولا. همانگونه كه در جدول 1 ديده مي شود، فولادهاي ريختگي هر آلياژي را مي توان بر اساس ميكروساختراي نيز طبقه بندي كرد. ساختارها مي تواند آستنيتي، فريتي، مارتنزيتي، يا تركيب دو تايي آنها باشد. ساختاري با يك نوع ويژه اساسا با تركيب شيمايي يشان مشخص مي شوند به ويژه مقادير كروم، نيكل، و كربن در اين در اين خصوص (در اين مقاله به بخش مزيت در فولاد زنگ نزن ريختگي مراجعه كنيد). عموما فولادهاي ريختگي هر آلياژي نوع كروم دار ساده يا مارتنزيتي مستند يا مزيني نوع كروم نيكل يا دو فازي مستند يا آستنيتي، فولاد هاي نيكل- كروم كاملا آستنيتي هستند. انواع مارت؟ شامل آلياژهاي CA-6NM, CA-15m-CA-40, CA-15 مي باشند. آلياژ CA-15 شامل مقدار حداقلي از كروم مي باشد كه اصولابراي ضد زنگ ساختن آن ضروري مي باشد. آن مقاومت خوبي به خوردگي اتسمفري بعلاوه، به بسياري از محيط هاي آلي در سرويس دهي هاي نسبتا فرم دارد. آلياژ هاي CA-40, CA-15 كه با كربن بيشتري اصلاح شده اند تا سطوح بالاتري از استحكام و سختي عمليات حرارتي پيدا كنند. آلياژ CA-15m يك آلياژ CA-15 اصلاح شده با موليبدنيم مي باشد كه استحكام را در دماي بالا بهبود مي بخشد آلياژ CA-6NM يك آلياژ آهن – كروم- نيكل- موليبدنيم با مقدار كمي كربن مي باشد. انواع آستنيتي شامل CN-7M, CK-20, CH-20 مي باشد. آلياژهاي CK-20, CH-20 پر كروم، پر كربن مي باشد كه كاملا تركيب آستنيتي دارد كه در آن مقدار كروم بيشتر از نيكل مي باشد. آلياژ CN-7M پر آلياژي در بسياري از محيط ها مقاوئمت به خوردگي عالي دارند و اغلب در سرويس دهي اسيد سولفوريكي مورد استافده قرار مي گيرد. از انواع فريتي آلياژهاي CB-3C كاربيد Feritet و CC-50 معرفي شده اند. آلياژ CB-3C به ويژه با عمليات حرارتي قابل سختاري نيست. همينكه اين آلياژ به طور معمول ساخته مي شود، (تعادل ميان عناصر در تركيب معتبر در ساختار كاملا فريتي مي شود) مشابه فولاد زنگ نزن ؟ نوردي نوع AISI 442 آلياژ CC-50 اساسا نسبت به آلياژ CB-30 ُكروم بيشتري دارد و به خوردگي موضعي در بسياري از محيط ها نسبتا مقاومت بيشتري دارند. آلياژ هاي آستنيني – فريتي  شامل CF-8A, CF-8, CF-3A, CF-3, Ce-3C  CG-8M, CF-16F, CF-8C,  CF-8C, CF-3MA, CF-3M, CF-20 مي باشد. ميكرو ساختارهاي اين آلياژ ها معمولا شامل 5 تا 40% فريت دارد كه بستگي به طبقه مشخص (ويژه) و تعادل ميان عناصر فريت زا و آستنيت زا در تركيب شيميايي دارد (در اين مقاله به بخش فريت در فولادهاي زنگ نزن مراجعه كنيد) آلياژ هاي دو تايي دو فازي دو آلياژ دو تايي CD-4MCU و فرو آليوم اخيرا مورد توجه قرار گرفته اند. آلياژ CD-4MCU آلياژ دو تايي مي باشد كه بيشتر آلياژي شده است. فروآليوم توسط شركت Langley Alloy توسعه يافته است و اساسا CD- 4MCU مي باشد كه به آن حدود N0.15% توسعه يافته است و اساس CD-4MCU مي باشد كه به آن حدود N 0.15% اضافه شده است. آلياژ هاي دو تايي كه سطوح بالايي او فريت (حدود 40 تا 50%) مي باشند نيكل پاييني دارند نسبت به آلياژ CF-3M به ترك نقش – خوردگي scc مقاومت بهتري دارند . آلياژ CD-4MCU كه بدون نيتروژن م يباشد و نسبتا مقدار كمي موليبدنيوم دارد، فقط به طور جزي به خوردگي موضعي نسبت به CF-3M مقاومت بهتري دارد. فرد آليوم، كه داراي نيتروژن مي باشد، نسبت به ‍CD-4MCU موليبدنيم بالا تري دارد، نسبت به CD-4mcn, CF- 3m مقاومت به خوردگي موضعي بهتري نشان مي دهند پيشرفت و بهبودي در فرآيند توليد فولاد زنگ نزن( براي مثال، ريز دانه ك؟ با پرتو الكتروني،؟ بوده كرون با آرگن- اكسيژن، و ذوب خلا و القايي) يك توليد ثانوي براي توليد فولادهاي زنگ نزن دو تايي ايجاد كرده است. اين فولاد ها اغلب مقاومت عالي به خوردگي حفره اي و خوردگي شكافي، به ويژه به scc كريدي نسبت به فولاد هاي زنگ نزن آستنيتي مقاومت بهتري دارند، تافنس خوب و استحكام تسليم دو تا سر برابر بيشتر نسبت به فولاد هاي زنگ نزن 304 يا 316 دارند. فولادهاي زنگ نزن دو تايي توليد اوليه، براي مثال AISI نوع 399 و CD-4MCU براي مدت زيادي مورد استفاده بوده است. نياز به بهبودي در قابليت جوشكاري و مقاومت به خوردگي اين آلياژها منجر به آلياژ هاي توليد ثانويه شد كه با افزون نيتروژن بهعنوان يك عنصر آلياژي مشخص مي شود. فولاد هاي زنگ نزن توليد ثانوي دو تايي معمولا داراي حدود يك تركيب 50-50 فريت و آستنيت مي باشد. آلياژهاي دو تايي جديد ايمني بيشتري به scc كلريدي انواع فريتي را با نافس و سهولت ساخت آستنيتي را به همراه دارد. از ميان آْياژهاي دو تايي توليد ثانوي، آلياژ 2205 به نظر مي رسد كه زنگ نزن عام المنظور، (حرف عمومي) شده است. جدول 2 تركيب شيميايي آلياژ هاي دو تايي توليد ثانويه را نشان مي دهد. انواع رسوب سختي آلياژ هاي اين گروه عبارتند از CB-7CU و CD4MCU آلياژ CB-7CU يك آلياژ مارتنزيتي كم كربن مي باشد كه ممكن است شامل مقادير اندكي از فريت يا آستنيت باقي مانده باشد. وقتي كه آلياژ تا شرايط سختي (س؟ عمليات حرارتي مي شود مس رد مارتنزيت رسوب مي كند. فولادهاي آلياژي مقاوم به حرارت نوع H ق       طعات ريختگي فولاد هر آلياژي مقاوم بر حرارت به طور گسترده براي كار بردهايي كه شامل دماهاي سرويس دهي بيش از c 650 مي باشد مورد استفاده قرار مي گرد. استحكام در اين دماهاي بالا تنها عيار مي باشد. كه به كمك ان مواد انتخاب مي شوند. زيرا كاربردها اغلب شامل محيط هاي خورنده مي باشد كه بايستي فولاد بر آن مقاوم باشد. اتمسفرهايي كه عموما با آن مواجه مي شويم. هوا، گازهاي سوخت يا گازهاي فرآيند مي باشد. چنين اتمسفرهايي يا اكسيدي هستند يا احيايي و ما اگر گوگرد و كربن موجود باشد سولفيدي يا كربور، مي شوند. فولادهاي كربن دار يا كم آلياژي بندرت استحكام و مقاومت به خوردگي كافيف در دماهاي بالا در محيط هايي كه براي فولادهاي ريختگي مقاوم بر حرارت به طور معمول انتخاب مي شوند، دارند فقط فولادهاي مقاوم بر حرارت خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي لازم را در مدت زمانهاي طولاني بدون فروپاشي مفرط بيش از حد) و غير قابل پيش بيني نشان مي دهند. افزون بر استحكام مقاومت بر خوردگي طولاني مدت، بعضي از فولاد هاي مقاوم بر حرارت ريختگي مقاومت ويژه اي به اثرات دماهاي سيكلي و تغييرات در طبيعت محيط عمل كننده نشان مي دهند. تعدادي از انواع فولادهاي هر آلياژي ريختگي توسعه يافته اند و براي انواع نيازهاي سرويس دهي به طور موفقيت آميزي مورد استفاده قرار گرفته اند اينها سه گروه اصلي هستند و بر اساس تركسيب شيميايي مي باشند. آلياژهاي آهن – كروم آلياژهاي آهن- كروم- نيكل آلياژ آهن – نيكل – كرومن اين آلياژي درصد كربن خيلي پايين دارند كه باعث مي شود ساختاري فريتي باشد اما بعضي از آنها مقادير كربن بالاتر هم دارند. اين نوع آلياژ ها مشابه فولادهاي هر آلياژي مقاوم به خوردگي مي باشند به استثناي آنهايي كه مقادير كربن بالاتري دارند، كه استحكام بيشتر در دماي بالا را فراهم مي كنند. مقدار كربن بالاتر و به مقدار كربن محدود، تركيب شيميايي آلياژ انواع فولادهاي مقاوم بر حرارت ريختگي را از ؟ نوردي آنها متمايز مي سازد. جدول 3 تركيب شيمايي انواع مقاوم به حررات ريختگي استاندارد را به طور خلاصه نشان مي دهد. آلياژهاي آهن – كروم شامل 8 تا 30% cr و مقدار نيكل يا بدون نيكل مي باشند. ساختار آنها فريتي است و در داكتيليته كمتري را در دماهاي محيط نشان مي دهند. آلياژهاي آهن0 كروم نخست در جايي استفاده مي شد كه مقاومت به خوردگي گذاري گازي مورد ملاحظه اصلي (غالب) بود زيرا آنها در ماهاي بالا استحكام نسبتا پاييني دارند. مثالهايي از چنين آلياژ ها انواع HP, HC, HA ريختگي مي باشد كه در جدول 3 فهرست شده است. آلياژ هاي آهن- كروم – نيكل شامل بيش از 18% كروم و بيش از N8% با مقداري كرومي كه هميشه از مقداري نيكل بيشتر است آنها داراي زمينه آستنيتي مي باشند. هر چند كه چند گروهي داراي تعدادي فريت نيز مي باشد. اين ‌آلياژ ها استحكام و داكتليته بيشتري در دماهاي بالا نسبت به گروه آهن كروم نشان مي دهند. و در سيكل هاي دمايي متوسط مقاوم هستند. مقال هايي از اين آلياژ ها انوع HL, Hk, HT, HH, HF, HE مي باشند كه در جدول 3 فهرست شده اند. اگر چه نيكل در انوع HW , HX عنصر اصلي مي باشد، اين نوع آلياژ ها معمولا بهعنوان فولادهاي هر آلياژي رجوع مي شوند تا آلياژهاي ؟ (در اين جلد، عنوان نيكل و آلياي نيكل را ببينيد) فريت در فولادهاي زنگ نزد ريختگي آلياژ هاي CF شامل بخش قابل توجهي از توليد ريختگي مقاوم به خوردگي مي باشند كه از لحاظ تكنولوژيكي مهم هستند و بالاترين ؟ را در بر مي گيرند. اين آلياژهاي 19cr- 9N ؟ ريختگي فولادهاي زنگ نزن ؟ سري AISI -300 مي باشند (جدول 1) معمولا آلياژ هاي ريختگي و نوردي داراي مقاومت كافي به محيط خورنده مي باشند. و آنها اغلب با همديگر بكار مي روند. با اين حال اختلافات قابل توجهي بين آلياژ هاي ريختگي CF ؟ نوردي AISI آنها وجود دارد. از جمله مهمترين آنها اختلافات در ميكروساختار در شرايط كاربرد نهايي (كاري) مي باشد. آلياژ هاي ريختگي نوع CFداراي ساختار دو تايي مي باشد. (جدول 1) و معمولا شامل 5 تا 40% فريت مي باشند كه بستگي به نوع آلياژ دارد. همتاي نوروي آنها كاملا آستنيتي هستند. مزيت در زنگ نزن ريختگي با ساختارهاي دو تايي مغناطيسي مي باشد. (يك نقطه اي كه اغلب وقتي فولادهاي زنگ نزن ريختگي با همتاهاي نوروي آنها با تست (بررسي) كردن جاذبه آنها به يك آهنربا مقايسه مي شوند، گيج كننده مي باشد) اين اختلاف در ميكروساختارها به اين واقعيت مربوط مي شود كه تركيبات شيمايي آلياژهاي ريختگي و نوروي عملا يكسان نيست اند. اخلافات در تركيب شيميايي قبلا در اين بخش بحث شد. اهميت فريت فريت عمدا به سه دليل در فولادهاي زنگ نزن نوع ‍CF ريختگي موجود است. براي فراهم كردن استحكام بهبود قابليت جوشكاري و براي زياد كردن مقاومت به خوردگي در محيط هاي ويژه استحكام بخشي در آلياژ هاي نوع CF ريختگي اساسا تا جايي محدود مي شود كه در آنجا استحكام مورد نظر با قرار گرفتن فريت در داخل فاز زمينه آستنيتي حاصل مي شود. اين آلياژها نه باعمليات حرارتي مشابه آلياژ هاي فاز ؟ يا فريتي ريختگي مستحكم نمي شوند، دليل نامشخصي و نه با كار گرم و سرد مشابه ‌آلياژهاي نوردي آستنيتي. استحكام بخشي با رسوب كاربيد نيز به دليل اثر زبان آور كاربيدها بر روي مقاومت به خوردگي در ميحط هاي آبي، غير عملي و غير ممكن مي باشد. بنابراين، آلياژها با متعادل كردن تركيب شيميايي آلياژ براي توليد مركوساختار يا دو گانه و فازي كه شامل فريت (بيش از 40 حجمي) توزيع شده در يك زمينه آستنيتي به طور موثر مستحكم مي شود. نشان داده شده است كه با وارد كردن فريت فولادهاي ريختگي N9- cr 19 استحكام تسليم و كششي بدون افت داكتليته يا تافنس يا حفر گلي ضربه اي در دماهاي زير (800 f) 425c0 مقدار اثر اين استحكام بخشي براي آلياژهاي cf-8m, cf-8 در دماي اتاق در شكل 2 نشان داده شده است. فولادهاي زنگ نزن كاملا آستنيتي به مشكلات قابليت جوشكاري كه تحت عنوان ترك داغ يال ترك هاي مويي شناخته مي شوند، حساس هستند. ترك درون دامنه اي در منقطه رسوب جوش و يا درمنطقه متاثر از جوش رخ مي دهد واين مساله وقتي قابل اجتناب است كه تركيب شيميايي فلز پر كننده كنترل شود تا حدود 4% فريت در رطوب جوش آستنيتي توليد شود. قطعات ريختگي آلياژ نوع CF دو فازي به اين مساله ايمن است. حضور مزيت در آلياژهاي CF دو فازي، مقاومت به scc و به طور كلي به ترك درون دامنه اي را بهبود مي بخشد. اگر چه عيوب قطعات ريختگي هر آلياژي به دليل اين دو نوع خوردگي رايج نيست، scc و ترك دان دانه اي مورد توجه است زيرا آنها به طور غير منتظره اتفاق مي افتد. به ويژه در قطعات ريختگي كه با جوشكاري در ميداني كه در آنجا عمليات حرارتي پيش جوشكاري براي اصلاح (تقويت) مقاوم به خوردگي غير عملي يا غير ممكن است، حساس شده اند. در مورد scc به نظر مي رسد كه حضور مذاب هاي فريتي در زمينه آستنيت، توزيع ترك ها را متوقف مي كند يا بسيار مشكل مي سازد. در مورد خوردگي درون دانه اي، فريت در قطعات ريختگي حساس، مفيد خواهد بود زيرا رسوب مقدمه كاربيدها در فاز فريت  را نسبت به مرز دانه هاي آستنيت ترفيع مي بخشد، چون در مرز دامنه هاي آستنيت كاربيدها آنها حساسيت به ترك درون دانه اي را افزايش مي دهند. حضور فريت همچنين مرز دانه هاي اضافي را در زمينه آستنيتي قرار مي دهد، و شواهدي در دسترس است كه ترك درون دانه اي در مرز دانه هاي فريت- آستنيت متوقف مي شوند. جامع ترين بررسي در مورد اثر فريت بر روي مقاومت به خوردگي فولادهاي زنگ نزن ريختگي بيانگر اين است كه فريت: مقاومت آلياژهاي CF را به scc كلريدي بهبود مي بخشد. مقاومت اين آلياژها را به ترك درون دامنه اي بهبود مي بخشد. ايمني كار بري بيشتري را براي آلياژهاي CF نسبت به هر دو نوع حمله در مقادير فريت بيش از 10% فراهم مي كند. اين نكته قابل توجه است كه همه بررسي ها نشان نداده اند كه فيت به طور مطلق (بدون قيد و شرط) به مقاومت به خوردگي كلي فولاد هاي زنگي نزن ريختگي مفيد است. مقاومت به خوردگي خواه توسط فريت بهبود يابد يا بدون آن بهبود يابد و تا حدود بستگي به تركيب شيميايي ويژه آلياژ و عمليات حرارتي و شرايط كاربري (حالت محيط و تنش) دارد. كنترل فريت: از بحث پيشين، مشخص مي شود كه مقادير فريت كنترل شده، عمدتا در فولادهاي ريختگي آستنيني كروم-نيكل، آلياژهاي CF، خواص ويژه اي را فراهم مي كند كه مقدار فريت موجود نخست بستگي خواهد داشت به تعادل تركيب شيميايي آلياژ (دلايل اساسي در مورد وابستگي مقدار فريت به تركيب شميايي در تعادل فازي براي سيستم آهن – كرم – نيكل مشخص شده اين تعادل فازي به طور جامع مستند شده است و به فولادهاي زنگ نزن تجاري مربوط مي شود. اجراي عنصري اصلي فولادهاي زنگ نزن ريختگي دو فولاد عناصر هستند كه پايداري فريت و آستنيت را بهبود مي بخشند. در بهبودي فازهاي آستنيتي با فريتي (آستنيت زايي يا فريت زايي) در ميكروساختار آلياژ در رقابت هستند. كروم، سيليسيم، موليبدنيم، و نيوبيوم، حضور فيت را در ميكروساختاري آلياژ بهبود مي بخشد. نيكل، كربن، نيترژن، و منگنز حضور آستنيت را بهبود مي بخشد. با متعادل كردن مقادير عناصر شتكيل دهنده فريت و آستنيت در يك محدوده خاص براي عناصر يك آلياژ معين، كنترل كردن مقدار فريت موجود در زمينه آستنيتي ممكن مي شود آلياژ معمولا كاملا آستنيتي ساخته مي شود با مقادير فريت بالاي 30% يا بيشتر در زمينه آستنيت. ارتباط بين تركيب شيميايي و ميكرو ساختار در فولاد هاي زنگ نزن ريختگي به ريخته گر (شخص ريختگر) اجازه مي دهد  تا مقدار فريت يك آلياژ بعلاوه خواص منتجه آن با تنظيم تركيب شيميايي آلياژ پيش بيني و كنترل كند. اين كار با دياگرام (نمودار) تعادل schocfer در مورد آلياژهاي ريختگي كروم – نيكل (شكل 3) صورت مي گرد اين دياگرام از يك دياگرام اوليه توسط schacffler براي فلز جوش فولاد زنگ نزن توسعه يافته است. مشتق گرفته شده است با استفاده از شكل 3 مستلزم آن است تا تمامي عناصر پايدار كننده فريت دار تركيب شيميايي را به معادل كروم تبديل كرد و در نتيجه تمامي عناصر پايداري كننده آسنتيت را با  استفاده از ضرايبي كه به طور تجربي حاصل شده اند را به معادل نيكل تبديل كرد كه اين معادل بيانگر قدرت فريت زايي يا يا آستنيت زايي هر عنصر است. يك نسبت تركيب شيميايي بعدا از معادل كلي كروم cre و معادل كلي نيكل N:e  به دست مي آيد كه براي تركيب شيمايي آلياژ مطابق روابط زير محاسبه مي شود: Cre=% Cr +1.5(y.s)+104(%Mo)+% Nb- 4.99 (Eq1) Nie=%N:+30(yc)+0.5(y.Mn)+26(%N-0.02)+2.77(Eq.2) كه در آنجا غلظت هاي عناصر بر حسب درصد وزني داده شده است. هر چند كه عبارات مشابهي حاصل شده است كه عناصر آلياژي اضافي و محدوده اي تركيب شيميايي مختلف را در سييتم آلياژي آهن- كروم- نيكل را به حساب مي آورد. استفاده از دياگرام schoefer براي برآورد كردن و كنترل كردن مقدار فريت در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن استاندارد شده است. دياگرام schoefer داراي قابليت استفاده آشكاري براي استفاده كننده هاي قطعات ريختگي و ريخته گري مي باشد. برآورد كرده (تخمين) و پيش بيني كرده مقداري فريت در صورتي كه تركيب شيميايي آلياژ مشخص شود مفيد خواهد بود و براي تنظيم كردن مقادير اسمي براي عناصر مجزا در محاسبه شارژ كوره براي يك آلياژ كه در آن يك محدود خاص از فريت مطلوب است، مفيد خواهد بود. محدوده هاي كنترل فريت اگر چه مقدار فريت فقط بر اساس تركيب شيميايي آلياژ برآورد كنترل مي شود. محدوديت هايي براي دقتي كه با آن اين كار صورت مي گيرد وجود دارد دليل اين موضوع متعدد است. نخست، يك درجه غير قابل اجتنابي از عدم اطمينان در آناليز تركيب شيميايي يك آلتاژ وجود دارد (به نوار پراكنده در شكل 3 توجه شود) در ثاني مقدار فريت (گذشته ج؟ كه قبلا حرارت ؟ يا نه به چه ميزاني) هر چند به مقدار خيلي كم بستگي دارد. سوم مقادير فريت در مواضع مختلف در قطعات ريختگي منفرد مي تواند به طور قابل توجهي تغيير كند كه بستگي به اندازه سطح مقطع، جهت گيري فريت، حضور (وجود) جدا جدايش عناصر آلياژي و عوامل ديگري دارد. انداز گيري هاي مقدار فريت در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن همچنين در معرض محدوديت هاي قابل توجهي قرار دارد اندازه گيري مغناطيسي مقدار فريت به حجم كم مواد بستگي دارد و نياز به شكل هاي هندسي ساده قطعات ريختگي دارد. افزون بر اين كاليبراسيون دقيق با استانداردهاي اوليه و ثانويه در مورد دقت اندازه گيري لازم است (انداز گيري هاي كمي متالوگرافي مقدار فريت بر روي سطح پوليش شده براي انتقال در يك سبك مغرب نسبت به قطعه ريختگي اساسا غير ممكن است) روش متالوگرافي نيز كاملا زمان گير است. و با مشخصات اچ كردن و تفكيك ميكروسكوپ محدود نمي شود و با فاكتوري كه يك تكنيك دو بعدي است (كار مي كند مي شود) در حاليكه مذاب هاي و كلوني هاي فريت در ساختار آلياژ سه بعدي است. هم شخص ريخته گر و هم و استفاده كنند از قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن بايد تشخيص بدهند كه عوامل فوق الذكر محدوديت هاي قابل توجهي را بر روي درجه اي كه با آن مقدار فريت (خواه به صورت تعداد فريت يا درصد فريت) در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن مشخص و كنترل شود، قرار دهند. در كل، دقت اندازه گيري فريت و دقت كنترل فريت وقتي كه عدد اندازه دامنه فريت افزايش مي يابد، از بين مي رود. به عنوان يك روش كاري، پيشنهاد مي شود كه حدود  يا تعداد فيت ميانگين يا مطلوب به عنوان حد كنترل فريت تحت شرايط معمولي، با  تت شرايط ايده آل ممكن است. خواص مكانيكي: آلياژهاي مقاوم به خوردگي اهميت خواص مكانيكي در انتخاب فولادهاي ريختگي مقاوم به خوردگي به كاربرد قطعات ريختگي ثابت مي شود اصل برتر براي انتخاب آلياژ معمولا مقاومت آلياژ به محيط خورنده ويژه يا محيط مورد نظري باشد. خواص مكانيكي آلياژ معمولا، ولي نه هميشه، در اين كاربردها از اهميت ثانوي برخوردار است. مقاومت به خوردگي اين مواد، با جزئيات كامل تحت عنوان " خوردگي ريختگي" در  جلد 13 چاپ وام هند بلوك فلزات  (Metal Hand book) بحث شده است. استحكام و سختي: خواص استحكام معرف دماي اتاق، سختي، مقادير ضربه  چارمي براي آلياژهاي مقاوم خوردگي در جدول 4 و شكل 4 آورده شده است. اين خواص مصرف آلياژهاست تا نيازهاي ويژه خواص مكانيكي حداقل ويژه براي اين آلياژها در استانداردهاي A747 , A744, A743, A351, ASTM آورده شده است. محدوده وسيع خواص مكانيكي مي توان با استفاده از تركيبات شميايي و عمليات حرراتي محدوده هاي مختلفي از خواص مكانيكي به دست آورده است. در انواع فولاد پ آلياژي بسته را انتخاب تركيب شيمياي و عمليات حرارتي آلياژ قابل دستيابي استحكام كششي از 131 ompa , 476 (69 تا 19oks) و نعمتي از 130 تا 400HB در ميان آلياژهاي مقاوم به خوردگي ريختگي موجود است به طور مشابه محدوده هاي وسيع در استحكام تسليم درصد ازدياد طول وچقرمگي ضربه وجود دارد. فولاد هاي اسده كروم دار ,A-15) CC-50, CB-30, CA-40) داراي مارتنزيت يا ميكرو ساختار هاي مارتنزيتي يا فريتي در شرايط كاربري (جدول 1) موجود است آلياژهاي CA-40, CA-15 كه معمولا شامل 12% كروم هستند. با استفاده از استحاله مارتنزيتي از طريق عمليات حرراتي قابل سختكاري است و بيشتر به خاطر استحكام بالاي آنها ه طور رقابتي براي مقاومت به خوردگي نسبتا كم رقابتي آنها انتخاب مي شوند. قطعات ريخته گري اين آلياژ ها تا يك دمايي حرارت داده مي شوند كه در آنجا كاملا آستنيتي است و سپس در يك سرعتي (معمولا در هوا مطابق با تركيب شيميايي قطعه سرد مي شود به طوريكه آستنيت به مارتنزيت استحاله مي يابد. استحكام در اين شرايط كاملا بالاست براي مثال 1034  تا 1379 mpa يا 150  تا 200ks، اما داكتليته كششي و تافنس ضربه محدود مي شود. نتيجتا، قطعات ريختگي مارتنزيتي معمولا در 315 تا 650c (600 تا 1200F) $ حرارت داده مي شود. تا داكتليته و تافنس با مقداري كاهش در استحكام بازيابي (اصلاح) شود. اين عمليات ادامه مي يابد، سپس آن محدوده هاي قابل توجه خواص كششي، سختي و تافنس ضربه در انواع CA-40, CA-15 مارتنزيتي ممكن مي شود قابل دسترسي است كه اين هم بستگي به انتخاب دماي تپرينگ دارد. از طرفي آلياژهاي CB-30 CC-50 كروم بالا، كاملا فريتي هستند كه با عمليات حرارتي قابليت سختكاري ندارد. اين آلياژها معمولا در .... مورد استفاده قرار مي گيرند. براي اين ‌آلياژهاي معمولا شرايط آنيل مورد استفاده قرار مي گيرد و خواس متوسطي از استحكام و سختي را نشان مي دهند. بسياري از آلياژهاي فريتي مشابه CC50, CB30 داراي تافنس محدود هستند به ويژه در دماهاي پايين. سه آلياژ كروم نيكل CD-4MMcm, CB4cm, CA6Nm نتيجه عمليات حررارتي و خواص مكانيكي استثنايي دارند. آلياژ CAONM با متعادل كربن تركيب شيميايي براي اينكه سختي مارتنزيتي به دست آورند. اين آلياژ با توسعه پي در پي آلياژ CA-15 داراي تافنس بهتر و قابليت جوشكاري بهتر مي شود است. آليا‍ژهاي CD 4Mcm , CB7cm هر دو داراي مس هستند مي توانند استحكام پيدا كنند بوسيله عمليات رسوب سختي. روي اين آ‌لياژها ابتدا عمليات حرارتي محلول انجام مي شود. سپس به سرععت كونج مي شوند در آب يا روغن تا اين رسوب تشكيل شود زيرا در سرد كردن آهنسته نمي تواند تشكل شود. (قطعات ريخته گري شده تا يك دماي پ؟ شدن متوسط حرارت داده مي شوند) كه در اين دما رسوبات مي توانند اتفاق بيافتند در ( به قطعات ريخته گري زمان داده مي شود تا يك دماي متوسط حرارت ببيند) شرايط كنترل شده تا اينكه استحكام خواص ديگر مورد نظر ما به دست آيد. آلياژ CB7cm داراي زمينه ماتزينتي است در حاليكه آلياژ CD-4mcu داراي ميكروساختار دو گانه است، شامل تقريبا 40% آستنيت در زمينه فريتي. در آلياژ CB-7 cm براي به دست آوردن عالي ترين تركيب از استحكام و مقاوتم به خوردگي مي توان از شرايط رسوب غني استفاده كرد. اما درصد آلياژ CD-4mcu به ندرت شرايط رسوب سختي كاربرد داشتند. زيرا نسبتا مقاومت كمتري به خميدگي slc دارد در اين شرايط (رسوب ؟) در مقايسه با مقاومت بالاتر در خوردگي آن در شرايط انيل محلول. آلياژ هاي CK, CN, CH, CF, CF, CF به طور ذاتي غير قابل ؟ شدن هستند به وسيله حرارتي. بنابراين براي ايجاد كردن بيشترين مقاومت به خوردگي ضروري است كه قطعات ريخته گري از اين گروه آلياژ ها را معرض دماي بالا براي دريافت آنيل محلول قرار دهيم. اين عمليات شامل نگه داشتن قطعات ريخته گري شده در يك دماي كه به اندازه كافي بالا است تا هم كاربيدهاي كروم حل شوند، كه باعث خوردگي مرز دانه هستند. آنگاه سرد كردن سريع به اندازه كافي قطعات تا از لعاب مجدد كاربيد جلوگيري شده به وسيله كونچ در آب، روغن يا هوا هر چند اين عمليات مي تواند در ميان گروههاي آلياژي كم كربن (كمتري از 0.08% انجام شود، مقاطع سنگين يا حجم آلياژ با درصد كردبن زياد ممكن است در بعضي فواصل پايين تر از سطح به دليل سرعت سرد كردن پايين كاربيدها تشكيل شده باشند                       سرعت ؟ زياد                                    هر چه عمق زياد شود سرعت  سرد كردن كم مي شود به خاطر ساختارهايشان كه يا كاملا آستنيتي يا با ساختار دو گانه بودن رسوب كاربيدي، اين آ‌لياژها بطور كلي عالي ترين چقرگي را در دماهاي پايين نشان مي دهند. محدوده استحكام كششي كه اين آلياژها نشان داده اند نشان mpa 669- 476 (ksi 97- 69) است. به زودي در اين ؟ به آلياژهايي با ساختار دو تايي اشاره مي شود كه مي توان آنها را مستحكم كرد با متعادل كربن (يكنواخت كربن) تركيب كه فريت زياد مي دارد. With duplex: به زودي در اين بخش به آلياژهايي با ساختار دو تايي اشاره مي شود كه مي توان مستحكم كرد با يكنواخت كربن وضعيت براي بيشترين level فريت (y.s) استحكام و ؟كنش آلياژ هاي Cf به ميزان 150 درصد بيش تر از آلياژ هاي كاملا آستنيني هستند. خصوصيات خستگي: اين خصوصيات مي توانند به عنوان يك عامل طراحي باشند در كاربرد قطعات ريخته گري شرايط كاري كه سيكل بارگزاري متفاوت است. اين مقاومت خستگي فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شده بستگي دارد به اندازه ذرات، طراحي و فاكتورهاي محيطي بطور مثال فاكتورها مهم در طراحي شامل دماهايي كه در آن كار مي كند. فاكتورهاي مهم ماده شامل استحكام و ميكروساختار است. آن كاملا مشخص است كه استحكام خستگي افزايش مي يابد با استحكام كشش در يك ماده، استحكام UTS كششي و استحكام خستگي هر دو افزايش مي يابند. بطور كلي با كاهش دما . تحت شرايط برابر  از تنش، تمركز تنش و استحكام حاكي از ان است كه مواد آستنيتي داراي حساسيت كمتري نسبت به مواد مارتنزيتي و فريتي هستند. تغيير ساختار مي تواند عامل مهمي باشد در تغيير استحكام به خستگي. چومگي آلياژ هاي مقاومن به خميدگي كاملا آستنيتي و آلياژ هاي مقاوم به خوردگي با ساختار دو گاه (دو تايي) بيشترين چقرگي را نشان مي دهد. نمودار شماره 4 بيانگر ميزان چقرگي به دست آمد در مراحل مختلف آزمايش ضربه است. تاثيرات پير سختي: فولادهاي پر آلياژ مقاوم به خوردگي ريخته گري شده بطور گسترده مورد استفاده هستند در دماهاي متوسط بالا تا 650 درجه سانتگراد يا 1200 درجه فارنهايت خصوصيات افزايش دما مهم هستند در انتخاب استاندارد براي اين كاربردهايشان همچنين خصوصيات دماي اتاق بعد از كاركرد در دماهاي بالا هستند زيرا در معرض اين دماها بودن ممكن است تاثيرات پير سختي داشته باشد. بطو مثال آلياژ هاي BA-15, CE30A, CF-8M, CF-8C ريخته گري امروز مورد استفاد هستند از شارهاي بالا و محيط هاي اسيد سولفوريك با دماهايي تا 540 درجه سانتي گراد يا 1000 درجه فارنهايت در صنايع پيتوشيمي موارد ديگر استفاده آنها در صنايع توليد نيرو در دماهايي تا 565 درجه سانتي گراد يا 1050 درجه فارنهايت است. خصوصيات پير سختي در دماي اتاق ممكن است از پير سختي كه با قرار گرفتن در دماي بالا و عمليات حرارتي ايجاد مي شود عمليات طبيعي ؟ باشد. خصوصيات دماي اتاق در شرايط قبلي كه هست بعد از قرار گرفتن در معرض دماهاي بالا متفاوت باشد از شرايط عملكرد آن در حركت زيرا ميكروساختار ممكن است تغيير كند با قرار گرفتن در دما ميكروساختار آلياژ هاي آهن نيكل كروم تغيير مي كند. و ممكن شامل شكل هايي از كاربيد و همچنين فازهاي همچون 1,X,6 باشد. اندازه و وسعت اين فازها بستگي دارد به كيفيت تركيب و زمان افزايش دما. آلياژهاي مارتنريت CA-6NM, CA-15 هستند در معرض تغيير كمتري هستند در خواص مكانيكي و مقاومت SCC  در محيط هاي نمكي و اسيد آلي قرار گرفتن دز مدت زمان 3000 ساعت در دمايي بالاتر از 565 درجه سانتي گراد يا so 10 درجه فارنهايت در فولاد نيكل كرم نوع CF تنها تغييرات ناچيزي در مقدار فرميت در خلال 1000 ساعت در معرض دماي 400 درجه سانتي گراد و يا 750 درجه فارنهايت و يا در حين 3000 ساعت در برابر هاي CO 4 درجه سانتي گراد 800 درجه فارنهايت قرار گرفتن اتفاق مي افتد. با اين حال در اين دما رسوب كاربيد اتفاق مي افتد و كاهش محسوس انرژي شاربي گزارش شده است. اين تاثيرات براي فولاد مقاوم به خوردگي ريخته گري شده CF-8 در نمودارهاي 5 و 6 بيان شده است درما زيادتر شده است در بالاتر از 425 درجه سانتي گراد يا 800 درجه فارنهايت تغيير در ميكروساختار آلياژهاي نيكل كرم و داراي موليبدن با سرعت كمتري روي مي دهد در 650 درجه سانتي گراد (1200 f) كاربيد ها و فاز عامل شكنندگي دوباره با مصرف فريت تشكيل مي شوند. (نموار 7). در شرايط زير گفته شده) چكش خواري كشش و انرژي ضربه آزمايش ؟ كاهش پيدا كردن هستند. (كم خواهند شد) تغييرات دانستيته و انقباض حاصله به عنوان نتايج قرار گرفتن در معرض اين هاي بالا گزارش شده اند. ويژگي هاي آلياژ هاي مقاوم به حرارت – افزايش ها در خواص كششي آزمايش افزايش دما ؟ نهان كوتاه كه در آزمايش تست نيروي فشاري كششي استاندارد و حرارت دادن در دماي يكنواخت و تعيين شده و آنگاه تغيير فرم شكست در يك سرعت استاندارد، indentifics تنش به واسطه بار بيش از حد در مدت زمان كوتاه كه باعث شكست در باگزاري تك محوري خواهد شد. اين طرز رفتار كه ارزشيابي مي شود با استحكام كششي و تغيير چكش خواري با افزايش دما نشان داده شده در نمودار 8 براي آلياژ HP-sow. خواص كششي بيان شده در دماهاي بين 1095 تا 650 در جدول براي چندين گروه از فولاتد آلياژي مقاوم حررات نشان داده شده است. خواص خزش و شيب شكست: خزش شرح داده مي شود (تعريف مي شود) به عنوان ؟ زمان كه تحت بار كم روي مي دهد در دماي بالا. خزش عامل هست در بسياري از بكار بردن ريخته گري پر آلياژ مقاوم حرارت در دماهاي كاري نرمال (معمولي). بالاخره خزش ممكن است منتهي شود به تغيير  فرم بيش از حد و حتي شكست در تنشهايي كه بطور قابل توجه اي كمتر از ميزان شكلهايي محاسبه شده در دماي اتاق و دماي بالا در آزمايش كشش و فشار هستند شود. طراح بايد به قابليت سازه در يك محيط را با محاسبه سرعت و درجه ؟ نرم آن تعيين كند. طراح بايد هميشه توانايي كاركرد سازه در موضوع مورد بحث را محاسبه كند كه بوسيله سرعت يا درجه تغيير فرم (شكل) محدود شده است. (يعني بايد ميزان خزش سازه در محيط مورد استفاده در نظر گيرد.) زماني كه سرعت و درجه تغيير فرم فاكتور محدود كننده است. طراحي شش بنيادي است در كمنتر شدن سرعت خزش و طراحي عمر بعد از خزش گذاري مجاز و اوليه. تنش كه ايجاد مي كند كمترين سرعت خزش مشخص را در يك آلياژ و يا ميزان تغيير فرم خزش مشخص در مدت زمان داده شده (براي مثال مجموعا 1% خزش در 100000 ساعت) اشاره كننده هست به عنوان محدوده استحكام خزش و يا محدوده تنش. اين رفتار كه كمترين سرعت خزش بستگي دارد و به تنش بكار برده شده بيان شده در نمودار 9 به وسيله داد هايي آلياژي HP-sowz  زماني كه شكست يك فاكتور محدود كننده است ارزيابي تنش شكستگي مي تواند در طراحي مفيد باشد. (نمودار 10). مقايسه كردن تنش و شكست مي تواند با كمترين سرعت خزش ادغام شود همانگونه كه در نمودار 11 نشان داده شده است. نمودار 11 بايد شخص كمتر مدت طولاني خزش و تنش شكست را كه اغلب نتيجه ازمايش هاي كوتاه مدت است. نتيجه اين خواص ارزيابي شده كاملا قطعي است كه قطعاتي كه در دماهاي بالا كار مي كنند پايداري كمي دارند. بنابراين اين خواص ارزيابي شده نتيجه يا كاملا قطعي- اغلب پايداري كمي داشتن كاربرد روزمره قسمتهاي با دماي بالا بنابراين اين خواص ارزيابي شده نتيجه كاملا قطعي مي دهد كه اغلب قسمتهايي كه با دماهايي بالا روزانه سرو كار دارند پايداري كمي دارد. از نظر طول عمر اغلب پيش بيني دقيقي رفتار واقعي مواد شكل است زيرا تنشهاي كاري تركيبي از تنشهاي به نصبت ايده آل هستند در شرايط باز گذاري تك محوري در آزمايشات استاندارد و فاكتورهاي كاهش دهنده همچون بارگذاري تناوبي نوسانات حرراتي اتلاف ؟ به دليل خوردگي وجود دارند. طراح بايد تاثيرات هماهنگ اين متغيرها را پيش بيني كند. طراحي اجزائي كه در معرض سيكل دمايي قابل توجه اي قرار دارند بايد همچنين شامل بررسي دقيق خستگي حرارتي باشد. اين كاملا درست است اگر تغييرات دما پي در پي يا سريع و غير يكنواخت درون پايين عمليات ريخته گري مي باشدو خستگي حالتي كه نتايج ضعيفي دارد از به كاربردن بارگذاري متناوب در مدت زمان كم و يا تنشهايي كم تر از حد پيش بيني شده در خواص بازگذاري ثابت است خستگي حرارتي حاكي از شرايطي است كه تنشها عمدتا به وجود مي آيند ك از انبساط انقباض حرارتي جلوگيري مي شود. طراحي خوب كمك مي كند به كاهش موانع بيروين براي انبساط و انقباض گرم كربن سرد كربن سريع ممكن است كه وارد كند شيب دمايي در يك قسمت و باعث شود النت (جزء هايي) از تركيب تا اندازه اي سرد و مانع اجزاء گرم است. آناليز كامپيوتري جزء محدود نشان مي دهد كه در بعضي از كاربردهاي صنعتي اين نشتهاي حرارتي به وجود آمده است ممكن است از حد نتايج باز گذارهاي مكانيكي هم تجاوزند. در گروه هاي شامل نيكل و اثبات كارايي خوب بعضي از تركيبات نوع HH. مقاومت به شوك حرارتي: شوك حرارتي ممكن است رخ دهد به عنوان يك نتيجه تنها، تغيير سريع دما يا به عنوان نتيجه تغييرات سريع سيكل دمايي، كه به وجود مي آورد تنهاشيي كه به اندازه كافي قوي هستن تا باعث نقصان و عيب شوند. مواد سراميكي ترد در معرض چنان نوق؟ در يك سيكل دما هستند، اما فقط شرايط خيل نادري هستند كه موجب نقصان در فولاد هاي پر آلياژ دارند. مقاومت به خوردگي گازهاي داغ: خوردگي آلياژهاي مقاوم به حرارت، كه؟ مورد حمله هستند به وسيله محيطي در دماهاي بالا، تغيير قابل ملاحظه نوع آلياژ، سرعت فعل و انفعال و ماهيت دقيق محيطي در معرض آن قرار دارد. جدول شماره 6 نشان مي دهد كه يك طبقه بندي از آلياژ هاي مقاوم به حرارت استاندارد ريخته گري شده در محيط هاي گوناگون. عمليات قالب گيري (ريخته گري). عمليات ريخته (قالب گيري) براي توليد فولاد هاي پر آلياژ اساسا شبيه روش ريخته گري مورد استفاده براي فولاد هاي ساده كربني است. جزئيات عمل ذوب، رتفار فلز و عمليات قالب گيري شامل cleaning of casting , risering , gating در مقالبه تحت عنوان فولادهاي كربن ساده در اين جلد در دسترس هستند. قابليت جوش كاري: فولاد هاي پر كربن مقاوم به خوردگي بسياري از فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شد مقاومت به خوردگي همچون CF-8  يا CF-8M هستند قابل جوشكاري مخصوصا اگر زير ساختار آنها شامل درصدهاي كمي از فاز 8 باشد. اين دو آلياژ ضد زنگ مي تواند بسيار حساس  شود و مقاومت به خوردگي شان كاهش يابد. اگر در معرض دماهاي بالاتر از 425c يا 800F قرار بگيرند. در حين جوشكاري بايد دقت زيادي شود تا م مطمئن شويم كه اجزاء توليدي يا ريخته گري شده بيش از حد گرم نشده اند. به همين دليل فولاد هاي ضد زنگ  هيچگاه پيش گرم نمي شوند. در موارد زيادي محل جوش سرد مي شود با پاشيدن قطرات آب (پاشش) حين حركت و جوش دادن براي كاهش دما تا c 150 يا پايين تر از آن. بعضي از جوشكاري انجام شده روي گروه هايي از مقاوم به خوردگي تاثير مي گذارد روي مقاومت به خوردگي آلياژهاي ريخته گري شده دما براي بسياري از نوع هاي ديگر ريخته گري شده در شرايط جوشكاري شده رضايت بخش بوده است. مقاومت به خوردگي آنها تغيير نكرده)به دليل اينكه در محل جوش كربن آزاد شده و كاربيدهاي كرم تشكيل شده و درصد كرم در آنجا پايين مي آيد. جايي كه شرايط به شدت خورنده (خوردگي بالا) يا جايي كه SCC ممكن است يك شكل باشد عمليات حرارت دوباره بصورت كامل ممكن است مورد نياز باشد بعد از جوشكاري. حرارت دادن قطعه ريخته گري شده بالاتر از 1065 درجه سانتي گراد يا 1950 فارنهايت و سرد كردن سريع آن كاربيدهاي رسوب كرده در حين جوشكاري را دوباه حل كرده و باعث مي شود كه مقاومت به خوردگي برگردد. جايي كه بيشترين مقاومت به خوردگي مورد نياز است و عمليات حرارتي منطقه جوش خورده (آنيل محلولي) نمي تواند انجام شود. عناصر آلياژي مشخصي را مي تواند به صورت كاربيدهاي پايدار اضافه شوند. هر چند ؟ بيوم و تيتانيم هري دو، شكل كاربيدهاي پايدار هستند، تيتانيم در حين عمليات ريخته گري به سرعت اكسيد مي شود و بنابراين بندرت استفاده مي شود. آلياژ CF-8C پايدار شده بانتوبيوم مورد استفاده زيادي دارد در ريخته گري اين گروه آلياژي استحكام كاربيدهاي نئوبيوم از تشكيل كاربيدهاي كروم مي شود و در نتيجه آن كاهش كروم از فلز پايه است بنابراين اين گروه آلياژي مي تواند جوشكاري و بدون عمليات حرارتي بعد از جوشكاري. فولاد هاي ابزار گرم كار (نوع H) فولادهاي ابزار براي ساخت قالبهاي گرم كار، بر سه گروه تقسيم مي شوند. 1- فولادهايي كه عنصر آلياژهاي اصلي آنها كرم است. 2- فولادهايي كه عنصر آلياژي اصلي آنها تنگستن مي باشد. 3- فولاد هايي كه عنصر آلياژهايي اصلي آنها موليبدن مي باشد. فولادهاي ابزار گرم كار از خواص فيزيكي خاص برخوردار هستند كه فولادهاي سرد كار يا برشي فاقد آنها هستند. انتخاب يك فولاد گرم كار بستگي به شرايط كاربردي داشتند و بخصوص يك فولاد ابزار گرم كار، نمي تواند براي شرايط مختلف كاربردي مناسب باشد. شرايط كاربردي نظير حداكثر دمايي كه قالب هنگام كار كردن به آن مي رسد، نحوه بارگذاري و نحوه خنك كردن قالب نوع فولادها را تعيين مي كند، انتخاب صحيح نوع فولاد و عمليات حرراتي مناسب، موجب افزايش عمر و كاركردن يك قالب مي باشد. چقرگي قالبها، يكي از مهمترين خواص كاركرد يك قاب بوده و به همين دليل بعد از سخت كراي اين فولادها را بيشتر از يك بار تميز مي كنند، زيرا تكراري عمل تمپر كرردن موجب كاهش بسيار زياد آسنتيت باقيمانده و مارتنزيت تميز شده مي گردد. خنك كاري مناسب باعث جلوگيري از گرم شدن موضعي قالب شده و قالب ها مي توانند در دماي پايين تر و يكنواختي كار كنند قالبهاي ريخته گري مداوم، با گردش آب در داخل قالب و قالبهاي آهنگري با پاشيدن آب يا هواي فشرده خنك مي شوند. نگهداري قالبها زمانيكه كار نمي كنند بايد بگونه اي باشند تا نقاط زنگ زده روي قالب تشكيل نشود. زيرا نقاط زنگ زده مي توانند محل شروع تخريب قالب باشند. فولادهاي كار گرم حاوي كرم (H10-H19) عنصر آلياژهاي اصلي اين فولادها كرم بوده و بعضي از موارد تنگستني، موليبدن و واناديم نيز افزوده مي شوند. ميزان كربن اين فولادها نسبتا پايين (0.35- 0.40%) مي باشد اين عنصر چقرگي آنها در سختي 400-600H بهبود مي بخشد. ميزان بالاي كرم سبب هوا سخت شدن اين فولادها مي باشد. حضور تنگستن و موليبدن در فولادها H4, H10، موجب حفظ استحكام و سختي در دماي بالا شده ولي تعدادي از چقرگي را كاهش مي دهد. در اين گروه، فولادهاي H13, H12, HH بيشترين كاربرد را دارند از مزاياي اين فولادها مي توان به حفظ استحكام و سختي تا دماهاي c500 با انعطاف پذيري خوب اشاره كرد. فولادهاي ابزار گرم كار حاوي تنگستن (H21-H26) فولادهاي اين گروه شامل 2-4% cr, 9-18%w و كربن (به ميزان كم) ميب اشند كه در بعضي از اين فولادهاي عناصري نظير موليبدن نيكل و وااناديم نيز افزوده مي شوند. در ميان فولادهاي كرم كارف فولادهيا اين گروه بيشترين استحكام در دماهاي بالا را داشتند ولي چقرگي اين فولادها كمتر از فولادهاي گرم كار حاوي كرم مي باشندو مقاومت فولادهاي اين گروه در برابر شوكهاي حرارتي كم بوده و به همين دليل قالبهاي از فولادهاي اين گروه نمي توانند با گردش آب در داخل قالب خنك شوند. كاربرد اين فولادها در ساخت قالبهايي كه نياز به حداكثر سختي در دماي بالا را دارند مي باشند و در ساخت قالبهاي اكسترود برنج و فولاد ها استفاده مي شوند. فولادهاي گرم كار حاوي موليبدن (H41-H43) بخاطر آلياژي اصلي اين فولاد ها موليبدن، گرم و واناديم با مقادير مختلف كربن مي باشد خواص اين فولادها شبيه فولادهاي گرم حاوي تنگستني بوده و مزيت اصلي اين فولاد ها بسيار محدود بوده و به ندرت براي ساخت قالبهاي گرم كاب ه كار برده مي شوند. عمليات حرارتي: آنيل كردن اصولا ؟ مناسب جهت آنيل كردن اين فولادها 815 – 900c مي باشد. گرم و سرد كردن هنگام آنيل كردن بايد آهسته و به طور يكنواخت باشد ميزان سرد كردن در اين فولادها تا دماي 400c ؟ بيشتر از 500c/h باشد و جهت حفظ كيفيت سطح كار، استفاده از اتمسفر خنثي در ك؟ پيشنهاد مي گردد. سخت كاري: قبل از سخت كاري اين آلياژها آنها را نش گيري مي كنند كدهاي تنش گيري پيش از سخت كاري c 730-c650  مي باشد. تمامي سخت كاري اين فولادهاي نسبتا بالا و حدود 1100 مي باشد. بنابراين به منظور جلوگيري از پوسته پوسته بودن استفاده اتمسفر خنثي يا نكي در كوره توصيه مي گردد هنگامي ك؟ به c 1100 مي رسد، كاربيدهاي از نوع M23c6 موجود در اين فولادها حل مي شود. حلاليت اين نوع كاربيد از آن جهت حائز اهميت مي باشد. كه موجب حل شدن كربن در آلياژ؟ شده كه پس از از سخت كاري موجب تشكل ساختار مارتزيت پر كربن با حداكثر سختي مي گردد. حق سختي پذيري فولادهاي گرم كار بسيار بالا بوده و هوا سختي براي تشكيل ساختار مارتنزيتي كافي است. تمپر كردن: اكثر فولادهاي گرم كار هنگام تمپر تحت فرآيند سخت كاري ثانويه قرار گرفته و بنابراين دماي تمپر كردن اين فولادهاي حدود c 500 مي باشد رسوب كاربيدهايي از نوع M6c, Mc، ين تمپر موجب افزايش سختي با سختكاري ثانويهن مي گردد. حضور عناصري نظير موليبدن، تنگستن و واناديم و ميزان كافي بودن كربن، موجب تسريع سختي ثانويه مي شود. اين فولادهاي به منظور به حداقل رساندن آستنيت باقيمانده و مارتزيت تميز شده و كسب افزايش و چقرگي اين فولادها مي شود بيشتر از يكبار تمپر مي شوند. فولادهاي زنگ نزن آستنيتي: فولادهاي زنگ نزن را براي استفاده در محيط هاي اتمسفري آب دريا و انواع مختلف محيط هاي شيميايي انتخاب مي كنند. اما، بستگي به نوع محيط، بايد فولاد با تركيب شيميايي مناسب انتخاب مي شود. بجز مقاومت در برابر محيط هاي خوزنده خاص فولادهاي زنگ نزن آستنيني داراي خواص متالوژيكي زير نيز هستند. تبديل آستنيت به مارتزيت در اثر كار مكانيكي سرد، كاهش كربن و عنصر آلياژ‌هاي كرم براي حذف امكان تشكل كاربيد كرم و جلوگيي از خوردگي ؟ دانه اي. آلياژهاي كردن با مولبدن براي افزايش مقاومت در برابر خوردگي ؟ و استفاده از درصدهاي بالاي عناصر آلياژهاي كرم و نيكل براي افزايش استحكام درهاي بالا و مقاومت در برابر پوسته شدن. فولادهاي زنگ نزن آستنيني اغلب در دماهاي بالا آنيل مي شوند تا عمل تبلور مجدد وانحلال كاربيدها انجام شود همان گونه در بخش بعدي توضيح داده خواهد شد، براي جلوگيري از تشكيل كاربيد، پس از آنيل اين نوع فولادها اگر آب سريع سد مي كنند حداق خواص معمولي فولادهاي زنگ نزن آستنيتي در شرايط آنيل شده عبارتند از: استحكام تسليم mpa 305 استحكام نهايي كشش mpa 515 و ازدياد طول 40% فولادهاي زنگ نزن آستنين نوردي خوب تك فازي بوده و عاري از كاربيد فريت و يا فازهاي ديگراند در اين فولادهاي، تمام عناصر آلياژي به صورت محلول جامد جامد در شبكه بلوري آن وجود دارند. در اين شرايط فولاد بهترين مقاومت به خوردگي را دارند. گروه ماتنزيتي شامل آلياژهاي CA-9NM, CA-15H, CA-60, CA-15 آلياژ CA-15 داراي كمتري مقدار كرم مورد نياز براي اينكه اين آلياژ ضد زنگ شود. اين آلياژها داراي مقاومت خوردگي خوب در اتمسفر وهمچنين در بسياري از محيط هاي آلي نسبتا آرام (ضعيف) مي باشند. CA-40 آلياژ پر كربن بهينه شده (اصلاح شده) آلياژ CA-15 است كه براي دستيابي به استحكام بالاتر و سختي بيشتر مي تواند تحت عمليات حرارتي قرار گيرد. آلياژ CA-15m آلياژ بهينه شده CA-15 است كه حاوي موليبدن MO مي باشد. اين آلياژ داراي استحكام خوب دردماهاي بالا مي باشد حضور. نيكل اثر فريته شده (به مزيت تبديل شدن) رادر مقايدير كربن پايين متوازن مي كنند طوري كه خواص استحكامي وسختي آن قابل مقايسه با CA-15 و استحكام ضربه آن بهبود مي يابد. افزون مولي بدن MO باعث افزايش مقاومت به محيط خورنده آب دريا مي شود. محدوده وسيعي از خواص مكانيكي مي تواند در گروههاي آلياژي با اسختار مارتنزيتي حاصل شود. با اعمال عمليات حرارتي مي توان استحكام كششي از 620 تا mpa 1520 و سختي بيش از HB  500  به دست آورد. در صورت استفاده از تكنولوژي مناسب اين آلياژها داراي قابليت جوشكاري و ماشين كاري خوب مي باشند. CA-40 به عنوان ضعيف ترين و CA-6NM به عنوان بهترين آلياژ در اين رابطه مي باشند آلياژهاي مارتنزيتي در پمپم هاف كمپ سورها، شير آلات، توربين هاي هيدروليكي، استفاده مي شوند. گريد هاي آستنيتي: گريد آستنتيي شامل CN-7M. CK-20, CH-20 مي باشد، آلياژهاي CK-20, CH-20 آلياژهاي پر كرم و پر كربن باتركيب كاملا آستنيتي هستند كه مقدار كرم از ميزان نيكل بيشتر است اين آلياژها در مقايسه با CF-6 داراي مقاومت خوبي در برابر اسيد سولفوريك رقيق واستحكام خوبي در دماهاي بالا مي باشند. اين آلياژها برابر كاربردهاي ويژه اي در فرآيند هاي شيميايي و در صنايع كاغذ و خمير كاغذ براي جابه جايي كيلويي خمير و اسيد تيتريك استفاده مي شوند. گريد CN-7M آلياژي با مقدار نيكل بالا و حاوي موليبدن و مس است كه به طور گسترده در تجهيزات انتقال اسيد سولفوريك داغ استفاده مي شود اين آلياژ هم چنين مقاومت خوبي در برابر اسيد هيدروكلريك رقيق و محلولات كلريدي داغ دارد. از اين آلياژ در صنايع فولاد سازي و كانتينر هاي نگهدارنده محلولهاي نيتريك- هيدورفلوريك و صنايع كه آلياژ پر كرم نوع CF در دسترس نباشد، استفاده مي شود. گريد هاي فريت: اين گريد ها شامل CC-50, CB-30 است. به طور كلي آلياژ CB-30 توسط عمليات حرارتي قابليت سخت كاري ندارد. در صورت ساخت معمولي اين آلياژ تعادل بين عناصر موجود در تركيب ساختار كاملا فريتي شبيه فولاد ضد زنگ نوع 442 دارد. عناصر موجود در تركيب وجود دارد كه ساختاري كاملا فريت شبيه فولاد زنگ نزن كار شده 442 به وجود مي آيد. با ايجاد تعادل در تركيب به طرف حد پايين كرم و حد بالايي نيكل و محدوده كربن مقداري مارتنزيت در حين عمليات حرارتي ايجاد مي شود وخواص آلياژ به خواص فولاد كار شده سختي پذير 431 مي رسد. آلياژ CB-30 در مقايسه با فولادهاي CA مقاومت به خوردگي عالي دارد براي بدنه شير آلات (سوپاپها) و صنايع شيميايي و غذايي استفاده مي شود (در بسياري از كاربردها بخاطر استحكام به ضربه پايين CB-30 ، فولادهاي آستنيتي با نيكل بالانوع CF جايزگين آن شده است آلياژ پر كرم cc-50 بخاطر مقاومت خوبي كه در برابر خوردگي اكسيدي، مخلوط اسيدنيتريك و سولفوريك و ليكورهاي قلياي) دارد. در قطعايت كه در تماس با آبهاي اسسيدي و صنايع توليد نيتروسلولز استفاده مي شوند براي دستيابي به استحكام ضربه بالا آلياژي با نيكل بيشتر از 2% ونيتروژن 15% ساخته مي شود. گريدهاي آستنيتي – فريتي اين گريد شامل CF-8A, CF-8, CF-3A, CF-3, CE-30 CF-16F, CF-8C, CF-8M, CF-3MA, CF-20 و  CG0-8M مي باشد. ساختار اين آلياژها معمولا شامل 5-40% فريبت بسته به نوع گريد، تعادل بين عناصر آسنتيت زا و فريت زا در تركيب مي باشد. اين مقدار فريت قابليت جوش كاري آلياژها را بهبود، استحكام مكانيكي و مقاومت به scc را افزايش مي دهد. ميزان فريت در يك قطعه ريختگي مقاوم به خوردگي مي تواند از روي تركيب آلياژ و با استفاده از دياگرام شوفر (شكل 3) تخمين زده مي شود. همچنين با استفاده از عكس العمل آنها نسبت به تجهيزات اندازه گيري مغناطيسي تخمين زده مي شود. آلياژ پر كرم و پر كربن CE-30 داراي مقاومت خوبي در برابر اكسيد سولفوريك دارد و مي تواند در شرايط پس از ريخته گري as- cast استفاده شود. اين آلياژ بطور گسترده براي قطعات ريختگي مجموعه هاي جوش كاري شده كه نمي توانند به طور موثر تحت عمليات حرارتي قرار گيرد استفاده مي شود. آلياژ CE-30A گريد فريتي كنترل شده بخاطر استحكام بالا و مقاومت scc در اسيد پلي تيونيك درصنايع نفت استفاده مي شود. آلياژهاي CF گروه اصلي توليدات ريختگي مقاوم به خوردگي را تشكيل مي دهند در صورتي كه اين آلياژ ها به طور مناسب تحت عمليات حرارتي قرار گيرند مقاومت به خوردگي آن ها بهبود مي يابد و به عنوان بهترين گريد شناخته مي شود. آنها داراي قابليت ريخته گري، ماشين كاري، وجوشكاري خوب وهمچنين استحكام و چقرگي بالا در دماهاي زير -225c مي باشد. آلياژ CF-8 معادل فولاد زنگ نزن 304 مي باشد و به عنوان آلياژ اصلي پايه شناخته مي شود و بقيه آلياژها به عنوان آلياژها به عنوان آلياژ فرعي از اين نوع آلياژ به شمار مي روند آلياژ CF-8 داراي مقاومت عالي در برابر اسيد نيتريك ومحيط هاي اكسيدي قوي مي باشند. گريد پر كربن CF- 20 در مقايسه با CF-8 در محيط هاي با قدرت خورندگي كمتر استفاده مي شود و آلياژ كم كربن CF-3 براي كاربردهاي كه قطعات ريختگي بدون عمليات حرارتي بعدي به هم جوش داده مي شوند استفاده مي شود. آلياژهاي CF-3M و CF-8M حاوي موليبد به منظور بهبود مقاومت به احياء شيميايي، انتقال اسيد سولفوريك رقيق، اسيد استيك، كيلور صنايع كاغذ سازي استفاده مي شود. آلياژ CF- 8M همواره به عنوان گريدي براي استفاده از پمپها و شير آلات مقاوم به خوردگي استفاده مي شود. CF-3M بخاطر مقدار كربن پايين مي تواند بدون عمليات حرارتي پس از جوشكاري استفاده شود. آلياژ پايدار شده با فيوبيوم CF-8C، آلياژCF-8 يكسان مي باشد. بنابراين قطعات ريخته گري از اين آلياژ كه استفاده مي شود مقاومت به محيط هاي خورنده مشابه به CF-8 دارند اما ناحيه كه جوش مي خورد يا در دماهاي گاز 65 درجه كاري مي كند مورد بحث است. گريد هاي CF-3MA, CF-8A, CF-3Aدر مقايسه با آلياژهايCF-3M, CF-8, CF-3 داراي خواص مكانيكي بالا مي باشد اين موضوع بخاطر بالانس تركيب براي ايجاد فريت كنترل شده است كه اطمينان از استحكام كافي را حاصل مي كند از اين گريد در صنايع هسته اي استفاده مي شود گروه CF- 16F داراي مقدار اضافي سلينيوم براي تقويت ماشين كاري، قطعات ريختگي، كه نيازمند مته كاري و حديده كاري وامثال آنها است مي باشد. اين گريد در كاربردهاي شبيه كاربردهاي CF-20 مورد استفاه قرار مي گيرد. آلياژ CG-8M در مقايسه با CF-8m داراي مولي بدن بيشتري مي باشد و در كاربردهايي كه نيازمند به مقاومت بالاتري در برابر محلول هاي اسيد سولفوريك و سولفور باشد ترجيح داده مي شود. اما بر خلاف CF-8M براي كاربردهاي كه با اسيد نيتركي يا ديگر محيط هاي اكسايشي قوي در تماس دارد مناسب نيست. آلياژهاي دوبلكس (دوگانه) اين آلياژها در مقايسه با آلياژ هاي آستنيتي داراي استحكام تسليم كششي بالاتري مي باشد. اين امر باعث تفاوت در عمر اقتصادي (مفيد) به عنوان مثال در صنايع شيمايي، فرآيند هاي با آهنگ جريان وفشار بالا مي شود. در صورتيكه استحكام بالا اجازه كاهش ضخامت ديواره، لوله ها، تيرهاي مبدل حرارتي تانك ها، ستونها، تجهيزات دهد. صرفه جوئي در هزينه مي تواند به حد واقعي برسد. براي تجهيزات چرخشي نظير سانتريفوژ، جرم تجهيزات با استفاده از فولادهاي دوبلكس مي تواند كاهش پيدا كند. در موتورها و چرخ دنده ها بخاطر بار اعمالي كوچك صرفه جويي بيشتر حاصل مي شود. بعضي از اوقات در ساخت پمپها و شير آلات مستحكم از فولادهاي دوبلكس استفاده مي شود كه اجازه وارد شدن فشار بالاتر و كاهش هزينه با استفاده از ديواره هاي نازك داده مي شود. زيرا با استفاده از اين فولادها چرم را مي توان با كاهش مقاومت ديواره ها كم كرد كه همان صرفه جويي اقتصادي است. آلياژهاي رسوب سختي اين آلياژ شامل CD- 4MCU, CB-7CU مي باشد، آلياژ CB-7CU يك آلياژ مارتنزيتي كم كربن مي باشد كه ممكن است شامل تعداد جزئي از فريت  يا آستنتي باقيمانده باشد مقاومت، به خوردگي CB-7CU حد فاصل بين گريد CA و آلياژ سختي ناپذير CF مي باشد درنتيجه اين آلياژ زمانيكه تركيبي ازاستحكام ومقاومت به خوردگي بالا نياز باشد مورد استفاده قرار مي گيرد. قطعات ريخته شده از CB-7CU در شرايط حل سازي شده ماشين كاري مي شوند و توسط عمليات پير سازي در دما پايين (C0 595 تا 480) سخت كاري مي شود به خاطر اين قابليت گريد CB-7CU در كاربردهايي نظير صنايع هواپيمايي و فرآيند هاي غذايي كه تحت تنش بالا قرار دارند استفاده مي شود. گروه CD- 4MCU يك آلياژ دو فازي با ساختار فريت و آستنيت مي باشد كه به خاطر تعداد بالاي كرم و كربن پايين ساختار مارتنزيتي در حين عمليات حرارتي حاصل شده است. آلياژ CD-4MCU شبيه گروه CB-7CU مي تواند توسط عمليات پير سازي در دما پايين سخت شود. اما اين آلياژ معمولا در شرايط تابكاري و حل سازي استفاده مي شود در اين شرايط استحكام آن ها دو برابر گروه CF است. و مقاومت به خوردگي آنها بهينه مي باشد. مقاومت به خوردگي اين آلياژ در مقايسه با انواع CF بهتر يا يكسان است وهمچنين داراي مقاومت عالي به SCC  در محيط هاي كلريدي و مقاومت در برابر اسيد نيتريك و سولفوريك مي باشد. اين گروه در ساخت پمپها، شيرآلات، قطعات تحت تنش، تجهيزات درياي، شيميايي صنايع كاغذ كه در اين صنايع به تركيبي از مقاومت خوردگي بالا و استحكام بالا نياز است مورد استفاده قرار مي گيرد. كاربردهاي آلياژهاي نوع H آلياژهاي آهن – كرم شامل گريدهاي HD- HC- HA مي باشد آلياژ HA داراي كاربرد دماي پايين مي باشد بخاطر استحكام پايين ومقاومت ضعيف در برابر خوردگي گازي در دماي بالا اين آلياژ در شير آلات و فلانژها جائيكه تنش پايين وارد مي شود استفاده مي شود. آلياژهاي HD- HC مي توانند براي انتقال بار تا دماهاي بالاي C0 650 در مورد بارهاي كم تا بالاي C0 104 مورد استفاده قرار گيرد اين گريد با تشكيل فاز 6 در محدوده دمايي C0 650 الي دچار تردي مي شود. HD, HC از نظر مقاومت به خوردگي شبيه هم هستند در حاليكه گريد HD استحكام بالاتري دارد.  هر گروه در كوره هاي تشويه مواد معدني و در كاربردهاي با مقدار سولفور بالا جائيكه به استحكام بالا نياز نيست استفاده مي شود. آلياژهاي نيكل كرم- آهن اين گروه شامل HL, HI, Hk,HH, HF, HE مي باشد ساختار اين گريد غالبا يا كاملا آستنيتي مي باشد ودر مقايسه با گريد آهن كرم داراي استحكام و داكتيليته بهري مي باشند آلياژ HE داراي مقاومت به خوردگي عالي واستحكام كاي در دماهاي بالا مي باشد اين تركيب از مقاومت به خوردگي واستحكام آلياژ HE را براي كاربردهاي تا دماي C0 1095  مفيد مي سازد گروه. HE در كاربردهايي با مقدار سولفور بالا نظير كوره هاي تسويه و كوره هاي وفولاد سازي استفاده مي شود اين آلياژ مستعد به تشكيل فاز در دماي 650 الي 870 مي باشد. اما در آلياژ HF فاز تشكيل نمي شود. و مي تواند تا دماي C0 870 استفاده مي شود. اين آلياژ استفاده مي شود لوله هاي تامين كننده و ميله هاي هيترهاي تصفيه روغن و كوره هاي عمليات حرارتي، كوره هاي سيمان گريد HH داراي استحكام بالا و مقاومت عالي اكسيداسيون در دماي C0 1905 مي باشد. ساختار آن مي تواند با متعادل شدن آن شامل مقدارجزئي از فريت يا كاملا آستنيتي باشد و محدوده وسيعي از خواص را دارا باشد. به همين خاطر تركيب آلياژ HH با توجه به كاربرد بطور مناسب انتخاب مي شود. آلياژ با مقدار جزئي فريت يا نوع I، داراي استحكام خستگي نسبتا پايين و داكتليته بالاتر در دماي بالا در مقايسه با آلياژهاي آستنيتي نوع II مي باشد. نوع I همچنين مستعد به تشكل فاز 6 در محدود و دمايي 650 الي 870 مي باشد. آلياژ نوع II در اين محدوده، دمايي ترجيح داده مي شود. هر دو نوع به طور گسترده در صنايع كوره سازي استفاده مي شود، اما براي كاربردهاي دما بالا سيكلي استفاده نمي شود. اما براي سيكلهاي دماي بالا استفاده نمي شود. گريد HI شبيه آلياژ كاملا آستيتي HH مي باشد اما تعداد كرم بالا باعث استفاده از آن در دماهاي بالاي C0 180 مي شود. كاربرد اصلي آن در صنايع توليد كلسيم و منيزين است. آلياژ HK داراي استحكام خزش و گسيختگي بالائي است و مي تواند در كاربردهاي سازه اي تا دماي C0 1150 استفاده مي شود همچنين داراي مقاومت به خوردگي گاز داغ عالي دارد. اغلب براي قطعات كوره تجهيزات توليد بخار و تيوبهاي پرويز اتيلين استفاده مي شود. گريد HL خواص شبيه HK دارد. ومقاومت به خوردگي بالائي در محيط هاي حاوي سولفور بالا در 980 دارد. اين آلياژ معمولا در تجهيزات تفكيك گاز استفاد مي شود. آلياژ هاي كرم- نيكل – آهن اين گريد شامل Hx, Hw, Hu, HT, Hp مي باشد، در اين گريد نيكل عناصر آلياژي اصلي است. آن ها هم چنين براي استفاده در دماي C0 115 مناسب و مقاوم به خستگي حرارتي و شوك حرارتي وارد شد. توسط چرخه هاي دمايي شديد مي باشد. اما گريد هاي پايه نيكل براي محيط هاي سولفور بالا مناسب نيستند. آلياژ HW خواص شبيه HK دارد. اين آلياژ در فيكسچرليم كاري، كوره ها، قطعات استفاده مي شود. گريده HP مقاومت خوبي در محيط هاي كربوره و اكسيدي دارد و داراي استحكام خوب در محدوده دمائي 900 الي 1095 مي باشد اين آلياژ معمولا براي فيكسچرهاي عمليات حرارتي، تي؟ شعاعي، كوبل هستير، پيروليز اتيلن استفاده مي شود. آلياژ HT مي تواند در شرايط اكسيدي تا C0 1150 و شرايط احيا؟ تا C0 1095 مقاوم باشدو بطور گسترده در قطعات كوره هاي عمليات حرارتي كه در معرض سيلكهاي حرارتي قرار دارند استفاده مي شود مثل ريلها و ديسكها و زنجيرها ... استفاده مي شود. آلياژ HU مقاومت عالي به خوردگي گاز داغ، خستگي حرارتي و استحكام بالا در دماي بالا دارد. و در كوره ها استفاده گسترده اي دارد. گريد هايH x, Hw مقاوت شديدي به اكسيداسيون، شوك حرارتي و خستگي دارد. مقاومت الكتريكي بالاي اين گريد را براي توليد المنت هاي حرارتي الكتريكي مناسب مي سازد هر دو گريد مقاومت شديدي به كربوزاسيون دارند. زماني كه درمعرض نمك هاي سيانيدي و عمليات باز پخت قرار مي گيرند. مقدار بالاي عنصار آلياژي در گروه Hx آن را مقاوم تر به خوردگي گاز داغ مي كند مخصوصا در برابر گاز هاي احيائي حاوي سولفور، در حالي كه گريد Hw براي اين كاربرد توصيه نمي شودو هر دو گريد معمولا كانتينر عمل سرب مذاب، نيكچر فيكسچر آبدهي، قطعات كوره ها استفاده مي شود. هر دو گروه عملا استفاده مي شود. فولادهاي آستينتي منگنز دار تركيب فولادهاي آستنيتي منگز دار مي تواند براي دستيابي به تركيب هاي مختلف از استحكام، داكتيله، مقاومت خزشي و قابليت ماشين كاري تغيير كند (ASTM , A128) فولاد هاي ريختگي منگز دار در كليه ابعاد براي كاربردها زيادي مصرف مي شوند. فولادهاي منگنز دار حاوي كرم به عنوان عنصر آلياژي بر اساس استاندارد A128  به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرند. قطعات ريخته گري crucher با ضخامت متوسط 50-128mm2-5in معمولا افزايش (بهبود) عمر سايشي نشان مي دهند اين امر به حضور عنصر آلياژي كرم نسبت داده مي شود. فولادهاي منگنز دار حاوي m را مي توان به دو گروه تقسيم بندي كرد: گروه اول حاوي (Mo%)و گروه دوم حاوي 2% MO هستند. علاوه بر اين گروه MO%1 تقسيم شده به بخش آلياژ معمولي و گروهي كه ناميده شده آلياژ خم شونده گروه آلياژ خم شونده آستنيتي حاوي %7-5 منگنز هستند اين تركيب معمولا حاوي %14-12 فولاد منگنزي آستنيتي است. گروه آلياژهاي معمولي 1% MO مي تواند حاوي مقادير كربن در محدود 0.8 تا 1.3% باشد. هر يك از اين حدود كربن مي تواند فريت و سودمندي متفاوتي را فراهم كنند. نظم سنگين (جزء سنگين) خواص مكانيكي اصلاح شده دارد و بهبود يافته مقاومت به كاهش خواص مكانيكي آن بهبود خواص مكانيكي اجزاء بزرگ اين آلياژ و بهبود مقاومت به كاهش خواص مكانيكي آن به عنوان نتايج ؟ بالا مي تواند راهنماي استفاده از اين مواد كم كربن باشد. از گروه پر كربن آن مي توان در جايي كه بهبود مقاومت سايشي مورد نياز است استفاده شود در گروه فولادي ؟ 1%MO دار ب؟ استفاده مي شود در كاربرد هاي crushing آنها اين محدوديت بخاطر داكتيليته پايين و ؟ پذيري مجاز كم آنها است. كار غني سريع در اين گروه موجب مي شود كه بهبود در دوام عمر از موارد استفاده آنها به وجود مي آيد. همچون آسياب هاي گل؟ و آسيباب هاي ميله اي. گروه هاي 2% مولبيدن بر طبق طبقه بندي در جدول 7 داراي 15-12 Mn هستند. مقدرا كربن مي تواند تغيير كند از 105% تا 1 در آلياژهايي كه ممكن است دستخوش عمليات حرارتي آستنيتي يا عمليات سخت سازي پركنده ي شوند. براي دست يافتن به فولادهاي منگنز دار با استحكام تسليم بالا گروه 2% Mo را تست عمليات سخت سازي پراكنده شدن در ساختار استحكام تسليم بهبود يابد و افزايش پيدا كند. مشخص است كه استحكام تسليم بالا مطلوبست از كاربردهاي قطعات ريخته گري همچون فك؟ بزرگ و (قطعات) اجزاء توگرد (فرورفته) گروه 2% MO مي تواند به دليل استحكام تسليم جنبي كه دارد و بهبودي را در دوام عمر داشته باشد اگر دچار عيب زود هنگامي نشود. بنابراين اهميت اقتصادي شامل اين موضوع مي شود كه بايد تخمين زده شود افزايش قيمت كه رابطه با افزايش طول عمر قطعه. يعني اينكه با افزايش طول عمر قيمت چقدر افزايش مي يابد. گروه قابل ماشين كاري فولادهاي منگنز دار ليست شده در جدول 7 نسبتا نقشي مشابه با فولادهاي منگنز دار با استحكام بالا دارند. اما در بعضي ناحيه ها خواص متفاوت دارند. فولادهاي آستنيتي منگنز دار قابليت ماشين گاري ضعيفي دارند. و حتي بايد در براده برداري و سوراخ كاري آنها توجه شود. بنابراين فولادهاي منگنز دار قابل ماشين كاري نسبت به فولادهاي زنگ نزن كار پذير نوع 308 فريت بالاتر و بهتري دارند در سوراخ كاري و ماشين كاري. خواص مكانيكي خواص مكانيكي تركيبات نشان داده شده در جدول 7 بيان شده در نمودارهاي 12 و 15 propenty in pairment به عنوان نتيجه افزايش ابعاد ؟ و كاهش عكس العمل به عمليات حرارتي 21% شده. هم گروه ها بجز آستنيت كم و گروههاي قابل ماشين كاري استحكام UTS تقريبا 872 MP در قطعه 25mm دار؟ گروه هاي كروم دار و گروه هاي 2% MO استحكام تسليم 414 درصد يا بالاتر را نشان مي دهند. در حاليكه در همين جدول آلياژ با استحكام تسليم بالا كه از آلياژ 2% MO حاصل مي شود. استحكام 655 MPO را در ابعاد 25MM دارد درصد تغيير طول و استحكام ضربه داده هاي استنثنا گروه 1% MO قطعات سنگين ؟ هستند، در حاليكه آلياژ lean 1% MO خواص بسيار ضعيفي را در اين مورد نشان مي دهد. هدايت مغناطيسي كم را مي تواند خيلي و بطور اقتصادي به دست آورد. تركيب مقاومت سايشي و هدايت مغناطيسي كم فريت خوب در استفاده فولاد منگنز دار پوشش مغناطيسي ورق هاي نازك.   قابليت ماشين كاري: فولادهاي منگز دار آستنيني، ماشين كاري آنها عمدتا مشكل است. زيرا آنها در زير و جلوي ابزرا كار (براده بردار، سوراخ كن) سخت مي شوند. حتي مقدار خيلي كمي شل بودن ابزرا كه سختي خيلي زياد هم دارد منجر كند شدن و حتي نازك شدن ابزار مي شود. براي ماشين كاري آنها بايد از ابزارهاي از جنس كاربيدهاي شما؟ يا فولادهاي حاوي كبالت استفاده كرد همچنين ابزار بايد تيز باشد زيرا در غير اينصورت كار ؟ زيادتر مي شود. و نيز ماشين بايد صلب و در محل كاملا مستقر باشد تا حركند نكند، سرعت ماشين كاري كم بوده تا عمر ابزار كاهش نيابد. در صورت امكان سوراخ ها را در هنگام ريخته گيري و با استفاده از ماهيچه ايجاد كرد و حتي الامكان ماشين كاري براي ايجاد سوراخ انجام نشودو استفاده از روغن كاري هاي حاوي گوگرد ماشين كاري آن نيز توصيه مي شود. انجام شود اگر مطلوب باشد به طور معمول با؟ ماشيني لايه روبي، پياله ها و بوش ها نيز از فولاد هاي آستنيتي منگنز دار به طور وسيع در اين كاربرد ها مورد استفاده قرار مي گيرد. كاربردهاي ديگر شامل صفحه فولادي جرثقيل چرخ ها و زنجيره ها.... مي باشد.     در بعضي تاسيسات افزايش در مقاومت سا؟ و كاهش داكليته مي تواند منجر به شكست زود رس در شرايط كاري سخت شود. شكل 12 انعطاف پذيري كششي (درصد ازدياد طول كششي) در فولاد كرم – منگنز با ضخامت mm 150 را نشان مي دهد كه در مقايسه با گرايد استاندارد 30 الي 40 درصد كاهش را نشان مي دهد. مقايسه خواص ضربه اي نيز كاهش (صدمه) معيني نشان مي دهد. سنگين، تجهيزات صلب، آهسته، تغذيه پايدار و برشها عميق) يك كارگاه ماشين مجهز كه از تكنيك هاي سايشي استفاده مي كند مي تواند تمام اعمال ماشين هاي ابزار اصلي را انجام دهد. عمليات مشابه planning , keyway catting ,          قابليت جوش كاري: تعمير جوش، ساخت مجدد و عمليات مونتاژ مرتبا انجام مي شود سيم هاي جوش فولادهاي منگنز دار آلياژي شده با كرم –نيكل و مولي بدن والكترودها به سهولت در دسترس مي باشد با احتياط قابل قبول همه عمليات معمول جوش كاري مي تواند انجام پذير. فلز كار سختي شده بايد قبل از جوش كاري توسط سنگ زني برداشته شود استفاده از فولادهاي 1% مولي بدن در ريخته گري موجب بهبود در مقاومت در برابر ؟ مي شود. كاربردها: فولادهاي آستنيتي منگنز دار بطور گسترده در كاربردهاي سايشي (سنگ زني) و آسيابها و سنگ شكن ها) استفاده مي شود. پوشش اوليه و ثانويه سنگ شكن ها و آسيابها مي تواند از نظر وزني 4 تا 25 تن تغيير كند. (جزء بالايي و پاييني براي كاهش وزن كلي استفاده مي شود) وزن گلوله سنگ شكن ها و آسياب ها(crusher) گوه اي توليد شده به روش ريخته گري از 180 تا 3400 كيلوگرم مي باشد همواره در گلوله هاي crusher، فك هاي سنگ شكن صفحات سايشي چكش ها، ميله هاي كوبه و رينگها از فولادهاي آستنيني منگز دار استفاده مي شود. بيل هاي قوي با ضعيف m19 بااستفاده از تكنيك هاي مونتاژ ريخته گري- جوش كاري ساخته مي شوند وزن cross ها مي تواند 50 تن در حالي كه وزن بيل هاي بزرگ kg 2720 مي رسد. در چرخ دنده هاي مياني، دندانه هاي چرخ زنجير sheaues و صفحه دنده نيز بطور گتسترده استفاده مي شود. جدار (روكش) و پمپها بزرگ با وزن 2270 الي kg 9070 نيز به طور گسترده با استفاده از ريخته گري توليد مي شوند قطعات ؟ ديگر شامل Impeller و موتورها و صفحات دو طرف مي باشد ساخت مجدد با جوش مي تواند. فولادهاي پر آلياژ.. 1 فولادهاي پر آلياژ مقاوم در برابر خوردگي.. 2 فولادهاي آلياژي مقاوم به حرارت نوع H.. 7 فريت در فولادهاي زنگ نزد ريختگي.. 10 كنترل فريت:.. 13 خواص مكانيكي:.. 17 استحكام و سختي:.. 17 خصوصيات خستگي:.. 22 چومگي.. 23 تاثيرات پير سختي:.. 23 ويژگي هاي آلياژ هاي مقاوم به حرارت – افزايش ها در خواص كششي.. 25 خواص خزش و شيب شكست:.. 25 مقاومت به شوك حرارتي:.. 29 مقاومت به خوردگي گازهاي داغ:.. 29 عمليات قالب گيري (ريخته گري)... 29 قابليت جوش كاري:.. 30 فولاد هاي ابزار گرم كار (نوع H).. 31 فولادهاي ابزار گرم كار حاوي تنگستن (H21-H26) 33 فولادهاي گرم كار حاوي موليبدن (H41-H43) 34 عمليات حرارتي:.. 34 تمپر كردن:.. 35 فولادهاي زنگ نزن آستنيتي:.. 35 گريد هاي آستنيتي:.. 38 گريد هاي فريت:.. 38 گريدهاي آستنيتي – فريتي.. 39 آلياژهاي دوبلكس (دوگانه).. 42 آلياژهاي رسوب سختي.. 43 كاربردهاي آلياژهاي نوع H.. 44 آلياژهاي نيكل كرم- آهن.. 44 آلياژ هاي كرم- نيكل – آهن.. 46 فولادهاي آستينتي منگنز دار.. 47 خواص مكانيكي.. 50 قابليت ماشين كاري:.. 51 قابليت جوش كاري:.. 52 كاربردها:.. 53

سوهان کاری

خان کشی، اره کاری، سوهان کاری

خان کشی

فریند خان کشی که در شکل 1- 26 به تصویر درآمده است یکی از پر تولیدترین فریندهای اساسی ماشینکاری است خان کشی از نظر اقتصادی با فرایندهای فرزکاری و سوراخ‌تراشی رقابت می‌کند و به وسیله آن می‌توان سطوح را با دقت زیاد تراشکاری کرد. خانکشی شبیه صفحه تراشی است با این تفاوت که در خان  کشی تنها با یکبار عبور ابزار، کار خاتمه می یابد در حالی کهدر صفحه تراشی به رفت و آمدهای زیادی نیاز است. در کال تولید از خان کشی برای پرداخت سوارخ ، هزار خار و سطوح تخت استفاده  می‌شود. در این فرایند تغذیه در هر دندانه اختلاف طول دو دندانه متوالی است. خان کشی شبیه اره کاری است با این تفاوت که در اره کاری عمل برش با گذرهای متعدد انجام می‌گیرد.

قلب این فرایند در ابزار آن قرار دارد که دندانه‌های خشن تراش، نیمه پرداخت کن، و پراداخت کن در یک ابزار گرد آمده‌اند. از نقطه نظر تغذیه این فرایند در بین فرایندهای اساسی ماشین‌کاری منحصر به فرد است. تغذیه که تعیین کننده ضخامت تراشه ایجاد شده است در ساختمان ابزار تراش که خان کش خوانده می شودمنظور گردیده است. اغلب شکل سطح تراشیده شده معکوس شکل خان کش است و در بیشتر موارد این امر با یک حرکت خطی رفت و آمدی ابزار در عرض قطعه کار ( یا قطعه کار در عرض ابزار) به وجود می آید:

خان کش از مجموعه‌ای از دندانه ها که هر یک مختصری بلندتر از دندانه قبلی است تشکیل شده استفاده . تغییر اندازه هر دندانه که تعیین کننده عمق تراش توسط هر دندانه (ضخامت تراشه) است پله نامیده می شود. بنابراین در خان کشی به تغذیه نیازی نیست. شکل لبه جلویی دندانه‌ها تعیین کننده شکل سطح ماشین شده است. در نتیجه  به خاطر این شرایط که جزیی از ساختمان ابزار است به حرکتهای پیچیده بین ابزار و قطعه کار نیاز نیست. این شرایط نیاز به کارگر ماشینکار بسیار ورزیده را نیز به حداقل می رساند.

شکل (2-26) نمایشگر یک ماشین خان کش قائم کشیدنی به طرف پایین است. انتهای کشش خان کش از درون قطعه عبور  و کلیدی به شیار آن قفل و از درون قطعه کشیده می‌شود. سپس خان کش از داخل قطعه بیرون کشیده می‌شود. سپس قطعه از کارگیر چپ به کارگیر راست منتقل و بدین ترتیب یک قطعه در هر دوره تکمیل می‌گردد.

شکل 1-26

 

 

 

 

 

اصول و فرایند خان کشی

خان کشی به معنای عبور ابزار (یا کار) از مقابل کار تنها با یک بار رفت و آمد و با سرعت V است. تغذیه با افزایش تدریجی ارتفاع دندانه‌ها تامین می‌شود. میزان افزایش ارتفاع هر دندانه  بسته به این که خراش تراش (t_r) نیمه پرداخت کن (t_s) یا پرداخت کن یا تصحیح تا اندازه نهایی (t_f) باشد تغییر می‌کند. در خان کشهای معمولی تعداد دندانه‌های نیمه پرداخت کن و پرداخت کن 3 تا 5  عدد است. تعداد دندانه های خشن تراش باید به گونه ای تعیین شود که طول خان کشی که برای محاسبه زمان تراش مورد نیاز است از روی آن محاسبه گردد. دیگر طولهای لازم در یک خان کش کشیدنی معمولی در شکل (1- 26 ) نشان داده شده است. اگر تراشکاری سنگین و یا جنس ماده تراشیدنی سخت باشد، طول تراشه شکن قسمت اولیه ممکن است تا چندین دندانه امتداد یابد.

گام یا فاصله بین هر دو دندانه P است و داریم:

شکل (2-26)  

 

 

 

 

 

 

شکل (3-26)

 

 

و همان طور که در شکل 3- 26 نشان داده شده است طول تراش معمولا برابر L_w است.

تعداد دندانه‌های خشن تراش از رابطه زیر به دست می‌آید.

که در آن d کل مقدار فلزی است که باید برداشته شود و t_r  مقدار افزایش ارتفاع در هر دندانه است. برای خان کش کشیدنی طور کلی L_B برابر است با :

طول رفت و آمد. اگر ابزار در مقابل کار حرکت کند برابر با (اینچ) L=L_B-L_w است و اگر کار از مقابل ابزار عبور کند برابر است با L=L_w-L_B

زمان تراش برابر است با:

CT=L/12V

(2-26)

که در آن v سرعت تراش بر حسب فوق در دقیقه است.

نرخ برداشت فلز به تعداد دندانه‌های خشن‌تراشی که با کار درگیر هستند بستگی دارد.

(3-26) اینچ مکعب بر دقیقه برای هر دندانه خشن تراش  نرخ براده‌برداری در هر دندانه که در آن w پهنای دندانه خان کش است.

برای خان کش بزرگتر از قطعه حداکثر تعداد دندانه های خشن تراش درگیر با کار از رابطه n=L_w/P به دست می‌آیید. برای این فرایند نرخ برداشت فلز برابر است با:

اینچ مکعب در دقیقه MRR= 12 t_rWV_n

که در آن معمولا n تا بزرگترین عدد صحیح بعدی گرد می‌شود.

یک خان کش کشیدنی باید آن قدر محکم باشد که به هنگام کشیدن دو تکه نشود. استحکام یک خان کش با حداقل مقطع آن که ریشه اولین دندانه یا انتهای کشش است تعیین می‌شود.

کشش مجاز

 

تنش تسلیم ماده خان کش × حداقل سطح مقطع

ضریب اطمینان 

(4-26)

خان کش فشار دادنی باید به قدری استحکام داشته باشد که هنگام کار کمانه نکند. اگر نسبت طول به قطر (L/D_r) از 25 بیشتر باشد ، خان کش را باید در رده ستونهای بلند در نظر گرفت که با بار اضافی کمانه می‌کند.

اگر L  طول خان کش از انتهای کشش تا اولین دندانه D_r  قطر ریشه در وسط خان کش و s ضریب اطمینان باشد داریم:

بار مجاز

برای L/D_R کمتر از 25 بار معمولی خانکش بار بحرانی به شمار نمی‌رود.

محاسبه حداکثر نیروی فشار یا کشش به تعداد دندانه‌های درگیر (n_B) پهنای تراش (w): افزایش ارتفاع در هر دندانه (t) و استحکام برشی مادة مورد ماشینکاری (t_s) بستگی دارد.

نیروی کشیدن خان‌کش (F_CB) برابر است با:

شکل (6-26)

T_s را می توان با توجه به سختی بر ینل فلزات از شکل (15-26) بهدست آورد. این نیروی تقریبی را می‌توان برای تخمین توان لازم ماشین خان کش به کار برد. تعداد واقعی دندانه‌های درگیر (n_B) از رابطه L_w / P⁶ به دست آید.

امتیازات و معایت خان کشی

به دلیل ماهیت ذاتی ساختمان خان کش، خان کشی یک روش ساده سریع ماشینکاری است. در اینجا رابطه نزدیکی بین شکل مقطع سطح ایجاد شدنی، مقدار ماده‌ای که باید برداشته شود، و طراحی خان کش وجود دارد. به عنوان مثال کل ماده‌ای که باید برداشته شود نمی‌تواند از مجموع پله تعبیه شده برای خان کش تجاوز کند و پله هر دندانه باید باشد که تراشه با حداقل ضخامت مناسب ماده تراشیدنی ایجاد  نماید. بنابراین یا باید برای هر کار یک خان کش‌های ویژه ساخت و یا برای هر قطعه به گونه‌ای باشد که بتوان از خان‌کشهای استاندارد برای آن استفاده  کرد. خان کشی موارد استفاده  زیادی دارد به ویژه برای تولید انبوه مناسب است . چرا که حجم تولید توجیه کننده هزینه بسیار ابزار است. به علاوه برای برخی شکلهای استاندارد و ساده از قبیل جاخار می‌توان از خان کشهای موجود استفاده  کرد.

خان کشی در اصل برای ماشینکاری جاخارهای داخلی گسترش یافته است. البته مشاهده می شود که به علت سرعت این فرایند درتولید انبوه، استفاده  از آن برای سطوح مختلف از قبیل تخت، استوانه‌ای داخلی یا خارجی و نیمه استوانه‌ای و بسیاری سطوح نامنظم دیگر گسترش یافته است. از آنجا که محدودیت کمی برای شکل دندانه‌های خان کش وجود دارد، قطعات تولید  شده به روش خان‌کشی تقریبا هیچ محدودیتی از نظر شکل ندارند. تنها محدودیتهای فیزیکی این است که شکل قطعه نباید مانعی برای ورود یا عبور ابزار ایجاد کند و ماده قطعه کار باید آنقدر محکم باشد که تحمل نیروهای وارده را بنماید. برای خان کشی داخلی، لازم است سوراخی که امکان ورود خان کش را به وجود آورد، به وسیله عملیاتی چون مته کاری، سوراخ تراشی یا ماهیچه گذاری، در قطعه ایجاد شود. دقت و پرداخت محصولات خان‌‌کشی معمولا بهتر از فرزکاری و یا برقوکاری است، هر چند در خان کشی معمولا یک حرکت ساده خطی بین کار و ابزار وجود دارد ولی با افزودن یک حرکت دورانی می‌‌توان هزار خارهای مارپیچ یا لوله تفنگ را خان‌کشی کرد.

طبقه‌بندی خان کشها معمولا طبقه‌بندی کشها به صورت زیر است:

هدف	حرکت	ساختمان	کاربرد
ساده	فشاردادنی	یکپارچه	خشن تراشی
مرکب	کشدنی	سرهم کردن	تصحیح اندازه
	ثابت		جلاکاری

 طراحی خان کش- اجزای اصلی – شکل و آرایش دندانه‌های خان کش در شکل (1-26) نمایش داده شده است. اساسا هر دندانه یک ابزار تراش تک لبه با نظمی شبیه ارایش دندانه‌های اره است. با این تفاوت که اندازه آنها برابر نیست و به اندازه آنها برابر نیست و به اندازه پله که تعیین کننده عمق تراش هر دندانه است. با هم تفاوت دارند. عمق تراش از حدود 006/0 اینچ در مورد دندانه‌های خشن تراش برای فولاد خوش تراش تا  حداقل 001/0 اینچ برای دندانه‌های پرداخت است. اندازه دقیق آن تابع چندین عامل است . عمق بیش از اندازه زیاد موجب ایجاد تنشهی ناهنجار در دندانه‌های خان کش و در قطعه  کار می‌شود. عمق خیلی کم باعث عملی مالش به جای تراش می‌شود. استحکام و شکل‌پذیری فلز تراشیدنی از عوامل اصلی هستند.

در مواردی نظیر خان کشی فراورده‌های ریخته‌گری و آهنگری  که سطح سخت و ساینده دارند و ملزم است عمق تراشه زیاد باشد. می‌توان از خان کشهای  نوع دندانه آرمیچری یا جست‌دار شکل  (4-26) استفاده  کرد. دراین طرح دو یا سه دندانه متوالی اندازه‌اند. ولی هر کدام از دندانه‌های این گروه در قسمتی از لبه بریدگی دارند. بهطوری که عمل تراش فقط با قسمتی از محیط دندانه صورت می گیرد. به این ترتیب می توان بدون افزایش نیروی لازم برای هر دندانه تراشه‌های کم عرضتر ولی دقیقتر برداشت. به علاوه، با این طرح دندانه نیرو و توان لازم نیز کاهش می یابد.

با استفاده  از دندانه‌های دوگانه که در شکل (5-26) نمایش داده شده است. نیز می‌توان نیروهای تراش بار وارد بر هر دندانه را کاهش داد. در این طرح دو دندانه متوالی هم اندازه وجود دارند که در محیط اولی شیارهای پر عرض تراشه شکن تعبیه شده است و فقط در قسمتهایی از محیط ورود فلز را می‌تراشد. در حالی که دندانه صاف بعدی عمل تراش را کامل می‌کند. شیار تراشه شکن در خان کش مدور به گونه ای که در شکل (6-26) نشان داده شده است. تراشه ها را می‌شکند. سومین روش کاهش نیروی وارده بر هر دندانه استفاده  از اصلی است که در شکل (7-26) نمایش داده شده است.  

شکل 4-26

در این روش که در درجه اول برای خان کشی سطوح +تخت عریض مورد استفاده  قرار می گیرد. قسمت وسط سطح به وسیله چند دندانه اولیه تراشیده می شود و دندانه‌های بعدی که در دو دسته تدریجا از خط مستقیم انحراف پیدا می‌کنند بقیه سطح را می‌تراشند. خان کشهایی که دندانه‌های دوگانه آرمیچری یا تدریجی دارند، بلندتر از خان کشهای با دندانه‌ معمولی هستند و در نتیجه استفاده  از آنها  مستلزم داشتن ماشین هایی با طول مسیر حرکت کافی است.

در خان کشهای مسطح سطح دندانه‌ها ممکن است عمود بر جهت حرکت با زاویه‌ای بین 5 تا 20 درجه نسبت به آن باشد. این گونه خان کشها که با برش فلز را می تراشند نرمتر کار می‌کنند و لرزش‌ آنها کمتر است. سطوح دیگری را که می‌توان به کمک خان کشی ایجاد کرد در شکل 8- 26 مشاهده می‌شود. برای ایجاد این سطوح  از انواع خان‌ کشهی کشیدنی یا هل دادن استفاده  می‌شود. گام هر دندانه در مجاری بین آنها باید فضای کافی جهت تراشه ایجاد کند. تمام تراشه‌های تولید شده توسط هر دندانه در تمام مدت درگیری با ابزار با کار باید در فضای بین دو دندانه متوالی قرار گیرد. از طرفی بهتر است گام آنقدر کوچک باشد که در هر لحظه اقلا دو یا سه دندانه در حال تراشکاری باشند. شکل 9-26

قلاب زاویه تراشه اولیه را معلوم می‌کند و تابع جنس ماده تراشیدنی است. این زاویه برای فولاد 15 تا 20 درجه و برای چدن بین 6 تا 8 درجه است. زاویه پشت یا زاویه آزاد انتهایی برای جلوگیری از سایش و بین 1 تا 3 درجه است.

قسمت عمده تراشه برداری به وسیله دندانه‌های خشن تراش صورت می‌گیرد. دندانه‌های نیمه پرداخت کن موجب صاف کردن سطح می‌شوند. در حالی که دندانه‌های پرداخت کن برای ایجاد اندازه دقیق هستند. در یک خان کش نو همه دندانه‌های پرداخت کن برای ایجاد اندازه دقیق هستند. در یک خان کش نو همه دندانه های پرداخت کن هم اندازه هستند. با ساییده شدن دندانه‌های پرداخت کن اولیه، دندانه‌های بعدی عمل تصحیح اندازه را انجام می‌دهند. در پاره‌ای از خان کشهای مدور دندانه‌های جلاکاری برای پرداخت تعبیه می‌شود. این دندانه‌ها لبه تیز ندارند، بلکه به شکل بشقاب‌های مدور بین 001/0 تا 003/0 اینچ
(025/0 تا 075/0  میلیمتر) بزرگتر از اندازه سوراخ

شکل 5-26

 

 

 

 

 

شکل 6-26

 

 

 

 

 

هستند. عمل مالش دندانه‌ها موجب صاف شدن و تصحیح اندازه سوراخ می‌شود از این خان کشها در درجه اول برای چدن و فلزات غیر آهنی استفاده  می‌شود.

انتهای کشش، وسیله‌ای برای اتصال سریع خان کش به مکانیزم کشش است. زائده جلویی برای همراستا کردن خان کش با سوراخ پیش از شروع تراشکاری است و زائد عقبی ابزار را هنگام خروج از قطعه کار با سوراخ تمام شده همراستا نگاه می‌دارد. طول ساقه باید آنقدر باشد که خان کش بتواند از درون کار عبور کند و بیش از درگیر شدن اولین دندانه خشن تراش با کار مکانیزم کشیدن بسته شود. اگر خان کش در ماشین قائم که مجهز به مکانیزم جا به جا کردن ابزار است، مورد استفاده  قرار گیرد وجود دم لازم است.

خان کش نباید برای برداشتن فلز بیش از اندازه‌ای که به خاطر آن طرح شده است ( مجموعه پله تمام دندانه‌ها مورد استفاده  قرار گیرد.

شکل 8-26

 

 

 

 

 

 

در طراحی قطعات باید حداقل 020/0 اینچ (5/0 میلیمتر ) برای خان کشی منظور کرد وبیشترین مقدار عملی حدود  اینچ ( 3/6 میلیمتر ) است.

سرعت خان کشی – سرعت خان کشی نسبت پایین ( 20 تا 25 سطح در دقیقه) است و به ندرت از 50 فوت در دقیقه تجاوز می‌کند. البته از آنجا که سطح معمولا با یک بار حرکت خان کش تکمیل می‌گردد. فراورش این فرایند بالا است. معمولا یک دوره کامل بین 5 تا  30 ثانیه طول می‌کشد. بخش عمده زمان دوره تولید صرف مسیر برگشت جا به جا کردن خان کش، و باز کردن و بستن قطعه کار می‌شود. این شرایط تراشکاری موجب تسهیل در امر سرد کردن و روغنکاری می‌شود و نتیجه آن کاهش نیاز به تمیز کردن ابزار و عمر طولانی ابزار گران قیمت خان کشی است.

برای یک ماده تراشیدنی و سرعت تراش مشخص نیروی لازم برای کشیدن یا فشار دادن خان کش تابعی از پهنا پله و تعداد دندانه‌های در حال تراش است. در نتیجه هنگام طراحی و انتخاب یک خان کش باید محدودیت‌های طول مسیر و توان ماشین در نظر گرفته شود.

شکل 9-26

 

 

 

 

 

جنس و ساختمان خان کش- از آنجا  که در خان کشی سرعت تراش پایین است. بیشتر خان کشها را از فولاد ابزار تندبر یا فولاد آلیاژی ( حتی در کارهای انبوه سازی) می‌سازند. روکش کاری خان کشهای از جنس فولاد تندبر بانیترید تیتانیم رواج روزافزون یافته و طول عمر خان کشی مسطح می‌توان از دندانه‌هایی از جنس کاربید تنگستن استفاده  کرد. در این صورت امکان استفاده  از خان کش برای مدت طولانی بدون نیاز به تیز کردن مجدد وجود دارد.

بیشتر خان کشهای داخلی یکپارچه هستند. البته در موارد زیادی نیز آنها را به صورت پوسته‌ای که بر روی یک میله نصب می شوند. تهیه می‌کنند. ( شکل 10-26 ) در صورت ساییده شدن سریع خان کش یا قسمتی از آن می‌توان یک پوسته تعویض کرد. این کار به مراتب کم هزینه‌تر از تعویض یک خان کش یکپارچه است. البته خان کش پوسته‌ای از خان کش یکپارچه هم اندازه خود هزینه اولیه بیشتری دارد.

خان کشهای مسطح کوچک را می‌توان یکپارچه ساخت، ولی انواع بزرگتر مانند نمونه‌ای که در شکل 11-26 دیده می‌شود، از سر هم کردن قطعات کوچک درست می‌شوند. ساختمان چند پارچه باعث می‌شود که تهیه و تیز کردن خان کش آسانتر و کم هزینه‌تر باشد. علاوه بر این غالبا امکان تعویض پذیری نسبی وجود دارد.

شکل 10-26

 

 

 

تیز کردن خان کشها- بیشتر خان کشها را با سنگ زدن وجه قلاب دندانه‌هایشان تیز می‌کنند هنگام تیز کردن خان کشهای داخلی، باریکه نباید سنگ زده شود، زیرا در این صورت اندازه آن تغییر می‌کند. گاهی اوقات باریکه خان کش های سطح را سنگ می‌زنند. البته برای حفظ رابطه مناسب بین دندانه‌ها باید همه آنها را به یک دندانه سنگ زد.

ماشینهای خان کشی

از آنجا که کلیه عوامل تعیین کننده شکل سطح تراشیدنی و شرایط تراشکار به جز سرعت در خان کش منظور شده است، ماشینهای خان کشی ساده هستند . کار اساسی این ماشینهای ایجاد حرکت رفت و آمدی ساده در خان کش و وسیله‌ای برای جابه جا کردن خودکار است.

بیشتر ماشینهای خان کشی با نیروی هیدرولیک کار می‌کنند  البته در چند نوع ویژه از نیروی محرکه  مکانیکی استفاده  می‌شود. طبقه‌بندی اصای بر اساس افقی یا قائم بودن حرکت خان کش به شرح انتخاب بین ماشین افقی و قائم در درجه اول تابع طول مسیر و مساحت موجود در کارگاه است. به خاطر محدودیتهای ارتفاع، طول مسیر ماشینهای قائم به ندرت از 60 اینچ ( 180سانتیمتر) تجاوز می‌کند. تقریبا هر اندازه مسیر بر روی ماشینهای افقی امکان پذیر است ولی نیاز به سطح وسیع دارد.

پرس های خان کشی- همان طور که در شکل 13- 26 نشان داده شده است اساسا پرسهای خان کشی پرس های میله‌ای پیستون دار هستند . ظرفیت آنها از 5 تا 50 تن است و برای خان کشیهای فشار دادنی داخلی مورد استفاده  قرار می‌گیرند. هنگام خان کشی زائده جلویی خان کش را داخل سوراخ تعبیه شده در قطعه کار که در کارگیر روی میز ماشین بسته شده است، فرو می‌کنند. با پایین آمدن بازو، پرس به سطح بالای خان کش فشار می‌آورد و آن را با کار درگیر می‌سازد.

شکل 11-26

 

 

 

 

 

 

در مقایسه با دیگر ماشینهای خان کی پرسهای خان کشی نسبه کند هستند، ولی می‌توان از آنها برای کارهای دیگر نظیر خم کاری واستیکینگ نیز استفاده  کرد. به علاوه این ماشینها انعطاف‌پذیر و ارزان هستند. ماشینهای کشیدنی به طرف پایین- اجزا عمده این ماشینها میز کار ( که معمولا  یک کار گیر باپایه کروی روی آن نصب شده است) دستگاه بالا بر خان کش در بالای میز و مکانیزم کشیدن آن که در زیر میز واقع شده است هستند.همان طور که در شکل 2- 26 مشاهده می شود، هنگامی که بالابر خان کش را از سطح میز بالاتر می‌برد می‌توان قطعه کار را در محل خود قرار داد . پس از آن بالابر زائده انتهای خان کش را پایین می‌آورد و از درون سوراخ قطعه کار رد می‌کند که از آنجا به مکانیزم کشیدن متصل می‌شود. بالابر انتهایی بالایی خان کش را آزاد می‌کند و خان کش از درون قطعه کار کشیده می‌شود. سپس کار را از روی میز برمی‌دارند و خان کش را بالا می‌آورند  تا به مکانیزم بالابر وصل شود. در پاره‌ای موارد که ماشین دو پیستون داشته باشد، پیستونها را طوری تنظیم می‌کنند که هنگام پایین کشیدن یک خان کش، در ایستگاه دیگر کار از میز باز و خان کش به طرف بالا کشیده می‌شود. در شکل 2- 26 قعطه با دو عبور خان کشی می‌شود ابتدا در سمت چپ و سپس در سمت راست.

ماشینهای کشیدنی به طرف بالا – در ماشینهای کشیدنی به طرف بالا پیستون خان کش بالای میز کار  و مکانیزم جا به جا کننده خان کش در زیر آن قرار دارد. ضمن پایین کشیدن خان کش در کار در محل (بالای زائده) نصب می‌شود. سپس مکانیزم جا به جا کننده خان کش را بالا می‌آورد تا به سرکشنده وصل شود. در حالی که خان کش به طرف بالا کشیده می‌شود، قطعه کار در سطح زیرین میز توقف می‌گردد و تا خان کش کاملا از درون آن عبور نکرده است همان جا می‌ماند. پس از آن قطعه کار آزاد می‌شود و معمولا از طریق یک کانال هدایت کننده به داخل ظرف قعطات تمام شده می‌افتد. ماشینهای کشیدنی به طرف بالا ممکن است تا 8 پیستون داشته باشند. از آنجا که فقط لازم است قطعه کار را در ماشین قرار داد و عمل جا به جا کردن خان کش و باز کردن قطعه به طور خودکار صورت می‌گیرد. فرآورش این ماشینها بسیار بالاست. در مورد برخی از انواع قطعات می‌توان از وسایل تغذیه خودکار استفاده  کرد.

ماشینهای خان کشی قائم مسطح- در ماشینهای خان کشی قائم مسطح معمولا خان کشها در کشوهایی حرکت می‌کنند تا تکیه‌گاه کافی برای تحمل نیروهای عرضی داشته باشند. از آنجا که در این ماشینها نیاز به جا به جا کردن خان کش وجود ندارد. از ماشینهای کشیدنی یا فشار دادنی ساده‌تر ولی بسیار سنگین‌تر هستند. بسیاری از این ماشین‌ها دو کشو یا بیشتر از دو کشو دارند. به طوری که هنگام ماشین شدن یک قطعه می‌توان قطعه دیگری را در ماشین بست. چون مسئله جا به جا کردن خان کش مطرح نیست. دوره تولید بسیار کوتاه است. معمولا برای بستن کار از کارگیرهای کشویی یا چرخان شاخص‌دار استفاده  می‌کنند و با کاهش زمان جا به جا کردن کار زمان دوره تولید را به حداقل می‌رسانند.

ماشیهای خان کشی افقی – دلیل اساسی استفاده  از ماشین خان کشی افقی کشیدنی یا مسطح ایجاد مسیرهای قابل استفاده  نیستند. ماشینهای خان کشهای بلندتر است که به طور متعارف به راحتی در ماشینهای قائم قابل استفاده  نیستند. ماشینهای خان کش افقی کشیدنی اساس همان سطوح داخلی از قبیل سوراخها باید نسبت قطر به طول خان کش به اندازه‌ای باشد که در اثر وزن خود خیز قابل توجهی پیدا نکند. در نتیجه به ندرت از ماشینهای افقی برای خان کشی سوراخهای کوچک استفاده  می‌شود. در خان کشی‌های مسطح اغلب از چند راهنما به عنوان تکیه‌گاه خان کش استفاده  می‌شود و بنابراین چنین محدودیتی وجود ندارد.

شکل 12-26

 

 

 

 

 

شکل 14-26 در خان کشی‌هایی که نیاز به دوران خان کش دارند، از قبیل لوله تفنگ یا هزار خار مارپیچ معمولا از این نوع ماشینها استفاده  می‌شود.

ماشینهای خان کشی مسطح پیوسته – در ماشینهای خان کشی مسطح پیوسته معمول خان کش ثابت است و کار که بر روی خط نقاله بدون انتها قرار گرفته است، از مقابل آن کشیده می شود. معمولا کارگیرها را بر روی خط نقاله نصب تا در یک انتها قطعات کار را در‌ آنها بسته و پس از ماشین‌کاری در انتهای دیگر آنها را باز کنند. گاهی اوقات بستن و باز کردن قطعات به طور خودکار انجام می‌شود. این گونه ماشینها در تولید انبوه مورد مصرف زیادی کرده‌اند. (شکل 14-26)

ماشینهای خان کشی گردان- در ماشینهای خان کشی گردان که گاهی اوقات در انبوه‌یازی مورد استفاده  قرار می‌گیرند خان کشها ثابت هستند و کار بسته شده در کار گیرهای نصب شده بر روی یک میز گردان از میان یا زیر آنها عبور می‌کنند . امتیاز این ماشینها در حذف زمان غیر مولد در اثر حرکت رفت و آمدی است.

شکل 13-26

 

 

 

 

 

شکل 14-26

مقالات لاتین

Brazing

From Wikipedia, the free encyclopedia

Jump to: navigation, search

For the cooking technique, see braising.

Brazing is a joining process whereby a non-ferrous filler metal or alloy is heated to melting temperature (above 450°C; 800°F) and distributed between two or more close-fitting parts by capillary action. At its liquid temperature, the molten filler metal and flux interacts with a thin layer of the base metal, cooling to form an exceptionally strong, sealed joint due to grain structure interaction. The brazed joint becomes a sandwich of different layers, each metallurgically linked to the adjacent layers. Common brazements are about 1/3 as strong as the materials they join because the metals partially dissolve each other at the interface and usually the grain structure and joint alloy is uncontrolled. To create high-strength brazes, sometimes a brazement can be annealed, or cooled at a controlled rate, so that the joint's grain structure and alloying is controlled.

Contents

[hide]

• 1 Techniques
• 1.1 Silver brazing
• 1.2 Braze welding
• 1.3 Requirements
• 1.4 Usage of flux
• 1.5 Brazing strength/Joint geometry
• 1.6 Filler materials
• 1.7 Cast iron "welding"
• 1.8 Vacuum brazing
• 2 Advantages of brazing
• 3 Possible problems
• 4 Brazing processes
• 5 Further reading
• 6 External links

[edit] Techniques

[edit] Silver brazing

If silver alloy is used, brazing can be referred to as 'silver brazing'. Colloquially, the inaccurate terms "silver soldering" or "hard soldering" are used, to distinguish from the process of low temperature soldering that is done with solder having a melting point below 450 °C (800 °F). Silver brazing is similar to soldering but higher temperatures are used and the filler metal has a significantly different composition and higher melting point than solder. Likewise, silver brazing often requires the prior machining of parts to be joined to very close tolerances prior to joining them, to establish a joint gap distance of a few mils for proper capillary action during joining of parts, whereas soldering does not require gap distances that are nearly this small for successful joining of parts. Silver brazing works especially well for joining tubular thick-walled metal pipes, provided the proper fit-up is done prior to joining the parts.

In Braze Welding or Fillet Brazing, a bead of filler material reinforces the joint. A braze-welded tee joint is shown here.

[edit] Braze welding

In another similar usage, brazing is the use of a bronze or brass filler rod coated with flux together with an oxyacetylene torch, to join pieces of steel. The American Welding Society prefers to use the term Braze Welding for this process, as capillary attraction is not involved, unlike the prior silver brazing example. Braze welding takes place at the melting temperature of the filler (e.g., 1600 °F to 1800 °F or 870 °C to 980 °C for bronze alloys) which is often considerably lower than the melting point of the base material (e.g., 2900 °F (1600 °C) for mild steel).

[edit] Requirements

In order to work properly, parts must be closely fitted and the base metals must be exceptionally clean and free of oxides for achieving the highest strengths for brazed joints. For capillary action to be effective, joint clearances of 0.002 to 0.006 inch (50 to 150 µm) are recommended. In braze-welding, where a thick bead is deposited, tolerances may be relaxed to 0.020 inch (0.5 mm). Cleaning of surfaces can be done in several ways. Whichever method is selected, it is vitally important to remove all grease, oils, and paint. For custom jobs and part work, this can often be done with fine sand paper or steel wool. In pure brazing (not braze welding), it is vitally important to use sufficiently fine abrasive. Coarse abrasive can lead to deep scoring that interferes with capillary action and final bond strength. Residual particulates from sanding should be thoroughly cleaned from pieces. In assembly line work, a "pickling bath" is often used to dissolve oxides chemically. Diluted sulfuric acid is often used. Pickling is also often employed on metals like aluminum that are particularly prone to oxidation.

[edit] Usage of flux

In most cases, flux is required to prevent oxides from forming while the metal is heated. The most common fluxes for bronze brazing are borax-based. The flux can be applied in a number of ways. It can be applied as a paste with a brush directly to the parts to be brazed. Commercial pastes can be purchased or made up from powder combined with water (or in some cases, alcohol). Alternatively, brazing rods can be heated and then dipped into dry flux powder to coat them in flux. Brazing rods can also be purchased with a coating of flux. In either case, the flux flows into the joint when the rod is applied to the heated joint. Using a special torch head, special flux powders can be blown onto the workpiece using the torch flame itself. Excess flux should be removed when the joint is completed. Flux left in the joint can lead to corrosion. During the brazing process, flux may char and adhere to the work piece. Often this is removed by quenching the still-hot workpiece in water (to loosen the flux scale), followed by wire brushing the remainder.

[edit] Brazing strength/Joint geometry

Brazing is different from welding, where even higher temperatures are used, the base material melts and the filler material (if used at all) has the same composition as the base material. Given two joints with the same geometry, brazed joints are generally not as strong as welded joints. Careful matching of joint geometry to the forces acting on the joint, however, can often lead to very strong brazed joints. The butt joint is the weakest geometry for tensile forces. The lap joint is much stronger, as it resists through shearing action rather than tensile pull and its surface area is much larger. To get braze joints roughly equivalent to a weld, a general rule of thumb is to make the overlap equal to 3 times the thickness of the pieces of metal being joined.

[edit] Filler materials

A variety of alloys of metals, including silver, tin, zinc, copper and others are used as filler for brazing processes. There are specific brazing alloys and fluxes recommended, depending on which metals are to be joined. Metals such as aluminum can be brazed, although aluminum requires more skill and special fluxes. It conducts heat much better than steel and is more prone to oxidation. Some metals, such as titanium cannot be brazed because they are insoluble with other metals, or have an oxide layer that forms too quickly at high temperatures.

Brazing filler material is commonly available as flux-coated rods, very similar to stick-welding electrodes. Typical sizes are 1/8" diameter. Some widely available filler materials are:

• Nickel-Silver: Usually with blue flux coating. 85,000 psi tensile strength, 1250-1750°F working temperature. Used for carbon and alloy steels and most metals not including aluminum.
• Bronze: Available with white borax flux coating. 60,000 psi tensile strength. 1600°F working temperature. Used for copper, steel, galvanized metal, and other metals not including aluminum.
• Brass: Uncoated plain brass brazing rod is often used, but requires the use of some type of additional flux.

[edit] Cast iron "welding"

The "welding" of cast iron is usually a brazing operation, with a filler rod made chiefly of nickel being used although true welding with cast iron rods is also available.

[edit] Vacuum brazing

Vacuum brazing is another materials joining technique, one that offers extremely clean, superior, flux-free braze joints while providing high integrity and strength. The process can be expensive because it is performed inside a vacuum chamber vessel; however, the advantages are significant. For example, furnace operating temperatures, when using specialized vacuum vessels, can reach temperatures of 2400 °C. Other high temperature vacuum furnaces are available ranging from 1500 °C and up at a much lesser cost. Temperature uniformity is maintained on the work piece when heating in a vacuum, greatly reducing residual stresses because of slow heating and cooling cycles. This, in turn, can have a significant impact on the thermal and mechanical properties of the material, thus providing unique heat treatment capabilities. One such capability is heat treating or age hardening the work piece while performing a metal-joining process, all in a single furnace thermal cycle.

[edit] Advantages of brazing

Although there is a popular belief that brazing is an inferior substitute for welding, it has advantages over welding in many situations. For example, brazing brass has a strength and hardness near that of mild steel and is much more corrosion-resistant. In some applications, brazing is highly preferred. For example, silver brazing is the customary method of joining high-reliability, controlled-strength corrosion-resistant piping such as a nuclear submarine's seawater coolant pipes. Silver brazed parts can also be precisely machined after joining, to hide the presence of the joint to all but the most discerning observers, whereas it is nearly impossible to machine welds having any residual slag present and still hide joints.

• The lower temperature of brazing and brass-welding is less likely to distort the work piece, significantly change the crystalline structure (create a heat affected zone) or induce thermal stresses. For example, when large iron castings crack, it is almost always impractical to repair them with welding. In order to weld cast-iron without recracking it from thermal stress, the work piece must be hot-soaked to 1600 °F. When a large (more than fifty kilograms (100 lb)) casting cracks in an industrial setting, heat-soaking it for welding is almost always impractical. Often the casting only needs to be watertight, or take mild mechanical stress. Brazing is the preferred repair method in these cases.

• The lower temperature associated with brazing vs. welding can increase joining speed and reduce fuel gas consumption.

• Brazing can be easier for beginners to learn than welding.

• For thin workpieces (e.g., sheet metal or thin-walled pipe) brazing is less likely to result in burn-through.

• Brazing can also be a cheap and effective technique for mass production. Components can be assembled with preformed plugs of filler material positioned at joints and then heated in a furnace or passed through heating stations on an assembly line. The heated filler then flows into the joints by capillary action.

• Braze-welded joints generally have smooth attractive beads that do not require additional grinding or finishing. The most common filler materials are gold in colour, but fillers that more closely match the color of the base materials can be used if appearance is important.

[edit] Possible problems

A brazing operation may cause defects in the base metal, especially if it is in stress. This can be due either to the material not being properly annealed before brazing, or to thermal expansion stress during heating.

An example of this is the silver brazing of copper-nickel alloys, where even moderate stress in the base material causes intergranular penetration by molten filler material during brazing, resulting in cracking at the joint.

Any flux residues left after brazing (inside or out) must be thoroughly removed; otherwise, severe corrosion may eventually occur.

[edit] Brazing processes

• Pinbrazing
• Block Brazing
• Diffusion Brazing
• Dip Brazing
• Exothermic Brazing
• Flow Brazing
• Furnace Brazing
• Induction Brazing
• Infrared Brazing
• Resistance Brazing
• Torch Brazing
• Twin Carbon Arc Brazing
• Vacuum Brazing

CNC

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} فصل اول : مقدمه
امروزه قطعات صنعتي داراي پيچيدگي هاي هندسي متفاوتي مي باشند كه فقط با استفاده از ماشين ابزارهايي با دقت بالا قابل توليد اند. با پيشرفت چشمگيري كه در صنعت الكترونيك در دهه هفتاد ميلادي به وجود آمد بكارگيري ميني كامپيوتر ها در صنعت ماشينكاري مرسوم گرديد «1». ماشين ابزارهايي كه به كمك كامپيوتر هدايت مي شدند CNC نام گرفتند. به كمك CNC به تدريج دقت مورد نياز براي توليد قطعات پيچيده در صنايع مختلف مانند هوافضا و قالب سازي حاصل شد. با دست يابي به تلرانسهاي بسيار دقيق براي توليد يك قطعه تدريجا انديشه بالاتر بردن سرعت توليد نيز قوت يافت. با ساخت ابزارهايي با سختي زياد، شرايط براي بالا بردن نرخ توليد نيز بهبود يافت «2». تا اينكه امروزه با بكارگيري تكنيكهاي ماشينكاري با سرعتهاي بالا قطعاتي با تلرانسهاي دقيق در زمان بسيار كوتاهي توليد مي گردند «3». براي دست يابي به قابليت ماشين كاري با سرعتهاي بالا مي بايد در زمينه هاي مختلف مانند طراحي سازه اي، كنترل ارتعاشات خود برانگيخته، يافتن بهترين نرخ براده برداري و كنترل حركت و سرعت در راستاي مسير مورد نظر به پيشرفتهايي دست يافت «2». كنترل حركت در راستاي يك مسير در ماشينهاي CNC در واحد درونياب صورت مي گيرد. اكثر درونيابهاي CNC  فقط قابليت درونيابي در راستاي خط و دايره را دارا مي باشند «3». به دليل اينكه براي ماشينكاري يك مسير منحني شكل در حالت عمومي با بكارگيري اين نوع درونيابها نياز به شكسته شدن منحني به قطعاتي از خط و دايره مي باشد، لذا اين دو نوع درونيابي به تنهايي پاسخگوي همه كاربردها از جمله ماشينكاري در سرعتهاي بالا، نيستند «4». بنابراين بكارگيري نوع ديگري از درونيابها يعني درونيابي در راستاي يك منحني ضروري به نظر مي رسد. محققين مختلفي در اين زمينه به تحقيق پرداخته اند و الگوريتمهاي مختلفي را بر مبناي بكارگيري منحني هاي پارامتري چند جمله اي در حالت عمومي ارائه داده اند. Korn [1] در ابتدا با توسعه درونيابي دايره اي، روشهايي را براي درونيابي منحني ها درجه دو ارائه داد Korn [4] , Yang , Kong [6] , Huang , Yang [5] با بكارگيري منحني هاي پارامتري چند جمله اي روشهايي را براي درونيابي يك منحني ارائه دادند اما اين روشها قاعدتاً براي درونيابي يك منحني درجه سه به كار مي رود و در بكارگيري منحني هاي درجه بالاتر كارآيي لازم را ندارند. به تدريج با بكارگيري مفاهيم B-Spline ها، Bedi [7] و همكاران روش ديگري را براي درونيابي در راستاي يك منحني ارائه دادند. تقريباً در همين زمان Wang [8] Yang [9] , بر اساس پارامتر سازي طول كمان روش بسيار مناسبي را براي مسأله درونيابي Real-Time در راستاي منحني ارائه دادند.كه اين روش براي بكارگيري در CNC نسبتاً رواج يافت. با بهبود روش پارامتر سازي طول كمان توسط Wang , Wright [10] اين روش براي بكارگيري منحني هاي درجه پنج بسيار كارا گرديد. همچنين اين روش توسط Altintas [3] نيز با بكارگيري پروفيل سرعت متفاوتي استفاده شده اتس. اما تمامي اين روشه كه مبتني بر پارامتر سازي  طول كمان مي باشند روشهاي تقريبي هستند. با بكارگيري منحني هاي خاصي بنام منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف[1]  (PH) كه زير مجموعه اي از منحني هاي پارامتري چند جمله اي مي باشند مسأله درونيابي Real-Time را مي توان به صورت تحليلي نيز حل نمود. اين منحني ها كه توسط Farouki , Sakkalis [11] معرفي شدند خواص رياضي ويژه اي دارند كه اين خواص قابليت محاسبه طول كمان به صورت يك عبارت پارامتري چند جمله اي را ممكن مي سازند. روشهاي درونيابي مختلفي به صورت Real-Time بر مبناي اني منحني ها توسط Farouki [12,13]  ارائه گرديده است. همچنين با بكارگيري منحني هاي فيثاغورث-هدوگراف مي توان سرعت پيشروي بهينه را براي حركت بر روي يك مسير منحني با توجه به قدرت ماشين نيز بدست آورد «14». در اين تحقيق در ابتدا به بيان مباني ماشينكاري و نحوه هاي نمايش يك منحني پرداخته مي شود. و سپس با معرفي منحني هاي فيثاغورث-هدوگراف و بيان خواص رياضي انها، مسأله درونيابي هندسي با بكارگيري چنين منحني هايي بحث و حل مي گردد. در ادامه ضمن تشريح عملكرد واحد درونياب، در ابتدا انواع درونيابي خطي و دايره اي با بكارگيري پروفيل سرعت مناسب شبيه سازي مي شوند. سپس با بكارگيري منحني هاي فيثاغورث-هدوگراف، درونيابي به صورت Real-Time توسط اين منحني ها (در قالب G05) تشريح و شبيه سازي مي گردد.  همچنين تركيب متفاوتي از انواع پروفيل هاي سرعت براي ماشينكاري يك مسير منحني بررسي شده و بهترين پروفيل سرعت جهت بكارگيري در ماشينكاري با سرعتهاي بالا پيشنهاد مي گردد. در بخشهاي بعدي مسأله يافتن سرعت پيشروي بهينه بر روي يك منحني فيثاغورث-هدوگراف با توجه به توانايي و قدرت ماشين مورد استفاده بيان شده و پروفيلهاي سرعت متفاوتي براي حل اين مسأله بكار گرفته مي شوند. ضمن اينكه با وارد كردن نيروهاي برشي در قيود موجود و بكارگيري پروفيلهاي سرعت مناسب تر، فرمول بندي جديدي براي مسأله صورت مي گيرد و جوابهاي واقعي تري براي حل اين مسأله ارائه مي گردد. در پايان الگوريتمهاي شبيه سازي شده براي درونيابي در راستاي خط، دايره و منحني با بكارگيري تكنيكهاي خاصي عملاً بر روي دستگاه CNC موجود پياده مي گردند. فصل دوم: مباني ماشينكاري 1-2- مقدمه سيستم هاي توليد پيشرفته و رباتهاي صنعتي سيستم هاي اتوماتيك پيشرفته اي هستند كه از كامپيوترها به عنوان واحد كنترل استفاده مي كنند. كامپيوترها امروزه اصلي ترين قسمت اتوماسيون مي باشند كه سيستم هاي مختلف توليد مانند ماشينهاي ابزار پيشرفته، ماشين هاي جوشكاري دستگاههاي برش ليزري و غيره را كنترل مي كنند. پس از اينكه مكانيزم توليد اتوماتيك و توليد انبوه در اواخر قرن 18 توسعه يافت اولين ماشينهاي ابزار اتوماتيك مانند ماشينهاي كپي تراش بوجود آمدند [1]. نخستين ماشين ابزار كنترل عددي بوسيله شركت پارسونز و MIT در سال 1952 ساخته شد. اولين نسل ماشين هاي كنترل عددي از مدارهاي الكترونيكي ديجيتال استفاده مي كردند و در حقيقت در آنها هيچ واحد پردازش مركزي وجود نداشت [3]. در دهه 1970 با بكارگيري ميني كامپيوترها به عنوان واحد كنترل ماشين هاي ابزار با كنترل عددي به كمك كامپيوتر (CNC) گسترش يافتند. اين ماشينها تواناي ماشينكاري انواع شكلهاي پيچيده در صنعت قالب سازي و هوافضا را به خوبي دارا بودند. از اواسط دهه 80 با توسعه صنعت ساخت ابزارهايي با سختي بالا ماشينكاري با سرعتهاي بالا (HSM[2]) به منظور افزايش نرخ توليد رواج يافت [2,15]. بكارگيري اين قابليت در CNC نياز به داشتن اطلاعات ويژه اي درباره نرخ براده برداري بهينه [16]، پيش بيني وقوع ارتعاشات خود برانگيخته [17]، طراحي سازه اي [18] و نحوه كنترل محورها [19] را بيش از پيش ضروري ساخت. امروزه علاوه بر اين موارد انتخاب صحيح نرخ پيشروي و شتاب گيري محورها در ماشينكاري با سرعت بالا حايز اهميت مي باشد بطوري كه سعي مي شود به نحوي مقادير بهينه آنها در ماشينكاري بكار گرفته شود [14]. هم اكنون با پيشرفت در صنعت الكترونيك و كامپيوتر ماشينهاي CNC با بكارگيري چندين ميكروپرسسور و كنترل كننده منطقي بطور موازي قابليتهاي بسياري را دارا مي باشند بطوري كه اين ماشينها قابليت كنترل موقعيت و سرعت چندين محور و قابليت برنامه ريزي بصورت Real-Time و نمايش گرافيكي مراحل مختلف كار و پروسه برش و نمايش تغيير اندازه قطعه در حل ماشينكاري را دارا مي باشند [3]. در اين فصل ضمن بيان مباني كنترل عددي و معرفي اجزاي CNC و ساختار برنامه اي آن به طبقه بندي سيستم هاي NC و معرفي HSM نيز پرداخته مي شود. 2-2- مباني كنترل عددي NC: كنترل يك ماشين ابزار بوسيله يك برنامه تهيه شده را كنترل عددي (NC) مي نامند. يك سيستم كنترل عددي توسط (Electronic Industrial Association) EIA بصورت زير تعريف مي گردد [1]: سيستم كنترل عددي سيستمي است كه حركات در آن بوسيله وارد كردن اطلاعات بصورت عددي در هر نقطه صورت مي گيرد و اين سيستم مي بايد اين اطلاعات را به عنوان فرمان به صورت اتوماتيك اجرا كند. در يك سيستم NC اطلاعات عددي مورد نياز براي توليد يك قطعه بصورت برنامه قطعه به ماشين داده مي شود كه اين برنامه در گذشته بوسيله نوار پانچ به ماشين وارد مي شد. برنامه يك قطعه به صورت بلوكهايي از اطلاعات مرتب مي شود كه هر بلوك حاوي اطلاعات عددي مربوط به توليد يك قسمت از قطعه كار مانند: طول قطعه، سرعت برش، نرخ پيشروي و ... مي باشد. اطلاعات ابعادي (طول، عرض، شعاع دواير)  و نوع درونيابي (خطي، دايره اي، در راستاي منحني) با توجه به طراحي قطعه مشخص مي گردند. همچنين سرعت برش، نرخ پيشروي و توابع كمكي مانند خاموش و روشن كردن مايع خنك كننده جهت چرخش اسپيندل و ... با توجه به پرداخت نهايي سطح و تلرانسهاي مورد نياز در برنامه قطعه كار وارد مي گردند. در مقايسه با ماشينهاي ابزار سنتي، سيستم NC جايگزين عملياتي مي شود كه اپراتور بصورت دستي انجام مي دهد. در ماشينكاري سنتي يك قطعه با حركت ابزار در طول قطعه كار بوسيله چرخاندن دستگيره متصل به پيچهاي راهنما توسط اپراتور توليد مي شود. بنابراين نياز به اپراتوري با تجربه و زبردست مي باشد كه بتواند قطعه مورد نظر را ماشينكاري كند. اما در ماشين هاي NC نيازي به اپراتور با مهارت نيست در حقيقت اپراتور فقط مي بايد مراقب درست انجام شدن روند ماشينكاري با توجه به دستورات منتقل شده به ماشين باشد. كليه ابعادي كه در برنامه وارد مي گردند بر اساس واحد طول-مبني (Basic Length Unit) BLU مقياس بندي شده و به محورها ارسال مي گردند. واحد طول – مبني (BLU) به عنوان اندازه نمو نيز شناخته مي شود كه در عمل مربوط به دقت سيستم NC مي شود و در حقيقت كوچكترين اندازه نموي مي باشد كه هر يك از محورهاي مي توانند حركت كنند. در سيستم NC براي صدور فرمان حركت هريك از محورها ابتدا طول حقيقي بر واحد-طول مبني تقسيم مي گردد. بعنوان مثال در يك سيستم NC كه در آن BLU=0.0001 است براي حركت 0.7 mm محور x در جهت مثبت دستور حركت x+700 صادر مي شود. در ماشينهاي NC هريك از محورهاي حركت مجهز به يك وسيله محرك جداگانه مي باشند. اين وسيله محرك مي تواند يك dc موتور، يك عمل كننده هيدروليكي و يا يك موتور پله اي باشد كه بر اساس قدرت مورد نياز دستگاه انتخاب مي شوند. 1-2-2- اجزاء CNC : يك ماشين ابزار CNC از سه قسمت اصلي تشكيل شده است: واحد مكانيكي ماشين ابزار، واحد توليد قدرت (شامل موتورها و تقويت كننده ها) و واحد CNC . واحد مكانيكي ماشين شامل بستر، ستونها، اسپيندل و سيستم محرك پيشروي مي باشد. همچنين موتورهاي محرك، تقويت كننده ها، منبع تغذيه ولتاژ بالا، سويچ هاي حدي از اجزاي واحد الكترونيكي دستگاه مي باشند. قسمت CNC دستگاه كه بعنوان مركز محاسبه و صدور فرمان حركت محورها مطرح مي گردد شامل حس گرهاي موقعيت و سرعت و واحد كنترل دستگاه MCU[3] مي باشد. شكل (1-2) واحد هاي مختلف يك ماشين ابزار CNC را نمايش مي دهد.واحد MCU از دو قسمت اصلي به نامهاي واحد پردازش اطلاعات DPU[4] و واحد حلقه هاي كنترل CLU[5] تشكيل شده است وظيفه DPU رمزگشايي اطلاعات رسيده از برنامه قطعه كار و انتقال آن به CLU مي باشد اين اطلاعات شامل موقعيت ها و سرعت هاي مورد نياز هر يك از محورها و همچنين سيگنالهاي كنترل توابع كمكي مي باشد از طرف ديگر CLU نيز به محض اتمام عمليات  لازم براي ماشينكاري يك قسمت، اطلاعات لازم براي ماشينكاري قسمت بعدي را با فرستادن يك سيگنال درخواست مي كند. همچنين CLU موتورهاي هر يك از محورهاي ماشين داراي يك موتور محرك و يك وسيله پس خور مجزا مي باشند در سيستم هاي NC كل واحد MCU بصورت مدارهاي سخت افزاري مي باشند در حاليكه در CNC وظيفه قسمت DPU را نرم افزار انجام مي دهد اما CLU همانند سيستم هاي NC از قطعات سخت افزاري تشكيل شده است. 2-2-2- قرارداد محورها در ماشينهاي ابزار CNC استاندارد RS-367A مربوط به EIA تا 14 محور حركت را در انواع ماشين هاي مختلف مشخص مي كند. تعداد محورهاي حركت در ماشينهاي ابزار معمولي عموماً تا پنج محور و در ماشينهاي سنگ زني تا چهارده محور نيز مي رسد. ماشينهاي ابزار در دستگاه مختصات كارتزين برنامه ريزي مي شوند. سه محور اصلي حركت با نامهاي z,y,x شناخته مي شوند كه محور z عمود بر y,x بوده و سه محور يك سيستم مختصات دست راست را تشكيل مي دهند حركت مثبت محور z باعث دور شدن ابزار برش از قطعه كار مي گردد. شكل (2-2) سيستم مختصات در يك ماشين سوراخكاري، فرزكاري و تراش را نمايش مي دهد. جهت هاي مشخص شده در هر شكل نمايانگر جهت مثبت محورها در هر يك از ماشينها مي باشد. در فرزكاري و سوراخكاري دو محور x,y در صفحه افقي قرار دارند. در ماشين سوراخكاري حركت مثبت محور z باعث بالا رفتن اسپيندل مي شود در حاليكه در فرز اين حركت بر عكس است. در تراش فقط دو محور براي ايجاد حركت و ماشينكاري كافي است و چون اسپيندل بصورت افقي قرار دارد محور z نيز افقي است. همچنين حروف C,B,A نيز براي حركت زاويه اي به ترتيب حول محورهاي X,Y,Z  بكار مي روند. 3-2-2- ساختمان يك برنامه NC: يك برنامه NC مراحل ماشينكاري يك قطعه را نمايش مي دهد. اين برنامه از بلوكهايي حاوي اطلاعات تشكيل شده است كه هر بلوك با حرف N شروع شده و با شماره خط مشخص مي گردد. بعنوان مثال يك بلوك معمولي از يك برنامه NC مي بتواند به شكل زير باشد: N0040     G91   X25   Y10   Z-12.55       F150 S1100                   T06   M03  M07 هر بلوك از چندين كلمه تشكيل شده است و هر كلمه با يك حرف شروع مي شود كه عدد بعد از آن نمايانگر فرمان مشخصي براي ماشين مي باشد. كلماتي كه با حروف M,G شروع مي شوند به ترتيب به عنوان مقدماتي و توابع متفرقه معرفي مي گردند. انواع حروف مورد استفاده در ماشينهاي كنترل عددي را مي توان بصورت خلاصه به شكل زير تشريح نمود: N …………  شماره خط برنامه G …………  توابع مقدماتي X …………  حركت در راستاي محور x Y …………  حركت در راستاي محور y Z  …………  حركت در راستاي محور z A …………  حركت زاويه اي حول محور x B …………  حركت زاويه اي حول محور y C …………  حركت زاويه اي حول محور z F  …………  نرخ پيشروي M …………  توابع كمكي S  …………  سرعت اسپيندل T  …………  شماره ابزار R …………  حركت سريع محور z انواع كلمات مجاز در NC و توابع مربوط به آنها را مي توان در استاندارد بين المللي ISO1056 يافت [3]. 3-2- طبقه بندي سيستم هاي كنترل عددي سيستم هاي كنترل عددي را مي توان بر اساس چهار گروه زير طبقه بندي كرد: 1-   با توجه به نوع ماشين: ماشينكاري نقطه به نقطه در مقابل ماشينكاري پيوسته. 2-   بر اساس ساختمان كنترلر: سخت افزار يا NC در مقابل CNC . 3-                بر اساس روش برنامه سازي: روش نموي در مقابل روش مطلق. 4-   بر اساس نوع حلقه هاي كنترل: حلقه باز در مقابل حلقه بسته. 1-3-2- ماشينكاري نقطه به نقطه[6] در مقابل ماشينكاري پيوسته[7] ساده ترين مثال از ماشين ابزار NC نقطه به نقطه (PTP) ماشين سوراخكاري است در سوراخكاري، قطعه كار در راستاي محورها به حركت در مي آيد تا محلي كه مي خواهد مركز سوراخ در آنجا واقع شود دقيقاً زير ابزار قرار گيرد. سپس اسپيندل بصورت اتوماتيك به سمت قطعه كار حركت كرده و عمليات سوراخكاري انجام مي شود. پس از اتمام سوراخ مورد نظر ماشين بدون كنترل پيشروي و با حركت سريع به سمت بالا حركت مي كند و قطعه كار به نقطه جديدي كه مي بايد سوراخ شود منقل شده عمليات تكرار مي گردد. در يك سيستم PTP مسير ابزار برش و نرخ پيشروي آن هنگام عبور از يك نقطه به نقطه بعدي اهميت چنداني ندارد و مسير حركت از نقطه ابتدا تا نقطه انتهايي احتياج به كنترل ندارد (شكل (3-2)). بنابراين سيستم فقط احتياج به كنترل موقعيت در نقطه نهايي دارد يعني جايي كه در قطعه بايد سوراخ شود. اين نوع عمليات PTP بوسيله تابع G00 صورت مي گيرد [1]. در سيستم ماشينكاري يك مسير پيوسته مانند عمليات فرزكاري در حاليكه ابزار عمليات برش را انجام مي دهد محورها نيز قطعه كار را در مسير خاصي حركت مي دهند. همه محورها مي بايد قادر باشند كه بطور همزمان و با سرعتهاي متفاوت حركت كنند تا پروفيل مسير مورد نظر را ايجاد كنند. مخصوصا وقتي يك مسير غير خطي مورد نظر باشد تغيير سرعت هر يك از محورها بسيار مهم است. در سيستم هاي پيوسته موقعيت ابزار برشي در انتهاي هر قسمت به همراه نسبت بين سرعت هاي محوري، مسير صحيح را در ماشينكاري قطعه مورد نظر معين مي كنند. همچنين پيشروي منتجه بر كيفيت سطح نهايي تأثير مي گذارد. به دليل اينكه در اين سيستم ها خطا در سرعت يك محور باعث ايجاد خطا در مسير ماشينكاري مي گردد (شكل (4-2)) سيستم مي بايد داراي حلقه هاي كنترل موقعيت پيوسته نيز باشد. در ماشينهاي CNC هر محور مجهز به يك حلقه كنترل موقعيت جداگانه و يك شمارنده براي دريافت اطلاعات ابعادي قطعه مي باشد كه اين اطلاعات به همراه نرخ پيشروي مورد نظر به واحد پردازش داده ها DPU براي درونيابي مناسب منتقل مي گردند. روشهاي درونيابي مختلفي به صورت Real-Time در ماشينكاري پيوسته بكار گرفته مي شود كه از جمله مهمترين آنها كه در همه ماشينهاي CNC يافت مي شود درونيابي خطي و درونيابي دايره اي مي باشد كه با دستورات G01 براي حالت خطي و G03 , G02 براي حالت دايره اي در ماشينهاي ابزار بكار گرفته مي شوند. در درونيابي خطي (G01) سرعت هر محور به نحوي كنترل مي گردد كه ابزار در امتداد يك مسير مستقيم در صفحه حركت قرار گيرد. بعنوان مثال شكل (5-2) يك مسير خطي فرزكاري را نمايش مي دهد در اين شكل به منظور اينكه ابزار در راستاي خط مستقيم P2,P1 با سرعت مطلوب حركت نمايد مي بايد فرمان درونيابي G01 در برنامه قطعه كار بكار گرفته شود به عنوان مثال دستور ايجاد چنين مسيري مي تواند به شكل زير باشد: N0010     G90   G01   X60.00       Y37.0                   f300 در درونيابي دايره اي (G02 , G03) سرعت هر يك از محورها در صفحه حركت براي ايجاد يك كمان مي بايد متفاوت باشند. فرمان درونيابي دايره اي در ماشينهاي CNC به دو صورت به كار گرفته مي شود. بعضي سيستم هاي CNC نياز به دانستن مركز كمان و نقطه انتهايي كمان دارند و برخي ديگر احتياج به شعاع دايره و نقطه انتهايي كمان دارند. شكل (6-2) يك نمونه مسير فرزكاري بصورت كماني از دايره را نشان مي دهد. CNC فرض مي كند كه ابزار در نقطه شروع كمان P1 قرار دارد. با توجه به صفحه حركت و نسبت به جهت حركت قبلي ابزار، ماشينكاري يك كمان مي تواند در جهت عقربه هاي ساعت (G02) و يا خلاف جهت عقربه هاي ساعت (G03) صورت گيرد. در شكل (6-2) ابزار مي بايد در جهت خلاف عقربه هاي ساعت با يك سرعت پيشروي ثابت حركت كند. هريك از خطوط فرمان زير مي توانند براي ايجاد اين شكل با توجه به نوع واحد درونيابي CNC بكار گرفته شوند. N010                G90   G03   Xx2 , Yy2 , Rrc , Ff N010                G90   G03   Xx2 , Yy2 , Iic , Jjc , Ff كه در دستور اول مختصات نقطه انتهايي و شعاع كمان به ماشين وارد مي شود و در دستور دوم ماشينكاري كمان به كمك مختصات مركز و نقطه انتهايي صورت مي گيرد. در دستور دوم مقادير jc , ic  مختصات مركز دايره نسبت به نقطه شروع مي باشند كه بصورت jc=yc-y1 و ic=xc-x1 تعريف مي گردند. در ماشينهاي CNC جديدامكان درونيابي در راستاي يك منحني نيز فراهم شده است اين نوع درونيابي با دستور G05 در يك ماشين بكار گرفته مي شود [3]. جزئيات مربوط به اين نوع درونيابي در فصلهاي آينده به تفصيل بحث خواهد شد. 2-3-2- كنترل سخت افزاري (NC) در مقابل كنترل نرم افزاري (CNC) سيستم هاي NC كه در دهه 60 براي اولين بار بكار گرفته شدند از سخت افزارهاي الكترونيكي بر اساس مدارهاي ديجيتالي استفاده مي كنند. سيستم هاي CNC كه در دهه 70 معرفي شده اند از يك ميني كامپيوتر و با يك ميكرو كامپيوتر براي كنترل ماشين ابزار استفاده مي كنند. انعطاف پذيري سيستم و امكان تصحيح برنامه مربوط به يك قطعه، همچنين كم كردن تعداد مدارات سخت افزاري از جمله عواملي است كه باعث تمايل استفاده روزافزون از سيستم هاي CNC به جاي سيستم هاي NC مي شود. كنترلر هاي ديجيتال سخت افزاري در سيستم هاي NC از پالسهاي ولتاژ استفاده مي كنند كه هر پالس باعث حركتي به اندازه 1BLU در محور مربوطه مي شود. در اين سيستم ها يك پالس معادل 1BLU مي باشد. Puls = BLU اين پالسها باعث بكار انداختن موتورهاي پله اي در سيستم هاي كنترل حلقه باز و يا سرو موتورهاي DC در سيستم هاي كنترل حلقه بسته مي شوند. تعداد پالسهايي كه به هر محور منتقل مي گردند معادل نمو حركت مورد نياز و فركانس آنها نمايانگر سرعت هر محور مي باشد. در  كامپيوتر اطلاعات به شكل كلمات در مبناي دو مرتب و ذخيره مي گردند. هر كلمه از تعداد ثابتي بيت تشكيل مي گردد كه تعداد آنها معمولاً 8 يا 16 بيت مي باشند. در كامپيوتر CNC هر بيت (يك رقم در مبناي دو) نمايانگر 1BLU مي باشد. Bit = BLU بنابراين به عنوان مثال يك كلمه 16 بيتي مي تواند تا 65536 = 216 حركت متفاوت محوري را نشان دهد (با احتساب صفر). اگر توانايي سيستم براي مثال BLU = 0.01mm باشد اين عدد حركتي به اندازه 655.35 mm را نشان مي دهد. سيستم هاي CNC در تركيبهاي مختلف مي توانند طراحي شوند ساده ترين آنها كه به عنوان ديدگاه reference-pulse معرفي مي گردد با سيستم هاي سخت افزاري NC برابري نموده و همانند آنها پالسها را به عنوان خروجي منتقل مي كنند. بنابراين در اين سيستم ها مي توان نوشت: Bit =  Pulse = BLU در شكل ديگر ماشينهاي CNC كلمات در مبناي دو [8] به عنوان خروجي منتقل مي شوند. با وجود اين موقعيت واقعي در اين سيستم ها توسط يك وسيله ديجيتالي كه آن نيز پالسهايي توليد مي كند نمايش داده مي شود. بنابراين در همه سيستم هاي مبتني بر CNC عبارات بيت و پالس و BLU هم ارزند. 3-3-2- سيستم هاي نموي و مطلق يك سيستم نموي سيستمي است كه در آن نقطه مرجع دستور بعدي، نقطه انتهايي عمليات در حال اجرا مي باشد. در اين سيستم ها هر قسمت از اطلاعات ابعادي به صورت يك اندازه نموي به ماشين منتقل مي گردد. به عنوان مثال در شكل (7-2) مي بايد پنج سوراخ در قطعه ايجاد گردد. فواصل از نقطه صفر تا هر سوراخ در شكل مشخص است. براي سوراخكاري با حركت نموي مي توان مختصات در راستاي محور X را به ترتيب براي نقاط 1 تا 5 x+500 , x+200 , x+600 , x-300 , x-700 , x-300 در برنامه قطعه وارد كرد. دقت شود كه وقتي يك سيستم نموي در نظر گرفته مي شود هم روش برنامه نويسي و هم وسايل پس خور[9] مي بايستي بصورت نموي باشند. يك سيستم مطلق سيستمي است كه در آن همه حركتها بر مبناي يك نقطه مرجع صورت مي گيرد كه اين نقطه به عنوان مبدا بوده و نقطه صفر نام دارد. فرمانهاي حركت به صورت يك فاصله مطلق از نقطه صفر بيان مي شوند. نقطه صفر ممكن است يك نقطه در خارج از قطعه كار يا يك گوشه از آن در نظر گرفته شود. اگر از فيكسچر براي ماشينكاري استفاده مي شود بهتر است كه نقطه اي بر روي آن به عنوان نقطه صفر در نظر گرفته شود. در شكل (7-2) براي سوراخكاري با حركت مطلق مي توان مختصات در راستاي محور x را براي نقاط 1 تا 5 بصورت: x+500 , x+700 , x+1300 , x+1000 , x+300 , x=0 وارد نمود. نقطه صفر مي تواند يك نقطه ثابت و يا يك نقطه شناور باشد. با استفاده از نقطه صفر شناور كاربر مي تواند هر نقطه را در محدوده ميز دستگاه بعنوان صفر انتخاب كند و اين قابليت به كاربر اجازه مي دهد كه فيكسچر را در هر جايي از ميز كه مناسب است قرار دهد. سيستم ها مطلق را به دو دسته سيستم هاي مطلق خالص و سيستم هاي با برنامه نويسي مطلق تقسيم مي كنند. درسيستم هاي مطلق خالص هم برنامه نويسي و هم سيگنالهاي پس خور به يك نقطه مرجع اشاره مي كنند اما چون استافده از وسايل پس خور مطلق پرهزينه است مانند (انكدر ديجيتال چند كاناله) از سيستم هايي با برنامه نويسي مطلق استفاده مي شود. در اين سيستم ها وسايل پس خور به صورت نموي عمل مي كنند ولي برنامه نويسي قطعه كار بر مبناي سيستم مطلق است. مزيت قابل توجهي كه سيستم هاي مطلق نسبت به سيستم هاي نموي دارند در حالتهايي است كه عمليات ماشينكاري در حين كار متوقف مي شود. اين وقفه ممكن است به دلايل مختلفي مانند شكستن ابزار يا چك كردن يك پارامتر اتفاق بيافتد. در چنين مواقعي مي بايد ميز ماشين به صورت دستي حركت داده شود تا مشكل بوجود آمده بر طرف گردد. براي از سرگيري ادامه عمليات ماشينكاري سيستم هاي مطلق قادرند به راحتي و بصورت دقيق به محلي كه در آنجا عمليات متوقف شده بازگشته و ماشينكاري را ادامه دهند. اما در سيستم هاي نموي در چنين شرايطي كاربرمي بايد ميز را به صورت دقيق به محلي كه در آنجا عمليات متوقف شده بازگشته و ماشينكاري را ادامه دهند. اما در سيستم هاي نموي در چنين شرايطي كاربر مي بايد ميز را بصورت دستي دقيقاً به همان محل قبلي بازگرداند كه اين كار غير ممكن است. لذا مجبور است كه برنامه را مجدداً از ابتدا اجرا كند و اين كار زمان زيادي را در توليد تلف مي كند. در عوض سيستم هاي نموي نيز در بعضي موارد از قبيل چك كردن بسيار راحت مسير، اطمينان از صحت برنامه، اجراي راحت عملياتي مثل mirror در اشكال متقارن، بر سيستم هاي مطلق ارجحيت دارند. اكثر CNC هاي پيشرفته هر دو روش برنامه نويسي بصورت مطلق (G90) و نموي (G91) را پشتيباني مي كنند و مزيتهاي هر دو روش را در اختيار كاربران قرار مي دهند. 4-3-2- سيستم هاي حلق باز و حلقه بسته هر سيستم كنترلي از جمله سيستم هاي NC ممكن است بصورت كنترل حلقه باز يا بسته طراحي شوند. كنترل حلقه باز به اين مفهوم است كه هيچ پس خوري در سيستم وجود نداشته و هيچ اطلاعاتي از سيگنالهايي كه كنترلر توليد كرده به آن برگردانده نمي شود. سيستم هاي حلقه باز NC از نوع ديجيتال بوده و از موتورهاي پله اي براي به حركت در آوردن پيچهاي راهنما استفاده مي كنند. موتورهاي پله اي ساده ترين روش براي تبديل پالسهاي الكتريكي به حركت مكانيكي مي باشند و تقريباً راه حل ارزاني براي كنترل يك سيستم به حساب مي آيند. به علت اينكه درسيستم هاي حلقه باز هيچ پس خوري از موقعيت ميز وجود ندارد دقت سيستم تابعي از قابليت موتورها مي باشد كه تا چه حدي بتوانند تعداد دقيق پالسهاي ورودي را دريافت و به حركت تبديل كند. شكل (8-2) يك حلقه كنترل باز و يك حلقه كنترل بسته براي يك محور حركت را نشان مي دهد. سيستم كنترل حلقه بسته موقعيت و سرعت واقعي محورها را اندازه گيري كرده و با مقدار مطلوب مقايسه مي كند. اختلاف بين مقدار واقعي و مطلوب مقدار خطا مي باشد. سيستم كنترل طوري طراحي مي شود كه اين خطا را حذف كرده و يا به مينيمم مقدار خود برساند. در سيستم هاي NC حلقه بسته هم ورودي به حلقه كنترل و هم سيگنال بازگتي توسط پس خور بصورت پالس مي باشند. كه هر پالس نمايانگر يك واحد BLU است. مقايسه كننده ديجيتالي پس از مقايسه اين دو سيگنال مقدار خطا را مشخص كرده و آن را توسط يك تبديل كننده ديجيتال-آنالوگ (DAC) به سروموتور منتقل مي كند. لازم به ذكر است كه سيگنال برگشتي توسط يك انكدر كه روي پيچ راهنما سوار مي شود به مقايسه كننده ها فرستاده مي شود. در مقايسه دو سيستم حلقه باز و حلقه بسته، سيستم حلقه باز قاعدتاً براي جاهايي بكار مي رود كه بار روي سيستم زياد نيست. اما سيستم حلقه بسته را مي توان براي انواع كاربردهاي ماشينكاري بكار برد. محدوديت سيستم هاي حلقه باز مبتني بر نوع ساختار سيستم و موتورهاي پله اي مي باشد. از خواص مهم موتورهاي پله ي وابسته بودن سرعت ماكزيمم آن به بار گشتاوري وارد بر آن مي باشد. در اين موتور گشتاور بالاتر باعث كم شدن سرعت ماكزيمم مي شود. لذا موتورهاي پله اي براي بارهاي گشتاورهاي متغير بكار برده نمي شوند. چون يك بار گشتاوري زياد و غير قابل پيش بيني در حين كار باعث از دست رفتن پالسها و در نتيجه توليد خطا مي شود. در سيستم هاي ماشينكاري پيوسته، گشتاور تأمين شده بوسيله موتور بر اساس نيروهاي برش و وابسته به شرايط برش مي باشد. بنابراين موتورهاي پله اي به عنوان محرك اين سيستم ها پيشنهاد نمي شوند. اين موتورها قاعدتاً در برشكاري بوسيله ليزر و يا ماشينهاي سوراخكاري PTP استفاده مي شوند. در سيستم هاي حلقه بسته از موتورهاي DC و يا AC به عنوان محرك استفاده مي گردد. 4-2- ماشينكاري با سرعتهاي بالا نياز صنعت به افزايش نرخ توليد همراه با كيفيت بااي محصولات نهايي باعث بكارگيري روشهاي ماشينكاري با سرعت بالا (HSM) شده است. اصولاً با پيشرفت در صنعت ساخت ابزارهايي با سختي بالا مانند CBN و Si3N4 راه براي افزايش نرخ براده برداري[10] (MRR) هموار شد [17]. با بكارگيري تحقيقات وسيعي كه انواع سازندگان مشين انجام داده اند امروزه نرخ براده برداري بصورت چشمگيري افزايش يافته است و اين به معني كاهش زمان توليد و افزايش بازده توليد مي باشد. لذا استفاده از HSM روز به روز با استقبال گسترده تري مواجه مي شود. بطور كلي با بكارگيري قابليت HSM در يك ماشين انجام عمليات ماشينكاري سريعتر صورت مي گيرد. بعنوان مثال در سوراخكاري و قلاويز كاري، HSM باعث حركت سريع بين سوراخها و رفت و برگت سريع اسپيندل مي گردد. اما عملكرد HSM در ماشينكاري سه بعدي انواع قالبها و سطوح پيچيده يعني زماني كه نياز به ماشينكاري در راستاي ميليونها خط مي باشد بهتر نمايان مي شود. مثلاً در ماشينكاري قالب تزريق پلاستيك نشان داده شده در شكل (9-2)  با بكارگيري HSM زمان ماشينكاري از 3 ساعت و 45 دقيقه به 17 دقيقه كاهش يافته است [15]. با بكارگيري HSM علاوه بر افزايش نرخ براده برداري، سطح نهايي قطعه كار نيز مطلوبتر بوده و لذا نياز به انجام عمليات ثانويه نظير پرداخت كاري نخواهد بود. همچنين به علت براده برداري سريع اثرات ناشي از حرارت كاهش يافته و گرما به قطعه كار منتقل نمي گردد. از ديگر مزاياي استفاده از HSM كم شدن نيروهاي برش مي باشد. كاهش نيروهاي برش علاوه بر تأثير روي توان موردنياز ماشينكاري بر روي وزن فيكسچرهاي مورد استفاده نيز تأثير مي گذارد. بدين ترتيب كه نيروي برش كمتر فيكسچر سبكتري را براي نگهداري قطه كار طلب مي كند. همچنين كم شدن نيروي برش باعث طولاني شدن عمر ابزار نيز مي شود. 1-4-2- مفهوم سرعتهاي بالا در ماشينكاري عبارت HSM توانايي ماشينكاري با سرعتهاي سريع تر را نويد مي دهد اما در ابتدا بايد مفهوم كلمه سريعتر مشخص گردد. در حقيقت همگي ما بر اساس تجربيات و نوع كاربردمان تصور متفاوتي از كلمه سريعتر داريم. از آنجايي كه طبق تئوري انيشتين هر حركتي نسبي بوده لذا هر سرعتي نيز نسبي مي باشد و HSM نيز از اين امر مستثني نيست و در حقيقت يك مفهوم نسبي است. مفهوم سرعت بالا مي تواند با توجه به نوع عمليات و نوع ماده متفاوت باشد به عنوان مثال در قالب سازي افزايش نرخ پيشروي از ميزان 250 mm/min در ماشينكاري قطعه از از جنس فولاد سخت شده تا 760 mm/min واقعا به مفهوم ماشينكاري با سرعت بالاست. يا افزايش سرعت فرزكاري از 380 mm/min تا 2600 mm/min در قنگام كار با يك قطعه آلومينيومي را نيز مي توان به معني استفاده از سرعتهاي بالا دانست. اما در فرزكاري شابلوني از جنس نرم سرعتي حدود 20000 mm/min نيز سرعت بالايي به حساب نمي آيد. به عبارت ساده HSM ماشينكاري با سرعتهايي بيشتر از سرعتهاي معمول در ماشينكاري سنتي مي باشد. با اين وجود تعاريف مختلفي بر اساس قطر و سرعت اسپيندل، سرعت و توان و دالانهاي پايداري براي HSM ارائه شده است ([17] , [19]) كه در ادامه دو معيار كاربردي تر آنها ارائه مي گردد. 2-4-2- سرعتهاي بالا بر اساس معيار DN بعضي از منابع، از سرعت مطلق اسپيندل براي تعريف HSM استفاده مي كنند. به عنوان مثال هر سرعتي بالاتر از 8000rpm را بعنوان سرعت بالا معرفي مي كنند. اما اين تعريف جامع نيست زيرا اندازه هندسي اسپيندل در آن وارد نمي شود. پر واضح است كه بدست آوردن سرعت هاي بالاي اسپيندل براي يك ماشين با قطر اسپيندل كوچك بسيار آسانتر از ماشيني با قطر اسپيندل بزرگتر مي باشد. نمايش دقيقتري از سرعت بالا از ديدگاه طراحي اسپيندل، عدد DN مي باشد. DN حاصلضرب قطر اسپيندل بر حسب ميلي‌متر در سرعت اسپيندل بر حسب rpm مي باشد. محدوده اي بين 500000 تا حداكثر 2000000 براي عدد DN محدوده سرعتهاي بالا محسوب مي شود قطر بزرگتر اسپيندل باعث كمتر شدن سرعت آن مي گردد. بنابراين در طراحي ماشينهاي با قدرت زياد بايد به اين نكته توجه كرد كه ممكن است براي يك ماشين سنگين سرعتهاي معمولي نيز به عنوان سرعتهاي بالا محسوب گردد. به عنوان مثال سرعتي معادل 30000rpm براي يك ماشين با قطر اسپيندل كم سرعت معمولي به حساب مي آيد ولي سرعت 15000rpm براي يك ماشين با قطر اسپيندل زياد سرعت بالا محسوب مي شود. 3-4-2- سرعتهاي بالا بر اساس دالانهاي پايداري تعريفي كه در اين قسمت ارائه مي شود مربوط به ديناميك ابزار و اسپيندل  مي شود، اين تعريف مبتني بر فركانسهاي طبيعي مدهاي غالب ارتعاشات مي باشد. محدوده سرعت اسپيندل  را برروي دياگرام دالانهاي پايداري همانند شكل (10-2) مي توان به چهار قسمت تقسيم نمود [19]. اين شكل نمايشگر عمق برش محوري مجاز بر حسب سرعت اسپيندل براي يك عمق برشي شعاعي ثابت مي باشد كه قاعدتاً از چنين شكلي با عنوان دالانهاي پايداري ياد مي شود. ماشينكاري با سرعت پايين زماني صورت مي گيرد كه طول موج ارتعاشات در مدهاي غالب به اندازه اي كوتاه شود كه اثر مستهلك شوندگي بوجود آيد. غالباً اين اثر زماني بوجود مي آيد كه طول موج ارتعاشات كمتر از 3mm مي شود. اين ناحيه روي شكل (10-2) با حرف A مشخص شده است. براي مثال اگر فركانس طبيعي غالب 1000HZ بوده و ابزار مورد استفاده يك فرز دو شياره با قطر 25mm باشد ماشينكاري با سرعت پائين در محدوده سرعتهايي كمتر از 2300rpm مي باشد. ماشينكاري در محدوده متوسط در سرعتهاي بالاتر صورت مي گيرد. در اين محدوده اثر مستهلك شوندگي بوجود نيامده و دالانهاي پايداري نيز آشكار نشده اند. اين محدوده با حرف B در شكل (10-2) مشخص شده است. حد بالاي اين محدوده هنگامي است كه فركانس عبور دندانه تقريباً برابر ¼ فركانس طبيعي غالب مي باشد. براي ابزار ذكر شده در بالا محدوده متوسط ماشينكاري در سرعتهايي بالاتر از 2300rpm و كمتر از 7500rpm مي باشد. در محدوده متوسط حد پايداري تقريباً ثابت است. ماشينكاري با سرعتهاي بالا زماني رخ مي دهد كه فركانس عبور دندانه به يك كسر قابل توجه اي از فركانس طبيعي غالب برسد. اين محدوده با حرف c روي شكل (10-2) نشان داده شده است. براي ابزار معرفي شده در فوق محدوده سرعتهاي بالا از 7500rpm تا تقريباً45000rpm مي باشد. در اين محدوده اثر دالانهاي پايداري به خوبي آشكار است و مي توان عمق برش مناسب را با مشخص كردن سرعت مناسب اين محدوده به راحتي انتخاب كرد. در سرعتهايي كه فركانس عبور دندانه كسر صحيحي از فركانس طبيعي غالب مي باشد، افزايش نرخ براده برداري ميسر است. پايدارترين سرعت، سرعتي است كه در آن فركانس عبور دندانه با فركانس طبيعي غالب برابر باشد. ماشينكاري فوق سريع در سرعتهايي رخ مي دهد كه فركانس عبور دندانه بزرگتر از 2 يا 3 برابر فركانس طبيعي غالب باشد. اين محدوده در شكل با حرف D نشان داده شده است. براي مثال ذكر شده اين سرعت در حدد 600000rpm مي باشد. ماشينهاي CNC جديد با استفاده از تكنيكهاي شناسايي ارتعاشات خود برانگيخته و كنترل سيستم (CRAC[11]) قابليت تنظيم سرعت بصورت online را دارا مي باشند و مي توانند شرايط ماشينكاري را به هر يك از محدوده هاي پايدار فوق تغيير دهند. بطور كلي بكارگيري روشهاي HSM مستلزم فراهم آوردن قابليتهاي گوناگوني در قسمتهاي مختلف يك ماشين CNC مي باشد. در اين پايان نامه ديدگاه اصلي بكارگيري HSM از منظر توانايي درونيابي سيستم CNC مي باشد. زيرا در HSM به علت نياز شديد تر به نيروهاي كمتر و سرعت برش بالاتر بكارگيري نوع درونيابي مناسب و سرعت پيشروي متناسب با مسير بيش از كاربردهاي ديگر اهميت پيدا مي كند. لذا در فصول آينده به بحث و تشريح درونيابي، با قابليت بكارگيري HSM پرداخته خواهد شد. فصل سوم: انواع روشهاي نمايش منحني 1-3- مقدمه ارائه اشكال هندسي مختلف و شكلهاي آزاد[12] به شكلي كه داراي كارآيي بالايي باشند يكي از پايه هاي طراحي بوسيله كامپيوتر (CAD) مي باشد. توانايي نشان دادن دقيق و پشتيباني عمليات مختلف از جمله شرايطي است كه يك نحوه نمايش مي بايد دارا باشد [20]. انواع نحوه هاي نمايش مختلف ديربازي است كه براي مدلسازي هندسي به كار گرفته مي شوند [21]. با معرفي منحني هاي Bezier در اواخر دهه شصت و بكارگيري آن در ارائه منحني هاي B-spline در دهه هفتاد راه براي ارائه يك فرم مشخث و استاندارد همراه با مزيتهاي رياضي الگوريتمي، بسيار هموار شد. با ارائه منحني هاي NURBS[13]  ضمن برخورداري از توانايي نمايش انواع شكلهاي آزاد و تحليلي، ارتباط بسيار نزديكتري بين خواص رياضي و الگوريتمي منحني ها و كاربردهاي صنعتي بوجود آمد [20]. و اين منحني ها توانستند به خوبي در طراحي بوسيله كامپيوتر بكار گرفته شوند. بطوريكه تقريباً تمامي نرم افزارهاي CAD از اين منحني ها در مدلسازي هندسي استفاده مي كنند [21]. با وجود اينكه منحني هاي NURBS در مبحث طراحي بسيار مناسب اند اما در بخش توليد با توجه به بعضي كاربردهاي مورد نياز، كارآيي بالايي ندارند [13]. در اوايل دهه 90 با بكارگيري شرايط خاصي براي منحني هاي Bezier كه زير مجموعه اي از منحني هاي NURBS مي باشند، منحني هاي فيثاغورث-هدوگراف (PH) ابداع گرديدند [11,22]. اين منحني ها ضمن برخورداري از خواص هندسي مناسب شكل Bezier در بكارگيري در كاربردهاي عملي نيز رفتار مناسبي را از خود نشان مي دهند. لذا بتدريج الگوريتمهاي متفاوتي براي بكارگيري و توسعه آنها ابداع گرديده است [22,23,24]. در اين مبحث ضمن بيان انواع مختلف نحوه هاي نمايش منحني، به معرفي منحني هاي Bezier ، B-Spline و NURBS پرداخته است و سپس با استفاده از مباني رياضي اين منحني ها، منحني هاي PH معرفي مي گردند. 2-3- روشهاي نمايش ضمني و پارامتري معادلات ضمني و توابع پارامتري دو روش بسيار متداول براي نمايش منحني ها و سطوح در مدلسازي هندسي مي باشند. معادله ضمني يك منحني كه در صفحه xy قرار دارد بصورت f(x,y)=0 مي باشد. اين معادله رابطه اي بصورت ضمني بين مختصات x,y مربوط به نقاطي كه روي منحني قرار مي گيرند برقرار مي كند. به عنوان مثال دايره اي به مركز مبدا مختصات و شعاع واحد را مي توان با معادله ضمني f(x,y) = x2+y2-1 = 0 نمايش داد. در شكل پارامتري يك منحني مختصات هر نقطه روي آن به صورت جداگانه و تابعي صريح از متغير مستقل مي باشد. يا به عبارت ديگر:                                   (1-3) بنابراين  يك تابع مقداري-برداري از متغير مستقل  مي باشد. اگرچه كه بازه دلخواه است اما قاعدتاً اين بازه بين صفر و يك نرماليزه مي شود. براين اساس به عنوان مثال ربع اول يك دايره را مي توان بصورت توابع پارامتري به شكل زير تعريف كرد:                                          (2-3) همچنين با تغيير متغير  مي توان شكل نمايش پارامتري ديگري، متفاوت از نحوه نمايش فوق براي ربع اول يك دايره، بصورت زير يافت:                                             (3-3) همانطوري كه در اين مثال ساده نيز ملاحظه مي شود نمايش پارامتري يك منحني منحصر به فرد نيست. علاوه بر اين اگر مشتقات را در هر دو حالت فوق بررسي كنيم ملاحظه مي شود كه مقدار بردار مشتق در پارامترسازي حالت اول در همه نقاط  داراي مقدار واحد مي باشد.اين پارامترسازي را پارامترسازي يكنواخت مي گويند.  اما در حالت دوم مقدار بردار مشتق در انتهاي مسير دو برابر مقدار ابتداي آن است. پس نوع پارامتر سازي يك منحني علاوه بر ايجاد تفاوت در نحوه نمايش، مي تواند برروي مشتقات منحني تأثير بگذارد يا به عبارت ديگر هنگمي كه پارامتر منحني زمان باشد، پارامترسازي متقاوت براي يك منحني در بردارهاي سرعت و شتاب منحني كاملاً مؤثر است. از دو نحوه نمايش پارامتري و ضمني به سختي مي توان يكي را بر ديگري ترجيح داد. در هر حقيقت هر يك از اين نحوه هاي نمايش مزايا و معايب خود را در كاربردهاي مختلف دارا مي باشند. و مدلسازي هندسي موفق مبتني بر هر دو روش مي باشد ولي بطور كلي مي توان اين دو روش را به صورت زير مقايسه كرد. روش پارامتري را مي توان به راحتي به حالت سه بعدي توسعه داد اما در روش ضمني منحني را بايد در صفحات مختلف مثل xy يا xz يا yz نمايش داد. بوسيله روش ضمني نمايش تكه منحني هاي محدود مشكل است. در حاليكه در روش پارامتري مي توان آنها را با محدود كردن بازه تغيير پارامتر به راحتي نمايش داد. از طرف ديگر در هندسه هاي غيرمحدود (به عنوان مثال يك خط مستقيم با معادله f(x,y) = ax+by+c) بكارگيري روش پارامتري مشكل است. منحني هاي پارامتري بصورت طبيعي داراي يك جهت حركت مي باشند. ( از c(a) تا c(b) اگر ) اما منحني هاي ضمني اينچنين نيستند. لذا بكارگيري منحني هاي پارامتري براي توليد يك سري نقاط موقعيت در راستاي منحني ساده تر است. نحوه نمايش پارامتري براي طراحي و نميش شكل در كامپيوتر مناسب تر است. زيرا ضرايب اكثر شكلهاي نمايش پارامتري مثل Bezier و B-Spline داراي مفهوم هندسي هستند. پيچيدگي بسياري از عمليات هندسي به نحوه نمايش وابسته است. بعنوان مثال: ·    محاسبه يك نقطه بر روي منحني و يا سطح در روش ضمني مشكل تر است. ·    تعيين اينكه يك نقطه روي منحني است يا خير در روش پارامتري مشكل تر است. در اين تحقيق، چون مقصود از نحوه نميش منحني بكارگيري آن براي توليد يكسري نقاط موقعيت در واحد درونياب CNC مي باشد لذا نحوه نمايش پارامتري انتخاب مي گردد. بدين منظور در ادامه برروي انواع نحوه هاي نمايش پارامتري بحث خواهيم كرد. 3-3- منحني هاي Bezier يكي از نحوه هاي نمايش پارامتري چند جمله اي يك منحني، شكل بزير است. منحني هاي بزير براي طراحي محاوره اي بسيار مناسب بوده و يكي از پايه هاي نمايش اشكال هندسي در CAD مي باشند. يك منحني بزير درجه n بصورت زير تعريف مي گردد:                                    (4-3) توليد  چند جمله اي هاي كلاسيك برنشتاين مي باشند كه به شكل زير بيان مي شوند [20]:‍                                    (5-3) ضرايب هندسي  بنام نقاط كنترل مي باشند كه در حالت دوبعدي و سه بعدي به ترتيب داراي دو يا سه مؤلفه هستند. يك منحني بزير همواره از نقاط كنترل ابتدايي و انتهايي مي گذرد. شكل (1-3) يك منحني بزير درجه 6 و توابع برنشتاين مربوط به آن را نمايش مي دهد كه با 7 نقطه كنترل مشخص گرديده است. يكي از خواص مهم منحني هاي بزير خاصيت affine invariation مي باشد. اين خاصيت باعث مي شود كه تحت يك تبديل كلي فقط با تغيير نقاط كنترل، منحني نيز تغيير كند. از اين خاصيت عملياتي مثل …, copy , mirror , move درنرم افزارهاي CAD استفاده مي گردد همچنين برنشتاين نيز داراي خواص خاصي هستند كه بر روي ويژگي هاي هندسي منحني تأثير مي گذارند. بعضي از اين خواص به خوبي روي شكل (1-3) مشخص مي باشند. از جمله اين خواص مي توان از خاصيت تقسيم واحد، غير منفي بودن توابع پايه و تقارن نسبت به  نام برد. 4-3- منحني هاي B-Spline منحني هاي B-Spline از چند قطعه منحني به هم پيوسته تشكيل شده اند كه در قالب يك منحني ارائه مي شوند. يك B-Spline درجه p بصورت زير تعريف مي شود:                                 (6-3) كه در آن  نقاط كنترل و  توابع پايه B-Spline مي باشند كه برروي بردار گرهي غير يكنواخت و غير دوره اي U تعريف مي گردد. تعداد عضوهاي يكسان در ابتدا و انتهاي بردار گرهي برابر (p+1) است. شكل (2-3) يك منحني B-Spline درجه 7 و توابع پايه B-Spline آن را نمايش مي دهد. به كمك منحني هاي B-Spline مي توان اكثر شكلهاي پيچيده را مدل كرد. در حقيقت چون اين منحني ها بعنوان منحني هاي قطعه - قطعه پيوسته مي باشند مي توان در مدل سازي هندسي آنها را به جاي استفاده از يك منحني درجه بالا، بكار گرفت. اين منحني ها از نقاط كنترل ابتداي و انتهايي گذشته و به علت اينكه مي توان بر روي آنها كنترل محلي داشت در طراحي محاوره اي بسيار مناسب اند از ديگر خواص اين منحني ها مي توان از خواصي مانند: multiple coincident control point , transform invariance , strong convex hull نام برد. توزيع پايه B-Spline نيز داراي خواص مهمي مي باشد كه بر روي هندسه منحني بسيار مؤثراند. بعنوان مثال در شكل (b2-3) عدم پيوستگي شيب در A باعث عدم پيوستگي منحني در A شده است (شكل (b2-3)). 5-3- منحني هاي NURBS: اگرچه فرم نمايش پارامتري چند جمله اي (به عنوان مثال مي توان Bezier معمولي را در نظر گرفت) قدرت زيادي در نمايش بسياري از اشكال هندسي دارند اما در نمايش بعضي اشكال هندسي مهم ناتوان است (دايره، بيضي، استوانه و ...). لذا براي رفع اين مكل از فرم نمايش Bezier كسري استفاده مي گردد [20]. به كمك اين تكنيك بسياري از ناتواني هاي منحني هاي Bezier معمولي جبران مي گردد. در مبحث منحني B-Spline نيز وضعيت مشابه اي وجود دارد. يعني مي توان با كسري كردن اين منحني ها به فرم جامع تري از نحوه نمايش دست يافت. منحني هاي NURBS كلي ترين حالت نمايش مي باشند كه تمامي نحوه هاي نمايش پارامتري B-Spline و Bezier كسري و Bezier را در بر مي گيرند. و در حقيقت اين نحوه نمايش، زيرمجموعه از منحني هاي NURBS مي باشند. لذا تمامي نرم افزارهاي CAD بر مبني منحني هاي NURBS پايه گذاري مي گردند. يك منحني NURBS درجه P به صورت زير تعريف مي گردد:                             (7-3) كه در آن  نقاط كنترل،  وزنه ها و  توابع پايه B-Spline بر روي بردار گرهي U مي باشند. با در نظر گرفتن:                                  (8-3) مي توان يك منحني NURBS را بصورت زير نمايش داد:                                             (9-3) كه  توابع پايه كسري نام دارند. تمامي خواص منحني هاي B-Spline و Bezier را منحني هاي NURBS نيز دارا هستند همچنين توابع پايه كسري نيز داراي خواصي هستند كه بر روي شكل هندسي منحني كاملاً مؤثر است. شكل (3-3) يك منحني NURBS به همراه توابع پايه كسري آن را نمايش مي دهد. پارامتر ديگري كه در منحني NURBS مؤثر است، وزنه هاي  مي باشند. به كمك اين وزنه ها مي توان شكل را كنترل كرد يعني خاصيت تغييرات محلي در اينجا راحت تر صورت مي گيرد. در ادامه اين فصل به معرفي منحني هاي PH خواهيم پرداخت اين منحني ها كه از رديف منحني هاي پارامتري چند جمله اي اند مبتني بر قالب نمايش Bezier مي باشند. كه بر اساس ويژگي هاي خاصي كه دارند از آنها در مبحث درونيابي CNC به طرز شاياني مي توان بهره برد. 6-3- منحني هاي فيثاغورث-هدوگراف (PH) همانطوري كه اشاره گرديد يكي از پايه هاي طراحي بوسيله كامپيوتر (CAD) منحني ها و سطوح به شكلي است كه داراي كارآيي بالايي باشند و ارائه منحني ها يا سطوح به شكل توابع چند جمله اي بر حسب پارامتر منحني يا سطح يكي از اشكال نمايشي است كه به صورت گسترده اي پذيرفته شده است. بعنوان مثال اگر تكه منحني هاي پارامتري چند جمله ائي بصورت:                              (10-3) را در نظر بگيريم ملاحظه مي شود كه مي توان براحتي آنها را با افزايش يكنواخت متغير  محاسبه نموده و در صفحه نمايش داد. همچنين مي توان اين تكه منحني ها را با درجات پيوستگي متفاوت براي تشكيل منحني هاي Spline  تركيب نمود (به قسمت 4-3 مراجعه شود) با اين وجود منحني هاي پارامتري چند جمله اي محدوديت هاي ذاتي دارند كه جامعيت (فراگيري) آنها را در طراحي عملي پايين مي آورد. يكي از اين محدوديت ها معين نبودن يك رابطه پارامتري چند جمله اي براي طول كمان بر حسب پارامتر  در اين منحني ها مي باشد و براي دست يافتن به اين رابطه نياز به رابطه سازي بين طول كمان s و پارامتر  مي باشد. كه در حالت عمومي يك انتگرال بوده و نمي توان آن را به توابع اوليه اي از  تجزيه كرد و نياز به تقريب به وسيله كوادرچر عددي دارند. كه ذاتاً خطا پذير بوده و غير كارآ مي باشد. محدوديت ديگر منحني هاي پارامتري چند جمله اي در رابطه با منحني هاي افست[14] آنها مطرح مي گردد. در كاربردهايي مانند ماشينكاري با كنترل عددي، تحليل تلرانس، Path Planing، نياز به يك منحني افست به صورت  مي باشد كه اين منحني در جهت بردار يكاي عمود بر منحني  و با فاصله ثابت d از آن قرار دارد. در حالت عمومي يك منحني چند جمله اي يا كسري نيست. در حقيقت ديربازي است ثابت شده است كه در حالت عمومي اگر منحني  داراي n درجه باشد افست هاي آن با فواصل  داراي معادله ضمني بصورت  از درجه 4n-2 مي باشند [11]. اين امر باعث چندين تقريب چند جمله اي براي افست يك منحني مي گردد. در اينجا هدف ارائه يك زيرمجموعه اي از منحني هاي جند جمله اي است (در قالب Bezier) كه اين محدديت ها را نداشته باشند. بدين منظور به هدوگراف يك منحني صفحه اي مانند  اشاره مي گردد. يا به عبارتي مكان هندسي اي كه با مشتقات پارامتريك  از آن منحني مشخص مي گردد. در حقيقت اگر  نمايانگر زمان باشد هدوگراف مكان هندسي بردار سرعت مسير دايره مي باشد (شكل (4-3)). منحني هاي چند جمله اي كه بر اين اساس معرفي مي گردند علاوه بر اينكه داراي طول كماني به صورت تابع چند جمله اي از پارامتر منحني هستند، داراي افستهايي با فواصل  و  مي باشند كه اين افست ها منحصراً بصورت منحني هاي كسري با درجه نسبتاً پايين (2n-1) مي باشند. خاصيت دوم در موارد عملي استفاده از منحني هاي افست و در نحوه نمايش يك مدل هنسي خاصيت بسيار چشمگيري مي باشد زيرا امكان يافتن افست يك منحني به صورت دقيق رياضي (percise) بعضي از پروسه هاي نيرومند موجود در CAD همچون: subdivision , rendering , intersection , transformation را ساده سازي مي نمايد. 1-6-3- چند جمله اي هاي سه گانه فيثاغورث همگي ما با رابطه فيثاغورث كه بين وتر يك مثلث و اضلاع آن بر قرار است آشنا هستيم:                                                         (11-3) پرواضح است كه رابطه (11-3) همواره به ازاء مقادير حقيقي a , b يك مقدار حقيقي براي c نتيجه مي دهد، همچنين اين رابطه براي حالات كاملاً خاصي كه a,b,c عدد صحيح هستند نيز برآورده مي گردد. ثابت مي شود كه [11] سه چند جمله اي حقيقي  كه در آن  شرايط فيثاغورث  را برآورده مي كنند اگر و تنها اگر بتوان آنها را بر حسب چند جمله اي هاي حقيقي  بصورت زير بيان نمود: 2-6-3- مباني منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف هدوگراف  يك منحني چند جمله اي را فيثاغورث گويند. اگر مؤلفه هايش اعضاء يك چند جمله اي سه گانه فيثاغورث   باشند. با توجه به بحث قبلي واضح است كه هدوگراف هاي فيثاغورث بايد به شكل زير باشند: با به كاربردن عبارت منحني فيثاغورث – هدوگراف ، منظور هر منحني چند جمله اي مي باشد كه مشتقاتش به شكل رابطه (13-3) مي باشند. حالت هايي از هدوگراف (13-3) را كه كاربرد عماب كمتري دارند را مي توان به صورت زير تقسيم بندي كرد: a)   اگر و يا  باشد معادله (13-3) به  تبديل مي گردد كه در حقيقت تبديل مكان هندسي منحني به يك نقطه مي باشد. b)    اگر  همگي ثابت بوده و اگر w و يا حداقل يكي از عبارات v,u غير صفر باشند مكان هندسي تعريف شده بوسيله معادله (13-3) به يك خط راست پارامتري يكنواخت تبديل مي گردد. c)    اگر  ثابت و غير صفر باشند اما  ثابت نباشد مكان هندسي ارائه شده در (13-3) مجدداً خطي مي باشد. با اين تفاوت كه بسته به زوج يا فرد بودن درجه  اين مكان بينهايت يا نيمه بينهايت مي گردد. 3-6-3-درجه منحني فيثاغورث – هدوگراف براي حذف حالتهاي بيان شده در قسمت قبل چند جمله اي هاي  همگي غير صفر در نظر گرفته مي شوند و  چنان در نظر گرفته مي شوند كه نسبت به هم اول بوده و هر دو با هم ثابت نباشند. منحني فيثاغورث – هدوگراف  كه شرايط فوق را برآورده مي كنند لزوماً از درجه مي باشند. ثابت مي شود كه [11] منحني چند جمله ي مربوط به هدوگراف (13-3) ازدرجه:                                             (14-3) مي باشد در جايي كه   است. منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف از درجه n داراي حداكثر n+3 درجه آزادي مي باشند يعني (n-1) درجه كمتر از 2(n+1) (حداكثر درجه آزادي منحني ها) درجه آزادي مربوط به منحني هاي چند جمله اي هم درجه. 4-6-3- منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف درجه سه: با توجه به بحث قبلي ساده ترين منحني هاي PH، منحني هاي PH درجه سه مي باشند كه در آنها  مي باشد (). براي همخواني بيشتر با سيستم CAD و به سبب خواص رياضي مناسب كه ضرايب برنشتاين از خود نشان مي دهند منحني هاي PH را نيز در قالب Bezier نمايش مي دهند (به قسمت 3-3 رجوع شود). بدين منظور هر چند جمله اي خطي  به صورت زير در نظر گرفته مي شود: كه  ها توابع پايه برنشتاين تعريف شده در رابطه (5-3) مي باشند. بدين ترتيب با توجه هدوگراف (13-3) و در نظر گرفتن  مي توان هدوگراف هاي منحني را كه داراي خاصيت فيثاغورث نيز مي باشند به صورت زير نوشت: (16-3) با استفاده از خاصيت تقسيم واحد ضرايب برنشتاين [20] مي توان منحني PH درجه سه را در قالب بزير به شكل زير نمايش داد: (17-3) كه داراي نقاط كنترلي  بصورت زير مي باشد.                                          (18-3) كه  نقطه كنترل اختياري مي باشد. در مورد منحني هاي PH درجه سه رابطه ساده اي بصورت شرط لازم و كافي بيان مي گردد. كه ارتباط بهتر و كاربردي تري را بين خواص فيثاغورث و مشخصات هندسي منحني بيان مي كند. براي يك منحني بزير درجه سه با نقاط كنترلي  و چند ضلعي كنترلي با طول اضلاع  (شكل (5-3))و زواياي ، نشان داده مي شود كه شرايط: براي تضمين اينكه منحني  داراي هدوگراف فيثاغورث باشد لازم كافيند [11]. چند جمله اي  كه كامل كننده سه گانه فيثاغورث مي باشد را مي توان به صورت زير نمايش داد. (20-3) رابطه فوق را براي منحني هاي PH درجه سه مي توان بر حسب طول اضلاع چند ضلعي كنترلي نيز نوشت كه در بكارگيري اين منحني ها در كاربردهاي عملي بسيار سودمند است:                                               (21-3) شكل (6-3) نمونه هايي از منحني هاي PH درجه سه را نميش مي دهد. 5-6-3- منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف درجه بالاتر يكي از كاربردهاي مهم منحني هاي درجه سه پارامتري درونيابي بين يك سري نقاط در صفحه با پيوستگي  مي باشد. كمانهايي كه اين درونيابي را انجام مي دهند قاعدتاً به شكل هرميت درنظر گرفته مي شوند زيرا در اين فرم درونيابي به حل يك سيستم معادلات خطي براي مشتقات پارامتري در نقاط مختلف منجر مي گردد. متأسفانه منحني هاي PH درجه سه براي درونيابي  بسيار غير قابل انعطاف اند. بعنوان مثال آنها نمي توانند بين يك سري داده گسسته كه شكل آنها داراي تغيير انحناء ناگهاني است را با پيوستگي مناسب درونيابي كنند. براي يافتن انعطاف پذيري كافي در حالت عمومي طراحي شكل هاي آزاد و بهره جستن از خواص منحني هاي PH مي بايد منحني هاي PH درجه بالاتر را بكار گيريم. ملاحظه شده است كه براي اكثر كاربردهاي علمي منحني هاي PH درجه پنج بسيار مناسب اند [13]. لذا در ادامه  به بحث بر روي اين منحني ها مي پردازيم. 6-6-3- منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف درجه پنج منحني هاي PH درجه پنج را مي توان با رابطه (14-3) با انتخاب پارامترهاي زير بدست آورد: الف) ب)      يا                                                               (22-3) منحني هاي ناشي از حالت دوم منحني هايي هستند كه داراي دو نقطه تيز يا به عبارتي رأس[15] و يا يك نقطه بي قاعده[16] مي باشند [11] لذا اين حالت قاعدتاً در طراحي هاي عملي در نظر گرفته نمي شود و از حالت اول بيشتر استفاده مي شود (شكل (7-3)). با توجه به حالت (الف)  يك مقدار ثابت بوده و عبارات  درجه دو مي باشند بر اين اساس نقاط كنترلي براي يك منحني PH درجه پنج به شكل زير نوشته مي شوند:                                           (23-3) در اين حالت نيز مي توان رابطه هندسي زير را بين اضلاع چند ضلعي كنترل يافت:                                                                               (24-3) در حالت (ب)  يك عبارت درجه دو بوده و به صورت خطي اند لذا نقاط كنترلي به شكل زير مشخص مي گردند:                    (23-3) شكل (7-3) انواع منحني هاي PH درجه پنج ناشي از دو حالت بيان شده در فوق را نمايش مي دهد. در اين شكل منحني هاي (الف و ب) با توجه به نقاط كنترلي بيان شده بوسيله (23-3) بدست آمده اند. و منحني هاي (ج و د) به وسيله نقاط كنترلي (25-3) رسم شده اند. همانطوري كه در شكل زير مشخص شده است منحني هاي ناشي از اين نقاط كنترلي داراي دو نقطه نيز يا به عبارتي رأس و يا يك نقطه بي قاعده مي باشند. لذا اين حالت () قاعدتاً در طراحي هاي عملي در نظر گرفته نمي شوند و از حالت () بيشتر استفاده مي گردد. 7-6-3- محاسبه طول كمان در منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف همانطوري كه اشاره شد يكي از خواص مهم منحني هاي PH دارا بودن رابطه اي پارامتري چند جمله اي بين طول كمان و پارامتر منحني مي باشد. در اين قسمت ضمن ارائه نحوه محاسبه طول كمان در اين منحني ها رابطه اي ساده شده اي براي منحني هاي PH درجه سه نيز ارائه مي گردد. طول كمان در راستاي منحني چند جمله اي  با نرخ:                                                                   (26-3) نسبت به پارامتر  افزايش مي يابد. با اندازه گيري s از نقطه  مي توان نوشت:                                                        (27-3) اما در حالت عمومي انتگرال فوق داراي حل تحليلي نيست. بنابراين در محاسبه طول كمان تكه منحني هاي چند جمله اي غالباً روشهاي تقريبي مانند كمترين مربعات بوسيله استفاده از كوادرچرهاي عددي به كار مي روند [3]. اگر منحني  داراي هدوگراف هاي فيثاغورث باشد بر اساس بحثهاي قسمت هاي قبلي، چند جمله اي مانند  وجود دارد كه  باشد. بنابراين رابطه (27-3) را مي توان به صورت زير بازنويسي نمود:                                                               (28-3) در حقيقت با مشخص بودن توابع  براي منحني  مي توان  را به صورت  محاسبه نمود. با توجه به بحث قسمت (3-6-3) و انتخاب  چند جمله اي  از درجه n-1 خواهد بود و مي توان آن را به شكل زير نوشت:                                                  (29-3) بنابراين وقتي  (يك منحني PH) از درجه n باشد طول كمان s كه از  اندازه‌گيري مي شود را مي توان به وسيله تابع چند جمله اي زير به راحتي محاسبه نمود:                                                              (30-3) در درونيابي براي يافتن مقادير پارامتر   مربوط به طول كمان  در طول منحني مي توان معادله فوق را به روش تقريبي نيوتن-رافسون به راحتي حل نموده و مقادير پارامتر را يافت اين روش براي منحني هاي PH در تكرارهاي بسيار كمي (يك تا سه تكرار) با دقت بالايي به سمت جواب همگرا مي شود. در اين تحقيق رابطه ساده تري براي محاسبه طول كمان منحني هاي PH درجه سه مي يابيم. اين رابطه ارتباط مستقيم تري بين طول هاي چند ضلعي كنترل و طول قوس منحني بوجود مي آورد. با استفاده از رابطه (21-3) و بسط توابع برنشتاين مي توان  را به صورت زير بدست آورد:                   (31-3) با مقايسه رابطه فوق و رابطه (29-3) ملاحظه مي شود كه:                                                                    (32-3) حال با استفاده از رابطه (30-3) براي منحني درجه سه مي توان نوشت: با داشتن طول چند ضلعي هاي كنترل و زاويه بين آنها طول كمان در هر نقطه به راحتي محاسبه مي گردد. مباني رياضي منحني هاي PH كه در اين فصل بيان شده در بخش هاي آينده و در درونيابي Real-Time در CNC مورد استفاده قرار گرفته خواهند شد. فصل پنجم: درونيابي در سيستم هاي كنترل عددي 1-5- مقدمه امروزه سيستم هاي CAD/CAM توانايي طراحي و توليد انواع شكل هاي پيچيده را دارا مي باشند. تكنيك هاي جديدي كه در CAD براي ارائه انواع شكل هاي آزاد و سطوح پيچيده ارائه مي گردد سبب شده است كه بتوا به راحتي انواع مورد نياز در صنعت را مدل كرد. اما براي اجرا و ماشينكاري اين قطعات نياز است كه سيستم هاي CAM نيز تواايي و قدرت پياده كردن اين مدلها را داشته باشند [10]. عمليات ماشينكاري اين چنين مدل هايي كه قاعدتاً از انواع منحني ها و سطوح آزاد تشكيل شده اند معمولاً داراي دو مرحله كلي است: در مرحله اول نحوه نمايشي كه در CAD از قطعه توليد شده است به كدهايي تبديل مي گردد كه براي ماشين ابزار قابل شناسايي باشد (بعنوان مثال G&M كدها). در مرحله دوم اين كدهاي قابل شناسايي براي ماشين به حركتهاي جداگانه اي در امتداد هر يك از محورها تبديل مي گردند. كه اين حركت همزمان محورها باعث هدايت ابزار در راستاي منحني مورد نظر مي شود. اين عمل در واحد درونياب[17] كه در كنترلر ماشين ابزار قرار دارد انجام مي پذيرد [3]. همانگونه كه در فصل دوم اشاره گرديد درونيابهايي كه در انواع ماشين هاي CNC قرار دارند بصورت نرم افزار مي باشند در حاليكه ماشينهاي NC از مدارات سخت افزاري براي درونيابي استفاده مي نمايند. دو نحوه درونيابي كه بطور مشترك در تمام ماشينهاي NC و CNC موجود مي باشند، درونيابي خطي و دايره اي نام دارند. به كمك اين درونيابها به راحتي مي توان مسيرهاي خطي و دايره اي را ماشينكاري نمود. اما براي ماشينكاري يك مسير منحني شكل در حالت عمومي با استفاده از اين درونيابها، طبيعتاً ابتدا مي بايد مسير منحني به قطعاتي از خط و دايره شكسته شود و سپس فرمان ماشينكاري صادر گردد. اين چنين نحو هاي درونيابي ديربازي است كه مورد استفاده قرار مي گيرند و الگوريتمهاي فراواني براي بكارگيري آنها ابداع شده است [1,3]. اما به تدريج مشخص شده است كه بكارگيري اين نوع درونيابها تأثير نامطلوبي براي كيفيت سطح و زمان ماشينكاري مي گذارد [4]. لذا در كاربردهاي همانند ماشينكاري با سرعتهاي بالا و پرداختكاري مناسب بنظر نمي رسند [2,3]. بنابراين براي غلبه بر چنين كمبودهايي الگوريتم هايي توسه يافته اند كه توانايي درونيابي در راستاي يك منحني را نيز دارا باشند. همانگونه كه در فصل اول اشاره گرديد درونيابي در راستاي يك مسير منحني با بكارگيري نحوه هاي نمايش پارامتري منحني در اوايل دهه 90 آغاز گرديد. و الگوريتم هاي متفاوتي بر اساس اين نوع نحوه نمايش توسعه يافتند [5,6,7]. اما كمبودها و مشكلات رياضي ناشي از چنين نحوه هاي نمايشي براي بكارگيري در درونيابي Real-Time باعث گرديد كه نحوه نمايش پارامتري دستخوش تغييراتي گردد بدين منظور با بكارگيري پارامتر سازي طول كمان بهبود چشمگيري در ساده سازي مسأله بوجود آمد [8,9]. پارامتر سازي بر اساس طول كمان و بكارگيري آن در درونيابي Real-Time در اواخر دهه 90 نيز توسعه يافت [10]. و براين اساس Altintas [3] اين نوع درونيابي را با بكارگيري پروفيل سرعت هاي مختلف بر روي ماشين پياده سازي مي نمايد. با وجود تمام ساده سازي هاي بيان شده براي حل مسأله درونيابي يك منحني در CNC مي توان گفت كه اين روشها به نوعي همگي تقريبي اند. زيرا طول كمان بكار گرفته شده در اين روشها به صورت دقيق قابل محاسبه نيست. براي جبران چنين خطاهايي Farouki [12,13] با بكارگيري منحني هاي فيثاغورث – هدوگراف (PH) كه براي اولين بار خود او آنها را پايه گذاري نمود [11,22]، روشهاي مناسبي را براي درونيابي Real-Time ارائه داد.  اين منحني ها داراي خواص رياضي مناسبي مي باشند كه كاربرد آنها را در درونيابي توسط CNC ساده سازي مي نمايد. با بكارگيري منحني هاي PH الگوريتمهايي براي ماشينكاري سطوح شكل آزاد[18] نيز توسعه يافته است [28]. در اين مبحث ضمن معرفي نحوه عملكرد واحد درونياب در CNC به بحث بر روي روشهاي درونيابي خطي و دايره اي پرداخته مي شود. پس از بيان كمبودهايي كه با بكارگيري اين درونيابها بوجود مي آيند به بحث بر روي درونيابي در راستاي منحني هاي PH با استفاده از پروفيل هاي سرعت مختلف پرداخته مي شود و بر اساس معيارهاي ماشينكاري با سرعت هاي بالا مناسب ترين پروفيل سرعت پيشنهاد مي شود و در ادامه تركيبي از منحني هاي PH در نظر گرفته شده و پيشنهاداتي جهت تغيير سرعت در محل اتصال آنها ارائه مي گردد. 2-5- معرفي انواع شيوه هاي درونيابي بصورت Real-Time نياز مشترك همه سيستم هاي توليد بوجود آوردن حركت جداگانه و هماهنگي در هر يك از محورهاي حركت، به منظور بدست آوردن مسير مطلوب ابزار نسبت به قطعه كار مي باشد. و اين امر مستلزم توليد سيگنالهايي به منظور توصيف دقيق شكل قطعه و انتقال اين سيگنالها به عنوان ورودي هاي مرجع به حلقه هاي كنترل مي باشد. اين سيگنالهاي مرجع در واحد درونياب توليد مي شوند. درونيابي در ماشينهاي CNC بصورت نرم افزاري صورت مي گيرد و وظيفه اين نرم افزار شامل پردازش داده هاي ورودي مربوط به قطعه، محاسبات مربوط به نرخ پيشروي و درونيابي بين نقاط داده ها مي گردد. درونيابي قاعدتاً بر اساس نقاط ابتدا و انتهاي مسير مورد نظر و با توجه به انحناي مسير و همچنين سرعت مورد نياز براي حركت بر روي آن انجام مي پذيرد. دو شيوه درون يابي كه قاعدتاً در تمام ماشينهاي NC و CNC بكار گرفته مي شوند درونيابي بصورت خطي و دايره اي مي باشد. در درونيابي خطي محورهاي حركت چنان كنترل مي گردند كه مسير حركت ابزار بر روي قطعه كار مسير خطي باشد و اين مسأله مستلزم برقراري نسبت سرعت هاي مناسبي در محورهاي حركت مي باشد. در درونيابي دايره اي كنترل محورهاي حركت بگونه اي است كه ابزار همواره قوسي از يك دايره را طي مي كند. درونيابي دايره اي و خطي مي تواند در صفحه (2-D) و يا در فضا (3-D) صورت گيرد. بر اين مبنا هر مسير منحني شكل به قطعاتي از خط و دايره شكسته شده و با بكارگيري درونيابي خطي و دايره اي ماشينكاري مي گردد. عمليات ماشينكاري يك قطعه را بر اساس بكارگيري درونيابهاي خطي – دايره اي مي توان بر اساس شكل (1-5) تشريح نمود [4]. براين اساس در ابتدا سيستم CAD براي تعريف شكل و بيان هندسي قطعه استفاده مي گردد. كه طبيعتاً CNC مي بايد ماشين ابزار را طوري هدايت نمايد كه قطعه نهايي چنين شكلي را دارا باشد. سپس هندسه قطعه بوسيله برنامه قطعه كه شامل فرمان هاي اصلي حركت مي باشد به CNC منتقل مي گردد (به بخش 3-2-2 مراجعه شود). اين فرمان هاي حركت مي بايد بصورت Real-Time توسط درونياب به شكل مخصوصي از سيگنالها تبديل گردند تا به حلقه هاي كنترل وارد شده و محورهاي حركت را راه اندازي نمايند. همانطوري كه در شكل (1-5) مشخص است در ماشينهايي كه برمبناي درونيابي خطي و دايره اي كار مي كنند مسير مورد نظر – كه در حالت كلي يك مسير منحني شكل مي باشد – مي بايد به مجموعه اي از تكه هاي خطي و دايره اي تبديل گردد كه اين عمل قاعدتاً در نرم افزارهاي CAD صورت مي گيرد. بطور خلاصه بر اين مبنا ماشينكاري منحني ها بصورت زير قابل بيان است: الف) طراح شكل يك قطعه را بر مبناي مجموعه اي از اجزاء هندسي مختلف تعريف مي كند. اين مجموعه مي تواند شامل خط، كمان و يا منحني باشد. ب) اگر اين عضو هندسي يك خط  و يا يك كماني از دايره باشد مستقيماً بوسيله برنامه قطعه به CNC فرستاده مي شود. ج) اگر اين عضو هندسي يك منحني باشد در ابتدا در CAD به تكه هايي از خط و يا دايره شكسته شده و سپس به برنامه قطعه كار منتقل مي گردد و منحني اصلي براي CNC ناشناخته است. مشكلي كه در اين روش ماشينكاري بوجود مي آيد در رابطه با تعداد تكه خطهايي است كه يك منحني بايد به آن شكسته شود. از يك طرف تعداد اين خطوط بايد به دو دليل زير ماكزيمم گردند: ا) براي تقريب بهتر منحني و كاهش خطاي پيوستگي 2) براي كاهش اثر قسمت بندي كه باعث ناپيوستگي در مشتقات اول در طول مسير مي گردد. اين ناپيوستگي به نوبه خود بر روي نرم برودن منحني و سطح تأثير گذاشته و نياز به عمليات ثانويه مانند پرداخت كاري را افزايش مي دهد. اما افزايش تعداد تكه هاي خط مورد نياز براي ماشينكاري يك سطح كه غالباً ميليونها تكه مي باشند نيز به نوبه خود مي تواند مشكل ساز باشد. پس از طرف ديگر مي توان گفت كه تعداد اين خطوط بدلايل زير مي بايد مينيمم شوند: ا) CNC هر تكه خط را جداگانه مي شناسد. اگر تعداد زيادي تكه هاي كوتاه وجود داشته باشند ممكن است حركت ابزار هيچگاه به نرخ پيشروي مورد نظر بعلت شتاب گيري و كاهش شتاب اتوماتيك در ابتدا و انتهاي هر تكه نرسد. در نتيجه سرعت در راستاي منحني هدوگراف سرعت ثابت مورد نظر نرسيده و باعث خرابي سطح (در فرزكاري) و يا خطاي ابعادي (در برشكاري ليزري) مي گردد. بعلاوه زمان ماشينكاري نيز بعلت نرسيدن به نرخ پيشروي مطلوب افزايش مي يابد. 2) حافظه CNC ممكن است براي ذخيره تعداد زياد خطوط در يك قطعه با شكل پيچيده كافي نباشد. 3) بار ارتباطي بين CAD و CNC مي بايد كاهش يابد. در عمل ديدگاه مينيمم كردن تعداد خطوط با خواسته هاي صنعت بعلت قيودي كه در ارتباط بين CAD و CNC بوجود مي آيد، مطابقت بيشتري دارد. بايد توجه داشت كه حتي با ديدگاه مينيمم سازي نيز تعداد خطوط تقريب زننده به منظور برآورده كردن تلرانس مطلوب (مثلاً ) ميليونها عدد مي باشد. بنابراين چنين شيوه ماشينكاري زياد مطلوب نبوده و در كاربردهايي مثل ماشينكاري با سرعت هاي بالا نمي تواند خواسته هاي كاربران را برآورده سازد. بنابراين سعي مي شود روند مناسب تر و جديدتري در ماشينكاري يك قطعه به كار رود. اين روند در شكل (2-5) نمايش داده شده است. اين روش بر اين مبنا استوار است كه CNC توانايي درونيابي در راستاي يك منحني را نيز داشته باشد. در حقيقت ساليان درازي بوده است كه فاصله اي بين سيستم CAD و CAM وجود داشته است و آن هم به علت عدم توانايي درونيابي در راستاي يك منحني در CNC مي باشد. در حاليكه در سيستم CAD انواع منحني ها و سطوح براحتي قابل بكارگيري مي باشند. همانطوري كه در شكل (2-5) نيز نمايش داده شده است در روش جديدتر ماشينكاري، مرحله تقسيم بندي منحني بصورت قطعاتي از خط و دايره حذف گرديده و مستقيماً هر نوع نحوه نمايش كه در CAD بكار گرفته شده به CNC نيز منتقل مي گردد و در عوض واحد درونياب توانايي درونيابي Real-Time در راستاي خط، دايره و منحني را نيز دارا مي باشد. اما بكارگيري الگوريتم هايي براي درونيابي در راستاي منحني در CNC پيچيدگي هايي نسبت به حالت خطي و دايره اي دارد كه در بخش هاي بعدي به تفضيل برروي آنها بحث خواهد شد. 3-5- توليد فرمان سرعت در سيستم هاي CNC قبل از شروع به بحث بر روي نحوه هاي مختلف درونيابي لازم است كه نحوه سرعت گيري بر روي يك مسير مورد نظر بررسي گردد. بطور كلي براي ماشينكاري هر مسيري شامل خط يا دايره و يا منحني هدف رسيدن به يك سرعت ثابت بر روي اين مسير است تا با سرعت ثابت اين مسير طي شود. اين سرعت ثابت همان نرخ پيشروي (V) مي باشد كه توسط كاربر تعيين مي گردد. همچنين مقادير شتاب (A) و كاهش شتاب (D) در CNC براي بكارگيري پروفيل سرعت مناسب تنظيم مي گردند [3]. عموماً در ابتدا طول مسير خط و يا دايره به N تكه كوچك در بازه زماني Ti شكسته مي گردد. با توجه به كوچكترين بازه زماني درونيابي (Tmin) كه CNC قادر به بكارگيري آن است مي توان طول هر گام را بصورت:                                                                         (1-5) محاسبه نمود سعي مي شود كه طول گام  همواره ثابت بماند لذا V و Tمي بايد بصورت مناسبي تغيير نمايند. بعنوان مثال اگر نرخ پيشروي (V) در طول ماشينكاري با سويچ feed-override و يا با فرمان يك حس گر بر اساس كنترلر ماشين تغيير نمايد  ثابت نگه داشته مي شود و زمان درونيابي بصورت:                                                                                (2-5) تغيير مي نمايد. انتخاب صحيح زمان درونيابي مينيمم (Tmin) به بار محاسباتي الگوريتم و سرعت كامپيوتر كنترل كننده حركت CNC بستگي دارد. اگر فرض شود كه كل مسافتي كه بر روي يك مسير دلخواه مي بايد طي شود L باشد عمل درونيابي مي بايد N بار در بازه زماني Ti انجام گيرد:                                                                                (3-5) N غالباً براي كارآيي بيشتر محاسباتي به سمت بالا گرد مي شود. براي رسيدن به سرعت مورد نظر مي توان نحوه هاي شتاب گيري متفاوتي را انتخاب نمود اما عمومي ترين نحوه شتاب گيري كه در اكثر كاربردهاي مورد استفاده قرار مي گيرد، براساس تغيير خطي سرعت بدست مي آيد. لذا در ادامه به بحث بر روي پروفيل سرعت ذوزنقه اي مي پردازيم. 1-3-5- پروفيل سرعت ذوزنقه اي: شتاب گيري و كاهش شتاب محورها را مي توان با بكارگيري پروفيل سرعت ذوزنقه اي همانند شكل (3-5) كنترل نمود. پروفيل سرعت ذوزنقه اي بار محاسباتي نسبتاً كمي داشته و براي بكارگيري ماشينهاي CNC مناسب به نظر مي رسد. تعداد كل مراحل درونيابي (N) به ناحيه هاي شتاب گيري (N1) و سرعت ثابت (N2) و كاهش شتاب (N3) تقسيم مي گردد (شكل (3-5)). يا به عبارتي N=N1+N2+N3 و تعداد گامهاي مورد نياز براي نواحي شتاب گيري و كاهش شتاب (N3 وN1) با توجه به نرخ پيشروي مورد نظر V (count/s)، شتاب A (count/s2)، كاهش شتاب D (count/s2) و اندازه گام  با استفاده از پروفيل سرعت ذوزنقه اي بدست مي آيد. اگر سرعت اوليه صفر باشد طول كل مسير (l1) كه در ناحيه شتاب گيري در بازه  طي مي گردد را با توجه به شكل (3-5) مي توان بصورت زير يافت:                                                                           (4-5) چون براي ناحيه شتاب ثابت  مي باشد، تعداد بازه هاي درونيابي را در ناحيه شتابگيري مي توان بصورت زير يافت:                                                                      (5-5) بطور مشابه براي ناحيه كاهش شتاب نيز مي توان نوشت:                                                                      (6-5) در بسياري از كاربردهاي ماشينكاري NC به صفر رساندن سرعت در پايان يك مرحله و قبل از شروع به ماشينكاري تكه منحني ديگر مطلوب نيست. لذا فرض مي شود كه در حالت كلي سيستم مي خواهد از سرعت V0 شروع به شتاب گيري نمايد (شكل (3-5)ب) لذا طول ناحيه شتاب گيري بر اين اساس به صورت زير بازنويسي مي گردد:             (7-5) كه  مي باشد. درنتيجه داريم:                                                                                    (8-5) كه منجر به يافتن N1 بصورت زير مي گردد:                                                                          (9-5) به طريق مشابه مي توان براي N3 نيز نوشت:                                                                          (10-5) بازه زماني Ti نيز مي بايد در طول ناحيه شتاب گيري و كاهش شتاب تغيير نمايد. چون كه طول مسير طي شده   در هر بازه زماني ثابت نگه داشته مي شود مي توان عبارات زير را بين دو مرحله درونيابي نوشت:                             (11-5) با جايگذاري  و  و  بازه زماني درونيابي ()  در ناحيه شتاب گيري و كاهش شتاب – در جاييكه سرعت در حال تغيير است – بصورت زير در هر مرحله بدست مي آيد:                                                              (12-5) بر اين اساس مي توان براي يافتن پروفيل سرعت ذوزنقه اي الگوريتم زير را براي هر ناحيه ارائه داد [3]: الف) ناحيه شتاب گيري: for k=1,N1             end ب) ناحيه سرعت ثابت: for k=1,N2             end در اين مرحله سرعت ثابت بوده و با توجه به اينكه  در طول مسير همواره ثابت است مقدار Ti نيز در طول اين ناحيه ثابت باقي مي ماند. ج) ناحيه كاهش شتاب: for k=1,N3             end روابطي كه تا به حال براي سرعت و تغيير مكان ارائه شده است همگي در راستاي منحني مي باشند در حاليكه در CNC نياز هدوگراف دانستن سرعت و تغيير مكان هر يك از محورها بطور جداگانه مي باشد لذا مي بايد سرعت ها و تغيير مكان ها در هر لحظه بر روي x,y,z  تصوير شوند. به عنوان، نمونه در حالت دو بعدي مي توان نوشت:                                                                     (13-5) كه i,j بردارهاي يكه، به ترتيب در جهات x,y مي باشند. اگر دو طرف معادله فوق را بر بازه زماني Ti تقسيم كنيم خواهيم داشت:                                                                           (14-5) و يا:                                                                       (15-5) در حاليكه . با توجه به اينكه مقادير  ها قبل از اين مرحله محاسبه شده اند لذا يافتن سرعت هاي هر يك از محورها براحتي امكان پذير مي باشد. در بخشهاي بعدي با بكارگيري اين پروفيل سرعت به درونيابي در راستاي خط و دايره مي پردازيم. 4-5- روش درونيابي خطي با بكارگيري پروفيل سرعت ذوزنقه اي روشي كه در اين قسمت براي درونيابي خطي ارائه مي گردد بر مبناي انتگرال گيري ديجيتالي مؤلفه هاي سرعت در هر دو محور مي باشد. فرض كنيم كه مسيري كه ابزار روي قطعه كار طي مي كند يك مسير خطي همانند شكل (4-5) باشد. نقطه شروع حركت  و نقطه انتهايي آن  مي باشد. در زمان t موقعيت هر يك از محورها به صورت زير مي باشند:                                                         (16-5) همانطوري كه در قسمت قبل اشاره گرديد سرعت هاي Vx , Vy و بازه زماني Ti در هر مرحله ناحيه شتاب گيري و كاهش شتاب تغيير كرده ولي Ti در طول ناحيه سرعت ثابت بدون تغيير باقي مي ماند (پروفيل سرعت ذوزنقه اي). چونكه الگوريتم درونيابي N بار با بازه زماني Ti اجرا مي گردد رابطه (16-5) را مي توان به صورت زير بسط داد: (17-5) يا به عبارت ديگر: (18-5) همچنين سرعت هر يك از محورها را مي توان به صورت زير يافت: (19-5) هرگونه تغييري در بازه زماني Ti باعث تغيير در سرعت محورها مي گردد. زيرا مقادير  ثابت مي باشند. در حقيقت داريم :                                                    (20-5) با جايگذاري دو رابطه (20-5) و (19-5) در معادله (18-5) رابطه بازگشتي زير براي درونيابي خطي بدست مي آيد:                                              (21-5) نمو هاي  را مي توان بعنوان ثابت در ابتداي الگوريتم محاسبه نمود. بعنوان مثال اگر بخواهيم يك مسير خطي را از نقطه شروع  تا نقطه انتهايي  با سرعت  و شتابهاي  در حاليكه كمترين زمان درونيابي  مي باشد، ماشينكاري كنيم در ابتدا نياز به محاسبه مقادير اوليه اي نظير طول نمو حركت ، تعداد كل دفعات درونيابي N ، و همچنين تعداد درونيابي در ناحيه شتاب گيري و كاهش شتاب (N3,N1) مي باشد. لذا با بكارگيري پروفيل سرعت ذوزنقه كه در مبحث قبل ارائه گرديد اين مقادير را به عنوان مقادير اوليه الگوريتم درونيابي خطي وارد مي كنيم. K x(k)[count] y(k)[count] 0 0.000 0.000 5.000 6.000 1 812.40 0.054 5.173 6.130 2 1148.91 0.022 5.347 6.260 3 1407.12 0.017 5.521 6.391 4 1624.80 0.014 5.695 6.521 5 1816.59 0.012 5.869 6.652 6 1989.97 0.011 6.043 6.782 7 2149.41 0.0106 6.217 6.913 8 2200.00 0.010 6.391 7.043 9 2200.00 0.010 6.565 7.173 10 2200.00 0.010 6.739 7.304 11 2200.00 0.010 6.913 7.434 12 2200.00 0.010 7.086 7.565 13 2200.00 0.010 7.260 7.695 14 2200.00 0.010 7.434 7.826 15 2200.00 0.010 7.608 7.956 16 2044.50 0.0103 7.782 8.086 17 1876.16 0.0113 7.956 8.217 18 1691.15 0.0123 8.130 8.347 19 1483.23 0.0138 8.304 8.478 20 1240.96 0.0161 8.478 8.608 21 938.08 0.0201 8.652 8.739 22 469.04 0.0312 8.826 8.869 23 0.000 0.000 9.000 9.000   با يافتن  از روابط (20-5) مي توان نتايج درونيابي را همانند جدول (1-5) بدست آورد. نكته قابل توجه در اين الگوريتم آن است كه براي ثابت نگه داشتن  و در نتيجه  مقدار Ti در هر مرحله تغيير مي نمايد و كوچكترين مقدار Ti يعني Tmin در ناحيه سرعت ثابت بكار گرفته مي شود. شكل (5-5a) بر اساس نتايج جدول (1-5) رسم شده است، همچنين شكل (5-5b) نمايانگر پروفيل سرعت بكار گرفته شده در راستاي مسير خطي و در امتداد هريك از محورهاي حركت مي باشد. 5-5- روش درونيابي دايره اي: اگر مسيري كه ابزار بر روي قطعه كار طي مي كند يك دايره و يا كماني از دايره باشد مي توان با بكارگيري روابط هندسي و پروفيل سرعت ذوزنقه اي الگوريتمي براي درونيابي دايره اي نيز ارائه داد. بدين منظور يك قسمتي از دايره اي را در نظر مي گيريم كه مركز آن در مبدا مختصات CNC قرار دارد (شكل (6-5)) [3]. طول مسير دايره اي شكل را مي توان به صورت زير نوشت:                                                              (22-5) براي درونيابي به صورت ديجيتالي، اين كمان مي بايد به N قسمت تقسيم گردد. طول هر قسمت را  مي ناميم كه وابسته به زاويه  مي باشد. (شكل 6-5) خطاي وتر (chord-error) مي بايد از كوچكترين توانايي حركت سيستم كمتر باشد. يا به عبارت ديگر كمتر از 1 count (1 BLU): chord-error =                                                        (23-5) رابطه فوق زماني برآورده مي شود كه  به صورت زير انتخاب گردد:                                                                            (24-5) انتخاب  به صورت:                                                          (25-5) خطايي نصف خطاي وتر را نتيجه مي دهد و از نظر محاسباتي نيز مفيد تر مي باشد. براين اساس طول نمو كمان (يا وتر) بصورت زير بيان مي گردد:                                                                               (26-5) مسير دايره اي شكل نيز براي بكارگيري پروفيل سرعت ذوزنقه اي مي بايد به سه ناحيه () تقسيم گردد. ابزار اين مسير را با سرعت  طي مي كند و هر تكه از كمان  در فاصله زماني Ti پيموده مي شود. بازه زماني Ti در طول ناحيه هاي شتاب () در هر مرحله در حال تغيير است در حاليكه در طول ناحيه سرعت ثابت يكسان مي باشد. مي توان براي يافتن موقعيت ها در هر لحظه با توجه به پروفيل سرعت از تغيير سرعت زاويه اي استفاده كرد. اما پيشنهاد بهتر در اين زمينه استفاده جداگانه از روابط هندسي براي بدست آوردن موقعيت هاي مناسب در طول دايره مي باشد. در ادامه به توضيح هر دو روش پرداخته مي شود. 1-5-5- بكارگيري سرعت محورها در يافتن نقاط موقعيت بر روي دايره سرعت زاويه اي پيشروي و موقعيت زاويه اي لحظه اي بر روي مسير دايره اي شكل (6-5) را در زمان t مي توان به ترتيب به صورت زير نوشت:                                                                         (27-5) همچنين مختصات يك نقطه برروي كمان دايره اي را مي توان به صورت زير بيان كرد: (28-5) سرعت هريك از محورها را نيز مي توان با ديفرانسيل گيري از عبارت فوق يافت: (29-5) همانطوريكه ملاحظه مي شود سرعت ها و موقعيت ها در معادلات فوق به هم كوپل شده اند لذا بدليل بالا بودن حجم محاسبات اين الگوريتم كارآيي بالايي نداشته و از آن در اين تحقيق استفاده نمي شود. 2-5-5- يافتن نقاط موقعيت دايره اي با استفاده از روابط هندسي براي درونيابي Real-Time در CNC داشتن يك الگوريتم بازگشتي در محاسبه نقاط موقعيت بسيار مطلوب خواهد بود. لذا در اين قسمت با استفاده از روابط هندسي چنين الگوريتمي ارائه مي گردد. اگر دو نقطه  بر روي يك كمان قرار داشته و فاصله زاويه اي  را از يكديگر داشته باشند (شكل (6-5)) مي توان نوشت: (30-5) مختصات  را مي توان به صورت زير بسط داد: (31-5) يا: (32-5) با استفاده از بسط روابط مثلثاتي مي توان مختصات  را بر حسب  به صورت زير يافت: (33-5) رابطه فوق يك رابطه بازگشتي مناسب براي يافتن نقاط موقعيت دايره اي مي باشد. در اين رابطه  با استفاده از شرط ارائه شده در رابطه (25-5) محاسبه مي گردد. براي درونيابي دايره اي Real-Time به كمك اين الگوريتم هندسي و بكارگيري پروفيل سرعت ذوزنقه اي مي بايد اين الگوريتمها را به نحوي به هم ارتباط داد. اين ارتباط توسط  برقرار مي گردد. در حقيقت با مشخص شدن  از الگوريتم هندسي درابتدا با استفاده از رابطه (26-5) مقدار  محاسبه گرديده و سپس مقادير  از روابط (9-5) و (10-5) محاسبه مي گردند. بدين ترتيب تعداد نقاط هندسي درونيابي شده از الگوريتم هندسي و تعداد سرعت هاي بدست آمده از پروفيل سرعت ذوزنقه اي يكسان خواهند بود. در نتيجه هر نقطه درونيابي شده روي دايره يك سرعت معين خواهد داشت. جدول (2-5) نمايانگر مقادير مربوط به درونيابي دايره اي به شعاع 5  و مركز (20و0) مي باشد كه بر اساس پروفيل ذوزنقه اي بدست آمده اند. همچنين با بكارگيري اين مقادير مسير دايره اي درونيابي شده، در شكل (7-5) شبيه سازي شده است. در اين شكل پروفيل هاي سرعت نيز در امتداد مسير و در راستاي هريك از محورهاي حركت نمايش داده شده اند. k x(k)[count] y(k)[count] 0 0.000 0.000 5.000 20.000 1 439.37 0.00730 4.743 21.581 2 621.37 0.00303 4.000 23.000 3 761.02 0.00232 2.846 24.110 4 878.75 0.00196 1.400 24.799 5 982.47 0.00172 -0.189 24.996 6 1000.00 0.00160 -1.760 24.680 7 1000.00 0.00160 -3.149 23.883 8 1000.00 0.00160 -4.216 22.688 9 1000.00 0.00160 -4.849 21.216 10 1000.00 0.00160 -4.985 19.620 11 1000.00 0.00160 -4.609 18.063 12 1000.00 0.00160 -3.760 16.705 13 1000.00 0.00160 -2.256 15.585 14 1000.00 0.00160 -1.031 15.107 15 898.30 0.00169 0.568 15.032 16 783.51 0.00191 2.109 15.466 17 648.72 0.00224 3.435 16.366 18 477.28 0.00285 4.407 17.639 19 186.40 0.00484 4.927 19.154 20 0.000 0.000 5.000 20.000   6-5- اثر قسمت بندي بر روي زمان ماشينكاري همانطوري كه در قسمتهاي قبلي نيز اشاره شد اكثر ماشينهاي CNC فقط داراي قابليت درونيابي خطي و دايره اي مي باشند. در نتيجه براي ماشينكاري يك مسير منحني، درابتدا اين مسير به قطعاتي از خط و يا دايره شكسته شده و سپس بر مبناي اين قطعات ماشينكاري مي گردد. به اين ترتيب براي ماشينكاري يك منحني نياز به ماشينكاري تعداد زيادي مسير خطي و دايره اي مي باشد كه اين عمل علاوه بر اينكه بر روي صافي سطح و دقت منحني تأثير مي گذارد برروي زمان ماشينكاري نيز مؤثر است. با وجود اينكه درك تأثير قطعه بندي يك منحني بر روي روند ماشينكاري بسيار حائز اهميت است اما اكثر مراجع از بيان و توضيح اين مطلب چشم پوشي نموده اند. در اين مبحث سعي مي گردد اين مطلب دقيق تر بررسي گردد [4]. تأثير تقسيم بندي منحني به قطعات كوچكتري از خط و دايره در ماشينكاري در سرعت هاي بالا (HSM) اهميت بيشتري پيدا مي كند. زيرا يكي از اهداف اساسي استفاده از HSM كاهش زمان ماشينكاري مي باشد در حاليكه اين عمل باعث افزايش زمان توليد مي گردد. دلايل افزايش زمان ماشينكاري در هنگام تقريب يك منحني توسط خط و يا دايره را مي توان به صورت زير بيان نمود: الف) با شكسته شدن يك منحني به تعداد زيادي خط و يا دايره حجم برنامه قطعه كار به مقدار زيادي افزايش مي يابد. لذا نياز به زمان پردازش بيشتر، مقدار حافظه بالاتر و كامپيوتر هاي سريعتر براي توليد فرمان مي باشد. اين مسأله در هنگام ماشينكاري سطوح اهميت بيشتري پيدا مي كند. زيرا در اين حالت يك سطح از تعداد زيادي منحني تشكيل شده كه هر يك از منحني ها خود شامل هزاران خط مي باشند. ب) در هنگام ماشينكاري يك خط راست با سرعت ثابت به دليل اينكه همواره طول خط مضرب صحيحي از تعداد BLU لازم براي پيمودن يك گام نمي باشد. لذا گام آخر براي طي شدن مسير خطي از ساير گام ها كوچكتر است. در نتيجه با توجه به ثابت بودن T در طول مسير، سرعت ثابت نرخ پيشروي به صورت اتوماتيك كاهش مي يابد. براي بررسي دقيقتر اين موضوع از يك مثال عددي استفاده مي كنيم [4]: يك ماشين CNC را در نظر بگيريد كه توانايي حركت 0.01 ميلي‌متر به ازاء هر پالس را دارا بوده (BLU=0.01mm) و زمان هر بازه درونيابي آن T=0.01 sec باشد. فرض كنيم مي خواهيم يك خط راست را كه در راستاي يك محور قرار دارد با سرعت V=4 mm/sec ماشينكاري كنيم (يعني 4BLU/T). وقتي كه درونياب خطي CNC طول l مربوط به خط و نرخ پيشروي V=4 را دريافت مي كند شروع به فرستادن فرمان حركت به ميزان 4 BLU در هر بازه زماني T مي نمايد. در نتيجه با توجه هدوگراف سرعت مشخص شده، مسير l طي مي گردد. آخرين فرمان حركت براي طي شدن كامل مسير ممكن است كمتر از مقدار 4 BLU باشد. مثلاً اگر طول خط مورد نظر l=22 BLU باشد، واحد درونياب موقعيت هاي را همانند شكل (8-5 الف) توليد مي نمايد. آخرين نمو حركت در اين شكل كوچكتر از بقيه است. زيرا طول خط (22 BLU) مضرب صحيحي از ميزان حركت در هر بازه زماني (4 BLU) نيست. در طول پنج مرحله اول درونيابي سرعت برابر  است. اما در مرحله آخر سرعت فقط  خواهد بود (شكل (8-5 ب)). زيرا با توجه به ثابت بودن Ti با كاهش سرعت در مرحله آخر مقدار نمو طي شده در اين مرحله نيز كاهش مي يابد. قاعدتاً سرعت كوچكتر در آخرين گام، امري واضح به حساب مي آيد. اكنون براي درك بهتر اثر قسمت بندي يك منحني در حالت عمومي، تقسيم بندي خطي با طول l=55 BLU را به قطعات كوچكتر در نظر مي گيريم. اثر تقسيم بندي اين خط را در حالات زير بررسي مي كنيم: a)                 خطي يك تكه با طول 55 BLU. b)   خط راست را به سه قسمت تقسيم مي كنيم: دو قسمت با طولهاي 18 BLU و يك قسمت با طول 19 BLU. c)    خط راست را به شش قسمت تقسيم مي كنيم: پنج قسمت با طول 9 BLU و يك قسمت با طول 10 BLU. d)   خط را به يازده قسمت تقسيم مي كنيم كه هر قسمت داراي طول 5 BLU مي باشد. سرعت هاي مربوط به اين تقسيم بندي ها در شكل (9-5) نمايش داده شده است. اگر طول هر قسمت مضرب صحيح از 4 نباشد آخرين نمو حركت از 4 BLUكمتر خواهد بود، كه به معني كاهش سرعت در آخرين بازه زماني است. همانطوري كه در شكل (9-5) نيز مشخص است تقسيم خط به تعداد قطعات بيشتر تغييرات نرخ پيشروي را افزايش داده و باعث پايين آمدن سرعت ميانگين و افزايش زمان مورد نياز براي ماشينكاري مسير مي گردد. زمان ماشينكاري براي يك تكه خط با طول 55 BLU برابر 14T مي باشد (حالت a). در حاليكه اين زمان به 22T , 18T , 15T براي تقسيمات مختلف در حالتهاي به ترتيب (b) ، (c) و (d) افزايش مي يابد. وضعيتي كه در مورد تقسيم بندي خط به تعدادي خطوط كوچكتر بيان شد مي تواند در مواردي كه يك خط در دو بعد يا در فضا در نظر گرفته مي شود حتي بحراني تر نيز باشد. مخصوصاً وقتي اين وضعيت در حالت كلي براي يك منحني مي تواند بسيار پيچيده تر مي باشد. لذا براي دوري جستن از اين معايب، بسط و توسعه الگوريتم هايي با قابليت درونيابي در راستاي يك منحني مخصوصاً در ماشينكاري با سرعت هاي بالا ضروري بنظر مي رسد.   [1] Pythagorean-Hodograph [2] High Speed Machining [3] Machine Control Unit [4] Digital Processing Unit [5] Control Loops Unit [6] Point – To – Point Machining [7] Countouring Machining [8] Binery Word [9] Feed Back device [10] Material Removal Rate [11] Chatter Recognition And Control System [12] Free-form [13] None Uniform Rational B-Spline [14] Offset [15] Cusp [16] Irregular [17] Interpolator [18] Free-Form Surface

CNC

امل

امل

طلا

طلا

 

طلا به شکل طبیعی

طلا یا زَر (نشانه اختصاری:Au) نام یک عنصر است. از فلزات گرانبها با رنگ زرد و جلای فلزی می‌باشد.

طلا به طور طبیعی میل ترکیبی بسیار پایینی با کلیه عناصر نشان می‌دهد و به همین دلیل عمدتاً در طبیعت به صورت فلز خالص یافت می‌شود.

شکل‌شناسی

یک سنگ طلا به وزن ۴.۴۲ کیلوگرم که در جنوب کالیفرنیا یافت شده است

طلا شکل کریستالی خاصی ندارد (اصطلاحاً آمورف یا بی شکل). در طبیعت معمولاً در میان سنگهای آتشفشانی و گاهی در میان رسوبات رودخانه‌ای و دریاچه‌ای یافت می‌شود. در سنگهای آتشفشانی به شکل دندریتی دیده می‌شود و در رسوبات به صورت دانه‌های ریز و درشت. اولین و بارزترین مشخصهٔ طلا، رنگ زرد و برق فلزی آن است. اما در موارد بسیار زیادی ممکن است با طلای ابلهان یا پیریت اشتباه گرفته شود. مهم‌ترین تفاوت در زمان این تشخیص، خاصیت چکش خواری طلا است. در حالی که پیریت با ضربهٔ چکش، خرد می‌شود، طلا در مقابل ضربه تنها کمی تغییر شکل می‌دهد.

خواص شیمیایی

نحوه قرار گرفتن الکترون‏ها در طلا

طلا دارای میل ترکیبی بسیار پایینی است. به همین سبب اکسید نشده، زنگ نمی‌زند و در مقابل اکثر اسیدها و بازها به سادگی مقاومت می‌کند. گفته می‌شود تنها حلالی که طلا را در خود حل می‌کند، جوهر سلطان (ترکیبی از اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید فلوئوریدریک) است.

خواص فیزیکی طلا

طلا دارای مقاومت الکتریکی بسیار پایینی بوده و سومین جایگاه را در زمینه رسانایی الکتریکی در اختیار دارد.جرم حجمی طلا ۱۹٫۸ گرم بر سانتیمتر مکعب است.

خصوصیات قابل توجه

طلا عنصر فلزی است که کلا" به رنگ زرد دیده می‌شود، اما اگر به‌دقـت جدا شود، می‌تواند سیاه ، قرمز سیر یا ارغوانی باشد. شاید بتوان گفت این فلز ، زیباترین عنصر و چکش‌خوارترین و قابل انعطاف‌ترین فلز شناخته شده است. در واقع یک اونس طلا را می‌توان با چکش کاری به یک ورقه 300 فوت مربع تبدیل نمود. طلا که فلزی نرم می‌باشد، برای استحکام بیشتر اغلب با فلزات دیگر آلیاژ می‌شود.

طلا یک رسانای خوب حرارتی و الکتریکی است که تحت تاثیر هوا و سایر معرفها قرار نمی‌گیرد. این فلز تا حد زیادی در برابر حرارت ، رطوبت و بیشتر عوامل فرساینده مقاوم است و بنابراین استفاده از آن در سکه و جواهرات بسیار مناسب است. رنگ طلای جامد و محلولهای کلوئیدی تیره رنگی که ( اغلب ارغوانی ) می‌توان از آن تهیه کرد، به این علت است که فرکانس پلاسمون این عنصر در دامنه مرئی وجود دارد که موجب انعکاس نورهای زرد و قرمز و جذب نور آبی می‌شود.

طلای بومی معمولا"دارای 8 تا 10 درصد نقره می‌باشد، اما اغلب این مقدار بیشتر است. هرچه مقدار نقره بیشتر شود، رنگ طلا سفیدتر و جرم مخصوص آن کمتر می‌شود. آلیاژ آن با مس به رنگ قرمز ، با آهن به رنگ سبز و با آلومینیوم به رنگ ارغوانی می‌باشد. جواهراتی که در شرق آمریکا با ترکیباتی از طلای رنگین به توریستها فروخته می‌شود، به نام طلای Black Hills داد و ستد می‌شود.

حالات اکسیداسیون معمولی طلا شامل 1+و3+ است.

برق طلا

یک شمش طلای ۱ کیلوگرمی

گروه چشم‌انداز اقتصادی (The Economic Outlook Group) لندن ، طی گزارشی به پیش‌بینی بهای طلا در سال آینده پرداخته‌است. در ابتدای پیش‌بینی این گروه، این پرسش مطرح شده‌است که اگر نرخ تورم تا این حد تحت کنترل است، چرا بهای هر اونس طلا به بالاترین سطح خود در ۲۴ سال گذشته یعنی سقف ۵۰۰ دلار افزایش پیدا کرده است؟

به اعتقاد گروه چشم‌انداز اقتصادی، هم‌اکنون سرمایه‌گذاران بین‌المللی با رویکردهای متفاوتی به این فلز گرانبها و ارزشمند نگاه می‌کنند. در واقع، آنچه که تقاضا برای خرید طلا را افزایش داده‌است، به نگرانی‌های تورمی مربوط نمی‌شود، بلکه یک سری تحولات دیگر است که به این افزایش تقاضا دامن می‌زند. اولین عامل، به دیدگاه خارجیان به ویژه تولیدکنندگان نفت اُپک مربوط می‌شود که نمی‌دانند با دلارهای هنگفتی که از بابت افزایش کسری حساب جاری آمریکا نصیب آنها شده، چه کار کنند. البته آنها ساده‌ترین راه را در تبدیل دلارهای خود به یک پشتوانه مالی مستحکم و با ارزش افزوده مانند طلا یافته‌اند، زیرا طلا نسبت به سایر دارایی‌های موجود نظیر سهام، اوراق قرضه و سایر ابزارهای مالی از ریسک بسیار پایینی برخوردار است.

دلیل دوم، افزایش محبوبیت طلا در جهان به واسطه ورود میلیون‌ها شهروند هندی و چینی به جرگه طبقه متوسط و پولدار جامعه‌است که به دلیل درآمد بیشتر، مایل به تبدیل مازاد درآمد خود به فلزات گرانبها مانند طلا هستند. در همین راستا، تقاضا برای مصرف طلا در کشور هند در نیمه اول سال ۲۰۰۵ بیش از ۵۵ درصد افزایش یافته‌است.

سومین دلیل افزایش تقاضا برای خرید و نگهداری طلا، این است که در حال حاضر بیشتر مردم جهان تمایلی به سرمایه‌گذاری در دارایی‌های پرریسک را ندارند، چرا که این روزها جهان آنقدر ناامن شده که هر لحظه احتمال وقوع یک بحران وخیم که ارزش دارایی‌ها را به شدت دچار نوسان می‌کند، وجود دارد. به همین دلیل، بیشتر سرمایه‌گذاران ترجیح می‌دهند سرمایه‌های خود را در یک دارایی ارزشمند و درعین حال، مصون از خطر کاهش ارزش مانند طلا سرمایه‌گذاری کنند.

با توجه به موارد یادشده، گروه چشم‌انداز اقتصادی پیش‌بینی کرده‌است که بهای هر اونس طلا در سال ۲۰۰۶ از مرز ۶۵۰ دلار فراتر خواهد رفت.

نیکل

تاریخچه

کانی مخصوصی که به ظاهر شبیه مس بود و برای معدن داران آلمانی بسیار معروف بود٬برای سبزکردن شیشه به کار مری رفت .اما کوششهای مداوم برای جدا کردن مس از آن ناموفق ماند و گمان می رفت که شیطان آزادانه این کانی را رنگ کرده است تا معدن‌داران گول بزند بنابراین آن را Kupfer nickel نامیدند .در آلمانی نیکل یعنی شیطان پست. در سال ۱۷۵۱ کرونشتد از سوپد این کانی را آزمایش کرد (امروزه این کانی ار نیکولیت می نامند)و موفق شد یک اکسید فلزی سبز از این کانی تهیه کند و از احیای این اکسید فلز سفید رنگ به دست آورد. او این فلز را نیکل نامید

مشخصات

نیکل عنصری است فلزی با عدد اتمی ۲۸ ٬در گروه VII و در دوره چهارم جدول تناوبی جای دارد. جرم اتمی ۵۸٫۷۱٬ظرفیتها ۲ و۴ .دارای پنج ایزتوپ پایدار است.

خواص

فلزی با جلای نقره ای ٬چکش خوار٬جلای بالایی می گسرد٬در برابر موارد خوردنده بسیار عالی مقاوم است.جرم حجمی۸٫۹۰۸٬نقطه ذوب ۱۴۵۵ ٬نقطه جوش ۲۹۰۰ ٬مقاومت مخصوص الکتریکی ۶٫۸۴۴ میکرواهم بر سانتیمتر.مغناطیس پذیر ٬اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک اپری جزیی بر آن دارند٬اسید نیتریک اپرش کمی بیشتر است٬در برابر قلیایی های قوی بسیار مقاوم است.کانیهای آن به صورت ترکیب با گوگرد و آرسنیک یا مس-نیکل هستند. همچنین در معادن سیلیکات دیده می شوند.

محل کشف

انتاریو٬کوبا٬نروژ٬دومینکن

طرز تهیه

کانیهای نیکل بر دو دسته هستند :سولفید و اکسید٬ کانی سولفید دو سوم مصرف جهان را به خود اختصاص داده است .کانیهای سولفید به کمک شناوری وتصفیه به اکسید نیکل ته نشین شده پالایش می شوند.

اکسید نیکل هم به کمک پالایش هیدرو متالوژی نظیر شستشو با آمونیاک پالایش می شوند.

شکلهای قابل دسترس

الکترولیتی٬شمش٬دانه۲ساچمه٬گرد٬نوار٬بلورهای منفرد

احتیاط

به صورت گرد یا بخار قابل اشتعال و سمی است .خوردنده یک میلی گرم در هر متر مکعب هوا .سرطانزا

کاربرد ها

آلیاژ٬پوششهای محافظ آبکاری برقی٬پوشش قالب گیری برقی٬باتریهای ذخیره ای قلیایی٬سلول سوخت اکترود٬کاتالیزور برمتانیزه کردن گازهای سوختی و هیدروژن دهی روغنهای گیاهی٬نیکل در آب نیکل‌کاری تهیه آلیاژهای فولاد نیکل٬ورشو٬نیکل-کروم و کنستنتان کاربرد دارد.شیمی آلی به عنوان کاتالیزور پس از احیا کردن به روشهای ویژه به کار می رود.

منبع

کتاب فرهنگ عناصر نوشته سید رضا آقاپور مقدم

ریخته گری

ریخته گری مداوم  ( مداوم ریزی )

1-8 : مقدمه :

ریخته گری شمش ها به طریقه تکباری از نظر مشخصات متالوژیکی ، تکنولوژیکی و تولیدی دارای نارسایی ها و نقایص عمده ای است که تبدیل شرایط انجماد و افزایش کمیت و کیفیت تولیدی را ایجاب می نماید و در هر یک از شاخه های متالورژی آهنی و غیر آهنی ، مهمترین مباحث تولیدی بر انتخاب بر آیند مطلوب  از سه عامل متالورژی ، تکنولوژی و اقتصاد قرار دارد . در شمش ریزی که به تولید محصول نیمه تمام می انجامد ، بسیاری از عیوب و نارسایی های تولیدی ، هنگامی مشخص می گردند که کار مکانیکی  نظیر نورد ، پتکاری ، پرس ، فشار کاری و ... بر روی قطعه انجام گرفته است و کار و هزینه بیشتری صرف شده است و همین مطلب دقت و کنترل در تولید شمش ها را لازم می دارد .

خواص شکل پذیری مکانیکی آلیاژها ، مستقیماً  " به نرمش Ductility  و تا و Strength   آنها بستگی دارد و این دو مشخصه نیز شدیداً " تحت تاثیر ساختار شمش ، همگنی و یا ناهمگنی  دانه های بلوری ، مک حفره و جدایش قرار دارد . مهمترین مشخصات مورد لزوم در ساختار شمش ها عبارتند از :

الف ) ریز بودن دانه ها

ب ) گرایش دانه ها از ستونی به محوری

پ ) همگن و هم اندازه بودن دانه ها

ت ) نازک بودن مرز دانه ها

ث ) همگنی شیمیایی و فقدان جدایش های مستقیم یا معکوس

ج ) کاهش مک انقباضی و نایچه

چ ) همگنی در اندازه ، شکل و پخش مک های انقباضی

ح ) کاهش  مک های انقباضی پراکنده

خ ) کاهش و حذف مک های گازی و ریز مک ها

د ) حذف و کاهش ترک های درونی و سطحی

ذ ) کاهش مقدار آخال و سرباره

از مباحث قبل و آنچه که در فصول مربوط به انجماد گفته شده است ، چنین استنتاج می گردد که عیوب و نارسایی های متالولوژی ، ناشی از فقدان شرایط لازم برای سرد کردن و قدرت سرد کنندگی قالب ها می باشد که نوع آلیاژ و شکل و اندازه شمش نیز در حصول به نتیجه دلخواه اثرات قابل توجهی دارند. از نظر تکنولوژیکی و تولیدی نیز ، کندی و آهستگی ، نیاز به مکان و فضای وسیع ، دور انداز و برگشتی ها ی شمش ( در هر دو قسمت فوقانی و تحتانی ) افزایش تعداد کارگر و محدودیت در اندازه شمش ، عوامل دیگری محسوب می شوند که روشهای تکباری را محدود و برای صنعت پویای امروز نا کافی میسازند.

تحلیل عملی معایب و نیاز روز افزون به افزایش تولید ، به اصلاحاتی در روش های تکباری منجر گردید که نیازمندی های علمیو تولیدی را کفایت نمی نمود. روش ریخته گری مداوم و یا شمش ریزی مداوم بر اساس سرد کردن مستقیم تختال یا شمشال ، با طول های تقریباً محدود و زمان بار ریزی  نامحدود  ، فرآیند جدیدی است که قسمت اعظم نیازمندیهای فوق را برآورده ساخته و گسترش تکنولوژیکی و متالوژیکی آن هنوز ادامه دارد .

هر گاه روش یا فرایند جدیدی وارد صنعت گردد ، سال های متمادی ، بدون آنکه طرح اصلی و مکانیسم عمده آن تغییرات فاحشی پیدا کند ، مشمول تحقیقات وسیعی از دیدگاههای مختلف می گردد که به تحصیل محصولاتب بهتر و برتر می انجامد ، مانند تغییر مواد قالب ، سیستم خنک کنندگی ، مبرد و آبگرد که در شمش ریزی تکباری انجام گرفته است . هنگامی میرسد که طرحی کاملاً جدید و فکری نو و سیستمی کاملاً‌ متفاوت ابداع و اظهار می شود . در این حال ، چنانچه روش جدید ، بتواند نظر محققان و تولید کنندگان دیگر را جلب کند و یا پیش بینی تحول های جدیدی بر آن مترتب شود ، مسید تحقیقات و بررسیهای به طرف سیستم جدید گرایش یافته و کلیات آنها در روش جدیدی متمرکز می گردند . بدیهی است گاه ممکن است یک نظریه و یا طرح جدید ، برای سالیان دراز مسکوت بماند ولی چنانچه آن طرح بر موازین علمی استوار باشد و شرایط لازم عملی را در نیازهای صنعتی پیدا کند از لابلای تاریخ علمی بیرون کشیده می شود .

تغییر روش شمش ریزی از تکباری به مداوم ، شاهدی بر بیان فوق است ، زیرا تا قبل از آشنایی با مزایای ریخته گری مداوم ، شاهدی بر بیان فوق است ع زیرا تا قبل از آشنایی با مزایای ریخته گری مداوم ، همواره تحقیقات در اجزاء روش تکباری از نظر قالب ، انداز ته سر ، روش سرد کنندگی ، سیستم آبگرد ، و نظایر آن بعمل می آید و موفقیت هایی را نیز ره دنبال داشت . پس از تدوین علمی و استخراج نتایج تولیدی شمش ریزی مداوم تقریباً بیشتر تحقیقات و هزینه های مربوط متوجه این روش گردید در حالیکه استفاده از روشهای شناخته شده تکباری هنوز در مقیاس وسیعی ادامه دارد .

شمش ریزی مداوم ، روش جدیدی است که هر جند ایده و طرح های اولیه آن ره زمان بسمر "Bessemer"  و سال های 1840-1850 مربوط می شود ، ولی عمر کاربردهای صنعتی آن از 50 سال بیشتر نیست . از طرف دیگر ، گشترش تکنولوژی جهانی  سبب شده است که تحقیقات و طرح های مستقلی در کشورهای جهان ارائه شود و تنوع فاحشی را در انواع روش های ریخته گری مداوم پدید آورد بطوریکه مجموع طرح های ثبت شده در این مورداز 500 نوع نیز متجاور

 

3-2-8 : مکانیسم سرد کردن

در حقیقت مهم ترین وجه تمایز روش های مداوم ریزی بر روش های تکباری ، سرد کردن سریع و گاه بدون واسطه شمش یا محصول است که عمده مختصات متالوژیکی از این مکانیسم ناشی می گردد . استفاده مستقیم از آب جاری ، آب فشان آب اتمیزه ( پودر شده ) ، مخلوط آب و روغن مهمترین روش های سرد کنندگی را حاصل نموده اند ، در این حال استفاده از قالب یا هر محفظه نگاهدارنده به منظور انجماد اولیه و ایجاد استحکام در پوسته لازم به نظر می رسد . در حقیقت تنوع قالب و مکانیسم های سرد کردن را نمی توان از هم تفکیک نمود از هم تفکیک نمود چه تاثیرات هر یک بر دیگری کاملاً به اثباط رسیده است . تاثیر قالب و یا هر محفظه نگاهدارنده در انجماد اولیه و تا و پوسته کاملاً شناخته شده است و در برخی از موارد کل انجماد در برخوردهای مذاب و قالب انجام میگیرد و قسمتهایی جزیی و درونی به سرد کنندگی شدیدی نیاز ندارند . در هر صورت حرارتی ، تاو ، و مقاومت به فرسایش و خورندگی در قالب ها از اهمیت ویژه ای برخور دارند . ولی در شمش های حقیقی عموماً سیستم سرد کنندگی ثانویه ، همراه با سیستم اولیه " قالب " شرایط تکمیلی فرایند انجماد را حاصل می کنند .

با توجه به آنکه شمش ها ة عموماً محصول نیمه تمام تعریف شده اند و همواره پس از ریخته گری تحت عملیات مکانیکی نورد ، پتکاری ، فشار کاری ة مفتول کشی و ... قرار می گیرند ، در بسیاری از واحدهای تولیدی ، روش کار به گونه ای است که شمش قبل از سرد شدن کامل به قسمت نورد که در ادامه واحد ریخته گری قرار دارد منتقل شده و تمام و یا قسمتی از تغییر شکل بر روی آن انجام می گیرد . کاربرد همیشگی شمش ها در تغییر شکل ها و بخصوص تغییر شکل و نورد های منجر به تهیه ورق ، صفحه و تسمه باعث گردیده است که از نظر طراحی و تولیدی سعی شود که فاصله قسمت شمش ریزی و نورد کوتاه شده و حتی در هم ادغام شوند همین موضوع به طرح های مداوم ریزی در قالب های دورانی متحرک ، تسمه ریزی و ورق ریزی مستقیم منجر گردیده که در همین فصل درباره آنها سخن گفته خواهد شد و در همین حال وجه تمایز کاربرد ریخته گری مداوم و یا مداوم ریزی با شمش ریزی مداوم  مشخص خواهد شد .

4-2-8 : مکانیسم حرکت

بیرون کشی مداوم شمش یا صفحه از قالب ، طرح ها و روش های گوناگونی را پدید آورده است . در انواع طرح های موجود و ماشین های مورد استفاده می توان به دو روش اساسی اشاره کرد که بر مبنای قالب ثابت و قالب متحرک طراحی شده اند . در قالب ثابت ، بیرون کشی شمشال یا تختال ، متضمن استفاده  از سیستم های هیدرولیکی ، غلتکی و چرخ دنده  ای است در حالیکه در قالب متحرک ، حرکت نسبی قالب و شمش ، باعث می گردد که شمش یا صفحه در مراحل اولیه همراه با قالب و پس از زمان معین که به چرخه " Cycle " مربوط است توسط مکانیسم های دیگر بیرون کشیده شود .

5-2-8 :مکانیسم جدا کردن و انتقال

در مداوم ریزی بر حسب طول شمشال یا تختال و یا تعیین زمان انجماد کامل قطعه ، فضای اضافی برای حرکت محصول لزوم پیدا می کند . هر گاه حرکت مستقیم عمودی یا افقی باعث گسترش فضای طولی یا عمقی گردد ، ممکن است تغییراتی را در جهت حرکت ایجاد نمایند . پس از آنکه طول لازم شمشال تعیین گردید ، بریدن و جدا کردن ، با وسایل مختلف برشی انجام گرفته و سپس محصول به قسمتهای دیگر انتقال می یابد . در تسمه ریزی و ورق ریزی ، برش قطعه با طولی معین لزومی نداشته و عموماً " صفحات را " قرقره " نموده و برش و تعیین اندازه های مناسب در نورد انجام می گیرد .

3-8 : تاریخچه تحولات در مداوم ریزی :

مداوم ریزی رشته ای جدید در صنایع ریخته گری و ذوب محسوب می شود و آغاز تاریخ آن را عموماً " به زمان " هانری بسمر " Bessemer " و سال 1846 مربوط می سازند ، در حایکه در این مورد اختلاف نظرهای جزیی نیز وجود دارد و برخی G.Sellers  در سال 1840 و عده ای  John Laing  در سال 1843 را پایه گذار صنایع مداوم ریزی محسوب داشته اند . مسلم آنکه بسمر در سال 1846 ، عقاید و اصول طرح را حداقل به مدت 30 سال بدون توجه بر کنار ماند ، امروزه می توان مادر صنعت صفحه ریزی و تسمه ریزی و حتی شمش ریزی مداوم دانست که بدون نیاز به قالب معین و معمول ، مستقیماً ورق یا تسمه را تولید می کند .

طرح بسمر مطابق شکل 1-8 و 2-8 بر اساس بار ریزی در بین دو غلطک آبگرد و بیرون کشی ورق یا تسمه قرار داشت . نکته مهم در طرح بسمر ، ترکیب و تلفیق مناسب و توامی ریخته گری و نورد می باشد و بدینگونه بسمر در مقیاس کوچک تولیدی به تهیه ورق دست یافت که از نظر اقتصادی و تجهیزات تولیدی زمان نمی توانست مورد توجه قرار گیرد بسمر معتقد بود که روش نورد شیشه در حال خمیری می تواند بسهولت برای فلزات زود ذوب نظیر سرب و قلع به کار برد و آزمایشات خود را را بر این اساس شروع نمود و حدود 10 سال بعد موفق به تهیه ورق اهنی به طول یک متر گردید .

روش بسمر در سال 1872 بوسیله W.Wiknson و Ge.Taylor‌ و در سال 1874 بوسیله Goodale J. با طرح ماشین تسمه ای و بارریزی در فاصله بین دو نوار فولادی تغییر گردید و در سال 1885 توسط Lyman  به بارریزی بین تسمه و غلطک ( فولادی ) تبدیل یافت ، در سال 1879 توسط Tasker‌ روش جدیدی را که به جای تولید ورق و تسمه به تولید شمشال و تختال می انجامید پایه گذاری نمود که از آن به عنوان اولین نمونه های شمش ریزی حقیقی یاد می شود . در این روش مذاب در یک قالب باز با سیستم آ بگرد ریخته شده و با رریزی و بیرون کشی قطعه مداوماً انجام می گیرد. روش تاسکر توسط دیگران و از جمله Trots در قرن نوزدهم و توسط jonghouns و Rossi‌و kondic و walone ‌ در سالهای 1930 و 1950 تعقیب و اصلاحیه های یا تغییراتی بر آن مترتب گشت که امروزه تحت عنوان شمش ریزی مداوم و نیمه مداوم یکی از مهمترین روش های تولید شمش را در بر می گیرد .

در سال 1898 H.W.lash  روش جدید شمش ریزی مستقیم از کوره را ابداع نمود که توسط Eldred و بسیاری دیگر از پژوهشگران تعقیب گردید . این روش تحت عنوان شمش ریزی بسته یا افقی  Closed Mould c.c.‌ مورد استعمال متعدد یافته است . تاریخچه مختصر فوق نمایانگر  آن است که فقط تا سال 1900 تکنیک و روش های متفاوتی در مداوم ریزی پدید آمده است . و تکامل و گسترش تکنیک و روش آن هنوز ادامه دارد در شکل 3-8 نمایی از روش های متفاوت تلخیص شده است که در هر صورت مجموعه روش های موحود را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود :

اول : مداوم ریزی در قالب های متحرک و دوار تسمه ریزی روشهای بسمر لیمال و ...

دوم: مداوم در قالب های ثابت باز با سیستم آبگرد و عموماً خنک کنندگی ثانویه که شمش ریزی در قالب و یا به اختصار شمش ریزی مداوم نامیده می شود .

روش های تاسکر و تروتس  و ...

سوم : مداوم ریزی در قالب های ثابت بسته که قالب در قسمت تحتان کوده  ذوب قرار گرفته است . روشهای Atha . Eldred‌ و ..

چهارم : روش مستقیم با بیرون کشیدن ورق میله از پاتل مذاب ‍ روش Lash‌ و..

با ید توجه داشت که گروه بندی فوق پایان یافته نیست و به گونه ای در آخر همین فصل اشاره خواهد شد . روشهای جدید دیگری نیز در تولید بکار می رود که هنوز وسعت کافی نیافتهاند علاوه بر آن هر یک از گروههای چهار گانه فوق خود نیز به دسته های کوچکتر تقسیم شده ند  که به طور اختصار و در حد یک شناسایی مقدماتی معرفی می شود.

1-3-8 :مداوم ریزی در قالب های متحرک " تسمه ریزی "

این روش را که باید به عنوان مادر صنایع مداوم ریزی محسوب کرد با طرح بسمر آغاز گردید و اینک تحول فراوان یافته است و دسته های متعدد و مجزایی بوجود آمده که از نظر مکانیسم سرد کنندگی و قالب و زمینه های کاربردی تفاوت هایی را یافته اند . تقسیم بندی زیر بر اساس نوع قالب متحرک و ریختن مذاب در فاصله :

دو غلتک Rolls

دو تسمه Endless Belt

دو نوار مفصلی Moving split mould

تسمه و غلتک ( چرخ ) Belt and grooved roll

انجام یافته است از طرف دیگر با توجه به آنکه محصول کار این ماشین ها عموماٌ به صورت نهایی ورق ، تسمه و گاه مفتول عرضه می گردد ، از نظر دستگاهها نیز می توان این گروه را به دو دسته بزرگ ماشین های ریخته گری نواری – تسمه ریزی و ماشین های نورد بدون شمش دسته بندی کرد در هر دو صورت شناسایی انواع روش ها به ایجاد و ابداع طرح های جدید و یا کاربرد طرح های موفق خواهد انجامید که در این کتاب دسته بندی نوع اول تعقیب خواهد شد .

دسته اول : نورد بدون شمش یا تسمه ریزی بین دو غلتک

بسمر در سال 1846 طرحی را مبنی بر بار ریزی مداوم بین دو غلتک ارائه نمود که از نظر شرایط تکنولوژیکی و کمبود سیستم های کنترلی مورد توجه واقع نشد . و بسمر نتوانست بر مشکلاتی که در جریان تولید بوجود می آورد فائق آید یا آنهارا توجیه کند . همانطور که از شکل های 1-8 و 2-8 استنباط می شود نکات حائز اهمیت در طرح بسمر عبارتند از:

الف ـ روش بارریزی فوقانی درفاصله بین دو غلتک

ب – دو غلتک فولادی که میان آنها آب جریان دارد و افزیش سرعت سرد کردن باعث تشکیل سریع پوسته جامد اولیه می گردد .

پ – بیرون کشی تسمه که توسط حرکت غلتک های اولیه و غلتک ها و چرخ های ثانویه انجام می گیرد.

غلتک های ثانویه در گسترش های بعدی می تواند عمل نورد و کاهش ضخامت تسمه را نیز انجام دهد . غلتک های اولیه که عملاً نقش قالب را بر عهده دارند از فولاد انتخاب می شوند و بدیهی است که محاسبات متالوژیکی و مهندسی طرح این غلتک ها نسبت به غلتک های نورد تمایزات و اختلافات ویژه ای را دارار هستند که اهم وجوه تماز آنها عبارت است از :

1-انتخاب مواد مناسب آلیاژی از نظر مقاومت در مقابل ماده مذاب و کاهش احتمال خردگی و فرسودگی ترکیبی .

2-مقاومت کافی در مقابل نوسانات حرارتی و خستگی حرارتی بدلیل آنکه پوسته غلتک همواره از یک طرف  با مذاب و درجه حرارت نسبتاً بالا و از طرف دیگر با آب جاری در تماس است .

3-تحمل نیروی کمتر ، به دلیل آنکه تغییر شکل فلز مذاب یا خمیری همواره نیروی کمتری لازم دارد و در نورد معمولی ، تغییر شکل جامد ، فشار بیشتری را بر غلتک اعمال می کند .

در شکل 4-8 ، تصویر دو غلتک که در تسمه ریزی نوع بسمر ( نورد بدون شمش ) بکار رفته اند ، نشان داده شده است که در حال حاضر ، انواع غلتک ها بدون شکاف بوده و به غلتک های استوانی نورد کاری مشابهت تام دارند و تسمه هایی به ضخامت تا 6 میلیمتر و عرض تا 5/1 متر تولید می کنند .

در سال 1890 E.norton و J.Hodgson  کوشش های وسیعی را آغاز کردند که با تغییراتی در سیستم بارریزی و طرح جدیدی از غلتک ها و محاسبه شکاف بین آنها همراه بود . و این کوشش ها نیز به دلایل نارسایی های فراوان با موفقیت روبرو نگردید نیاز به ورق و تسمه و احتیاج روز افزون به محصولات تمام شده یا نیمه تمام آهنی وغیر آهنی در طول و پس از جنگ جهانی اول باعث گردید که این طرح مجدداً مورد مطالعه جدی قرار گیرد . G .Hazelett در سالهای 36 و 1935 طرح عملی خویش را مبنی بر تولید فلزات غیر آهنی اجرا نمود و بعد ها همین طرح را با تغییراتی بمنظور تهیه ورق و تسمه فولادهای کربنی نیز بکار برد در این تهیه حلقه عمودی از فولاد کرم دارو به قطر تقریبی 6 متر همراه با دو غلتک فولادی افقی عمل شکل دادن و بیرون کشی تسمه را انجام می دهند یکی از غلتک ها نگاه دارنده و دیگری گردنده است و به سهولت قابل خارج شدن و جاگذاری حلقه و تسمه می باشد . شکل 5-8 سرعت دوران برابر 150میلیمتر بر دقیقه ( × ) انتخاب گردید ه بود و " هازلت " با این ماشین تسمه هایی از مس ، برنج و فولاد سیلیسی به ضخامت 4/0 میلیمتر و عرض 75 میلیمتر تولید نمود که بنا به گزارش او سطح تمام شده بسیار خوب جدایش در آنها مشهود نبود .

جالب توجه است که طرح " هازلت " توسط یک آمریکایی به نام J.M.Merle

که در این زمینه مشغول تحقیقات بود به کمپانی های فروخته شد و هنگامی که هازلت از ادعای خود نسبت به حقوق طرح ، طرفی نبست مطالعه بر روی آنرا که در مقایس صنعتی با مشکلاتی نیز روبروبود کنار نهاد و درمورد روش های دیگر به مطالعه  و تحقیق پرداخت . در شوروی نیز از سال 1936 این طرح مورد توجه قرار گرفت و واحد تولیدی novo kramalor‌ بمنظور تولید انواع تسمه و ورق های فولادی در سال 1937 رسماً گشایش یافت در همین سال نیز Uliturtski‌ امکان تولید ورق های چدنی را اعلام نمود . جدیدترین و متحول ترین تغییران در طرح بسمر در سال 1957 بو سیله کمپانی Hunter – Eng – Regular   بعمل آمد و بوسیله این طرح ورق های آلومینیوم به ضخامت 6 میلیمتر و به عرض تا یک متر و با سرعت تولیدی حدود 5/0 تا 5/1 متر در دقیقه تولید گردید ، این طرح به دلیل روش بارگیری از زیر و معکوس و از نظر مدل انجماد و کنترل نیروهای وارد بر پوسته اولیه نسبت به ماشین های قبلی متایز است . شکل 6-8 الف . این طرح بعد ها نیز تغییراتی یافت و در ایران نیز با روش بار ریزی افقی و تحت زاویه 15 درجه در صنایع تولید ورق و زر ورق Foil‌  آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته است . 6-8 ب . در این ماشین محصول بریده نمی شود و در حول قرقره مناسب پیچیده می شود .

دسته دوم : تسمه ریزی بین دو نوار " تسمه "

این طرح را که می توان به نام Goodale ‌ نامید در سال 1874  اعلام گردید در این ماشین مطابق شکل 7-8 بار مذاب در یک مسیر افقی در فاصله بین دو تسمه نقاله فولادی ریخه می شود و تسمه حاصل در همان مسیر احتمال نورد گرم را دارد . طرح فوق نیز نتوانست موفقیت مناسبی کسب نماید و تا سال 1937 کاربرد عملی نیافت ، در این سال دو نفر روسی به نام Y.Grudin و E.Frolov  ماشین خود را بر اساس طرح فوق و با تغییرات عمده ای ارائه نمودند که از 4 نواز تسمه که با آب فشان سرد می شوند تشکیل می گردید .

بالاخره در سال های 1945 ، Hazelett  در آمریکا در دنباله مطالعات متعدد خود بر روی تهیه ورق های آلومینیوم و Goldoblin   در شوروی توانستند از این روش و با تکامل آن ، ورق شمش آلومینیوم به ضخامت 6 تا 225  میلیمتر و سپس ورق های نازک تر از مس و حتی فولاد را تهیه نمایند . تسمه های فولادی ، بوسیله تعداد  غلتک شکل مناسب را یافته و تسمه ریختگی حاصل نیز متعاقباً بوسیله غلتکهای فشاری نورد شده و با اندازه و ضخامت دقیق و کنترل شده تولید می گردند شکل 8-8 در این ماشینها ، عموماض از چند غلتک نگاهدارنده استفاده بعمل می آید و محصول پس از نورد فشاری اولیه در قرقره پیچیده و برای مراحل بعدی آملده می شود .

دسته سوم : میله ریزی مداوم

این روش هر چند که بوسیله A.Mattes‌ و H.W.Lash‌ در سالهای 1885 پایه گذاری گردید ولی تا سالهای 1920کاربرد صنعتی پیدا نکرد . Mellen‌ در سالهای 1913 تا 1925 موفق گردید که میله ریزی مداومی از برنج  و با قطر های حدود 20 تا 35 میلیمتر را ابداع نماید و در نتیجه به نام وی مشهور گشت در شکل 9-8 الف ، طرح اولیه متعلق به Lash‌ و در شکل 9-8 ب ،‌طرح Mellen  نشان داده شده است . قالب های دو تکه از چدن و با ابعاد132× 125×75 میلیمتر بر روی نوار زنجیر نصب می گردند . دونیمه قالب به گونه ای  طراحی می شوند که در حد اتصال مقطع کامل شمش یا میله مورد نظر را نمایان سازند مذاب در داخل محفظه قالب ریخته می شوند و قالب و فلز مذاب تؤاماً حرکت کرده و در قسمت انتهایی و پس از انجناد میله قالبها باز شده و میله خارج می گردد .

مشکلات اساسی این روش در جفت نشدن کامل قالبها و دوام کم آنها در اثر تغییرات حرارتی گزارش شده است ، از نظر متالوژیکی نیز این روش بر شمش ریزی تک باری امتیاز ویژه ای ندارد زیرا انجماد دقیقاً در قالب انجام گرفته و هیچگونه نیرو یا انرژی اضافی بر گسترش انجماد تأثیر نکرده است هر چند طرح از نظر متالوژیکی خصوصیات بارزی را در بر نداشت ، ولی به دلیل اقتصادی و تولیدی ، محققین بسیاری این روش را تعفیب کردند . در سال 1930 نیز یک فرانسوی بنام Chantrain  موضوع استفاده از هوای جامد را بعنوان قالب در این روش مطرح کرد که تا کنون در حد یک عقیده باقی مانده است . Akopoff‌ در سال 1933 ماشین میله ریزی خود را بر اساس جفت شدن اتوماتیک دو نیمه قالب طراحی نمود که این اصل بعد ها توسط Hunter-Douglas‌ مورد استفاده قرار گرفت .

در هر حال ، طرح اقتصادی و عملی در این سیست م در حدود سال های 1950بو سیله Hunter‌ ، ابداع گردید و در مدت کوتاهی به طرح Hunter- douglas‌ اشتهار یافت  شکل 10-8 ، د ر این ماشین قالب ها از چدن های حرارتی انتخاب گشته و هر قسمت قالب دارای سیستم آبگرد درونی بوده و علاوه بر آنها ، حقت شدن قالب ها بطور اتوماتیک انجام می گردد . با توجه به ظرفیت ذوب ، میتوان چنیدن ردیف قالب را در یک ماشین نصب نموده و در یک زمان به تولید زیادی دست یافت . این روش در آبومینیوم ریزی و برنج ریزی بیشترین موارد استعمال را یافته است .

دسته چهارم : مداوم ریزی " تسمه و میله " بین غلتک و تسمه

سالیان متمادی ، تولید کنندگان " مفتول لحیم " از ریختن مذاب در شکاف قالب های گردان استفاده می کردند ، Lyman‌و Ellacott‌ اولین کسانی بودندکه روش مداوم ریز میله را با استفاده از حرکت تؤام غلتک و تسمه توصیه نمودند، ولی تا سال های 1937 – 1940 این روش هیچگونه کاربرد صنعتی و عملی پیدا نکرد . در روش های ابتدایی یک چرخ شیار دار با استفاده از نیروی دورانی بعنوان قالب بکار میرفت که عملاً با توجه به تولید میله های به قطر 12 تا 100 میلیمتر و بطول 5/1 متر ، می توانست مشمول شرایط مداوم ریزی باشد .

در سال های 1945- 1949 Properzi‌ ایتالیایی ، Pechiney  فرانسوی و مرکز آزمایشهای آلومینیوم در انگلستان ، ماشین های مداوم ریزی برای ساختن میلگرد و میله های سرب و روی ابداع نمودند که بسرعت برای آلومینیوم ، مس و حتی فولاد نیز بکار رفت .

قالب متشکل از یک چرخ شیار دار و یک تسمه دوار فولادی است که بر روی 2 یا سه غلتک متکی شده است . از اتصال و جفت شدن تسمه و شیار ، شکل مقطع میله یا مفتول ساخته می شود چرخ شیار دار دارای مکانیسم آبگرد درونی است و تسمه نیز با آب خنک می شود . با تغییر مقطع شیار می توان تسمه و نوارهایی به عرض 30 سانتیمتر و ضخامت 5 تا 40 میلیمتر نیز تولید نمود. در شکل 11-8 ، مشخصات تسمه ریزی ماشین Properzi  نشان داده شده و در شکل 12- 8 ، مشخصات تسمه ریزی ماشین Properzi نشان داده شده و در شکل 12-8 ، نمای ساده و عمومی این ماشین ها مشخص شده است .

1- واحد بارریزی ، 2- تسمه دوار فولادی – تیغه برای جدا کردن محصول از قاب ( شیار ) ، 4- قاب مسی چرخ ،‌ 5- تسمه دوار ، 6- میله ریخته شده ، 7 – نوار میله آماره برای برش یا قرقره پیچی

جدا از مسایل عمومی طراحی و ساخت ماشین و امکانات تولیدی که وجوه متمایز دسته های چهارگانه ماشین های تسمه ریزی و نورد شمش را در بر می گیرد ، کیفیت متالوژیکی و ساختاری انواع قطعات تولید شده در این روش ها متفاوت است .

در ماشین های دسته اول و به عبارت دیگر ماشین های غلتکی نورد بدون شمش ،‌به همانگونه که از متن استنباط می شود ، مشکلات فراوانی وجود داشته که اینک بسیاری از آنها مکشوف و حل گردیده اند. انتخاب مواد مناسب برای غلتک ها به دلیل تماس مستقیم با مذاب و نوسانات حرارتی ، فرسودگی سریع آنها و نیازمندی به بعمیر و تعویض و سرعت تولیدی نسبتاً‌کم ( حدود 40 تا 200 کیلوگرم بر دقیقه ) از اهم مشکلات تکنولوژیکی محسوب میشوند .

کیفیت ساختاری ، انواع تسمه و ورق درروش بسمر ، عموماً مطلوب تر و بهتر از روش های کلاسیک تهیه شمش و تولید ورق می باشد ، علاوه بر آن مشکلات ناشی از انقباضات مک های گازی و جدایش های ترکیبی به حداقل ممکن میرسد . سرعت انجماد ، همراه با اعمال فشار بر تسمه و یا ورق جامد و نازک بودن نسبی محصول باعث می گردد که ساختار ریز و تقریباً هنگن در تمام ضخامت تسمه بوجود آید و هر چه ضخامت کمتر باشد ، همگنی ساختاری بیشتر می گردد ،‌سرعت انجماد همچنین باعث افزایش ضخامت پوسته تبریدی گردیده و رشد دانه ها را محدود می سازد از طرف دیگر نتایج تجربی ، عیوبی را در این قطعات ثبت نموده است که شامل ترک های سطحی ، ذخامت غیر یکنواخت نازکی ،‌آخال های سطحی و زخمه " scab  " می باشند که مهمترین آنها ترک های سطحی است که از توزیع ناهموار درجه حرارت و توزیع ناهمگن مذاب در سطح غلتک ناشی می شوند . در سیستم های افقی ، اعمال فشار از دو طرف غلتک برابر نیست و در نتیجه ساختار دانه ها در قسمت های فوقانی و تحتانی تفاوت هایی را داشته اند که در صورت کاهش ضخامت تسمه به کمتر از 10 میلیمتر ناهمگنی فوق به حداقل کاهش یافته و یا اصولاً حذف می شود .

فشار اعمال شده نیز باعث بروز برخی عیوب نظیر ترک ، زخمه و موئینگی " Fin " قطعه می گردد که با محاسبه و کنترل فشار در باریزی می توان آنها را کاهش داد . تو زیع هرچه وسیع تر و یکنواخت تر مذاب ، بوسایل مختلف نظیر ناودانک به طول مساوی با عرض تسمه و بهره گیری از روش های پا لایه و روبه گیری در پیاله بار زیز می تواند کلیه عیوب را تا حد بی ضرر تقلیل دهد. در هر حال ساختار میکروسکپی و ماکروسکپی تسمه های فولادی نشان می دهد که اندازه دانه ها در منطقه تبریدی و جداری با منطقه مرکزی برابر نیستند .

Hazellet ‌  اظهار می دارد  که به منظور حذف ناهماهنگی و نامگنی های ساختاری و ترکیبی بهترین روش آن است که فلز مذاب بر روی یک سطح بسیار سرد ریخته شود ( به حلقه فولاد در طرح هازلت توجه شود) و زمان و سرعت به گونه ای انتخاب شود که بیشترین ضخامت قطعه بر این سطح جامد شود و غلتک هافقط قسمت مغزی را تحت فشار قرار دهند و منجمد سازند لازم به تذکر است که طرح Hazllet ‌ در رقابت های تولیدی نتوانست موفقیت زیادی کسب نماید .

مشخصات فوق برای تمام دسته های دیگر گروه ماشین های تسمه ریزی مداوم ، از نظر انتخاب مواد ، کنترل انجماد و کنترل ساختاری به همان نسبت وجود دارد . بسیاری از مشکلات متالورژیکی و تولیدی در ماشین های جدید مرتفع شده است . اجزاء کمکی ، ناودانکهای مناسب ، کنترل اتوماتیک جریان بار ریزی و سایر کنترل های دقیق توانسته است که بهره گیری از این ماشین ها را در تولید ورق های فلزات غیر آهنی و بخصوص آلو منییم و میله های برنجی و برای تهیه انواع ورق های فولادیو فولادهای آلیاژی گسترش دهند .

2-3-8 : قالب ساکن " باز " " شمش ریزی "

گردش فرایند شمش ریزی و استفاده از قالب های کوچک روباز در جهت تولید انواع شمشه . شمشال و تختال را هرچند با تشابهات فراوان و اصول یکسان ، می توان در زمینه کاربرد آنان برای فلزات غیر آهنی و آلیاژهای آهنی دسته بندی نمود .باید توجه داشت که عموم روش هایی که به مداوم ریزی منجر شده اند اغلب درمراحل اول بر روی فلزات غیر آهنی و بخصوص فلزات زود ذوب آزمایش گردیده و سپس برای فلزات دبر ذوب و فولادها تعمیم یافتهاند به عبارت دیگر مداوم ریزی درمورد فلزات غیر آهنی ، همواره سریع تر از مداوم ریزی فولاد گسترش و تحول یافته است زیرا :

1-                       کنتر ل ریخته گری فلزات غیر آهنی و بخصوص فلزات زود ذوب همواره آسان تر است .

2-                       معمولاً میزان تولید فلزات غیر آهنی کمتر و عملاً شرایط کار فراهم تر است .

3-                       در هر حال هر گونه گسترش و تحول بر روی مداوم ریزی و شمش ریزی بر اساس حل مشکلات ثابتی قرار دارد که در مورد فلزات غیر آهنی با سهولت بیشتر و سرعت بالاتر ی بعمل می آید . بسیاری از این مشخصات به رابطه فلز و قالب و خواص فلز مایع بستگی دارد که اهم آنها عبارتند از :

الف ـ مکانیسم عمومی ماشین بر مبنای حرکت شمش یا قطعه در حال انجماد به عبارت دیگر تعقیب مدل انجماد در هر لحظه شرایط متفاوتی را ایجاب می کند که در مجموع انجماد قطعات در مداوم ریزی از فرایند انجماد ، روش های ثابت و تک باری بسیار پیچیده تر است .

ب – تاو فلز در نزدیک نقطه ذوب  و یا استحکام پوسته جامد اولیه .

پ – مکانیسم انتقال حرارت و عواملی که بیرون کشی شمش از قالب را محدود می سازد ، نظیر سیالیت مذاب ، طراحی قالب ، طراحی منطقه سرد کننده ثانویه و مکانیسم تشکیل تنش های داخلی .

با توجه به مطالب ارائه شده  و با تشریحی که در این فصل و فصول بعد به عمل خواهد آمد ، شمش ریزی مداوم و نیمه مداوم روشی است که شمشال و تختال جامد از داخل یک قالب که معمولاٌ به سیستم آبگرد مجهز است و طول آن از طول شمش ریخته شده بسیار کوتاه تر است بیرون کشیده می شود ( شکل 3-8 ) شمش ریزی نیمه مداوم به روشی اطلاق می گردد که مقدار بار ریزی و اندازه طولی هر شمش محدود بوده و پس از هر بار ریزی ، متوقف و آماده سازی دستگاه برای عملیات بعدی الزامی است .

در هر دو روش شمش ریزی مداوم و نیمه مداوم  و برای تولید شمش های فوالادی و یا آلیاژ غیر آهنی مشخصات و اجزاء ثابتی وجود دارند که تغییر در مکانیسم هر جزء تا کنون به ابداع طرح های متفاوتی منجر شده است . این اجزاء که در شکل 13-8 نشان داده شده اند عبارتند از :

الف ) سیستم بار ریزی و کنترل سطح مذاب که از پاتیل ( A ) پیاله بار ریز ( B ) و محفظه ایمنی سر ریز ( D )  تشکیل یافته است .

ب) قالب ( C )  که عموماً از مس و جدن و یا گرافیت ساخته شده است و به سیستم آبگرد بیرونی و یا درونی مجهز است .

پ ) تجهیزات و سیستم خنک کنندگی ثانویه ( e ) به منظور انجماد کامل شمشال یا تختال با استفاده از جریان آب شهر ، آب فشان و ...

ت ) مکانیسم و تجهیزات بیرون کشی شمشال از قالب که توسط غلتک ( F‌) میله ( j ) و میله کف بند  ( h   ) تشکیل یافته و با نیروهای هیدرولیکی ، مکانیکی و الکتریکی حرکت خواهند کرد .

ث ) تجهیزات جدا کردن ، بریدن و انتقال شمش متشکل از قسمت های K,O,G‌ که  در روش نیمه مداوم این قسمت تقریباً حذف می گردد .

اجزاء متشکله فوق می توانند از نظر طراحی کاملاً قائم بر روی هم نصب شود و یا به شرحی که گفته خواهد شد تحت زاویه قائمه ازحالت قائم به افقی تبدیل شود که هر یک موارد استفاده مناسب خود را خواهد داشت .

دسته اول : طرح های شمش ریزی برای فولادها

شکل 14-8 تقریباً انواع روش های فولاد ریزی مداوم عمودی را که امروز مورد استفاده قرار می گیرند نشان می دند . شکل الف : مشخصه طرح های اولیه ای است که برای تولید شمشال و تختال هایی با ابعاد بزرگ و سرعت بار ریزی کم بکار می رفته است . حرکت عمودی شمش ریخته شده که پس از خروج  از قالب پوسته ای جامد آن را احاطه می کند به سمت منطقه خنک کننده های ثانویه که عموماً‌ بوسیله حرکت مستقیم آب عمل می نماید ، انجماد مغزی شمشال را برخواهد داشت . در این روش که بر اساس یک بنای کاملاً قائم طرح شده است ، تأ سیسات ساختمانی در دو یا سه طبقه ساخته می شود که معمولاً‌ یک یا دو طبقه آن در زیر زمین بنا می شوند .تا تسهیلات لازم برای انتقال پاتیل و بار ریزی فراهم شود . شکل های ب و ج تغییراتی را به منظور کاهش ارتفاع ساختمانی و افزایش طول شمش نشان می دهند . شکل د که به ماشین های شمش ریزی با قالب مایل و یا اختصاراً به ماشین های مایل موسوم هستند به منظور کاهش هر چه بیشتر ارتفاع ساختمانی و انطباق انجماد پوسته اولیه با مسیر حرکت آن مورد استعمال یافته اند و و تقریباً اکثر ماشین های جدید در این سیستم ساخته می شوند .

در بررسی تاریخی ، اولین طرح بر مینای استفاده از قالب های آبگرد در شمش ریزی مداوم فولادها متعلق به TASK BAR   می باشد که در سال 1879 به ثبت رسیده است و نمی توان از آن به عنوان یک طرح تجربه شده یاد نمود . طرح تاسکر برای لوله ریزی تهیه شده بود و مطابق شکل 15-8 یک میله یا سنبه Mandrel  بعنوان ماهیچه و قسمت درونی قالب بکار می رفت . R.doalen  در سال 1887 ماشین شمش ریزی متشکل از قالب آبگرد ، پیاله بار ریز متحرک و غلتک بیرون کش طرح نمود و برای اولین بار منطقه خنک کننده ثانویه را بطور مستقیم در نظر گرفت . در سال 1895 . Trots  ماشین خود را بر اساس استفاده از قالب تکه و نازک ارائه نمود که از نظر صافی سطوح و استحکام بی نظیر می نمود . کاهش اصطکاک سطحی بین قالب و شمش جامد یکی از مشکلات عمونی شمش ریزی محسوب می گردد و در همین زمینه ، طرح های متعددی نظیر استفاده از قالبهای دوار دوتکه ، بهره گیری از حرکت ارتعاشی قالب و یا قالب های دوار به منظور کاهش ضرایب اصطکاکی ابداع و عرضه گردید .

تحقیقات Z.Janghans‌ و طرح های مختلف او نقطه عطف و مرحله برجسته ای در صنایع شمش ریزی محسوب می شود . او که به تحقیقات و پژوهش های خود در زمینه مداوم ریزی فلزات غیر آهنی اشتغال داشت در سال های 1930 و 39 و 1945 تا 1951 ، تجربیات خویش را برای فولاد نیز آزمود و بالاخره موفق به تهیه حدود 1900 تن فولاد کم کربن فولاد زنگ نزن و فولاد نارام گردید . شمشال هایی به قطر 100 تا 265 میلیمتر و تختال هایی با مقطع 245×80  میلیمتر از محصولات ماشین های Janghans  محسوب می شدند . با تو جه به آنکه عمده تحقیقات او معطوف به فلزات غیر آهنی است لذا در قسمت بعد با تفصیل بیشتری درباره ماشین های Janghans‌ صحبت خواهد شد.

طرح های مختلف و ماشین های متعددی که در کشورهای مختلف جهان ارائه گردیده است ، بسیار وسیع می باشد ،‌بطوریکه فقط اشاره ای مختصر به آنها بیش از حد لازم در این کتاب می نماید . ماشین های نوع Janghans-Rossi‌ مطابق شکل 16-8 را می توان نمونه ای پیشرفته و کامل محسوب داشت که امروزه نیز موارد استعمال فراوان دارد. این طرح از تلفیق دو ماشین janghans ‌ و Rossi  توسط این دو محقق ابداع گردبد در حالیکه طرح Rossi   شکل 17-8 نیز هنوز موارد استفاده محدودی دارد . در سال 1954 ماشین های Babcock-Wilox شکل 18-8 به ثبت رسیدند و مورد بهره برداری قرار گرفتند وجه تنایز این سیستم بر حرکت رفت و برگشتی شمشال در درون قالب قرار دارد و بدین ترتیب ضریب اصطکاک در بیرون کشی شمشال به مقدار زیادی کاهش می یابد . ماشین های با قالب های چند گانه وهم چنین ماشین مداوم ریزی و شمش ریزی "TsN11cher Metex "  شکل 19- 8 از انواع جدید فولاد ریزی هستند که هر یک در کارخانه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند .

کارخانه ذوب آهن اصفهان ، دارای قسمت شمش ریزی مداوم فولاد است که بر اساس طرح کارخانه (NTMZ) Novo Iron  Steel  Works   بنا نهاده شده است . شکل 20-8 و همچنین نمودار دستگاه شمش ریزی کارخانجات نورد اهواز با قسمتهای وابسته به آن در شکل 20-8 مکرر نشان داده شده است .

جوشکاری

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);}
جوشکاری تاریخچه جوشکاری چون احتیاجات بشر ، اتصال و جوش در همه موارد را خواستار بوده است، لذا مثلاً از رومی‌های قدیم ، فردی به نام "پلینی" از لحیم به نام آرژانتاریم وترناریم استفاده می‌کرد که دارای مقداری مساوی قلع و سرب بود و ترنایم دارای دو قسمت سرب و یک قسمت قلع بود که هنوز هم با پرکنندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دقت و ترکیبات شیمیایی و دستگاههای متداول طلاسازی از قدیم‌الایام در جواهرات با چسباندن ذرات ریز طلا بر روی سطح آن با استفاده از مخلوط نمک و مس و صمغ آلی که با حرارت ، صمغ را کربونیزه نموده ، نمک مس را به مس احیاء می‌کنند و با درست کردن آلیاژ طلا ، ذرات ریز طلا را جوش می‌دهند و تاریخچه ای به شرح زیر دارند: ·         "برناندوز" روسی در 1886 ، قوس جوشکاری را مورد استفاده قرار داد. ·  "موسیان" در 1881 قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد. ·         "اسلاویانوف" الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری بکار گرفت. ·         "ژول" در 1856 به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد. ·         "لوشاتلیه در 1895 لوله اکسی‌استیلن__ را کشف و معرفی کرد. ·  "الیهو تامسون" آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال 7-1876 استفاده کرد.   چون علم جوشکاری همراه با گنج تخصصی بود، یعنی هر جوشکار ماهر در طی تاریخ درآمد زیادی داشت، سبب شد که اسرار خود را از یکدیگر مخفی نمایند. مثلاً هنوز هم در مورد لحیم آلومینیوم و آلیاژ ، آن را از یکدیگر مخفی نگه می‌دارند. در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر ، سبب توسعه سریع این فن گردید و سرمایه‌گذاری‌های عظیم چه از طرف دولتها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این مورد اعمال گردید و مخصوصاً رقابت‌های انسانها در علوم هسته‌ای ( که فقط برای صلح باید باشد ) ، یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند ده سال اخیر شد که به علم جوشکاری تبدیل گردید.   گروههای مختلف جوشکاری 1. لحیم کاری 2. جوشکاری فشاری و پرسی 3. جوشکاری ذوبی 4. جوشکاری زرد چون مواد و فلزات تشکیل‌دهنده و جوش‌دهنده و گیرنده از لحاظ متالوژیکی بایستی دارای خصوصیات مناسب باشند، بنابراین جوشکاری از لحاظ متالوژیکی بایستی مورد توجه قرار گیرد که آیا قابلیت متالوژی و فیزیکی جوشکاری دو قطعه مشخص است؟ پس از قابلیت متالوژی ، آیا قطعه ای را که ایجاد می‌کنیم، از لحاظ مکانیکی قابل کاربرد و سالم است؟ آیا می‌توانیم امکانات و وسائل برای نیازها و شرایط مخصوص این جوشکاری ، مثلاً گاز و دستگاه را ایجاد نمائیم و بر فرض ، ایجاد نیرو در درجه حرارت بالا یا ضربه زدن در درجه حرارت پایین ممکن باشد؟ زیرا استانداردهای مکانیکی و مهندسی و صنعتی جوشکاری باید در تمام این موارد رعایت شود تا جوش بدون شکستگی و تخلخل و یا نفوذ سرباره و غیره انجام گیرد. تکرار می‌شود در جوشکاری تخصصی و اصولاً تمام انواع جوش ، قابلیت جوش خوردن فلزات را باید دقیقاً دانست. در مورد مواد واسطه و الکترود و پودر جوش ، باید دقت کافی نمود. محیط لازم قبل و در حین جوشکاری و پس از جوشکاری را مثلاً در مورد چدن ، باید بوجود آورد. گازهای دستگاههای مناسب و انتخاب فلزات مناسب از لحاظ ذوب در کوره ذوب آهن و بعد در حین جوشکاری از لحاظ جلوگیری از صدمه گاز - آتش و مشعل و برق و هوای محیط و وضعیت جسمانی و زندگی جوشکار ، خود نکات اساسی دیگر هستند که مشکلات جوشکاری می‌باشند. مشکلات و گرفتاریهای صنعت جوشکاری جوشکاری در حقیقت ایجاد کارخانه ذوب آهن و فلزات در مساحتی حداکثر 2×2 متر و نقطه حساس جوشکاری چند سانتیمتر است، زیرا همان درجه حرارت کارخانه ذوب آهن در محل جوشکاری در یک نقطه ایجاد می‌گردد. مسلم است که چنین کار عظیمی احتیاج به ابتکار و تخصص و مواد و متخصص و وسائل مدرن دارد تا بتوان از این ذوب آهن چند سانتیمتری استفاده صحیح نمود. شاید اضافه گوئی نباشد که در هیچیک از رشته‌های فنی تا این اندازه احتیاج به سرمایه‌گذاری و رعایت جوانب فنی و غیر فنی ضروری و لازم نباشد. عوارض و سوانح ناشی از عوامل فیزیکی مربوط به جوشکاری در موقع جوشکاری ، از عوامل فیزیکی مورد تاثیر یا حاصل از عمل جوشکاری ممکن است خطراتی متوجه جوشکار شود که در: دسته اول: برق گرفتگی دسته دوم: سوختگی دسته سوم: ورود اجسام خارجی به داخل چشم را می‌توان نام برد. برق گرفتگی و عوارض حاصل از تاثیرات جریان برق مسلم است اگر نقصی در سیم‌کشی وسائل برقی که برای جوشکاری با برق بکار می‌روند، وجود داشته باشد یا جوشکار نکات ایمنی لازم مربوط به برق را مراعات ننماید، خطر برق‌گرفتگی برای او وجود خواهد داشت و چنانچه جوشکار در ارتفاع مشغول جوشکاری باشد، مخاطرات حاصله از سقوط و در نتیجه شوک - ضربه الکتریکی نیز بر ضایعات حاصل از برق‌گرفتگی افزوده خواهد شد. نشانه‌های حاد و فوری برق‌گرفتگی از مور مور شدن و یا شوک خفیف تا شوک شدید و قطع تنفس و متزلزل شدن ضربان قلب و عاقبت به مرگ منجر می‌شود. هنگامی که برق‌گرفتگی ، ایجاد شوک نماید و شخص در ارتفاع مشغول کار است، خطر سقوط و افتادن از ارتفاع روی زمین و روی وسایل و ماشین و غیره ، باعث پیدا شدن جراحات شدید شده ، وضع مصدوم را وخیم خواهد ساخت. بنابراین پیشنهاد می‌شود حتی‌المقدور جوشکاری را در سطح پایین انجام داد. شدت ضایعات و مخاطرات حاصل از برق‌گرفتگی ، بستگی به عوامل زیر دارند: نوع جریان برق: اصولاً در هر ولتاژی ، جریان برق متناوب AC ، خطرناکتر از جریان برق DC مستقیم می‌باشد و یا به عبارت دیگر ، خطر شوک الکتریکی در جریان متناوب بیشتر است. در حالیکه خطر سوختگی در جریان مستقیم نیز بیشتر است. تاثیر ولتاژ: شدت شوک الکتریکی حاصل از برق گرفتگی ، بستگی به میزان ولتاژ برق مربوط به آن دارد و هرچه ولتاژ بیشتر باشد، شدت شوک حاصله بیشتر خواهد بود. در هر صورت ولتاژ بین 200 تا 250 ولت که ولتاژ معمولی برق شهر است، خطرناک بوده ، اغلب ضایعات شدید بوجود آورده ، ممکن است سبب مرگ شود.شدت جریان: شدت جریان 15 تا 20 میلی‌آمپر با فرکانس HZ 50 ولتاژ بالا ممکن است باعث چسبیدن دست مصدوم به سیم برق شده ، مانع رهائی وی گردد. این امر ممکن است تا موقع رسیدن نجات‌دهنده ادامه یابد. در این جریان ممکن است ضایعات کشنده ای ایجاد شود.فرکانس: در تواتر بین HZ 50 تا HZ 80 هرتز شوک یا ضربه الکتریکی ممکن است بوجود آید. ولی در فرکانس‌های بالا بین 30000 تا 100000 هرتز ، خطر کمتری وجود دارد، زیرا بوسیله پرتاب ، شخص را از منبع خطر دور می‌کند.مقاومت بدن انسان: مقاومت بدن انسان بین 500 تا 50 متغیر است ( اهم ). هر چه مقاومت در سر راه تماس منبع الکتریک با بدن ( پوست خشک – ضخامت کف پا ) بیشتر باشد، خطر شوک وارده کمتر است و یا بالعکس.مدت تماس: تماس برق با بدن در مدت زمان بین 1 تا 3 ثانیه ممکن است توقف قلب و فوت مصدوم را همراه داشته باشد. در هر صورت چنانچه شخصی دچار برق گرفتگی شود، از ضایعات و عوارض ذکر شده در بالا جان سالم بدر برد. معمولاً بهبود کامل می‌یابد و عوارض ، نادر می‌باشد     مسائل مهم جوشکاری تربیت متخصص و کاردان و کارشناس جوشکاری ، یکی از رشته‌های پرهزینه در صنعت و آموزش ابتدائی و عالی است. انتخاب افراد و جوانان در هر سن و مدارج تحصیلی و کارخانه‌ای ، با داشتن قدرت تحمل کار با آتش ، قدرت تحمل خطرات و آموزش تخصصی به این جوانان بسیار مشکل است. زیرا سرمایه‌های عظیم آموزشی احتیاج دارد تا یک متخصص به تمام معنی یا یک مهندس جوشکار واقعی تربیت شود . تهیه ماشین‌آلات مخصوص تهیه ماشین‌آلات مدرن و مفصل جوشکاری احتیاج به بودجه‌های عظیم دارد تا بتوان از انواع ماشین‌آلات مدرن بهره‌گیری نمود، مخصوصاً در آموزش که باید همه جانبه باشد. بعضی اوقات تمام وسایل کارخانجات شهر و مراکز آموزشی ، کافی برای ارائه کل تخصص نمی‌باشن. و اشکال‌تراشی و نبودن بودجه و خرید و کمک به ساخت نیز گرفتاری دیگری است. رعایت نکات ایمنی رعایت نکات ایمنی و تخصصی ایمنی ، خود یکی دیگر از مشکلات عظیم جوشکاری است، بطوری‌که فرضاً انفجار یک کپسول مانند یک بمب می‌تواند جان صدها نفر را به خطر اندازد، در حالیکه مثلاً در کارگاه تراش و ریخته گری ،خطرها تا این حد بالا نیستند و کوچکترین بوی گاز ناشی از عدم اتصالات صحیح و اصولی ، ممکن است جان عده ای را به خطر اندازد. همان طوریکه تربیت متخصص ، احتیاج به بودجه‌های عظیم آموزشی برای خرید وسائل و کتب بطور همزمان دارد، هزینه های دیگر جوشکاری جهت جلوگیری از هر نوع انفجار و احتراق در کارگاهها و صدمه به بدن و چشم جوشکار و افراد حاضر در کارگاه می‌باشد. بدین جهت جوشکاری را رشته ای پر خرج نام نهاده‌اند. مسلم است که این مخارج عظیم در استفاده از اتصالات جوش حذف خواهند شد. یعنی اینکه اتصالات پر خرج و مفصل پیچ و پرچ وقتی با جوشکاری جایگزین شوند، مخارج عظیم تشکیلات را در مدت کوتاهی تامین خواهند کرد. هدف جوشکاری و برشکاری بریدن قطعات ماشینی به ضخامتهای زیاد ، یکی از وظایف مهم برشکاری است. بطور کلی ، اتصال قطعات مختلف از یک نوع فلز یا انواع فلزات و آلیآژها و بالا بردن استحکام و سرعت عملیات و کاهش هزینه‌ها از مهمترین اهداف جوشکاری است .   خطرات جوشکاری در موقع جوشکاری از عوامل فیزیکی مورد تاثیر یا حاصله از عمل جوشکاری ممکن است خطراتی متوجه جوشکار شود که در: دسته اول برق گرفتگی دسته دوم سوختگی و دسته سوم ورود اجسام خارجی به داخل چشم را می توان نام برد. برق گرفتگی و عوارض حاصل از تاثیرات جریان برق مسلم است اگر نقصی در سیم کشی وسائل برقی که برای جوشکاری با برق به کار می روند وجود داشته باشد یا جوشکار نکات ایمنی لازم مربوط به برق را مراعات ننماید خطر برق گرفتگی برای او وجود خواهد داشت و چنانچه جوشکار در ارتفاع مشغول جوشکاری باشد، مخاطرات حاصله از سقوط و در نتیجه شوک (ضربه الکتریکی) نیز بر ضایعات حاصل از برق گرفتگی افزوده خواهد شد. نشانه های حاد و فوری برق گرفتگی از مور مور شدن و یا شوک خفیف تا شوک شدید و قطع تنفس و متزلزل شدن ضربان قلب و عاقیت به مرگ منجر می شود. هنگامی که برق گرفتگی ایجاد شوک نماید و شخص در ارتفاع مشغول کار است خطر سقوط و افتادن از ارتفاع روی زمین و روی وسایل و ماشین و غیره باعث پیدا شدن جراحات شدید شده و وضع مصدوم را وخیم خواهد ساخت.بنابراین پیشنهاد می شود حتی المقدور جوشکاری را در سطح پایین انجام داد. شدت ضایعات و مخاطرات حاصل از برق گرفتگی بستگی به عوامل زیر دارند: الف) نوع جریان برق: اصولاً در هر ولتاژی در جریان برق متناوب AC خطرناکتر از جریان برق DC مستقیم می باشد و یا به عبارت دیگر خطر شوک الکتریکی در جریان متناوب بیشتر است. در حالی که خطر سوختگی در جریان مستقیم نیز بیشتر است. ب) تاثیر ولتاژ : شدت شوک الکتریکی حاصل از برق گرفتگی بستگی به میزان ولتاژ برق مربوطه دارد و هرچه ولتاژ بیشتر باشد شدت شوک حاصله بیشتر خواهد بود. در هر صورت ولتاژ بین 200 تا 250 ولت که ولتاژ معمولی برق شهر است خطرناک بوده اغلب ضایعات شدید به وجود آورده و ممکن است سبب مرگ شود. ج) شدت جریان : شدت جریان 15 تا 20 میلی آمپر با فرکانس HZ 50 ولتاژ بالا ممکن است باعث چسبیدن دست مصدوم به سیم برق شده و مانع رهائی وی گردد. و این امر تا موقع رسیدن نجات دهنده ادامه یابد در این جریان ممکن است ضایعات کشنده ای ایجاد شود. د) فرکانس : در تواتر بین HZ 50 تا HZ 80 هرتز شوک یا ضربه الکتریکی ممکن است به وجود آید. ولی در فرکانسهای بالا بین 30000 تا 100000 هرتز خطر کمتری وجود دارد زیرا به وسیله پرتاب، شخص را از منبع خطر دور می کند. هـ) مقاومت بدن انسان : مقاومت بدن انسان بین 500 تا 50 متغیر است ( = اهم ) هر چه مقاومت در سر راه تماس منبع الکتریک با بدن ( پوست خشک – ضخامت کف پا – بیشتر باشد خطر شوک وارده کمتر است و یا بالعکس د- مدت تماس : تماس برق با بدن در مدت زمان بین 1 تا 3 ثانیه ممکن است توقف قلب و فوت مصدوم را همراه داشته باشد، در هر صورت چنانچه شخصی دچار برق گرفتگی شد از ضایعات و عوارض ذکر شده در بالا جان سالم بدر برد. معمولاً بهبود کامل می یابد و عوارض دیررس نادر می باشد . تاریخچه ای مختصراز جوشکاری دستی قوس برقی(S.M.A.W) در آغاز قرن بیستم جوشکاری دستی با قوس برقی مورد قبول صنعت واقع شد.علیرغم ایرادهای فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت . قوس برقی در سال ۱۸۰۷توسط سرهمفری دیوی کشف شد ولی استفاده از آن در فلزات به یکدیگر هشتاد سال بعد از این کشف یعنی در سال ۱۸۸۱ اتفاق افتاد. فردی به نام آگوست دیمری تنز در این سال توانست با استفاده از قوس برقی و الکترود ذغالی صفحات نگهدارنده انباره باطری را به هم متصل نماید.بعد از آن یک روسی به نام نیکولاس دی بارنادوس با یک میله کربنی که دسته ای عایق داشت توانست قطعاتی را به هم جوش دهد.وی در سال ۱۸۸۷ اختراع خود را در انگلستان به ثبت رساند.این قدیمی ترین اختراع به ثبت رسیده در عرصه جوشکاری دستی قوسی برقی می باشد.فرایند جوشکاری با الکترود کربنی در سالهای ۱۸۸۰و۱۸۹۰در اروپا و آمریکا رواج داشت ولی استفاده ازولت زیاد (۱۰۰ تا ۳۰۰ولت)و آمپر زیاد (۶۰۰تا ۱۰۰۰آمپر)در این فرایند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصیهای کربنی شکننده بود همه باعث می شد این فرایند با اقبال صنعت مواجه نشود. جهش از این مرحله به مرحله فرآیند جوشکاری با الکترود فلزی در سال ۱۸۸۹ صورت گرفت.در این سال یک محقق روس به نام اسلاویانوف و یک آمریکایی به نام چارلز کافین(بنیانگذار شرکت جنرال الکتریک)هرکدام جداگانه توانستند روش استفاده از الکترود فلزی در جوشکاری با قوس برقی را ابداع نمایند. در آغاز قرن بیستم جوشکاری دستی با قوس برقی مورد قبول صنعت واقع شد.علیرغم ایرادهای فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت.در آمریکااز مفتول لختکه دارای روکش نازکی از اکسید آهن که ماحصل زنگ خوردگی طبیعی و یا بخاطر پاشیدن عمدی آب بر روی کلافهای مفتول قبل از کشیده شدن نهایی بود استفاده می شد و گاهی این مفتول لخت با آب آهک آغشته می شد تا در هر دو وضعیت یتواند ثبات قوس برقی را بهتر فراهم آورد.آقای اسکار کجل برگ سوئدی زا باید پدر الکترودهای روکش دار مدرن شناخت وی نخستین شخصی بود که مخلوطی از مواد معدنی و آلی را به منظور کنترل قوس برقی و خصوصیات مورد نظر از فلز جوش حاصله با موفقیت به کار برد.وی اختراع خود را در سال ۱۹۰۷ به ثبت رساند.ماشینهای جوشکاری با فعالیت های فوق الذکر به روند تکاملی خود ادامه می دادند.در سالهای ۱۸۸۰ مجموعه ای از باطری پر شده به عنوان منبع نیرو در ماشین های جوشکاری به کار گرفته شد.تا اینکه در سال ۱۹۰۷ نخستین دستگاه Generator جوشکاری به بازار آمریکا عرضه شد . جوش قوس الکتریکی یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود. در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است. در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد. طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ .       الکترودها در جوش قوس الکتریکی انواع قوس ها در جوشکاری با قوس الکتریکی: تهیه قوس الکتریک به دو صورت با الکترودهای مصرفی و یا با الکترودهای غیر مصرفی مثلاً الکترودهای ذغالی و تنگستنی انجام می گیرد. قوس الکتریک را می توان هم با جریان مستقیم و هم با جریان متناوب ایجاد کرد. ولی عملاً دیده می شود که جوشکاری با جریان مستقیم راحت تر و بهتر انجام می گیرد. جنس الکترودها در جوشکاری با قوس الکتریک : چنانچه الکترود از نوع غیر مصرفی باشد الکترود از کربن – گرافیت یا تنگستن اختیار می گردد. الکترودهای کربنی یا گرافیتی مورد استعمالشان فقط در جوشکاری با جریان مستقیم می باشد در حالیکه الکترودهای غیر مصرفی از فلز تنگستن یا ولفرام را می توان برای هر دو نوع جریان بکار برد. جنس الکترودها بر حسب موارد کاربردشان از مواد گوناگونی ساخته شد و معمولاً شامل تقسیم بندی زیر می باشد: 1. فولاد نرم 2. فولاد پر کربن 3. فولاد آلیاژی مخصوص 4. الکترود چدن 5. فلزات غیر آهنی در مورد فلزات غیرآهنی از الکترودها و آلیاژهای مانند مس – آلومینیوم – آب نقره برنج و برنز می توان نام برد. ترکیب شیمیایی روپوش الکترودها روپوش الکترودهای فلزی از مواردی مانند آهک یا اکسید کلسیم CaO فلوئور کلسیم F2Ca – اکسید سدیم Na2O – تیتان یا تیتانیم Ti – سلولز روتایل – اجسام الیافی مانند آسبست – خاک رس- سیلیسیم Si پور تالک و مایع سیلیکات سدیم یا پتاسیم و غیره می باشد. مقدار وزن پوشش نسبت به الکترود بیت 25% تا 5% وزن الکترود و نقطه ذوب مجموعه مواد تشکیل دهنده بایستی کمتر از فلز یا آلیاژ سازنده الکترود جوشکاری باشد. فاصله الکترود را نباید از کار زیاد نمود تا الکترود نتواند با گازهای متصاعده از روپوش خود منطقه ذوب را نگهداری کند و در برابر تاثیر گازهای خارجی محافظت بنماید. اثرات الکترود شامل موارد زیر است : 1. اگر روپوش الکترود فاسد یا مرطوب شود قوس الکتریکی پیوسته انجام نمی شود و بایستی الکترودها را که دارای مواد آهکی هستند در درجه حرارت بین 80 تا 60 درجه سانتیگراد در خشک کننده الکترود قرار داد تا از فساد پوشش آنها جلوگیری شود. 2. حفظ ناحیه جوش از اکسیده شدن و تاثیر ازت و ایجاد اکسید فلزی. 3. خارج راندن مواد مضر از ناحیه جوش زیرا پوشش الکترود ذوب شده و در روی ناحیه مذاب بصورت محافظی قرار می گیرد و چنانچه مواد زیان بخش در داخل مذاب باشد آن ها را بطرف بالا می کشد. تقسیم بندی الکترودها از نظر پوشش شیمیائی دانستن دقیق پوشش الکترودها اغلب جزء اسرار کارخانجات سازنده می باشد و بر حسب مقدار درصد مواد و نوع ترکیبات شیمیائی کاملاً متفاوت هستند. بطوریکه بعضی از الکترودها برای کار خاصی ساخته شده اند چنانچه اگر برای جوش دادن کارهای دیگر مصرف شوند مقاومت دلخواه جوشکاری به دست نخواهد آمد. الکترودها از نقطه نظر پوشش به سه گروه اصلی زیر تقسیم می شوند. 1. الکترودهای اسیدی 2. الکترودهای روتایلی 3. الکترودهای بازی که از اسم آن ها می توان به تر کیبات آن پی برد. ماشینهای جوشکاری جریان متناوب ماشینهای جوشکاری با جریان متناوب که در آنها قوس الکتریکی با جریان متناوب ایجاد می شود شامل انواع زیر می باشد: 1. ترانسفورماتور یا مبدل جوشکاری جریان یک فاز 2. ترانسفورماتورهای بخصوص با سه کوپل یا سه سیم پیچ ( و کوپل تنظیم ولتاژ 3. جوشکاری جریان متناوب با استفاده از ترانسفورماتور جریان سه فاز ترانسفورماتور یا مبدل جوشکاری جریان یک فاز ترانسفورماتورجوشکاری و قطعه کار می باشد و ولتاژهای مختلفی ایجاد می نمایند که از 110-130-220 و 380و 500 ولت می باشند و ولتاژ ضروری برای جوشکاری را ارسال می نماید و ولتاژ مدار ثانویه بین 55 تا 60 ولت می باشد. ترانسفورماتورهای مخصوص با سه کوپل ( همراه کوپل تنظیم ولتاژ  : این نوع ترانسفورماتورها می توانند شدت جریان بالاتری را نسبت به انواع دیگر بالا بدست بدهند و قسمتهای آن عبارتند از مدار اولیه – مدار ثانویه و کویل مربوط به مدار ، کوپل یا سیم پیچ تنظیم ولتاژ- کوپلهای 1 و 2 یعنی سیم پیچهای اولیه و ثانویه فلوی مغناطیسی اصلی را ایجاد می نمایند و کوپل 3 دارای فلوی در جهت مخالف بوده و بوسیله آن می توان ولتاژهای مختلف را تنظیم نمود و در سه مدل با شدت جریانهای 500 و 1000 و 2000 آمپری ساخته می شوند و علاوه بر جوشکاری دستی چون آمپراژ بالا است در جوشکاریهای اتوماتیک نیز بکار برده می شود. در مواقعی که از یک ترانسفورماتور جریان لازم برای جوشکاری اتوماتیک نیز بکار برده می شود. در مواقعی که از یک ترانسفورماتور جریان لازم برای جوشکاری چند محل را تامین می نمائیم ترانسفورماتور سه فاره انتخاب می نمایند و مدار آنرا مثلث بسته و ولتاژ لازم در حدود 65 تا 70 ولت تنظیم می شود.   معرفي جوش آرگون در چند جمله در جوش آرگون يا تيگ(TIG) بري يجاد قوس جوشکاري از الکترود تنگستن استفاده مي شود که ين الکترود برخلاف ديگر فريندهي جوشکاري حين عمليات جوشکاري مصرف نمي شود. حين جوشکاري گاز خنثي هوا را از ناحيه جوشکاري بيرون رانده و از اکسيده شدن الکترود جلوگيري مي کند. در جوشکاري تيگ الکترود فقط بري يجاد قوس بکار برده مي شود و خود الکترود در جوش مصرف نمي شود در حاليکه در جوش قوس فلزي الکترود در جوش مصرف مي شود. در ين نوع جوشکاري از سيم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده مي شود.و سيم جوش شبيه جوشکاري با اشعه اکسي استيلن(MIG/MAG)در جوش تغذيه مي شود. در بين صنعتکاران يراني ين جوش با نام جوش آلومينيوم شناخته مي شود. نامهي تجارتي هلي آرک يا هلي ولد نيز به دليل معروفيت نام ين سازندگان در خصوص ماشينهي جوش تيگ باعث شده بعضا ين نوع جوشکاري با نام  سازندگان هم شناخته شود. نام جديد ين فريند  G.T.A.W و نام آلماني آن WIGمي باشد. همانطور که از نام ين فريند پيداست گاز محافظ آرگون ميباشد که ترکيب ين گاز با هليم بيشتر کاربرد دارد. علت استفاده از هليم ين است که هليم باعث افزيش توان قوس مي شود و به همين دليل سرعت جوشکاري را ميتوان بالا برد و همينطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش ميشود. کاربرد ين جوش عموما در جوشکاري موارد زير است 1- فلزات رنگين از قبيل آلومينيوم...نيکل...مس و برنج(مس و روي) است.  2- جوشکاري پاس ريشه در لوله ها و مخازن 3- ورقهي نازک(زير1mm)  مزيت TIG 1-  بعلت ينکه تزريق فلز پرکننده از خارج قوس صورت ميگيرد.اغتشاش در جريان قوس پديد نمي يد.در نتيجه کيفيت فلز جوش بالاتر است. 2-  بدليل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رويت است. 3- امکان جوشکاري فلزات رنگين و ورقهي نازک با دقت بسيار زياد.   انواع الکترودها در TIG 1- الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)بري جوش آلومينيوم استفاده مي شود و حين جوشکاري پت پت مي کند. 2- الکترود تنگستن توريم دار که دو نوع دارد الف-1% توريوم دار که قرمز رنگ است     .                                                    ب-2% توريم دار که زرد رنگ مي باشد. 3-الکترود تنگستن زيرکونيم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفيد است. 4- الکترود تنگستن لانتان دار که مشکي رنگ است. 5- الکترود تنگستن سزيم دار که طليي رنگ است. اين دو نوع آخر جديدا در بازار آمده اند.     چند نکته در مورد مزيت تنگستن 1- افزيش عمر الکترود 2- سهولت در خروج الکترونها در جريان DC 3- ثبات و پيداري قوس را بيشتر مي کند 4-  شروع قوس راحت تر است. نوع قطبيت مناسب در جوشکاري TIG جريان DCEN بري جوشکاري چدن-مس-برنج-تيتانيوم-انواع فولادها جريان ACبري جوشکاري آلومينيوم و منيزيوم و ترکيبات آن مختصري از بازرسي جوش سازه هي جوش داده شده نظير سير قطعات مهندسي به بازرسي در مراحل مختلف حين ساخت و همچنين در خاتمه ساخت نياز دارند. بري حصول از مرغوبيت جوش و مطابقت آن با نيازمنديهي طرح بيد کليه عوامل موثر در جوشکاري در مراحل مختلف اجرا مورد بازرسي قرار گيرد. بري آشنيي بيشتر با مقوله بازرسي جوش بيد ابتدا" مراحل بازرسي جوش" را بشناسيم.   1- وظيف بازرس جوش 2- دسته بندي بازرسان جوش 3- توانييهي بازرس جوش الف-آشنيي با نقشه ها و مشخصات فني ب-آشنيي با زبان جوشکاري ج-اشنيي با فريندهي جوشکاري د-شناخت روشهي آزميش ه-توانيي گزارش نويسي و حفظ سوابق و-داشتن وضعيت خوب جسماني ز-داشتن ديد خوب ح-حفظ متانت حرفه ي ط-تحصيل و آموزش آکادميک ي-تجربه بازرسي ک-تجربه جوش جوشکاری با جریان سه فاز : در این طریقه که هنوز هم متداول است هر یک از دو فاز اصلی مولد بطور جداگانه به دو الکترود روپوش دار که از نظر مدارات الکتریکی باهم موازی هستند متصل می گردد و فاز سوم به قطعه کار وصل می شود و پس از برقراری جریان برق سه قوس الکتریکی ایجاد خواهند شد و دو قوس بین هر کدام از الکترودها و سطح کار و قوس الکتریکی سوم هم بین نوکهای الکترودها به وجود می آید . ماشینهای جوشکاری جریان مشتقیم ماشینهای جوشکاری با جریان مستقیم که در آنها قوس الکتریکی با جریان مستقیم ایجاد می شود شامل انواع زیر می باشد. الف یک الکتروموتور جریان سه فاز توان لازم را از جریان سه فاز گرفته و دینامو یا محور مولد جریان مستقیم را به حرکت درآورده و در نتیجه جریان و ولتاژ یک طرف و با آمپر ضروری تولید می گردد که بسته به آمپراژ یک انبری یا چند انبری است. این دستگاهها قدرتی بین 9 تا 7 کیلو وات ایجاد می کنند و ولتاژ آن از 30 ولت به بالا و شدت جریانی تا 280 آمپر را ایجاد می سازند. و چنانچه چند انبره باشد ولتاژی برابر با 60 ولت دارد و شدت جریان بالا را تولید می نماید. ب ماشینهای جوشکاری جریان مستقیم که بوسیله موتور احتراقی بحرکت در می آیند یا دستگاه جوش سیار در این نوع دستگاهها موتور احتراق داخلی که سوخت آن بنزین یا سوخت دیزل می باشد بمحور موتور ژنراتور یا مولد جریان مستقیم کوپل گردیده است و قدرت آنها حدود 8 کیلووات و ولتاژ 30 ولت و آمپراژ تا 250 آمپر را تولید می نماید و در محلهائی که فاقد انرژی الکتریکی بوده و یا دسترسی به آن دشوار باشد بکار برده می شود و استعمال این نوع دستگاهها درساختمانها و جوشکاری تیر آهن های ساختمانی متداول است . جوشکاری سرب در این نوع جوشکاری بیشتر از گاز هیدروژن و اکسیژن استفاده می گردد. در جوشکاری سرب احتیاج به گرد مخصوص نیست ولی باید قطعات کار را قبل از جوشکاری کاملاً صیقلی نموده سیم جوش سرب باید کاملاً خالص باشد چون سرب مذاب بسیار سیال می باشد. لذا جوشکاری درزهای قطعات سربی که به وضع قائم قراردارند بسیار دشوار و مستلزم مهارت و تجربه زیاد است . جوشکاری فلزات رنگین با برق فلزات رنگین به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و آلیاژهای آن باشد مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم – منگنز- روی – سرب تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنایی اصول جوشکاری می توان با قوس الکتریکی جوش داد و باید خواص فلزات را در نظر گرفت. مس فلزی است قرمز رنگ با جلای فلزی – قابلیت جوشکاری و هدایت الکتریسته و حرارت مس خوب است. نقطه ذوب 1083درجه سانتی گراد است و آن را از سنگ معدن استخراج می کنند مس با اکسیژن ترکیب شده و اکسید مس می دهد. جوشکاری مس با برق بهترین راه جوشکاری مس با جوش گاز اکسیژن و کاربید است. ولی می توان جوشکاری را با قوس الکتریکی نیز انجام داد. ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند ولی چون قابلیت هدایت حرارت مس زیاد است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر در نظر گرفت و بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد . زاویه الکترود نسبت به قطعه کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس باید 10 تا 15 میلیمتر باشد. برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغال استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتر از آلیاژ، مس و قلع و فسفر ساخته شده است. گاهی از الکترودهائی که دارای فسفر برنز، سیلیکان با آلومینیوم هستند استفاده می شود. جوشکاری برنج با برق برنج بهترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع ومقداری سرب تشکیل میشود. این فلز در مقابل زنگ زدن و پوسیدن مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می شود بنابراین جوشکاری این فلز با الکترود فلزی مشکل است. در موقع جوشکاری ، روی بخار شده و اکسید آن محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید محل کار تهویه گردد. حرکت دست در موقع جوشکاری بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده و گرده جوش کمتری ایجاد شود تا فرصت زیاد برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و الکترود معمولی جوشکاری نمود. درجوشکاری با الکترود گرافیتی از آلیاژ برنز یا از آلیاژی مشابه آلیاژ فلزی که باید جوش داده شود استفاده می شود. و نیز در جوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می گردد. فاصله الکترود تا کار باید حدود 5 تا 6 میلیمتر باشد. جوشکاری روی با برق قبلاً قطعات روی را به وسیله لحیم قلع به هم متصل می کردند ولی امروز جز در مواردی که قطعات روی را به وسیله لحیم کاری بتوان اتصال داد این فلز را جوش می دهد. در جوشکاری روی، روانساز لازم است که بتواند از اکسیداسیون کاملاً جلوگیری کند. با شعله ملایم پستانک کوچکی که زاویه که تمایل آن نسبت به قطعه کار در حدود 30 درجه باشد می توان با سرعت زیاد قطعات روی را جوش داد و درز جوش خورده تمیزی به دست آورد. درز جوش خورده روی را میتوان در درجه 150 درجه سانتی گراد چکش کاری کرد تا ذرات آن در هم فشرده شده و مستحکمتر و ظریفتر شوند. سیم جوشکاری روی باید کاملاً خالص باشد . آلیاژهای روی که از اختلاط مس و آلومینیوم به دست می آیند نیز به خوبی جوش داده می شوند به شرط آنکه از سیم و گرد جوشکاری مخصوص آنها استفاده شود. چنانچه مقدار آلومینیوم در آلیاژ روی افزایش یابد قابلیت جوشکاری آن کاهش خواهد یافت. الکترودهای فلزات غیر آهنی 1. آلومینیوم 2. آلومینیوم و آلیاژهای آن 3. برنز – برنج – مس رنگ شناسائی : انتها – نقره ای الکترود برنز مخصوص جوش اتصالی و روکشی برنز – اتصال برنز به فولاد ریختگی به چدن سیاه – روکشی یا تاقانهای برنز درماشین سازی – اتصال آلیاژهای مسی و قطعات مس و تعمیر وسائل برنزی. این الکترود دارای جریان آرام است و به آسانی جوش می خورد در وضعیت اجباری هم همان جریانهای وضعیت افقی کافی است ،در جوش روکشی باید توجه داشت که سطح جوش دادنی از هر گونه ناپاکیها واثرات شیمیایی پاک گردد. در جوشکاری قطعات آهن لای اول را حتی المقدور با جریان کم جوش می دهند تا از ناخالصی جنس جوش که دراثر ذوب شدن فلز مبنا صورت می گیرد حتی المقدور جلوگیری شده باشد. برای لایه های بعدی می توان شدت جریان را زیادتر کرد. برای آنکه حوضچه مذاب آرام تر سرد شود الکترود را به طور دایره می گردانند یعنی شعله مکرراً از روی حوضچه ذوب عبور کند بسته به موقعیت قطعه کار پیش گرم کردن آن ممکن است مفید باشد. برای جوش اتصالی با حداکثر شدت جریان کار می کنند. از نظر نقل حرارت در مس و آلیاژهای آن باید منطقه جوش قبلاً در حدود 100 درجه سانتیگراد گرم شود . برای جلوگیری از بالا آمدن زیاد درزهای لب به لب به فاصله بین دو قطعه کار توجه کافی کرد. جوشکاری آلیاژهای فولاد با برق برای مصارف در صنعت فولاد را با مواردی از قبیل منگنز- نیکل – تنگستن و کرم ترکیب می کنند. این آلیاژهای فولاد را با قوس الکتریکی می توان به هم جوش داد ولی جوش کاری آنها به مراتب سخت تر از آهن است. زیرا در بعضی موارد و اوقات آلیاژ اصلی فولاد در نتیجه حرارت زیاد تجزیه می شود یا باعث سخت شدن قسمت گرم شده گشته و در سطح جوشکاری شده ترکهائی ایجاد می شود. ضمناً شلاکه(گل جوش) و گاز حاصل از سوختن پوسته الکترود در گرده جوشکاری باقی می ماند و باعث کم شدن استحکام جوش می شود. جوشکاری برنز با برق برنز آلیاژی است که از ترکیب مس و قلع و روی و آلومینیوم به دست می آید. استحکام برنز نسبت به برنج بیشتر است و برای کارهای تولیدی که به مقاومت زیاد احتیاج داشته باشند و در برابر زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم باشند به کار می رود. در جوش برنز از الکترود پوششی نظیر آنچه که برای جوش برنج و مس به کار می رود، می توان استفاده کرد. نکاتی که در جوشکاری برنز باید رعایت کرد عبارت است از : 1. ناحیه جوش باید کاملاً از روغن و غیره تمیز شود. به طوری که رنگ طلائی برنز ظاهر شود. 2. از الکترودهای با پوشش ضخیم و فسفر و برنز استفاده کنید. 3. مقدار آمپر را معمولاً 5 تا 10 آمپر بیش از فولاد در نظر می گیرند. 4. حتی المقدور باید سعی کرد که از گرده پهن در جوشکاری برنز خودداری کرد جوشکاری با گاز محافظ 5. اساس روش GMAW بر برقراری قوس الکتریکی میان الکترود (سیم‌جوش) مصرف شدنی و قطعه کار می‌باشد و قوس و حوضچه جوش توسط گاز بی اثر محافظت می‌‌گردد. این روش به دو صورت اتوماتیک و نیمه اتوماتیک قابل انجام می‌‌باشد.تمام فلزات و آلیاژهای مهم صنعتی مانند فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن، آلیاژهای آلومینیم، مس، نیکل، در تمام وضعیتهابا ازاین روش قابل جوشکاری می‌‌باشند 6. ===منبع نيرو=== POWER SOURCE جريان متناوب به ندرت در روش GMAW بكار می‌‌رود. بيشترين استفاده از جريان مستقيم با وضعيت REVERSE-POLARITY می‌‌باشد. البته گاهي اوقات كه كه ضرورت ايجاب كند كه نفوذ كم باشد از وضعيت STRAIGHT-POLARITY استفاده می‌‌گردد. انتخاب بين ژنراتور و ترانس ركتيفاير بستگي به قابليت دسترسي به برق دارد. اگر در زمينه دسترسي به خطوط نيرو مشگلي وجود نداشته باشد. ترانس ركتيفاير ترجيح داده می‌شود زيرا هم ارزانتر است هم تعمير نگهداري آن آسانتر می‌‌باشد.در GMAW هم از منابع قدرت ولتاژ ثابت استفاده می‌‌گردد هم از جريان ثابت. 7. ===مشعل جوشكاري=== welding gun مشعل جوشكاري جريان برق را به سيم جوش انتقال می‌‌دهد، امكان هدايت سيم جوش بر روي قطعه كار را فراهم می‌‌كند و گاز محافظ را به سطح جوش انتقال می‌‌دهد. مشعلهاي گوناگوني با توجه به كاربردهاي مختلف براي اين روش ساخته شده است. براي خنك كردن مشعل از هوا يا آب استفاده می‌‌گردد.اينكه از كدام يك از دو سيستم استفاده گردد، بستگي به مقدار جريان مورد كاربرد، گاز محافظ، طراحي اتصال هم چنين DUTY CYCLE دستگاه دارد.به صورت عمومي براي جريان هاي بالاي A 300 استفاده از مشعلهاي خنك شونده با آب توصيه می‌‌گردد. براي جوشكاري با جريان ضربه أي حتماَ بايد از مشعلهاي خنك شونده با آب استفاده كرد. لوله اتصال CONTACT TUBE در مشعلها عموماَ از مس و آلياژهايش ساخته می‌شود. لوله اتصال بطور مستقيم توسط كابل به منبع نيرو POWER SOURCE متصل است. سطح دروني لوله اتصال بسيار مهم می‌‌باشد زيرا علاوه بر اينكه می‌‌بايست جريان برق را به سيم جوش منتقل كند حركت سيم جوش درون آن می‌‌بايست راحت باشد. قطر لوله اتصال عموما 13/0 تا 25/ 0ميليمتر ببشتر از قطر سيم جوش می‌‌باشد. البته براي مواردي مثل استفــاده از سيم جوشهاي آلومينيمــي اين اندازه می‌‌بايست بيشتر باشد. ===سيستم تغذيه كننده=== WIRE-FEED SYSTEM اين سيستم تشكيل گرديده است از يك موتور الكتريكي، غلتكهاي متغيير، و تجهيزات نگهدارنده و هدايت كننده سيم جوش. انواع مختلقي از سيستمهاي تغذيه كننده سيم وجود دارد، كه با توجه به ضخامت الكرود و جنس آن و هم چنين شرايط كار قابل استفاده هستند. اين سيستم می‌‌تواند به صورت جدا از واحد كنترل كننده سرعت باشد يا می‌‌تواند با آن يكپارجه باشد. براي بعضي از كاربردهاي خاص می‌‌توان سيستم تغذيه كننده را بر روي مشعل نيز تعبيه نمود.در هنگامي كه از سيم جوش با آلياژ نرم استفاده می‌شود، مناسب است از تغذيه كننده أي با حالت PUSH-PULL استفاده گردد. در تغزيه كننده ها با توجه به سختي سيم جوش از غلتكهايي با اشكال مختلف مانند V,U يا مســــطح استفاده می‌‌گردد. واحد كنترل كننده جوشكاري 8.  اين واحد در اصل يك برد الكترونيكي می‌‌باشد و معمولا همراه با سيستم تغذيه كننده سيم جوش در يك محفظه قرار دارد. وظيفه اصلي واحد كنترل، تنظيم سرعت موتور تغذيه كننده سيم جوش می‌‌باشد. هم چنين قطع و وصل شدن حركت سيم نيز توسط اين واحد و با توجه به سيگنالهايي كه از تورچ جوشــكاري می‌‌رسد، انجام می‌شود. توسط اين واحد زمان قطع وصل شدن گاز محافظ و عملكرد ســـــيستم آب گرد تورچ نيز كنترل می‌‌گردد مزايا ·         سرعت جوشكاري در اين روش بالاست. ·         نرخ رسوب بالاتر از روش زیر پودری SMAW است. ·  استفاده از سيم جوش امكان جوشكاري امكان جوشكاري طويل و بدون توقف را فراهم می‌‌سازد. ·  امكان نفوذ بيشتر از روش زیرپودری فراهم است كه در اين صورت امكان ايجاد گرده كوچكتر با استحكام مشابه فراهم است. ·         احتياج به توانايي هاي شخصي كمتري براي جوشكاري دارد. ·         به دليل عدم وجود سرباره احتياجبه تميزكاري كمي دارد.   محدودیتها ·         تجهيزات اين روش به نسبت گران و حمل و نفل آن مشكل تر از SMAW است. ·  استفاده ار اين روش باري مقاطعي كه دسترسي به آنها مشگل است با محدوديت در زمينه محافظت گاز مواجه است. ·  استفاده از اين روش در فضاي باز به دليل امكان وزش باد و اخلال در محافظت گاز با محدوديت مواجه است. ·  به دليل عدم وجود گل جوش وبه تبع آن عدم كاهش نرخ انجماد در فولادهاي سختي‌پذیر امكان ترك خوردن در فلز جوش وجود دارد انواع گرده جوش در جوش برق طریقه ایجاد قوس الکتریکی با دست برای ایجاد قوس الکتریکی مانند نوک زدن مرغ عمل می نمائیم و الکترود را به کار نزدیک کرده و پس از برقراری شعله آن را در فاصله ای بین 2 تا 3 میلیمتر نسبت به کار نگه می داریم و صدای یکنواخت معرف تنظیم بودن جریان جوش می باشد. در جوشکاری تخت الکترود با زاویه تمایل بین 15 تا 20 درجه نسبت به خط قائم قرار دارد و با تغییراتی در این زاویه می توان تغییراتی در گروه و نوع جوش بوجود آورد. برای پر کردن با حرکات مختلفی که به الکترود می دهند عمل می شود و انواع مختلف حرکت الکترود وجود دارد و برای پر کردن درز جوش مورد استفاده قرار می گیرد. 1. پر کردن در امتداد محور الکترود 2. پر کردن درز جوش بصورت شکسته و بسته 3. پر کردن درز جوش بطور زیگزاگ 4. پر کردن درز جوش با نوسان دایره ای که 1و2 برای کارهای معمولی و لبه های کار اختیار میشود, و 3و4 به وسیله گرم نگه داشتن لبه های اتصال مانع خنک شدن حوضچه مذاب گردیده و در نتیجه موجب افزایش نفوذ گرده جوش می گردد. در جوشکاری چند پاس بایستی هر پاس که جوشکاری می شود به وسیله چکش و برس تمیز گردد و سپس پاس بعدی جوش داده شود. جوشکاری قائم یا Vertiealwelding: این نوع جوش دادن معمولاً مشکل می باشد زیرا حوضچه مذاب متمایل می باشد که بسمت پائین حرکت کند و بدیت جهت حرکت الکترود از پائین بطرف بالا در نظر گرفته می شود و برای ورقهای نازکتر از 5/1 میلیمتر نمی توان استفاده کرد. جوش بالای سر Overheadwelding: در این نوع جوشکاری باید قوس الکتریکی ایجاد شده خیلی کوتاه و الکترود دارای روپوش دیرگذاری باشد تا بتواند پوششی مناسب بر روی حوضچه مذاب بوجود آورد و از چکیدن قطرات فلز ذوب شده جلوگیری کند. در جوشکاری قوس الکتریک گرمای ایجاد شده مابین انتهای الکترود لبه های صفحات را ذوب نموده و قطرات فلز مذاب را سر الکترود با سرعتی در حدود 40 متر بر ثانیه جدا می شوند که حد میانگین آنها بین 10 تا 20 قطره در هر ثانیه می باشد آزمایش صحت آب بندی جوش آزمایشات متداول به شرح زیر می باشند: آزمایش نظری درز جوش. آزمایش مغناطیسی جوش. آزمایش به وسیله نفوذ مایعات در درز جوش. آزمایش قیاسی جوش. آزمایش جوشکاری مخازن تحت فشار. آزمایش به وسیله خمش. آزمایش جوشکاری به روش ماوراء صوت. آزمایش جوشکاری به روش اشعه. آزمایش جوشکاری به روش اشعه قطعه جوش داده را مقابل اشعه ایکس X قرار داده و پشت محل جوش داده شده را کاغذ عکاسی قرار می دهند (مانند عکسبرداری های طبی) در موقع عبور اشعه از محل جوش چنانچه ترک یا درز وجود داشته باشد روی کاغذ حساس عکاسی کاملاً مشخص می شود زیرا اشعه X از غالب اشیاء عبور می نماید. برای این منظور دستگاهی مفصل پیش بینی شده است که یک نمونه آن در کارگاه جوشکاری دانشگاه فنی و مهندسی تهران پارس مشغول کار بود و مخارج زیاد و عملکرد صحیح دارد و معمولاً مراکز آزمایش به وسیله اشعه ایکس در هر شهر وجود دارد و قطعات را برای آزمایش به آن مرکز رادیولوژی فلزات می فرستند در موقع کار با دستگاه اشعه X خطرات محافظتی در برابر تشعشات اشعه وجود دارد که بایستی با مراجعه به دستور العمل های دقیق محافظت در برابر تشعشع عمل نمود. آزمایش به وسیله اشعه X بسیار دقیق بوده ولی چنانچه مراکزی وجود نداشته باشد دسترسی به آن مشکل است . آزمایش جوشکاری مخازن تحت فشار برای آزمایش درزهای جوش داده شده مخازن تحت فشار مقداری گچ روی درزهای جوشکاری شده می مالند و پس از آنکه خشک شد آن را به وسیله هوا یا گاز اکسید کربن که غیر قابل احتراقند تحت فشار قرار می دهند هر جا که گچ پوسته از روی درز کنده شد، ترک وجود دارد. این آزمایش را می توان با کف صابون هم انجام داد. کف صابون محل ترکها یا شکافهای نازک را به صورت حبابهائی نشان می دهد. گاهی مخازن را از مایعاتی نظیر آب پر می کنند و تا حدی که مخزن باید فشار را تحمل کند به وسیله پمپ آن را تحت فشار قرار می دهند و ایجاد رطوبت در اطراف گرده جوش نشان دهنده محل ترک یا خلل و فرج می باشد . آزمایش قیاسی جوش قبل از شروع به عمل جوشکاری می توان نمونه ای را با مقدار آمپر و سرعت جوشکاری مشخص و الکترود مناسب جوشکاری نمود و آن را به طور دقیق آزمایش کرده و با جوشکاری قطعه اصلی مقایسه می نمائیم. در موقع مقایسه باید نفوذ ریشه جوش، ارتفاع قوس الکتریکی و صاف و زنجیره ای بودن جوش را در نظر گرفت. اگر جوشکاری در شرایط صحیح انجام نشود گرده جوش دارای مقاومت کافی نبوده و شکننده می شود. با خم نمودن گرده جوش مقدار نرمی و مقاومت قطعه جوش را به طور تقریب تعیین می نمائیم. در صورتی که نتوان قطعه جوش داده شده را جدا نمود می توان آزمایش را با قطعه ای با همان مشخصات انجام داد . قطعه کار را به گیره بسته و با اهرم آن را خم می کنیم تا اولین ترک در جوش به وجود آید چنانچه مقاومت جوش با مقاومت قطعه کار یکسان باشد قطعه روی خود خم می شود . در این حال جوشکاری خوب انجام شده است . گاهی نمونه جوش را در دستگاه کشش قرار داده و به وسیله نیرویی که به آن وارد می شود مقاومت دقیق کشش جوش را تعیین می کنند آزمایش جوشکاری به روش ماوراء صوت در این آزمایش امواج ماوراء صوتی را که به وسیله دستگاه مخصوص ایجاد می شود از محل جوش عبور می دهند و چنانچه در مسیر امواج ترک یا مک یا سرباره های جوش وجود داشته باشد دستگاه محل آن را نشان می دهد و درحالی که در نقاطی که جوش سالم است امواج گذشته و منعکس نمی شود آزمایش مغناطیسی جوش براده یا پودر آهن را با پارافین مخلوط کرده روی گرده جوش می مالند. قطعه کار را در یک حوزه مغناطیسی قوی قرار می دهند. چنانچه سطح جوش ترک خوردگی داشته باشد ذرات ریز براده های آهن در لبه های ترک جمع شده و مانند تارموئی سیاه به چشم می خورند. گاهی از پودرهای مخصوص برای آزمایش مغناطیسی استفاده می کنند. باید دقت کرد که سطح جوش کاملاً صاف و تمیز باشد تا از آزمایش نتیجه خوب به دست آید. روش دیگر آزمایش مغناطیسی این است که موم را توسط کاغذ مومی روی کار مالیده و براده های آهن را روی کار می پاشند. مغناطیس را به آن نزدیک کرده تمرکز براده های آهن محل ترک یا تفاله محبوس شده را نشان می دهد. مزیت این روش نسبت به روشهای قبل این است که سطح کار احتیاج به صاف کردن گرده جوش ندارد. آزمایش مغناطیسی فقط ترکهای سطحی را نشان می دهد و برای فلزاتی که خاصیت مغناطیسی دارند استفاده می شود . آزمایش به وسیله نفوذ مایعات در درز جوش این روش برای ترکهای زیر سطحی که به چشم نمی آیند مورد استفاده قرار می گیرد. روی درز جوش را با قلم مو آغشته به مایع رنگینی که خاصیت نفوذ زیادی داشته باشد، می نمایند. این مایع حتی در ترکهای خیلی ریز و سطوح متخلخل نیز نفوذ می کند. مدتی قطعه مورد آزمایش را به حال خود می گذارند تا مایع در تمام سوراخها و ترکهای گرده جوش خوب نفوذ کند. بعداً اضافه مایع را پاک می کنند، چنانچه گرد یا گچ را روی سطح بپاشیم ترکها و سوارخها بهتر دیده می شوند. ضمناً چون مایع قابلیت نفوذ خوبی دارد از ترکها و سوراخها نفوذ کرده و نقاطی را در طرف دیگر جوش نشان می دهد. این آزمایش را می توان برای تمام فلزات انجام داد . توضيحاتي پيرامون WPS & PQR   در نظر بگيريد در کارخانه ي بزرگ که تعداد زيادي پروژه در دست انجام است مسوول کنترل کيفي و يا ناظر هستيم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاري برخورد ميکنيم ....انواع الکترودها، ورقها با ضخامتهاي متفاوت، ماشينهي مختلف که تحت شريط خاصي تنظيم شده است  ،جوشكاران كه اغلب به  روش سنتي(بدون رعايت اصول علمي)جوشكاري ميكنند را در نظر بگيريد. بهترين کار چک کردن کار با کتابچه ي  است که به عنوان WPS (Welding Procedure spcification)معروف است. هر چند کاربرد اصلي ين دفترچه بري  پرسنل توليد است اما در واقع زبان مشترک توليد کننده  و بازرس و ناظر ميباشد که در بعضي مواقع کارفرماهي بزرگ  خودشان WPSمورد قبول خود را به  سازنده اريه ميکنند و بني بازرسي  ها را بر اساس آن قرار ميدهند. فکر ميکنم تا حدودي مفهوم را  ساده کرده باشم. استاندارد مرجعAWSَ  حدود 170 نوع اتصال را با پوزيشنهي متفاوت معرفي کرده و انواع پارامترهي جوشکاري را بري تمامي انواع فريندها(SMAW-MIG/MAG-TIG-SAW-…)معرفي کرده ين متغيرها شامل محدوده ضخامت مجاز بري نوع اتصال –دامنه تغييرات  مجاز بري آمپر- ولتاژ-قطر الکترود-نوع پودر-زاويه کونيک کردن-روش پيشگرم و پسگرم-و ... ميباشد. که بخشي از وظيفه QC_MAN کنترل ميزان تطابق روش جاري جوشکاري با روش مشخص شده در WPS است. در بعضي از موارد خاص که استاندارد روش خاصي اريه نداده اغلب يک طراح جوش بنا به تجربيات خود پروسيجري اريه ميدهد. در بعضي شرکتهي بزرگ بري هر پروژه ي يک دفترچه WPS موجود است اما از آنجا  که  روشها و امکانات موجود هر کارخانه اغلب ثابت است لذا بنظر ميرسد که نيازي به  -WPS هاي متفاوت نباشد. و تجربه نشان داده که بري کارهي مشخص و ثابت  بهتر است يک WPS تهيه شود و از تعدد يجاد مدارک و مستندات دست و پا گير جلوگيري شود. يک WPS معمولي ميتوانيد  در حدود 200-250 صفحه  باشد.يعني به همين تعداد اتصالات مختلف را نشان داده و روش جوشکاري مربوطه  را  توضيح داده  است. PQR (Procedure Qualification Record) ابتدا توضيح کوتاهي در مورد خود PQR لازم است که بيد گفت PQR نتيج آزميشات  مخرب و غير مخرب در مورد يک نوع مشخص جوش است.که از طرف آزميشگاههي معتبر بيد اريه شود. حال به ين سوال ميرسيم که از کجا اعتبار يک WPS را بفهميم؟ و مديران خط توليد يا تضمين کيفيت و يا ناظران و کنترل کيفيت  چطور از اعتبار WPS اطمينان حاصل  ميکنند؟ قطعا آن قسمت از  WPSکه از متن استاندارد استخراج شده نياز به ينکار ندارد چراکه تمامي موارد پيشنهادي  استاندارد هم حاصل تجربيات گروه زيادي از متخصصان بوده  است و فلسفه استفاده از استاندارد کوتاه کردن مسير تجربه است تا زودتر  به نتيجه  دلخواه برسيم.ولي جدا از نحوه برداشت ما از استاندارد در ستاندارد  AWS مشخصا  به ين موضوع اشاره شده که بري موارد پيشنهادي استاندارد  نيازي به PQR نيست. اما بري آن مواردي که از استاندارد  استخراج نشده و پيشنهاد واحد طراحي و يا مشاور طرح بوده بيد   حتما PQR تهيه شود.  روش تهيه PQR: فرض کنيم نياز داريم بري 70 نوع از انواع اتصالات PQR تهيه کنيم.يا بيد 70نمونه تهيه  کنيم؟ و يا ين کار عاقلانه است؟ مسلما خير. بنابر جداول مربوط به تهيه نمونه بري PQR ميتوان تعداد بسيار کمتري بري تييديه روش جوشکاري (PQR)  تهيه  کرد به ين ترتيب که در جداول  مربوطه بنا بر تغييرات ضخامت قطعات در اتصالات شبيه به هم تعداد نمونه و نوع و تعداد آزميشات بري آن نمونه  معرفي شده. که پس از فرستادن قطعات به  ازميشگاههي ذيصلاح و گرفتن جواب مثبت ميتوان به آن WPS اعتماد کرد و جوشکاري را آغاز کرد. مثال: فرض کنيد دفترچه WPS  را براي تهيه PQR  در اختيار داريد.مراحل زير بري تهيه PQRپيشنهاد ميشود. 1-اتصالاتي که  در استاندارد وجود دارد را تنها  با متن استاندارد مطابقت دهيد تا چيزي از قلم نيفتاده باشد و تلرانسها دقيقا استخراج شده باشد و نظير ين... 2-در مورد اتصالات شبيه به هم با مراجع  به  استاندارد يکي از پرکاربردترين ضخامتها را انتخاب کنيد.بري کارهي سازه ي و اتصال نوع Grooveفرض كنيد که 45 نوع ضخامت مختلف به شما معرفي شده  .بهترين کار ين است که با مراجعه به جداول استاندارد بهترين نمونه بري تهيه PQR انتخاب كنيم كه اين بهترين انتخاب اغلب پرکاربردترين يا حساسترين اتصال است.مثلا Grooveبا ضخامت 30-30که بنابر جدول استاندارد ميبينيم که ين نوع اتصال محدوده ضخامتيmm 3 تاmm 60 را با اعتبار ميبخشد يعني بري ضخامت 2 تا 60 ديگر نيازي به تهيه PQR نداريم و ين از مزيي استفاده از استاندارد است. 3-حال که نمونه مورد نظر را انتخاب کرديم بيد در ابعاد مشخص(طول و عرض) که باز هم در استاندارد  آمده است آنرا تهيه کنيم و توسط يک جوشکار که داري کارت صلاحيت جوشکاري در  حالت مربوطه(1G-2G-1F-2F و غيره) است جوشکاري انجام  شود. 4-قطعه مور نظر را به آزميشگاههي معتبر ارسال ميکنيم  تا تحت تستهي مختلف قرار  گيرد. ين تستها اغلب خمش کناره-راديوگرافي-ماکرواچ-شکست و ... است. 5-پس از اعلام نتيجه مثبت آزميشگاه ميتوان  جوشکاري را آغاز نمود.     نکاتي در  مورد  جوشکاري فولادهي ضدزنگ و ضدخوردگي خصلت اصلي  فولادهي استنلس(ضد زنگ) مقاومت در برابر زنگ خوردگي است (داشتن کرم بيش از 12% مويد همين مطلب است).نيکل موجود در ين فولادها حتي به مقدار زياد هم نميتواند به تنهيي مقاومت در برابر خوردگي را زياد کند.ولي با  حضور  کرم ميتواند تا  حد زيادي ين  وظيفه  را بخوبي انجام دهد.مزيت اصلي  نيکل تسهيل  يجاد فاز آستنيت و بهبود خاصيت مقاوم به ضربه فولادهي کرم نيکل دار است. موليبدن شرائط خنثي سازي ين فولاد را تثبيت مي کند و عموما عامل افزيش مقاومت به خوردگي موضعي(Pitting) است.  به منظور اطمينان از تشکيل کاربيدهي پيدار که باعث افزيش مقاومت  به خوردگي بين دانه ي ميشود افزودن Ti  و Nb به انواع معيني از فولادهي کرم-نيکل دار ضروري است.  1-فولادهي ضد زنگ کرم و کربن عناصر  اصلي ينگونه از فولادها را  تشکيل ميدهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از  04/0درصد است تاثير کرم بر استحکام کششي حتي در مقادير 13 و 17و 20درصد بسيار ناچيز است. در حاليکه  در مقادير زيادتر کربن با عمليات حرارتي مناسب امکان دستيابي  به استحکام کششي مناسب و عمليات مکانيکي مورد نظر فراهم ميشود. با توجه به ريزساختار فولادهي کرم دار را به شرح زير ميتوان دسته بندي کرد: الف-فولادهي کرم دار-فريتي(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن) ب- فولادهي کرم دار-نيمه فريتي(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن) ج-فولادهي کرم دار-مارتنزيتي(12 تا 18 درصد کرم و بيش از 3/0 درصد کربن) د- فولادهي کرم دار-قابل عمليات حرارتي(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن) ين دسته بندي را در مورد جوش پذيري نيز ميتوان تکرار کرد. تحت شريط حرارتي نامناسب فولادهي فريتي(گروه الف) تميل به تشکيل دانه هي درشت نشان ميدهند. انرژي حرارتي ناشي از جوشکاري منجر به رشد دانه بندي ميشود که نميتوان آنرا با پس گرميش برطرف نمود.در نتيجه کاربيد رسوب ميکند و در مرز دانه هي فريت باعث شکنندگي و کاهش شديد مقاومت به ضربه فلز جوش ميشود.بري غلبه بر ين حالت بيد از الکترود آستنيتي تثبيت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نيکل استفاده نمود.فلز جوشي که بدين ترتيب حاصل ميشود داري خاصيت آستنيتي و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشي که بدين طريق حاصل  ميشود از نظر مقاومت به خوردگي مطابق فولددهي ضدزنگ فريتي ميباشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتيکه اجبار در يکرنگي باشد بيد از فيلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمي Ti)استفاده شود.Tiدر مقادير جزيي نقش موثر در ريز دانه  کردن فلز جوش دارد. بعلت رابطه  گريز ناپذير بين رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه ي چاره ي جز کاستن از تنش هي حرارتي ناشي از عمليات جوشکاري وجود ندارد و بري نيل به ين منظور تمهيداتي نظير الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاري بيشتر و پيش گرميش 200تا 300 درجه سانتيگراد بيد به کار رود. پس گرميش در حدود 700 تا 800 درجه سانتيگراد خاصيت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود ميدهد. همچنين آنيلينگ(Annealing)به مدت کم نيز باعث تجمع کاربيد شده و تا حدي شکنندگي فلز جوش را جبران ميکند و همينطور به تنش گيري نيز کمک ميکند. ولي هرگز باعث رفع کامل درشت دانگي HAZ نميشود. اقدامات مشابهي حين جوشکاري فولادهي نيمه فريتي و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نيز ضروري است. ميدانيم که سرد کردن سريع باعث تشکيل فاز شکننده مارتنزيتي ميشود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حين انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پيش گرم ميشود.درجه حرارت بين پاسي((Inter pass 300 درجه مناسب است و از ين کمتر نبيد شود.ضمنا قطعه کار بيد بلافاصله در دمي 700 تا 760 درجه پس گرم شود.ين سيکل حرارتي در مجموع باعث يجاد فلز جوشي با ساختار يکنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش ميشود و خطر شکنندگي و رشد دانه ها را تا حدود زيادي مرتفع ميکند. فولادهي کرم دار مارتنزيتي (دسته ج)معمولا قابل جوش نيستند و صرفا به منظور تعمير و اصلاح عيوب جوشکاري بر روي آنها انجام ميپذيرد. بري جوشکاري فولادهي کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فيلر متال نبيد از 25/0درصد تجاوز کند.ين نوع فولاد در هوا سخت ميشود.از ينرو هيچ اقدام پيشگيرانه موثري به منظور غلبه بر سخت شده  HAZوجود ندارد.اما  با اعمال پيش گرم زياد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد ميتوان تاحدودي مشکل را برطرف کرد و سختي نامطلوب را در حد پييني نگاه داشت.دمي پس گرم 750 تا 800 توصيه ميشود و کمتر از ين دما ممکن است باعث تاثير منفي در مقاومت به خوردگي شود. آنيلينگ در حرارتي بين650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربيد و بروز خوردگي بين دانه ي شود. 2-فولادهي مقاوم به خوردگي  فولادهي آستنيتي مقاوم به خوردگي کرم-نيکل دار عموما داري خواص جوشکاري مطلوبي هستند(جوش پذيرند). اما خصوصياتي چند از ين فلزات بيد مدنظر قرار گيرد.   الف-ضريب هديت حرارتي کم.   ب- ضريب انبساط حرارتي زياد.  ج-سرشت انجماد اوليه ين نوع فولادها که تاثير مهم و تعيين کننده ي بر مکانيزم وقوع ترک گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصي از فريت در فلز جوش بيانگر مقاومت آن به ترک گرم است. به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعيين ريز ساختار بر اساس ترکيبات فلز جوش ممکن است. نمودار شفلر-دولانگ کمکي عملي در تعيين مقدار تقريبي فريت(فريت دلتا)و سرشت ريز ساختار تشکيل شده حين جوشکاري فولادهي آليازي غير همجنس اراوه ميدهد.علاوه بر ين برآوردي کلي از تاثيرات مقادير کم فريت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستنيتي را مقدور ميسازد.تجربه ثابت کرده که روشهي متفاوت تعيين درصد فريت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهاني به جي درصد فريت  تعداد فريت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار ميدهند . بعضي از دوستان احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقيقي نداشتند کاملا حق دارند و پيشنهاد ميکنم به کتب و منابع معتبر بري فهم بهتر مطلب مراجعه کنند.     الف-فولادهي فريتي يا فولادهي فريتي-پرليتي از نوع (Cr يا Cr-Si  و Cr-Si-Al) و فولدهي فريتي-آستنيتي ب-فولادهي مقاوم به حرارت از نوع آستنيتي از نوع Cr-Ni-Si در حاليکه در جوشکاري قطعات فولادي از نوع آستنيتي با الکترودها ي همجنس آن پيشگرم قطعه ضرورتي ندارد فولادهي مقاوم به حرارت از نوع فريتي کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پيش گرم و در 750 درجه هم پس گرم  و آنيل ميکنند.علت ينکار هم غلبه بر درشت دانگي و تميل به ترد شدن HAZ  است. قطعات ريختگي از جنش فريت_آستنيت را بيد در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدريج سرد گردد. جوشکاري فولادهي فريتي و فريتي-پرليتي با الکترودهي هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه ي فلز جوش را نشان ميدهد لذا  پيشنهاد ميشود ين نوع فولادها را باالکترودهي آستنيتي مقاوم به حرارت جوش داد.در ين حالت نيز بيد توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش  آستنيتي در محيط احتراق با گازهي اکسيد کننده با هوا تقويت ميشود و طبيعتا ين مقاومت به حرارت در محيط گازهي احيا کننده به مقدار زيادي کاهش مي يابد بري غلبه بر محيط احتراق با مقدار زياد گاز گوگرد استفاده از الکترودهيي با کرم زياد توصيه ميگردد .

فلزات-فلزقلع

سرعت اين واكنش به غلظت اسيد بستگي دارد. در غلظت 35 درصدي اسيد، واكنش بسيار شديد است اما واكنش كامل در غلظت هاي بالاي 80 درصد رخ مي دهد. قلع در حضور بخار اسيد نيتريك پايدار است. در حاليكه فلوريد هيدروژن بر روي قلع تاثير نمي گذارد، اسيد هيدروكلريك حتي در غلظت 5% و دماي زير صفر با اين عنصر واكنش مي دهد. قلع با اسيد سولفورو و يا اسيد سولفوريك كمتر از 80 درصد واكنش نمي دهد.
   مهمترين استفاده قلع و فلزات قلع اندود در صنعت غذاهاي كنسرو شده است. بدين دليل، امكان واكنش قلع بااسيدهاي آلي مشخص داراي اهميت ويژه اي است.

اسيدهاي لاكتيك، ماليك، سيتريك، تار تاريك و استيك درسرعت اين واكنش به غلظت اسيد بستگي دارد. در غلظت 35 درصدي اسيد، واكنش بسيار شديد است اما واكنش كامل در غلظت هاي بالاي 80 درصد رخ مي دهد. قلع در حضور بخار اسيد نيتريك پايدار است. در حاليكه فلوريد هيدروژن بر روي قلع تاثير نمي گذارد، اسيد هيدروكلريك حتي در غلظت 5% و دماي زير صفر با اين عنصر واكنش مي دهد. قلع با اسيد سولفورو و يا اسيد سولفوريك كمتر از 80 درصد واكنش نمي دهد.
   مهمترين استفاده قلع و فلزات قلع اندود در صنعت غذاهاي كنسرو شده است. بدين دليل، امكان واكنش قلع بااسيدهاي آلي مشخص داراي اهميت ويژه اي است. اسيدهاي لاكتيك، ماليك، سيتريك، تار تاريك و استيك در دماهاي طبيعي و بخصوص در غياب اكسيژن اتمسفري به هيچ وجه با قلع واكنش نمي دهند. الكل وهيدروكربنها
   نيز در اين شرايط تاثيري بر قلع نمي گذارنداين فلز به آساني در هوا اكسيد شده و در برابر خوردگي مقاوم است . قلع در بيشتر آلياژها يافت ميشود و به صورت پوششي در روي فلزات ديگر استفاده ميشود و از خوردگي آنها جلوگيري ميكند. قلع عمدتاً از كاني كاستيريت SnO2 (كه قلع به صورت اكسيد است ) بدست ميآيد

اين فلز در برابر خوردگي در آب دريا و آب لولهكشي نرم مقاوم است اما ميتواند به وسيله اسيدهاي قوي، آلكاليها و به وسيله نمكهاي اسيدي مورد حمله قرار بگيرد. قلع زماني كه اكسيژن در محلول وجود دارد،به صورت كاتاليزور عمل ميكند و واكنش شيميايي را تسريع ميكند قلع به صورت Sn2 در هوا شكل ميگيرد. Sn2 از نظر اسيدي ، ضعيف است و نمكهاي قلع دو ظرفيت همراه با اكسيدهاي بازيك شكل ميگيرند.

 قلع ميتواند سايش بالايي داشته باشد و به صورت يك پوشش حفاظتي براي فلزات ديگر براي جلوگيري از خوردگي و واكنشهاي شيميايي ديگر استفاده شود.

اين فلز به طور مستقيم با كلرين و اكسيژن تلفيق ميشود و جانشين هيدروژن اسيدهاي رقيق ميشود. قلع در دماهاي معمولي قابل انعطاف است اما زماني كه دما افزايش مييابد، آن شكننده است.

دماهاي طبيعي و بخصوص در غياب اكسيژن اتمسفري به هيچ وجه با قلع واكنش نمي دهند. الكل و هيدروكربنها نيز در اين شرايط تاثيري بر قلع نمي گذارند.

اين فلز به آساني در هوا اكسيد شده و در برابر خوردگي مقاوم است . قلع در بيشتر آلياژها يافت ميشود و به صورت پوششي در روي فلزات ديگر استفاده ميشود و از خوردگي آنها جلوگيري ميكند. قلع عمدتاً از كاني كاستيريت كه قلع به صورت اكسيد است ) بدست ميآيد.

   اين فلز در برابر خوردگي در آب دريا و آب لوله كشي نرم مقاوم است اما مي تواند به وسيله اسيدهاي قوي، آلكاليها و به وسيله نمك هاي اسيدي مورد حمله قرار بگيرد. قلع زماني كه اكسيژن در محلول وجود دارد،به صورت كاتاليزور عمل ميكند و واكنش شيميايي را تسريع ميكند.

قلع به صورت Sn2 در هوا شكل مي گيرد. Sn2 از نظر اسيدي ، ضعيف است و نمك هاي قلع دو ظرفيت همراه با اكسيدهاي بازيك شكل مي گيرند. قلع مي تواند سايش بالايي داشته باشد و به صورت يك پوشش حفاظتي براي فلزات ديگر براي جلوگيري از خوردگي و واكنش هاي شيميايي ديگر استفاده شود.

اين فلز به طور مستقيم با كلرين و اكسيژن تلفيق مي شود و جانشين هيدروژن اسيدهاي رقيق مي شود. قلع در دماهاي معمولي قابل انعطاف است اما زماني كه دما افزايش مي يابد، آن شكننده است.

قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، بدست می آورند.

خصوصیات قابل توجه

قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیدا" بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند( علت آن شکست بلورها است).

شکلهای مختلف

در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است . در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتیکه سرد شود به آهستگی بصورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود.بهر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصیهایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد.

کاربردهــــــا

قلع به آسانی به آهن متصل شده وبرای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود.قوطیهای فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد.
سایر کاربردها :

• برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم وفلز سفید.
• مهمترین نمک آن کلرید قلع است که بعنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد.اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایهای بوجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوششها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود.
• برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت ،بیشتر ازروش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب( شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند
• از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی ، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی وطیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود.

زیر دمای k))72/3 قلع تبدیل به یک ((ابر رسانا می شود.در واقع قلع یکی از اولین ابررساناهایی بود که مورد بررسی قرار گرفت ؛Meissner effect که یکی از ویژگیهای ابررساناها می باشد اولین بار در بلورهای قلع ابررسانا کشف شد.آلیاژ نیوبیوم – قلع (Nb3Sn) بعلت دمای بحرانی بالا(k 18) و میدان مغناطیسی بحرانی( T 25) بصورت سیمهایی برای آهنرباهای ابررسانا کاربرد تجاری پیدا کرده است .یک آهنربای ابررسانا به وزن چند کیلوگرم قادر به تولید میدانهای مغناطیسی مشابه الکترومغناطیسهای چند تنی می باشد.

تاریخچـــــــه

قلع ( انگلوساکسون tin و لاتین stannum) یکی از قدیمی ترین فلزات شناخته شده است و از دوران باستان بعنوان بخشی از برنز مورد استفاده بوده است.چون موجب سخت شدن مس می گردد از 3500 سال قبل از میلاد در وسایل برنزی بکار رفته است.

خطرات کار با فلز قلع

قلع فلزي است نرم با رنگ سفيد نقره‏اي، قلع در تمام اعصار و قرون مورد استفاده بوده زيرا به راحتي خم مي‏شود و در حرارات معمولي شكاپذير است. اين فلز به راحتي با ساير فلزات مخلوط شده و آلياژهاي مختلف تشكيل مي‏دهد و در برابر اسيدها و تأثيرات جوي بسيار مقاوم است. مصارف قلع فراوان است كه مي‏توان به نمونه‏هايي از آن اشاره نمود: به صورت ورقه‏هاي نازك در نقره اندود كردن آينه‏ها، پوشش شكلات، صابون، تنباكو و غيره، در توليد تيوپ‏هاي تاشو در صنايع داروئي و آرايش، چون مقاوم است به عنوان پوشش براي ساير فلزات كه نمونه بارز آن در ساخت ظروف آشپزخانه و غذا خوري و قوطي‏هاي كنسرو و نوشابه مي‏باشد. حلبي در واقع ورقه‏هاي آهني يا فولادي هستند كه با آلياژي از قلع ( 85درصد) و سرب(15درصد) پوشيده شده است.

 استنشاق گرد و غبار اكسيد قلع فاقد سيليس باعث عارضه ريوي خاص و بي خطر مي‏شود كه به نام استانوزيس شهرت دارد. بلع مقادير كم قلع خطري ندارد. پودر قلع به طور ملايم باعث تحريك چشم‏ها و بيماري تنفسي مي‏شود، قابل احتراق بوده و با اكسيد كننده‏ها، اسيدهاي قوي، پودر سولفور و برخي مواد خاموش كننده آتش مثل پودر بي كربنات و دي اكسيد كربن شديدا واكنش نشان مي دهد. تركيبات آلي قلع مسموميت‏هاي جدي ايجاد مي‏كنند.

قلع عنصری است شیمیایی با علامت اختصاری Sn و با شماره ۵۰ در جدول اتمی. این فلز نقره‌ای رنگ خاصیت چکش خواری خوبی دارد و به سادگی اکسید نمی‌شود و در برابر خوردگی مقاوم است. قلع در بسیاری از آلیاژها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از کاربرد های قلع از خاصیت احیا کنندگی این فلز در قلع اندود کردن ظروف مسی و به خاطر جلوگیری از اکسید شدن مس و ورود اکسید سمی این فلز در غذا از قدیم الایام در ایران رواج داشته است.

خطرات کار با فلز قلع

قلع فلزي است نرم با رنگ سفيد نقره‏اي، قلع در تمام اعصار و قرون مورد استفاده بوده زيرا به راحتي خم مي‏شود و در حرارات معمولي شكاپذير است. اين فلز به راحتي با ساير فلزات مخلوط شده و آلياژهاي مختلف تشكيل مي‏دهد و در برابر اسيدها و تأثيرات جوي بسيار مقاوم است. مصارف قلع فراوان است كه مي‏توان به نمونه‏هايي از آن اشاره نمود: به صورت ورقه‏هاي نازك در نقره اندود كردن آينه‏ها، پوشش شكلات، صابون، تنباكو و غيره، در توليد تيوپ‏هاي تاشو در صنايع داروئي و آرايش، چون مقاوم است به عنوان پوشش براي ساير فلزات كه نمونه بارز آن در ساخت ظروف آشپزخانه و غذا خوري و قوطي‏هاي كنسرو و نوشابه مي‏باشد. حلبي در واقع ورقه‏هاي آهني يا فولادي هستند كه با آلياژي از قلع ( 85درصد) و سرب(15درصد) پوشيده شده است.

 استنشاق گرد و غبار اكسيد قلع فاقد سيليس باعث عارضه ريوي خاص و بي خطر مي‏شود كه به نام استانوزيس شهرت دارد. بلع مقادير كم قلع خطري ندارد. پودر قلع به طور ملايم باعث تحريك چشم‏ها و بيماري تنفسي مي‏شود، قابل احتراق بوده و با اكسيد كننده‏ها، اسيدهاي قوي، پودر سولفور و برخي مواد خاموش كننده آتش مثل پودر بي كربنات و دي اكسيد كربن شديدا واكنش نشان مي دهد. تركيبات آلي قلع مسموميت‏هاي جدي ايجاد مي‏كنند.