ساخت و تولید

معرفی ونمایش مطالب ومقالات علمی ونمونه سوال در زمینه رشته ساخت وتولید

آزمایش مواد

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت آزمایش مواد است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه می شود.


 

هدف از استفاده از هر ماده تعیین‏کننده انواع خواصی است که آن ماده باید دارا
باشد. فولاد که در ساخت پل ها، ساختمانها و بعضی از انواع ماشین‏آلات مورد استفاده
قرار می‏گیرد باید دارای مقاومت، سفتی و خاصیت کشسانایی به‏عنوان خواص مطلوب
باشد.

در تولید بعضی از ابزارها علاوه‏بر مقاومت و سفتی درجه بالایی از سختی نیز مورد
نیاز است. خواص مکانیکی فلزات با استفاده از عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی ممکن است تغییر کند. برای ارزیابی خواص فلزات آزمایش های خاصی ابداع شده است که با استفاده از آن ها می‏توان مواد را سنجیده انتخاب کرد.

 

کشسانایی و مومسانایی:

شباهت این دو خاصیت به یکدیگر در این است که هر دو نشان‏دهنده تغییر شکل ماده
زیر تأثیر بار هستند. خاصیت کشسانایی موجب می‏شود که ماده زیر تإثیر بار تغییر شکل
دهد و بعد از برداشتن بار شکل اولیل خود را بازیابد.

 

آزمایش مواد- قسمت اول

 

خاصیت مومسانایی از این نظر که ماده زیر تأثیر بار تغییر شکل می‏دهد مانند خاصیت
کشسانایی است ولی در این حالت پس از برداشته شدن بار ماده شکل اولیه خود را باز نمی‏یابد و بعضی تغییر شکل ها همچنان در آن باقی می‏مانند. این نشان‏دهنده آن است که تغییر شکل ماده از حد کشسانی در گذشته است.

 

آزمایش مواد- قسمت اول

 

تنش و کرنش:

تنش نسبت بار بر واحد سطح (کیلو نیوتن بر مترمربع) است. اگر با وارد آوردن بار W
به انتهای میله فلزی طول میله به اندازه بسیار کوچک dl افزایش یابد و با برداشتن
بار میله طول اولیه خود (L) را بازیابد در این صورت فلز دارای خاصیت کشسانایی است
اما چنانچه بعد از برداشتن بار میله از طول اولیه خود بلندتر شود فلز در واقع خاصیت
مومسانایی از خود نشان داده است.

اگر بار W برافزوده شود و موجب کاهش سطح مقطع در نقطه‏ای از میله شود ممکن است میله در این نقطه بشکند. بنابراین کرنش، تغییر شکل در واحد طول است (با واحد
سانتیمتر بر سانتیمتر) که ازتنش معینی نتیجه می‏شود.

ارتباط میان تنش و تغییر شکل به‏عنوان حد کشسانی شناخته می‏شود. برای تمام
موادنقطه‏ای به‏عنوان حد کشسانی وجود دارد که چنانچه تنش وارد بر ماده از آن حد
درگذرد بازیافت کامل ماده ناممکن می‏شود و تغییر شکل همیشگی در آن باقی می‏ماند.

 

مقاومت کششی:

دستگاه های آزمایش مقاومت کششی به گونه‏ای طراحی شده‏اند که همزمان با افزایش تدریجی بارِ وارد بر مواد تغییر شکل مربوطه نیز اندازه‏گیری می‏شود. بعضی از این دستگاه ها به‏طور خودکار رابطه میان تنش و کرنش را رسم می‏کنند.

 

شکل پذیری:

درصدافزایش طول فلز معیار چکشخواری (شکلپذیری) آن است. این خاصیت همان توانایی فلز برای افزایش طول مومسانی است.

 

سفتی:

سفتی توانایی تغییر شکل فلز بدون گسیختگی است. فولاد با کربن متوسط دارای سفتی بیشتری نسبت به فولاد پرکربن است. اما مقاومت بیشینه فولاد پرکربن از مقاومت بیشینه فولاد با کربن متوسط بیشتر است.

 

سختی:

سختی خاصیتی است که رفتار ماده آزمایش شده را پیشگویی می‏کند. سختی بر سه نوع اصلی است: (1) سختی دربرابر نفوذ، (2) سختی سایشی، (3) سختی در بازگشت به حالت اولیه.

 

برای آزمایش فلزات از دستگاههای تجارتی سختی‏سنج فراوان استفاده می‏شود. این
دستگاهها برای کارهای بازرسی، تعیین ارتباط با خواص دیگر مانند مومسانایی، سفتی و مقاومت کششی و در تعیین خصوصیات مواد برای کاربرد یا هدفی معین بسیار کاربرد
دارند.

آزمایش سختی برینل:

آزمایش مواد- قسمت اول

از دستگاه سنجش سختی برینل فراوان استفاده می‏شود. ساچمه فولادی سخت‏شده‏ای به
قطر 10 میلیمتر زیر بار هیدرولیکی بر سطح قطعه فشرده می‏شود. بسته به ماده‏ای که
آزمایش می‏شود بار معینی (بار 3000 کیلوگرمی برای آهن و فولاد) برای مدت زمان کوتاه
(حداقل 15ثانیه یا بیشتر) بر آن وارد می‏شود. سپس قطر فرورفتگی (گودی) ایجاد شده در قطعه در دو جهت اندازه‏گیری می‏شود. عدد سختی برینل ماده آزمایش شده عبارت است از نسبت میان بار وارد آمده و مساحت فرورفتگی ایجاد شده بر سطح قطعه.

آزمایش سختی برینل در بعضی شرایط ممکن است آزمایش مخربی باشد. آزمایش نشان می‏دهد که هرچه فلز نرمتر باشد فرورفتگی ایجاد شده بر سطح قطعه بزرگتر و عدد سختی برینل آن کوچکتر است.

آزمایش سختی راکول:

آزمایش مواد- قسمت دوم

طرز کار دستگاه سنجش سختی راکول مانند دستگاه سنجش سختی برینل است و در آن بار معینی ابزار نوک تیز را در فلز مورد آزمایش فرو می‏کند. در این دستگاه برای بعضی از آزمایش ها از ساچمه فولادی سخت شده استفاده می‏شود و برای فلزات بسیار سختی که با ساچمه نمی‏توان آن ها را آزمایش کرد بار از راه یک ابزار نوک تیز یا مخروط نوک الماسی بر فلز وارد می‏شود. همچنین ابتدا بار کمتر و سپس بار اصلی اعمال می‏شود. بار کمتر فرورفتگی اولیه را در فلز ایجاد می‏کند و سپس صفحه مدرج روی صفحه تنظیم و بار اصلی در فاصله زمانی معینی بر فلز وارد می‏شود. عدد سختی را می‏توان مستقیماً از روی صفحه مدرج خواند.

 

دستگاه اندازه گیری سختی برینل

آزمایش راکول به‏عنوان آزمایش غیرمخرب طبقه‏بندی می‏شود زیرا فرورفتگی های ایجاد
شده بر سطح فلز بسیار کوچک هستند به طوری که می‏توان از این آزمایش برای سنجش سختی قطعات پرداخت شده هم استفاده کرد. این آزمایش به سرعت قابل اجراست و دقت آن خوب است. در دامنه سختی بالاتر دقت آن از آزمایش برینل بیشتر است.

 

سختی‏سنج ضربه‏ای:

آزمایش مواد- قسمت دوماین دستگاه با رها کردن چکش نوک الماسی کوچکی بر روی سطح فلز مورد آزمایش و اندازه‏گیری ارتفاع برگشت (جهش) چکش سختی فلز را تعیین می‏کند. عدد سختی بر حسب فاصله برگشت (ارتفاع جهشی) بیان می‏شود. برای هر آزمایش استاندارد مشخصات چکش داده می‏شود. ارتفاع جهشی روی خط‏کشی داده می‏شود. عددی که خط‏کش نشان می‏دهد عدد سختی ضربه‏ای (اسکلروسکپیک) است. هرچه ماده نرمتر باشد تغییر شکل ناشی از ضربه چکش بر آن بزرگتر و انرژی کمتری برای بازگشت باقی خواهد ماند.

 

 

دستگاه سنجش سختی
راکول

 

 

این دستگاه قابل حمل است و روشی غیرمخرب برای آزمایش سختی فراهم می‏کند. اما با وجود رعایت احتیاطهای ضروری حمل این دستگاه در بعضی شرایط ممکن است مخاطره‏آمیز باشد.

 

سختی سوهان:

این آزمایش کهن ترین آزمایش سختی است. هنگامی که سوهانی تیز، محکم و آهسته بر سرتاسر سطح قطعه‏ای کشیده شود چنانچه سوهان خراشی بر سطح قطعه ایجاد نکند قطعه را ((سخت سوهان)) می‏گویند. اگر سوهان سطح قطعه را خراش دهد قطعه را نرمتر از سخت سوهان و در صورتی که به سرعت و به آسانی سطح قطعه را برش دهد قطعه را نرم می‏گویند.

ایرادهای این آزمایش بر این واقعیت تکیه دارد که سوهان ها یکسان نیستند و
به‏علاوه نحوه کار کارگران هم با یکدیگر تفاوت دارد و از طرف دیگر در این روش
نمی‏توان سختی را به صورت اطلاعات عددی ثبت کرد. البته این آزمایش فوایدی هم دارد از جمله آن‏که ارزان، سریع و غیرمخرب است. بازرس ماهر ممکن است حتی فقط از همین یک آزمایش برای رد کردن قطعات نامطلوب استفاده کند و نیاز هم به استفاده از تجهیزات گرانتر و حساستر نداشته باشد.

 

شکنندگی (تُردی):

این خاصیت مخالف نرمی است. در ماده شکننده ممکن است تغییر شکل مومسانی کوچکی هم ایجاد شود یا اصولاً هیچ تغییر شکلی در آن به وجود نیاید. با افزایش سختی ماده شکنندگی آن نیز افزایش می‏یابد.

 

ارتباط میان خواص مکانیکی و سختی:

با استفاده از آزمایش سختی فلزات می‏توان خواص مکانیکی آن ها از جمله کشسانایی، سفتی، مومسانایی، چکشخواری و مقاومت کششی را نشان داد.

آزمایش مواد- قسمت دوم

نوعی دستگاه سنجش سختی را نشان می‏دهد. بنابراین پیش‏بینی این خواص برای مهندس
از همان ارزش برخوردار است که اندازه واقعی خود سختی.

 درجه سختی فلز بر خواص مکانیکی آن به صورت زیر اثر می‏گذارد:

1- با کاهش سختی، سفتی افزایش می‏یابد. به‏طورکلی با کاهش خواص مومسانایی و چکشخواری خاصیت سفتی نیز کاهش می‏یابد.

2- با کاهش سختی، مومسانایی افزایش می‏یابد. اگر سختی فلز بیش از اندازه زیاد
باشد پیش از روی دادن تغییر شکل مومسانی گسیخته می‏شود.

3- با افزایش سختی توانایی چکشخواری آن کاهش می‏یابد. کاهش توانایی چکشخواری فلز موجب دشواری ساخت آن می‏شود.

4- با افزایش سختی، مقاومت کششی فلز افزایش می‏یابد.

 

اثرات دما:

تمام خواص مکانیکی یاد شده از دما تأثیر می‏پذیرند. با افزایش دما مقاومت کششی و
سختی فلز کاهش می‏یابد. همچنین مومسانایی و شکل پذیری آن افزایش می‏یابد. اثرات دما بر خواص مکانیکی فلزات پایه و اساسی واقعی برای مطالعه کل موضوع عملیات حرارتی فلزات فراهم می‏سازد.

 

چکیده:

موادی که کاربرد آن ها در کارگاه ها بیش از همه معمول است عبارتند از: آهن،
فولاد، آلیاژها و پلاستیک.

مواد دارای خاصیت های ویژه‏ای هستند که طبیعت یا رفتار آن ها را در شرایط
گوناگون تعیین می‏کنند. مقاومت ایستایی و پویایی هر دو از خاصیت های مطلوب هر ماده هستند. قیمت همیشه عاملی است که در بسیاری موارد بر انتخاب ماده تأثیر
می‏گذارد.

فلز عنصری شیمیایی مانند آهن، طلا یا آلومینیوم است. فلزات عموماً گرما و الکتریسیته را به خوبی هدایت می‏کنند و به‏طورکلی سخت، سنگین و مقاوم هستند. مواد آهنی موادی هستند که در ساختمان آن ها عنصر آهن وجود دارد. آهن خالص عنصری نسبتاً نرم با ساختمان بلورین است. موادی مانند آهن که با خم شدن در جهات مختلف شکسته نمی‏شوند، سفت نامیده می‏شوند.

واژه فولاد تعبیری کلی است که به مجموعه آلیاژهایی اطلاق می‏شود که فلز پایه آن
ها، آهن و مهم ترین عنصر افزودنی‏شان کربن است. فولاد خالص آلیاژی است فقط از آهن و کربن و هرگز تولید انبوه نداشته است.

 

پلاستیک ماده‏ای غیرفلزی است که می‏توان آن را در اشکال پیچیده قالب ریزی کرد.
با کلیت یکی از نخستین فراورده‏های پلاستیکی است و هنوز کاربردهای بسیار دارد.
فورمیکا نیز فراورده پلاستیکی ورقه مانندی است که کاربردهای فراوان دارد. بسیاری
فراورده‏های پلاستیکی دیگر مانند استات، وینیل، نایلون، پلی‏اتیلن و تفلون نیز در
بازار یافت می‏شوند که هر یک کاربردی خاص خود دارند.

[ ٥ آبان ۱۳٩٠ ] [ ۱۱:۱٤ ‎ب.ظ ] [ مجید غفاری ] [ نظرات () ]
مجله اینترنتی دانستنی ها ، عکس عاشقانه جدید ، اس ام اس های عاشقانه