مقاله درباره متالورژی پودر

اختصاصی از فایلکو مقاله درباره متالورژی پودر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

 فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحات:23

متالورژی پودر

متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تف‌جوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می‌‌پذیرد.

متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلزگری می‌‌باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برای تولید پلاتین با دانسیته کامل بود که در قرن ۱۹ میلادی صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتین به دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلزهای دیر گدازی مانند تنگستن، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربیدهای سمانیت و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربردهای قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی می‌‌بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشورهای صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می‌‌باشد.

در سال‌های ۱۹۵۰-۱۹۶۰ روشهای نوین مانند فُرج پودر و ایزو استالیک گرم در صنعت متالورژی پودر بکار گرفته شد. این روشها با تولید قطعات با دانسیته بالا توان رقابی قطعات متالورژی پودر را افزایش دادند.

گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژه‌ای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساخته است، که تولید آنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل می‌‌باشد ولی زمینه‌های که باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده است، عبارتند از :

• زمینه‌های اقتصادی
• بهره‌وری انرژی
• انطباق زیست محیطی
• ضایعات بسیار پائین

متالورژی پودر تکنولوژیی است، پویا. در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده‌اند به علاوه، تولید آلیاژهایی جدید و مستحکمتر و فرآیندهای تولید قطعات با دانسیته بالا مانند (Warm compaction، ایزو استالیک گرم، فرج پودر، extrusion، Powders rolling، Incretion mounding Powders ) همراه با کنترل عالی بر زیر ساختار هم چنین خصوصیت ذاتی فن آوری متالورژی پودر در تولید مواد مرکب، امکان ساخت محصولاتی از مواد ویژه و سنتی را در طیف وسیع از خواص با بالاترین کیفیت فراهم ساخته است.

با وجود تمامی مزیتهای متالورژی پودر، محدودیت این روش در اندازه و شکل قطعات تولیدی و هم چنین گران بودن ابزار و تجهیزات تولید که ظرفیتهای تولید کم را غیر اقتصادی می‌‌نماید، از نقاط ضعف این فن آوری در رقابت با دیگر فرآیندهای تولید است. توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می‌باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

با وجود اینکه از نظر تاریخی متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی ‌پیوند می‌خورد

خواص مکانیکی قطعات متالوژی پودر پایه آهنی

در این تحقیق، سعی شده است به کمک روش مدل‌سازی شبکه عصبی مصنوعی و به منظور صرفه‌جویی در زمان و هزینه انجام آزمون‌های مکانیکی، خواص مکانیکی قطعات متالوژی پودر پایه آهنی که دسته مهمی از قطعات مصرفی در صنایع مختلف به‌خصوص خودروسازی است، با توجه به عوامل موثر بر این خواص پیش‌بینی شود. به منظور رسیدن به این هدف، برپایه ترکیب 6 نوع پودر نمونه‌سازی شده و عوامل استحکام کششی نهایی، درصد ازدیاد طول و سختی اندازه‌گیری شد. به کمک نتایج حاصله در نهایت 3 مدل شبکه عصبی از نوع FFNN طراحی شد که در این مدل‌ها استحکام کششی نهایی، درصد ازدیاد طول و سختی به عنوان خروجی مدنظر قرار گرفتند. سپس، مدل‌ها به کمک داده‌هایی که برای ساخت مدل از آنها استفاده نشده بود، تحت ارزیابی و تست قرار گرفتند. مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی در مقایسه با مقادیر تجربی برای داده‌های تست، دلالت بر این مطلب دارند که مدل‌های طراحی شده قادرند در محدوده طراحی مدل و با دقتی موجود در محدوده دقت طراحی شده، عوامل موردنظر را پیش‌بینی کنند. بنابراین، با کمک این مدل‌ها می‌توان عوامل مورد نظر را بدون انجام آزمون‌های زمان‌بر و پرهزینه، در زمانی که شرایط اولیه در محدوده شرایط مدل‌های طراحی شده باشد، با دقتی مناسب پیش‌بینی کرد. تمامی مقادیر درصد خطاها برای مدل‌های طراحی شده، در متن مقاله موجود است.

در میان فناوری‌های مختلف قطعه‌سازی، متالورژی پودر از کارایی گسترده‌ای برخوردار است. یکی از مزایای این روش، قابلیت آن در تولید قطعات پیچیده با کیفیت بالا و تلرانس‌های دقیق، با رعایت جنبه‌های اقتصادی است. با توجه به کاربرد گسترده قطعات تولید شده به روش متالورژی پودر در صنایع مختلف (به‌خصوص در صنایع خودروسازی) بررسی خواص مکانیکی و عوامل تاثیرگذار بر این خواص، لازم و ضروری به نظر می‌رسد. ریز ساختار این مواد، نسبتا پیچیده بوده و از دو جزء اصلی تخلخل‌ها و زمینه تشکیل شده است. تمامی عوامل تاثیرگذار بر این دو عامل، بر خواص مکانیکی نیز موثر هستند. مثلا، می‌توان به نوع سرمایش و دمای زینتر اشاره کرد. اگر بخواهیم تاثیر تمامی این عوامل را به کمک آزمون‌های تجربی بررسی کنیم، اولا نیازمند وقت و هزینه فراوان بوده، در ثانی از آنجا که نمی‌توان تاثیر تمامی عوامل را به طور همزمان درنظر بگیریم، لازم است برخی از آنها را ثابت فرض کنیم که این امر منجر به بروز خطا می‌شود. به منظور غلبه بر این مشکل، می‌توان از تکنیک‌های مختلف مدلسازی استفاده کرد. یکی از این تکنیک‌های جدید، روش‌های مدلسازی بر پایه شبکه‌های عصبی مصنوعی است که در سال‌های اخیر با استقبال قابل‌توجهی در شاخه‌های مختلف علم و مهندسی مواد روبه‌رو شده است. ایده این تکنیک، اولین بار براساس عملکرد سیستم مغز و اعصاب انسان، الگوبرداری شد و اولین کاربردهای آن در کنترل سیگنال و پردازش چهره بود. در مطالعه حاضر، سعی شده است تا به کمک این تکنیک مدل‌هایی برای پیش‌بینی خواص استحکام کششی نهایی، درصد ازدیاد طول و سختی طراحی شود. در این مدل‌ها، ترکیب شیمیایی نمونه‌ها، دمای زینتر، شرایط تولید پودر، نرخ سرمایش، درصد تخلخل، شکل تخلخل و درصد فازهای پرلیت، فریت، بینیت و مارتنزیت، همراه با انجام عملیات حرارتی، به عنوان ورودی در نظر گرفته شده است.