بررسی اثر جوانه زا بر ساختار قطعات ریختگی

موضوع : بررسی اثر جوانه زا بر ساختار قطعات ریختگی

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده ی چاپ می باشد

هدف : بررسي اثر جوانه زا بر ساختار قطعات ريختگي
جوانه زني :
 تشكيل مراكز يا هسته هاي انجماد ، معمولاً ممكن است به دو طريق يكنواخت ( طبيعي ) و غير يكنواخت ( غيرطبيعي) صورت گيرد .
منظور از جوانه زني يكنواخت اين است كه اتمهاي فلز مذاب هنگام فراهم شدن شرايط انجماد بطور مستقل و بدون دخالت مواد ( اتمهاي ) خارجي ، مركز انجماد را تشكيل دهند . در حالي كه در جوانه زني غير يكنواخت تشكيل هسته ها ، به كمك عوامل خارجي از قبيل مواد جامد شناور در مذاب و نيز جداره هاي محفظه قالب صورت مي گيرد .
جوانه زني يكنواخت ( طبيعي ) :
تشكيل هسته هاي انجماد به اين طريق نيازمند شرايط بسيار ويژه اي است كه در عمل ايجاد چنين شرايطي تقريباً غير ممكن است . به طور كلي يك هسته انجماد هنگامي كه در مذاب تشكيل مي شود ، مرز يا فصل مشتركي را با مذاب اطراف خود بوجود مي آورد كه اتمهاي مستقر در آن به دلايل نزديكي به خواص مايع در طرف مذاب ، از انرژي و تحرك بيشتري برخوردار هستند . با آزاد شدن گرماي نهان انجماد هنگام تشكيل هسته ، ناپايداري اتمهاي سطحي ( فصل مشترك ) نيز افزايش مي يابد ؛ به گونه اي كه اگر اندازة هسته از حد معيني كوچكتر باشد ، اتمهاي مستقر در فصل مشترك ، از هسته جدا و به مذاب ملحق مي شوند؛ اما در صورتي كه اندازة اين هسته از حد مذكور بزرگتر باشد ، هسته تشكيل شده پايدار مي ماند و شروع به رشد مي كند .
در مطالعات مربوط به انجماد كه تشكيل هسته هاي انجماد معمولاً كروي در نظر گرفته مي شود ، اين معيار پايداري يا ناپايداري هسته ها ، به صورت پارامتري موسوم به اندازه شعاع بحراني مطرح مي شود .
بدين معنا كه كليه هسته هاي تشكيل شده ، با شعاعي كمتر از اين شعاع بحراني بلافاصله بعد از تشكيل مجدداً ذوب مي شوند ، در حالي كه ، هسته هايي كه شعاع آنها بيشتر از شعاع بحراني باشد پايدار مي مانند و مي توانند رشد كنند .
تشكيل هسته هاي يكنواخت پايدار مستلزم قرار گرفتن مذاب در شرايطي است كه در آن ، حالت جامد فلز بمراتب پايدارتر از حالت مذاب آن باشد و شعاع بحراني تا حد امكان كاهش مي يابد و چنين شرايطي تنها با قرار گرفتن مذاب فلز در درجه حرارتي پايين تر از نقطه انجماد تعادلي ( مادون انجماد ) آن حاصل مي گردد .
در شرايط عملي مي توان با افزايش سرعت سرد شدن ، مذاب فلزات و آلياژها را در مادون انجماد قرار داد و بدين ترتيب با كاهش دادن ميزان شعاع بحراني ، تشكيل هسته هاي پايدار را تسريع نمود .
جوانه زني غير يكنواخت :
همانگونه كه در بحث جوانه زني يكنواخت يا طبيعي به آن اشاره گرديد شكل اساسي در تشكيل هسته هاي پايدار ، با وجود انرژي سطحي ناشي از حضور اتمهاي ناپايدار در فصل مشترك هسته ـ مذاب مي باشد و ناپايداري اتمها باعث مي شود تا اندازه شعاع بحراني افزايش يابد و در نتيجه تشكيل هسته هاي پايدار دچار مشكل و تأخير گردد .
در عمل شرايط انجماد فلزات و آلياژها به گونه اي است كه هيچگاه چنين مادون انجمادي حاصل نمي گردد . علت اين امر ، دخالت عوامل خارجي ، همچون ذرات جامد شناور در مذاب و نيز سطوح قالب به هنگام انجماد مي باشد اغلب فلزات صنعتي داراي ناخالصي هايي مي باشند كه در حالت مذاب ، به صورت نامحلول در ان وجود دارند . اين مواد  تحت شرايط معيني مي‌توانند به عنوان مراكز انجماد عمل كننده به اينصورت كه با پيوستن اتمهاي مذاب به سطح اين مواد ، فصل مشترك پايداري بوجود مي آيد كه در نتيجه آن نقش مادون انجماد به طور قابل ملاحظه اي كاهش پيدا مي كند . سطوح قالب نيز به همين صورت مي توانند تشكيل هسته هاي پايدار را تسهيل نمايند . تشكيل هسته هاي غير يكنوت بطور شماتيك در شكل زير نشان داده شده :
نواخت صورت مي گيرد .

فهرست مطالب
جوانه زني :    1
جوانه زني يكنواخت ( طبيعي ) :    1
جوانه زني غير يكنواخت :    3
جوانه زني غير يكنواخت هسته جامد بر روي جداره قالب    4
مواد جوانه زا :    5
عمليات جوانه زائي :    5
روشهاي جوانه زايي :    6
الف) جوانه زايي به وسيلة هسته هاي خودي :    6
ب) جوانه زايي به وسيلة هسته هاي غير خودي :    6
نكاتي در مورد عمليات جوانه زايي :    7
مزايا و معايب جوانه زايي :    8
نتيجه گيري بر آزمايش جوانه زايي :    11
تحليل و بررسي :    12