وبلاگ

:

برای گسترش و بدست آوردن ترکیب خوبی از استحکام و انعطاف پذیری در فولاد 

ها با کاربردهای  مختلف عملیات حرارتی بین بحرانی می باشد. برای فولاد های

کم الیاژ کم کربن بعد از عملیات حرارتی بین بحرانی دو فاز فریت و مارتنزیت در ریز

ساختار فولاد به وجود می آید که کنترل کسر حج می و مورفولوژی مارتنزیت و فریت

باعث ایجاد خواص مطلوب مورد نظر می شود . فولاد های دو فازی دسته ای از فولاد

های  کم الیاژ استحکام بالا هستند که در صنایع مختلف کاربرد های وسیعی دارند .

در پزوهش حاضر AISI6150 از گروه فولاد های کرم – وانادیوم دار مورد عملیات حرارتی

بین حرارتی قرار گرفت تا در سختی های مورد نظر امکان رسیدن به استحکام و انعطاف

پذیری بالاتر نسبت به روش مرسم کوئنج تمپر مطالعه شده و بهترین سیکل عملیات

حرارتی بین بحرانی برای این نوع فولاد بدست اید .

بدین منظور نمونه های متالوگرافی  سختی سنجی آزمون ضربه و کشش طبق

استاندارد ASTM  تهیه شدند . ابتدا با استفاده از روش های عملیات حرراتی و

مقایسه با فرمول های موجود محدوده  دمایی A1و A3 بدست آمد .24 نوع سیکل

عملیات حرارتی بین حرارتی در محدوده های مختلف دمایی و زمانی مختلف طراحی

و مورد بررسی قرار گرفت . ازمایش های ضربه کشش سختی و متالوژی برروی این

نمونه ها انجام شد . سپس با استفاده از دو نمونه شاهد کوئیج تمپر شده در سختی

های 45 و 48HRC  نتایج حاصله با نمونه های حاصل از عملیات حرارتی بین حرارتی

در همان سختی ها مورد مقایسه قرار گرفت . نتایج نشان می دهد که چقرمگی در

نمونه های عملیات حرارتی بین حرارتی در مقایسه با نمونه های کوئیج تمپر شده در

سختی های یکسان 45 48HRC بین 6 الی 20% بهبود یافته است . علت بهبود چقرمگی

را می توان به وجود درصد فریت بیشتر در کنار مارتنزی تمپر شده در ساختار نمونه های

عملیات  حرارتی بین حرارتی نسبت داد .

:

تیوب ها و اتصال های ساخته شده از فولاد مقاوم به حرارت HP-Nb تولید

شده به روش ریخته گری گریز از مرکز به دلیل مقاومت مناسب در برابر

حرارت و کربوره شدن در کوره های رفورمر  صنایع پتروشیمی استفاده قرار

میگیرند . عمر واقعی این تیوب ها در سویس بسته به شرایط بهره برداری

و قابلیت های متالوژی و مکانیکی آلیاژ به کار رفته در ساخت آنها متفاوت

است . تخریب زود هنگام تیوب ها در کسر کوچکی از عمر طراحی می

تواند حاکی از وجود کاستی ها در قابلیت های متالوژی خواص مکانیکی

تیوب ها و یا بروز شرایط غیر عادی در طی سرویس باشد .

در این تحقیق به منظور جلوگیری از تخریب های مشابه بررسی مکانیزم

ها و عوامل اصلی شکست به کمک آنالیز شیمیایی میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ الکترونی عبوری تست و میکروسکوپی انجام شد .

در بازرسی چشمی از کوره رفورمر مشخص شد که شکست در کلیه تیوب

ها امتداد طولی انها بوده و هیچ گونه اثری از تاول زدن کک گرفتگی ، اکسیداسیون

و خوردگی در قسمت های مختلف تیوپ رویت نشد . نتایج بررسی های ریز ساختاری

نشان داد که کاربید های اولیه نایوبیم تا زمانی که تیوب ها در دمای کاری خود یعنی

حدود 970 c فعالیت می کنند ، غالبا به صورت اسکلتی و متصل قابل رویت بوده اما

با افزایش دمای رفورمر تا 1100c به تدریج شروع به متلاشی شدن می نمایند . کاربید

های ثانویه نایوبیوم نیز در تمام قسمت های تیوب دارای اندازه یکسانی بوده در حالی

که کاربید های ثانویه کروم در مناطق مختلف اندازه متفاوتی داشته و با نزدیک شدن

به منطقه شکست این کاربید ها خشن تر و درشت تر میشوند . تغییرات و تنزل ساختاری

به وجود آمده در مناطق مختلف تیوب ، نشان از گرمایش بیش از حد کوره رفورمر دارد که

با انجام عملیات حرارتی بر روی چند نمونه در دمای مختلف و مقایسه ریز ساختار نمونه

زیر  سطح شکست را ترد و ناگهانی معرفی نموده به نحوی که در مناطق دانه های تبریدی

و هم محور شکست به صورت مرز دانه ای و در مناطق دانه های ستونی شکست به صورت

بین دندریتی می باشد .

جهت بررسی مقاومت یك نمونه در برابر نیرو های مختلف, ابتدا باید تاثیر این نیروها از لحاظ تئوری بر
روی نمونه مورد نظر بررسی شود , تا مشخص شود از لحاظ تئوری مقاومت یك نمونه در برابر نیروهای
اعمالی به چه پارامترهایی وابسته است. سپس این نتایج را با نتایج بدست آمده از مراحل عملی مقایسه
می كنیم. به این ترتیب می توانیم درك درستی از مقاومت لیف در برابر نیروهای مختلف داشته باشیم و
بر طبق آن یك نتیجه كلی ارائه دهیم.
به همین دلیل سعی شده است در فصل اول ابتدا به مفهوم های كلی مانند مفهوم تنش, كرنش,
نیروی محوری, نیروی خمشی, نیروی برشی و موارد دیگر اشاره شده وسپس به بررسی تاثیر نیروهای
مختلف برروی اجسام صلب پرداخته شود. در فصل دوم نیز با استفاده از روابط ارائه شده از فصل اول, به
بررسی تاثیر نیرو در جهات مختلف برروی الیاف پرداخته شده است.
البته همان طور كه در فصل اول اشاره خواهد شد, به دلیل این كه نیروهای برشی و كششی باعث
ایجاد تنش برشی و تنش كششی در مصالح می شوند و تنش فقط مقدار نیرو را بر روی یك سطح نشان
میدهد و به شكل هندسی سطح وابسته نمی باشد , میتوانیم بیان كنیم كه از لحاظ تئوری دو نمونه از
یك جنس و با داشتن مساحت سطح مقطع یكسان (بدون در نظر گرفتن شكل سطح مقطع ) باید داری
استحكام كششی و برشی یكسان باشند. به همین دلیل در فصل دوم بیشتر به بررسی نمونه هایی كه
تحت تاثیر خمش و پیچش قرار گرفته اند پرداخته شده است.
فصل اول:
كلیات

مسئله اصلی مكا نیك جامدات بررسی مقاومت داخلی و تغییر شكل اجسام تحت اثر بارهای خارجی است .
این امر مستلزم مطالعه ماهیت نیروهایی است كه در داخل جسم به وجود می آ یند تا همراه نیروه ای
خارجی مؤثر بر جسم، تعادل آن ر ا تضم ین كنند . برای این منظور به كار بردن یك روش مطالعه منظم،
ضروری است.
اولین گام در ا ین بررسی، تهیه یك نمودار از قطعه یا جسم موردنظر است كه در آن كلیه نیروها در
نقاط تأثیرشان نشان داده شده اند . كلیه نیروهای مؤثر بر جسم به انضمام واكنش تكیه گاه ها و و زن
جسم نیروهای خارج ی قلمداد م ی شوند . علاوه بر آن چون یك جسم پا ی دار در حالت سكون، در حال
تعادل م ی باشد، كل یه نیروهای مؤثر بر آن معادلات تعادل را ارضاء م ی نم ایند. بنابراین اگر ن یروه ای مؤثر
1- الف، نشان داده شده است، معادلات ایستایی ارضا نمایند، – بر یك جسم، شبیه جسمی كه در شكل 1
و تمامی آنها در روی آن نشان داده شوند، طرح به دست آمده، نمودار جسم آزاد 1 خواهد بود.
چون محاس به نیروهای داخ لی ناش ی از اعمال ن یروهای خارج ی بر جسم، موضوع اصل ی قاومت مصالح
است، در گام بعد ی، صفحه ای فرضی و دلخواه، از جسم عبور داده می شود، به طوری كه جسم به طور
1-1-پ، دیده می شود.1 – 1-ب، و كامل به دو قسمت مجزا، تقسیم شود. نتیجه این عمل در اشكال
این عمل روش مقطع 2 نامیده می شود . از آنج ایی كه اگر جسم ی كلاً در تعادل باشد، هر جزء آن ن یز ب اید
در حال تعادل باشد، نت یجه م ی شود كه برا ی تعادل هر قسمت با ید نیروهایی در سطح قطع شده وجود
داشته باشند. این امر به نتیجه اصلی زیر منتهی می شود:
نیروهای خارج ی مؤثر در یك طرف هر مقطع دلخواه، با نیروهای به وجود آمده در سطح قطع شده (كه
نیروهای مقاوم داخلی خوانده می شوند)، در حال تعادل هستند. و یا به طور خلاصه:
. نیروهای مقاوم داخلی، نیروهای خارجی را متعادل می كنند.
1-1-1 محاسبه نیروهای داخلی
هدف اص لی این قسمت حصول روش ی بر ای تع یین نیروهای داخ لی است كه در مقاطع ی ك عضو وجود
دارند. برای تع یین این نیروها، روش مقطع زدن كه به عنوان یك روش پا یه در مكان یك جامدات شناخ ته
شده است، به كار م ی رود . تحلیل هر عضو با رسم نمودار جسم آزاد آن شروع م ی گردد . سپس واكنش
های تك یه گاه ی محاس به م ی شوند . این امر در صورتی كه ت یر مع ین ایستایی باشد، یعنی تعداد مجه ولات
برابر تعداد معادلات مستقل تعادل باشد، به سادگ ی امكان پذ یر است . پس از محاس به واكنش ها، آ نه ا
دیگر م جهول نیستند و در گام ها ی بعد ی احت یاجی به تم ایز این نیروها و بارها ی خارج ی مؤثر بر جسم
نخواهد بود . برای محاس به ن یروهای داخ لی در هر مقطع از ا ین اصل استفاده م ی كن یم كه اگر جسم ی كلاً
در حال تعادل باشد، هر جزء آن نیز باید در حال تعادل باشد.

:
الیاف رسانا در دو گروه عمده و كلی دسته بندی می شوند :
1) الیافی كه به طور طبیعی رسانا هستند
2 ) الیافی كه خاصیت رسانایی در آنها به روش مخصوصی ایجاد می شود .
الیافی كه به شكل طبیعی رسانا هستند یا الیاف فلزی كه می توان از فلزاتی مثل آلیاژهای مختلف آهن با عیار
های متفاوت ، نیكل ، فولاد ، تیتانیوم ، آلومینیم ، مس و كربن استفاده نمود.
0 میلی متر تولید می / 0 تا 8 / الیاف فلزی الیاف بسیار نازك فیلامنتی هستند كه با میانگین 1 تا 8 میكرون یا 01
شوند،كه بوسیله یك پروسه تراش و پس از آن روكش ساختن تولید می شوند و به همین دلیل الیاف فلزی با
رسانایی بالا بسیار گران هستند .
همچنین این الیاف دارای خاصیت شكنندگی نیز می باشند وحتی می توانند برای ماشینهای ریسندگی خطرات
زیادی نیزتولیدكنند.
در كل این دسته از الیاف بسیار سنگین تر از الیاف معمول هستند و به سختی می توان آنها را به شكل همگن با
دیگر الیاف مخلوط نمود و تولید آنها نیز مشكل است .
امروزه زمینه های گسترش از قبیل IET (الكترونیك در صنعت نساجی ) بسیار گسترده شده و مصارفی می توان
استفاده در لباسهای صنعتی ، مصارف مسكونی ، نظامی ، پزشكی ذكر نمود كه بازارهای نساجی را می تواند
تحت تاثیر قرار دهد .

برای مثال وسایل ارتباطی كه ممكن است در تولیدات نساجی مورد استفاده قرار گیرند.

فصل اول
كلیات
آشنایی با منسوجات هوشمند
1-1) هدف
یكی از مهم ترین ایده ها در زمینه منسوجات هوشمند تولید پوشش هایی باخاصیت الكترونیكی تولیدشودكه
توسط آن بتوان تاثیرات صداودمای بدن رادر حین فعالیت نشان داد.
1-2) پیشینه تحقیق
مدل رایج مورد استفاده به این شكل است كه ازسیم های نازك كه به شكل شبكه درداخل پارچه بكاررفته و
وسایلی كه در داخل پارچه به آن متصل می شودسود جست ، این گونه منسوجات غیر راحت و در نهایت
نامناسب برای كاربری های روزانه و در ضمن گران و نگهداری آنها نیز مشكل است .
این منسوجات دارای یك شبكه سیم در درون خود به همراه دستگاههای كنترل گر بودند ، این ژاكتها یكسری
سیم های درونی كه شامل یك كیت كنترل تلفن سیار ، میكروفن و نمایشگر بودند ،این وسایل و یك صفحه
كنترل در هنگام شستشو و اتو كشی می توانستند از پارچه جدا شده ولی در هر صورت سیم ها و نقاط اتصال
داخلی نمی توانستند از پارچه جدا شوند كه این از موارد محدودیت زا در این لباسها بود ، همچنین این لباسها
دارای قدرت مانور و به روز سازی بسیار محدودی بودند .
برای گسترش منسوجات قابل پوشش الكترونیكی مواد رسانایی موجود و مناسب جهت استفاده هستند كه در
صنایع نساجی جهت تغییر شكل در تولیدات وتولید پوشش های با وزن كم استفاده می شوند .
موادی از قبیل فلزات ، الیاف نوری ، رشته های رسانا ، نخ ها ، الیاف و پوشش های چاپی با جوهر های رسانا
كه جهت ایجاد خاصیت رسانایی و مدارهایی كه نیاز به سیم در آنها نیست .
الیاف رسانا را می توان به شكل فیلامنت یا الیاف با طولهای كوتاه تولید نمود كه می توان آنها را با الیاف معمول
در نساجی نیز بكار گرفت و در نتیجه نخ هایی با درجه رسانایی متفاوت تولید نمود،و در نهایت از این گونه
الیاف جهت تهیه و تولید پارچه های هوشمند قابل شستشو كه دارای ظاهر و احساس مناسبی باشند،استفاده
نمود.
الیاف رسانا در دو گروه عمده و كلی دسته بندی می شوند :
1) الیافی كه به طور طبیعی رسانا هستند
2 ) الیافی كه خاصیت رسانایی در آنها به روش مخصوصی ایجاد می شود .
الیافی كه به شكل طبیعی رسانا هستند یا الیاف فلزی كه می توان از فلزاتی مثل آلیاژهای مختلف آهن با عیار
های متفاوت ، نیكل ، فولاد ، تیتانیوم ، آلومینیم ، مس و كربن استفاده نمود.

:
پوشاك به لحاظ طراحی بسیار متنوع بوده و علاوه بر طرح ، میزان دوام آن حائز اهمیت است . به
همین دلیل از آغاز، خواصی که بر عملکرد پوشاك در ارتب اط با استفاده از آن تأثیرگذار بوده ، مانند
تشکیل پرزدهی، در رده اول اهمیت تحقیق و توسعه منسوجات قرار داشته است و پرزدهی پارچه
مشکلی جدی برای صنعت پوشاك می باشد . پرزدهی پارچه اشاره به یکی از خواص ظاهری سطح پارچه
دارد که در آن، دسته ها یا گلوله ها ی الیاف در هم پیچیده همچنان بر روی سطح پارچه معلق می ماند .
در نتیجه پرزدهی موجب افت کیفی ظاهر پارچه و زیردست آن می شود، و از ارزش محصولات و
.[ کالاهای پارچه ای می کاهد.
پرزدهی اغلب نواقصی جدی را در پارچه یا پوشاك ایجاد می کند . پرزدهی نه تنها از کیفیت ظاهری
و زیر دست پارچه می کاهد، بلکه تأثیر سریعی نیز بر نرخ حذف لیف از ساختار نخ داشته و در نتیجه

عمر مفید پارچه را کاهش می دهد . در طول پرزدهی، الیاف در هم پیچیده شده، و الیاف مختلف
پیرامون آنها نیز به این ساختمان پیوسته و عیوب قابل ملاحظه بیشتری را در سطح پارچه بوجود
می آورند.
مکانیزم تشکیل پرزدهی را مورد مطالعه قرار داده و دلایل خود را به Lopez-Amo و Naik
این مکانیزم و دلایل آنها را با استفاده از دو Kramer . مشخصات الیاف تشکیل دهنده نسبت داده اند
که با پشم مخلوط شده، مورد مطالعه قرار داده است . (Trevira and Maklen) نوع مختلف پلی استر
میکروسکوپ الکترونیکی را برای مطالعه پدیده خستگی لیف در طول تشکیل پرزدهی و فرایند Cooke
کاهش پرزدهی در پارچه های مخلوط شده پشمی را Kramer کاهش پرزدهی مورد استفاده قرار داده و
مکانیزم مقاومت Hunter و Fan .[ با اصلاح پارامترهای ساختاری پارچه مورد مطالعه قرار داده است. سایشی را برای تراکم نخ تار و پود و نوع بافت مورد مطالعه قرار داده است.
از آنجایی که تمایلات سلیقه های کلی مصرف کننده جهت پوشاك روز به روز پیچیده تر می گردد .
امروزه، انتظار می رود که پارچه ه ای مورد استفاده در پوشاك تمامی الزامات و نیازهای مربوط به راحتی،
افتادگی پارچه، زیر دست پارچه، و مراقبت آسان و به علاوه عملکرد و اجرای آن را برآورده کند . به
همین دلیل سهم الیاف مصنوعی در مخلوطهای پشم برای بدست آوردن خواص مورد نظر عملکرد،
راحتی، و زیر دست پارچه ، بسیار با اهمیت تر گردیده است و تلاش برای توسعه و ایجاد الیاف جدید و
ساختارهای اصلاح شده بیشتر مورد توجه قرار گرفته است . از سوی دیگر، خواص نخهای ریسیده شده
که با استفاده از تکنولوژی های مختلف و گوناگون ریسندگی تولید شده اند نیز به منظور تعیین تناسب
آنها جهت استفاده در حوزه های خاص مورد توجه بوده است . پارچه های سبک وزن پوشاك از شهرت
خاصی برخوردار هستند زیرا موجبات راحتی مردم را، در انجام فعالیت های فیزیکی روزانه با جلوه ای
خاص فراهم می کنند . پارچه هایی که از مخلوط پشم تولید شده اند، می توانند راحتی خوبی برای بدن
ارائه کنند و بیشتر به منظور استفاده در تمام طول سال لمس شوند.
مقاومت سایش ی یکی از مهمترین خواص پارچه های مورد استفاده در پوشاك می باشد . پارچه ها در
طول استفاده دائما در معرض اصطکاك خواه میان یکدیگر و یا در برابر اشیای معمولی زندگی روزمره
قرار می گیرند . الیاف و ساختارهای منسوجات در طی زمان تحت اثر سایش قرار می گیرند، و از این
میان، بعضی از آنها بیشتر از سایرین در معرض سایش قرار می گیرند که این در نتیجه طبیعت
منسوجات می باشد . به همین دلایل، هنگامی که به تعریف و توضیح پارامترهای کیفی پارچه ه ا پرداخته
می شود ، مقاو مت سایشی همیشه مورد توجه می باشد ، به همین دلیل برای پارچه های فاستونی که
پوشش رو محسوب می شوند، ضرورت دارد که پارچه ای کم پرز با ظاهری زیبا تولید شود.