Lattice
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 87

Unit Cell PowerPoint PPT Presentation


  • 84 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

lattice point. Unit cells in 3 dimensions. Unit Cell. مقدمه. At lattice points: Atoms Molecules Ions. مقدمه. شبکه های واحد (Unit Cells) هفت گانه. مقدمه. انواع شبکه های کریستالی. مقدمه. شبکه های کریستالی مهم. body-centered cubic. face-centered cubic.

Download Presentation

Unit Cell

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


lattice

point

Unit cells in 3 dimensions

Unit Cell

مقدمه

  • At lattice points:

  • Atoms

  • Molecules

  • Ions


مقدمه

شبکه های واحد(Unit Cells) هفت گانه


مقدمه

انواع شبکه های کریستالی


مقدمه

شبکه های کریستالی مهم

body-centered cubic

face-centered cubic

اتم هر وجه مشترک بین 2 سلول واحد

اتم هر راس مشترک بین 8 سلول واحد


V

0.68?

APF

atoms

=

=

BCC

V

unit

cell

مقدمه

شبکه کریستالی مکعب مرکز پر(BCC)

مثالها:

Cr, Mo, V, Feα

فاکتور فشردگی اتمی


V

atoms

0.74?

APF

=

=

FCC

V

unit

cell

مقدمه

شبکه کریستالی مکعب وجوه مرکز پر (FCC)

مثالها:

Ni, Cu, Mn, Feγ

فاکتور فشردگی اتمی


V

=

atoms

=

0.74?

APF

HCP

V

unit

cell

مقدمه

شبکه کریستالی هگزاگونال فشرده (HCP)

مثالها:

Mg, Be, Zr, α-Ti

فاکتور فشردگی اتمی


مقدمه

ارتباط بین شعاع اتمی و طول یال

شبکه مکعب مرکز پر

(BCC)

شبکه مکعب وجوه مرکز پر(FCC)


Liquid Phase

Local Solidification Time

Liquid Phase

TL (Liquidus)

Tm (Melting Point)

Latent Heat of Fusion

Freezing Range

Solid Phase (Initial)

Liquid + Solid

TS (Solidus)

Solid Phase (Final)

Local Solidification Time

دیاگرام تعادلی

منحنیهای سرد شدن

Temperature

Time

Temperature

Time


دیاگرام تعادلی

منحنیهای سرد شدن


دیاگرام تعادلی

منحنیهای سرد شدن


دیاگرام تعادلی

ریز ساختار قطعات ریختگی


Temperature

Temperature

دیاگرام تعادلی


دیاگرام تعادلی

قانون اهرم

کسر وزنی فاز 1 = (C2 - C) / (C2 - C1)

کسر وزنی فاز 2 = (C - C1) / (C2 - C1).


Wt%

دیاگرام تعادلی

قانون اهرم


Wl

Ws

دیاگرام تعادلی

کاربرد دیاگرام فازی

در نقطه a اطلاعات زیر حاصل می شود

X=36%B

L2=72%B

S2=18%B


دیاگرام تعادلی

دیاگرام دو جزیی با حلالت کامل در حالت مذاب و جامد


liquidus

solidus

I

II

solvus

دیاگرام تعادلی

دیاگرام دو جزیی با حلالت محدود در حالت جامد (یوتکتیک)

I, IIآلیاژهای


دیاگرام تعادلی

محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود )

A

B

C = 65 weight% B


دیاگرام تعادلی

محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود )

B

A

C = 65 weight% B

β


دیاگرام تعادلی

محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود )

B

A

C = 65 weight% B

کسر جامد = (65 - 58) / (92 - 58) = 20 weight%

کسر مذاب= (92 - 65) / (92 - 58) = 80 weight%


دیاگرام تعادلی

محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود )

A

B

C = 65 weight% B

کسر جامد = (65 - 48) / (87 - 48) = 44 weight%

کسر مذاب= 100-44= 56 weight%


دیاگرام تعادلی

محاسبه مقدار فازها (سیستم دو جزیی با حلالیت محدود )

A

B

C = 65 weight% B

کسر جامد اولα = (91 - 65) / (91 - 9) = 32 weight%.

کسر جامد دومβ= (65 - 9) / (91 - 9) = 68 weight%


B

E

A

80

Sn

40

60

20

Pb

α+ β(lamellae)

L

Cooling/Solidification of eutectic

دیاگرام تعادلی

دیاگرام دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد (یوتکتیکPb-Sn )

Temperature (oC)

300

200

100

Composition


δγ + ε

Eutectoid reaction (E)

cool

cool

δ + L ε

Peritectic reaction (P)

heat

heat

دیاگرام تعادلی

دیاگرام دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد (پریتکتیکCu-Zn )


دیاگرام تعادلی

دیاگرام دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد (پریتکتیکAl-Mg )


دیاگرام تعادلی

انواع دیاگرامهای دو جزیی با حلالت جزیی در حالت جامد


دیاگرام تعادلی

دیاگرامهای سه جزیی


دیاگرام تعادلی

دیاگرامهای سه جزیی


دیاگرام تعادلی

دیاگرامهای سه جزیی


1.   60% A | 20% B | 20% C = 100%

2.   25% A | 40% B | 35% C = 100%

3.   10% A | 70% B |

20% C = 100%

4.   0.0% A | 25% B | 75% C = 100%

دیاگرام تعادلی

دیاگرامهای سه جزیی


5.   ? % A | ? % B | ? % C = 100%

6.   ? % A | ? % B | ? % C = 100%

7.   ? % A | ? % B | ? % C = 100%

8.   ? % A | ? % B | ? % C = 100%

دیاگرام تعادلی

دیاگرامهای سه جزیی


دیاگرام تعادلی

دیاگرامهای سه جزیی

Stainless steel phase diagram at 900 degrees Celsius


مواد مهندسی


1600

O C

O F

2800

1400

2400

1200

2000

Liquid

1000

1600

800

 + 

1200

 + Liquid

600

Liquid + Fe3C

800

400

1148o

Temperature

0

1

2

3

4

5

6

7

2.11

4.3

912o

 + 

 + Fe3C

727o

0.77

 + Fe3C

0.02

% C (by weight)

دیاگرام تعادلی

دیاگرام آهن - کربن

1490 oC

Eutectic L g + Fe3C

1148 oC

Peritectic L + d

g

727 oC

Eutectoid ga + Fe3C


1600

O C

O F

2800

1400

2400

1200

2000

Liquid

1000

1600

800

 + 

1200

 + Liquid

600

Liquid + Fe3C

800

400

1148o

Temperature

0

1

2

3

4

5

6

7

2.11

4.3

912o

 + 

 + Fe3C

727o

0.77

 + Fe3C

0.02

% C (by weight)

آلیاژهای آهن-کربن

آلیاژهای آهنی

1- آهن (C<0.1%)

2- فولاد )0.1%< C<1.5% (2%)

3- چدن (C<4.5% (6%(2%<


+

Fe3C

Cooling

Heating

  + Fe3C

 + Fe3C

آلیاژهای آهن-کربن

فولاد یوتکتوئید

 + 

Eutectoid steel


آلیاژهای آهن-کربن

فولاد هیپو یوتکتوئید


Pearlite

g

g

a

a

آلیاژهای آهن-کربن

فولاد هیپو یوتکتوئید


آلیاژهای آهن-کربن

فولاد هایپر یوتکتوئید


Pearlite

g

Fe3C

g

Fe3C

آلیاژهای آهن-کربن

فولاد هاپیر یوتکتوئید


O C

TOTAL

O F

1600

Liquid

Austenite

2800

Liquid

1400

2400

 + 

 + Liquid

Liquid + Fe3C

1200

1148o

2000

Temperature

2.11

4.3

1000

912o

 + 

 + Fe3C

1600

800

727o

1200

0.77

600

 + Fe3C

0.02

800

0.8%

400

1.4%C

% C (by weight)

0

1

2

3%

4

5

6

7

آلیاژهای آهن-کربن

فولاد هایپر یوتکتوئید


آلیاژهای آهن-کربن

ساختارچدنها(استفاده از دیاگرام دو بله)


آلیاژهای آهن-کربن

چدن سفید

ساختار:

1- پرلیت و فریت در زمینه Fe3C

2- آستنیت/مارتنزیت در زمینه Fe3C

3- M7C3 در زمینه مارتنزیت

  • خواص :

  • خیلی سخت، ترد و از مقاومت به سایش بالا

  • BHN=350-600, TS=20-70Ksi


آلیاژهای آهن-کربن

چدن مالیبل

خواص

- خواص مشابه چدن داکتیل و در موارد مشابه با آن بکار می رود.

- استحکام بالا و انعطاف پذیری خوب باعث رقابت آن با فولاد شده است


آلیاژهای آهن-کربن

چدن خاکستری

ترکیب شیمیایی: 2.5-4.0%C, 1.0-3.0%Si and 0.4-1.0% Mn

  • عوامل موثر بر چدن خاکستری

  • این عوامل عبارنند از:

    • - کربن معادل

  • - سرعت سردشدن

  • - عناصر آلیاژی


  • آلیاژهای آهن-کربن

    چدن خاکستری

    کربن معادل

    - کربن معادل: بیان کننده قابلیت تولید گرافیت (اندازه و مقدار لایه های گرافیت)

    - و یا مشخص کننده تاثیر عناصری نظیر کربن، سیلیسیم و فسفر به صورت یک عدد

    CE (Carbon Equivalent) =C%+1/3(Si%+ P%)


    آلیاژهای آهن-کربن

    چدن خاکستری

    کلاس 30

    - حداقل استحکام 30Ksi در هر مقطع ریختگی

    - افزایش استحکام و سختی به ازائ افزایش عناصر آلیاژی


    آلیاژهای آهن-کربن

    چدن خاکستری

    کاربرهای مهم چدن خاکستری

    - بلوک سیلندر موتور خودرو

    - درام ترمز، صفحات کلاچ

    - بستر ماشین الات

    - قطعات کوره، قالبهای شمشها و شیشه


    آلیاژهای آهن-کربن

    چدن داکتیل


    آلیاژهای آهن-کربن

    چدن داکتیل

    خواص مکانیکی

    Properties:

    Elongation = 2-18%

    yield strength = 40-90 ksi,

    Tensile strength =60-120 ksi


    آلیاژهای غیر آهنی

    مهم ترین آلیاژهای غیر آهنی صنعتی عبارتند از :

    - آلیاژهای آلومینیم

    - آلیاژهای مس

    - آلیاژهای منیزیم

    - آلیاژهای نیکل

    - آلیاژهای تیتانیم

    آلیاژهای آلومینیم

    آلیاژهایآلومینیم به دو گروه زیر تقسیم می شوند:

    الف- آلیاژهای کار مکانیکی شده Wrought alloys1- عملیات حرارتی پذیر(سختی رسوبی)Heat treatable2- غیر قابل عملیات حرارتیNon-heat treatableب- آلیاژهای ریختگیCasting alloys


    آلیاژهای غیر آهنی

    مقایسه وزن مخصوص، استحکام و استحکام ویژه برخی از آلیاژهای صنعتی :

    - آلیاژهای آلومینیم

    - آلیاژهای مس

    - آلیاژهای منیزیم

    - آلیاژهای نیکل

    - آلیاژهای تیتانیم


    آلیاژهای غیر آهنی

    آلیاژهای آلومینیم


    آلیاژهای غیر آهنی

    آلیاژهای آلومینیم


    آلیاژهای غیر آهنی

    آلیاژهای تیتانیم


    آلیاژهای غیر آهنی

    آلیاژهای تیتانیم


    خواص مکانیکی فلزات

    شکل دهی مکانیکی

    ناحیه روشهای شکل دهی در حالت جامد

    necking

    ultimate

    tensile strength

    Slope=E

    Strain

    Hardening

    Yield Strength

    Fracture

    Plastic

    Region

    Stress (F/A)

    Elastic

    Region

    Strain ( )


    خواص مکانیکی فلزات

    تغییر شکل مومسان

    - نابجایی یک صفحه اتمی اضافی که تحت تاثیر تنش برشی با انرژی کمی حرکت می کند


    Movement of an Edge Dislocation

    خواص مکانیکی فلزات

    تئوری نابجایی


    خواص مکانیکی فلزات

    دوقلویی :


    خواص مکانیکی فلزات

    کار- سختی (کرنش- سختی) Work-Hardening


    خواص مکانیکی فلزات

    سختی و سختی سنجی

    سختی:

    مقاومت در برابر فروروی، خراشیدگی و یا مقاومت در برابر تغییر شکل موضعی (فلزات)

    روشهای سختی سنجی:

    برنیل (اندازه گیری قطر اثر)Brinell Number Hardness


    خواص مکانیکی فلزات

    روشهای سختی سنجی

    ویکرز(اندازه گیری قطر اثر) Vickers NumberHardness

    - فرورونده یک هرم مربع القاعده با زاویهØ=136o

    - نیروی اعمالی1-120Kg


    خواص مکانیکی فلزات

    روشهای سختی سنجی

    راکول(اندازه گیری عمق اثر) Rockvell Number Hardness

    - فرورونده یک مخروط الماسه برای روشهای C, A و یک گوی فولادی به قطر D=1/16’’

    - نیروی اعمالی به ترتیب 150Kg, 100, 60 برای روشهای C,B, A


    خواص مکانیکی فلزات

    روشهای سختی سنجی

    نوپ(اندازه گیری عمق اثر) Knoop Number Hardness

    - فرورونده یک مخروط الماسه کوچک برای اندازه گیری نمونه های نازک


    خواص مکانیکی فلزات

    روشهای سختی سنجی


    Brittle

    Ductile

    Stress

    Strain

    خواص مکانیکی فلزات

    انرژی شکست

    1- رفتار فلزات در آزمایش کشش:

    - نرم

    - تردد


    خواص مکانیکی فلزات

    آزمایش ضربه

    Izod test

    Charpy test


    Ductile

    Behavior

    Charpy Toughness (Jol)

    Brittle

    Behavior

    Transition

    Temperature (DBTT)

    Temperature (°C)

    خواص مکانیکی فلزات

    آزمایش ضربه

    رفتار فلزات در آزمایش ضربه:


    خواص مکانیکی فلزات

    آزمایشضربه


    انجماد و ریزساختار

    ΔG = ΔGv + ΔGs

    4/3 ΔHfл r3 + 4σslлr2 =0


    73

    انجماد و ریزساختار

    Homogeneous nucleation

    • ΔG= 0 در شرایط بحرانی


    انجماد و ریزساختار


    انجماد و ریزساختار

    Undercooling

    ΔTsc

    r*


    انجماد و ریزساختار


    انجماد و ریزساختار

    رشد صفحه ای:

    • گرمای نهان از فصل مشترک از طریق جامد دفع می شود


    انجماد و ریزساختار

    دندریتی(شاخه ای):


    انجماد و ریزساختار


    انجماد و ریزساختار

    • Development of the ingot structure of a casting during solidification:

    • Nucleation begins

    • the chill zone forms

    • preferred growth produces the columnar zone3,

    • additional nucleation creates the equiaxed zone


    مستحکم کردن فلزات

    1- تشکیل محلول جامد

    - اتم غربیه معمولا در شبکه عنصر اصلی به دو صورت جای می گیرد:

    الف - محلول جامد بین نشینی


    مستحکم کردن فلزات

    ب- محلول جامد جانشینی


    مستحکم کردن فلزات

    2- مستحکم شدن استحاله ای

    الف- ریز کردن دانه ها


    Ferrite

    Austenite

    Delta ferrite

    سرد کردن آهسته

    امکان استحاله نفوذی

    Austenite

    Ferrite + Pearlite

    مستحکم کردن فلزات

    - تغییر حالت تعادلی

    آرایش تعادلی اتمهای آهن در فولاد


    سرد کردن سریع

    عدم امکان استحاله نفوذی

    Austenite

    Martensite

    مستحکم کردن فلزات

    ب- تغییر حالت غیر تعادلی


    مستحکم کردن فلزات

    3- مستحکم شدن مکانیکی


    مستحکم کردن فلزات

    4- مستحکم شدن رسوبی


  • Login