جستجو در تالارهای گفتگو

مقدمه : در سال 1978 كوره هاي قوس الكتريكي طراحي شد در اين كوره ها مي توان به هر ميزان بار جامدفلزي را ذوب كرد اين موضوع فكر استفاده از روش احيا مستقيم را قوت بخشيد. تكنولوژي توليد آهن به روش احيا مستقيم به سه روش رايج انجام مي‌شود : الف) روش H.Y.L اين روش برگرفته از نام اولين كمپاني سازنده مكزيكي بنام HYSA است و اولين واحد صنعتي آن در مكزيك با ظرفيت 75 هزار تن ساخته شد كه از آن استقبال خوبي بعمل نيامد اساس كار در اين روش استفاده از گاز احيا كننده حاصل از تغيير فرم گاز طبيعي به بخار آب و استفاده از آن در راكتور ساكن يا متحرك مي باشد ب) روش پروفر: اين روش توسط يك كمپاني آلماني ابداع گرديد كه مورد استقبال قرار نگرفت و تنها كمتر از 10% آهن اسفنجي به روش احيا مستقيم به اين شيوه توليد ميگردد . ج) روش ميدركس :ابداع اين روش توسط يك كمپاني آمريكايي بوده در اين روش سنگ معدن را در واحدهايي به نام گندله سازي كه در جوار واحد احياء احداث گرديده آسيا شده و پس ازتبديل به گندله به قطر 10الي 15 ميلمتر و پخته شدن وارد كوره احياء ميگردد و در دماي زير نقطه ذوب فولاد بين 950-750 در جه سانتيگراد توسط گاز احيا كننده CO) و H2 ) اكسيژن آن حذف شده و محصول توليدي به صورت جامد كه آهن اسفنجي يا DRI نام دارد توليد مي گردد گاز احياي در فرآيند احيا ء مستقيم با تبديل گاز متان در قسمت ريفرمر در جوار كاتاليزورهايي كه در آن قسمت وجود دارد توليد ميشود عيب اين روش در اينست كه رآكتور احيا و ريفرمر در ارتباط با يكديگر هستند و اگر گوگرد در راكتور احيا توليد شده باشد به ريفرمر رفته و باعث مسموم و خراب شدن كاتاليزور خواهد شد مزاياي روش ميدركس عبارتند : 1- استفاده از گاز احياي دركوره اي تنوره اي با بستر متحرك 2- استفاده از گاز خروجي راكتور احيا براي تغيير فرم گاز طبيعي و توليد گاز احياي 3- انجام فرآيند در فشار پايين 4- امكان بار دهي سرد 5- مصرف انرژي پايين توسعه فرآيندها احياء مستقيم: با روند رو به افزايش توليد فولاد در كوره هاي قوس الكتريكي (EAF) و جهت گيري توليد محصولات كيفي و افزايش قيمت قراضه و كمياب شدن آن تقاضا براي استفاده از آهن اسفنجي در شارژ فلزي كوره هاي فولادسازي بيشتر شده است براي توليد آهن اسفنجي در جهان روشهاي متعددي ابداع گرديده است كه در بين روشهاي احياء مستقيم فرآيندهاي ميدركس ، HYL ، پورفر ، آركس و قائم را مي توان نام برد كه از بين روشهاي فوق ميدركس با مزيت هاي برتري كه مطرح گرديد .نسبت به ساير روشها بيشتر توسعه يافته است بر اساس اطلاعات و آمار حدود 65 درصد از اهن اسفنجي توليدي در دنيا به روش ميدركس توليد شود در اين تكنولوژي ثابت شده كه قابليت كار در يك محدوده وسيعي مواد خام سنگ آهن همراه با نتايج عملي خوب و بازده بالا احياء مي گردد طي سالهاي اخير با اصلاحات انجام شده برخي از فرآيندهاي احياء مستقيم جديد وارد بازار شده اند كه از جمله مي توان فرآيندهاي Circored ,Finemet , Iron carbide كه بر اساس استفاده از پودر سنگ آهن به عنوان ماده خام و در كوره استوانه اي انجام مي شودرا مي توان نام برد ، در فرآيند داناركس (Danarex) اصلاحات عهده اي در كيفيت و قيمت محصولات آهن اسفنجي و بريكت ايجاد نموده اند ولي هنوز به اثبات نرسيده است . در جدول شماره1 پارامترهاي احياء مستقيم در فرآيند ميدركس و HYL با روشهاي جديد مورد مقايسه قرار گرفته است . محصولات احياء مستقيم آهن اسفنجي ، كلوخه ،بريكت و پودر محصولات اصلي فرآيند احياء مستقيم است اين محصولات به صورت جامد متخلخل و با درصد آهن فلزي بالا مي باشند كه يك سطح ويژه كربن عمدتاً به صورت كاربيد (C Fe3‍) در طول فرآيند تشكيل مي شود محصولات احياء مستقيم بستگي به شكل اكسيد آهن شارژ شده و نوع فرآيند احياء مستقيم دارد و ويژگي مشترك فرآيندهاي احياء مستقيم حذف اكسيژن سنگ آهن در دماي زير نقطه ذوب آهن مي باشد . از پارامترهاي اساسي محصولات احياء مستقيم درجه فلز شدگي (درجه متاليزاسيون ) و ميزان درصد كربن مي باشد ودرجه فلزي عبارتست از نسبت آهن فلزي به كل آهن موجود در محصول است و هرچه درجه فلزي آهن اسفنجي بالاتر باشد مصرف انرژي در كوره فولادسازي كمتر و ظرفيت توليد بيشتر مي باشد همچنين درصد كربن در آهن اسفنجي نقش مهمي براي فرايند ذوب در كوره ها ي قوس الكتريك بر عهده دارد و بسته به نوع عمليات فولادسازي درصد كربن را مي توان در مقادير مختلفي تنظيم كرد براي مثال در توليد فولادهاي كم كربن درصد كربن مورد نياز در آهن اسفنجي كم است . درصد گانگ همراه آهن اسفنجي شامل مواد معدني غيرآهني موجود در سنگ آهن مانند Mgo,cao,Al203,Sio2 مي باشد كه هر چقدر ميزان گانگ همراه آهن اسفنجي بيشتر باشد مصرف انرژي افزايش و ظرفيت توليد كاهش مي يابد با توجه به اينكه آهن فلزي درآهن اسفنجي تمايل به بازگشت به حالت پابدار اكسيد شدن مي باشد زمانيكه در تماس با يك عامل اكسيد كننده مانند هوا با آب قرار مي گيرد واكنش داده و اكسيد ميشود تخلخل بالا و دانسيته كم و سطح تماس بالا علت اصلي مستعد بودن آهن اسفنجي به اكسد شدن سريع و خودسوزي مي باشد معمولاً حمل و نقل و ذخيره آهن اسفنجي تحت اتمسفر گاز خنثي و شرايط ويژه انجام مي شود . فرآيندهاي فولادسازي توليد فولاد خام به دو روش اصلي انجام مي شود يكي روش سنتي يا توليد در كنورتورهاي اكسيژني و ديگر روش كوره هاي قوس الكتريكي كه در روشهاي فوق مواد اوليه مصرفي متفاوت بوده و متناسب با مواد اوليه موجود در هر كشور و مزاياي هر روش در كشورهاي مختلف از روشهاي فولادسازي مناسب استفاده مي گردد معمولاً مواد اوليه مصرفي در روش كنورتور چدن مذاب همراه با مواد جامد فلزي است كه اين مواد جامد مي تواند قراضه فولادي ، چدن جامد يا آهن اسفنجي باشد كه بر اساس ميزان انرژي گرمايي كه در فرآيند تبديل چدن مذاب به فولاد آزاد مي شود درصد شارژ فلزي جامد تعيين مي گردد . ولي در روش كوره هاي قوس الكتريكي با توجه به اينكه از انرژي الكتريكي براي ايجاد گرما استفاده مي شود شارژ جامد تا 100 درصد امكان پذير است كه آن شامل قراضه هاي فولادي و محصولات احياء مستقيم است . در شركتهايي كه امكان تامين قراضه با كيفيت مناسب و ارزان قيمت فراهم باشد از قراضه در شارژ كوره استفاده مي شود و در واحدهاي فولادسازي كه تامين آهن اسفنجي از لحاظ اقتصادي بصرفه باشد از آن استفاده مي نمائيد . مزيت اصلي آهن اسفنجي شارژ مداوم آن به كوره قوس مي باشد و عمليات شارژ نه تنها باعث حضور درصد نيتروژن كمتري در فولاد مي شود بلكه انعطاف پذيري كارخانه فولاد را براي يك سطح بالاتري از اتوماسيون فرآيند ذوب فراهم مي كند . در نمودار شكل 1 كاربرد انواع روشهاي فولادسازي در جهان و در ايران نشان داده شده است بر اساس اطلاعات اين نمودار بطور ميانگين در جهان حدود 66 درصد فولاد توليدي به روش كنورتورهاي اكسيژن 31 درصد به روش كوره قوس الكتريكي و حدود 3 درصد به ساير روشها مي باشد در صورتيكه در ايران اطلاعات آن بر عكس آمار جهاني بوده و 23 درصد توليد فولاد در ايران به روش كنورتور و 77 درصد به روش كوره قوس الكتريكي مي باشد ايران سومين توليد كننده آهن اسفنجي در جهان وجود منابع غني گاز طبيعي ،معادن نسبتا مناسب سنگ آهن و منابع محدود زغال سنگ در ايران دلايل اصلي در استقبال از فرآيندهاي احياءمستقيم در ايران ميباشد از بين روشهاي احياء مستقيم فرآيندهاي ميدركس ، HYL1,HYL3 ، پورفر و قائم در صنايع فولاد كشور استفاده شده ، 5/11 درصد آهن اسفنجي دنيا در ايران توليد مي شود فولاد مباركه بزرگترين شركت و ايران سومين كشور توليدكننده آهن اسفنجي جهان است بر اساس اطلاعات جدول شماره دو طي 5 سال گذشته اهن اسفنجي جهان به ميزان 17 ميليون تن افزايش يافته است كه از اين مقدار حدود 11 ميليون تن از آن مربوط به هند مي باشد كه طي پنج سال گذشته توليد آهن اسفنجي در آن كشور حدود 3 برابر افزايش يافته است . نتيجه گيري با روند رو به افزايش توليد و مصرف فولاد در جهان و نياز بيشتر به قراضه و افزايش قيمت آن و از طرفي گرايش به توليد فولادهاي كيفي و محدوديت هاي موجود در شارژ چدن خام در كوره هاي فولادسازي تقاضا براي محصولات احياء مستقيم با توجه به ويژگي هاي برجسته آهن اسفنجي و بريكت رو به افزايش مي باشد اين محصولات در واحدهاي احياء مستقيم با ظرفيت بالا توليد و با استفاده از گاز طبيعي و با احياء گندله ، سنگ آهن و كلوخه توليد مي شود شاخص هاي آهن اسفنجي براي مصرف در فولادسازي درجه فلزي بالا ، ميزان كربن و حداقل درصد گانك آن مي باشد . مشكل موجود در آهن اسفنجي اكسيداسيون و خودسوزي آن در تماس با هوا و آب مي باشد كه شرايط حمل و نقل آن را مشكل مي كند . حدود 77 درصد فولاد توليدي در ايران به روش كوره قوس الكتريكي مي باشد و بر اين اساس با وجود منابع عظيم گازي در ايران و معادن سنگ آهن فرآيندهاي احياء مستقيم در كشور توسعه يافته و آهن اسفنجي به عنوان يك ماده اوليه اصلي در كوره هاي فولادسازي و حتي در كنورتورهاي اكسيژن به عنوان جايگزين قراضه مصرف مي گردد لذا با عنايت به مزاياي موجود در توسعه فرآيندهاي احياء مستقيم در ايران و اخذ پتنت در تكنولوژي احياء مستقيم توسط شركت هاي طراحي مهندسي توسعه واحدهاي گندله سازي و احياء مستقيم سهم عمده اي در توسعه فولاد خام كشور خواهد داشت .

توجه : برداشت از مطالب این تاپیک تنها با ذکر مرجع آن ([Hidden Content]) مجاز است. اچ. وای. ال. سه یکی از متداول ترین روش های احیای مستقیم پرباره‎های سنگ آهن است. اساس احیای مستقیم گندله یا کلوخۀ سنگ آهن در روش اچ. وای. ال. سه توسط گازهای احیاکنندۀ اکسید کربن و هیدروژن، تولیدی از گاز طبیعی طراحی شده است. فرایند اچ. وای. ال. سه از دو قسمت تشکیل شده، قسمت اول شامل راکتور مبدل گاز طبیعی با بخار آب حاوی کاتالیزور برای تولید گاز احیاکننده، شامل اکسید کربن و هیدروژن است. قسمت دوم، بخش احیا است. اجزای تشکیل دهندۀ بخش احیا شامل گرمکن گاز است که دمای گاز احیا کننده را تا 930 درجۀ سانتیگراد، افزایش می‎دهد. سیستم شست و شو دهنده گاز، غبارگیر، سردکنندۀ گاز، سیستم حذف بخار آب و گازکربنیک از گاز خروجی، سایر تجهیزات این روش‎اند. در این روش مخلوط گاز احیایی تولیدی شامل 72 درصد هیدروژن و 16 درصد اکسیدکربن، از تغییر فرم گاز طبیعی با بخار آب در یک مبدل تولید می‎شود. روش اچ. وای. ال. سه در مقایسۀ با فناوری‏های مشابه احیای مستقیم، دمای گاز احیا کننده حدود 50 درجۀ سانتیگراد و فشار آن به طور متوسط 6 بار از روش‏های مرسوم، بیشتر است. با توجه به استفاده از بخار آب برای تغییر فرم گاز طبیعی (و عدم استفاده از گاز خروجی کوره)، در این روش می‏توان از سنگ آهن با گوگرد به نسبت بیشتر، استفاده کرد. برای پیشگرم شدن گاز طبیعی در مبدل تولید گاز احیاکننده، گاز طبیعی از راکتور بازیابی گرما ، عبور داده و سپس گوگردزدایی می‏شود تا گوگرد آن به کمتر از 1 قسمت در میلیون کاهش پیدا کند. در فرایند احیا به روش اچ. وای. ال سه، بار جامد تحت نیروی وزن خود، از بالا به سمت پایین کوره حرکت کرده و توسط جریان گاز احیایی بالا رونده، گرم و احیا می‏شود. در قسمت مخروطی شکل پایین کوره، بار احیا شده در کوره با گاز خنک کننده غنی شده با گاز طبیعی، سرد و کربن می‎گیرد. محصول کورۀ احیا در این روش می‏تواند به صورت آهن اسفنجی سرد و خشته یا به صورت مذاب باشد. مقدار کل انرژی مصرفی در فرایند اچ. وای. ال. سه برای تولید آهن اسفنجی 2.5 گیگا کالری به ازای هرتن و برای تولید خشته 2.6 گیگا کالری به ازای هرتن است. مقدار مصرف انرژی در روش اچ. وای. ال. سه به ازای تولید هرتن آهن اسفنجی و خشته، در جدول زیر آمده است. کربن موجود در آهن اسفنجی اغلب به صورت کاربید و ناشی از واکنش متان یا اکسید کربن با آهن است. تولید کاربید در اثر واکنش آهن با متان گاز طبیعی، یک واکنش گرماگیر بوده و ترکیب آهن با اکسید کربن یک واکنش گرمازا است : برای افزایش درصد کربن آهن اسفنجی باید مقدار بیشتری متان، به داخل راکتور، تزریق شود، اگرچه با توجه به ماهیت گرماگیر بودن واکنش، دمای گاز احیا کننده در منطقه احیا، کاهش پیدا می‎کند، که ممکن است بر روی درجۀ فلزی آهن اسفنجی و در کل روی بازده کوره اثر منفی داشته باشد. از ویژگی های عمده برای انتخاب واحدها میزان ایجاد آلاینده های آن واحدهاست که برای واحد اچ. وای. ال. سه در جدول زیر ثبت و طرح تاسیسات احیای مستقیم به روش اچ. وای. ال. سه در شکل زیر نشان داده شده است. موارد مصرف آهن اسفنجی به درجۀ فلزی و میزان کربن آن و در ضمن درجۀ فلزی نیز خود به درصد کربن وابسته است. این وابستگی در جدول زیر نشان داده شده است.

مقدمه فولادهای آستنیتی منگنز (حاوی حدود 1.2 درصد کربن و 12 درصد منگنز) در سال 1882 توسط رابرت هادفیلد (Robera Hadfoeld) ابداع و معرفی شدند. این خانواده از فولادها به افتخار ایشان به نام هادفیلد معروف شدند. فولادهای آستنیتی منگنزدار با داشتن ترکیب مناسب از چقرمگی، انعطاف پذیری، قابلیت کار سختی و مقاومت در مقابل سایش، در نوع خود منحصر به فرد هستند. و دارای کاربرد وسیع می‌باشند. این خانواده دارای کاربرد وسیع می‌باشند. این خانواده در کنار ویژگیهای عالی، محدودیت‌هایی نیز دارند که عمده‌ ترین آنها عبارتند از: - قابلیت ماشینکاری ضعیف - استحکام تسلیم پائین (در محدوده MPA 415-345) در نتیجه برای قطعاتی که لازم است دقت ابعادی بالایی داشته باشند، یا در تنش‌های بالا در مقابل تغییر شکل مقاوم باشد، مناسب نیستند. انجام عملیاتی نظیر چکش کاری، کوبش، پرس کاری، نورد سرد و شوک های انفجار بر روی سطح این فولادها باعث افزایش استحکام تسلیم و بالا رفتن سختی سطح آنها (ضمن حفظ انعطاف پذیری در مغز) می شود. خواص فیزیکی فولادهای آستنیتی منگنزی فولادهای آستنیتی منگنزی با هدایت حرارتی کم و ضریب انبساط حرارتی زیاد، از فولادهای ساده کربنی متمایز می شوند؛ این فولادها در درجه حرارت اتاق غیر مغناطیسی هستند. ترکیب شیمیایی فولادهای آستنیتی منگنزی و استانداردهای مرتبط از هنگام ابداع فولادهای هدفیلد، تغییرات گوناگون در هنگام ترکیب شیمیای آن صورت گرفته است. برخی از این ترکیب‌ها به عنوان ابداع مورد ثبت قرار نگرفته‌اند، تنها ترکیب‌های محدود مورد استقبال واقع شدند و تکامل یافتند. تغییرات عمده عموماً‌ در میزان کربن و منگنز به همراه افزودن عناصر آلیاژی نظیر نیکل، مولیبدن، وانادیم، تیتانیم و بیسموت، یا بدون افزودن عناصر آلیاژبوده است. معروف‌ترین و مهم‌ترین طبقه بندی شیمیایی فولادهای هادفیلد، به وسیله ‌ASTM صورت گرفته است. این طبقه بندی تحت استاندارد ASTM AL28 ارایه شده است. معیار استانداردهامعتبر عبارتند از: JIS G5131 کربن BS- 3100 BW 10 افزایش استحکام تسلیم UNI 3160-83-GX 120 MnCr 1202 تاثیر ترکیب شیمیایی و عناصر مختلف بر خواص فولاد هادفیلد عنصر کربن عنصر کربن بر همه ویژگیهای فولاد هادفیلد تاثیر معین و مشخص دارد. این تاثیرات عبارتند از: افزایش درجه حرات Acm با افزایش میزان کربن، افزایش استحکام تسلیم، افزایش استحکام کششی تا محدوده معین از کربن و سپس کاهش آن با افزایش کربن، کاهش ازدیاد طول نسبی. عنصر منگنز منگنز تاثیر اندکی بر استحکام تسلیم دارد. منگنز تا 14 درصد استحکام کششی و ازدیاد طول نسبی را افزایش و در بالاتر از آن کاهش می‌دهد. منگنز عامل پایدار کننده آستنیت است اما نمی‌تواند استحاله آستنیت را متوقف کند. عنصر سیلیسیم عنصر سیلیسیم به ندرت به عنوان عنصر آلیاژی به ترکیب فولادهای هادفیلد اضافه می شود، حضور آن عمدتاً به دلیل استفاده از این عنصر به عنوان اکسیژن زدا در فرایند تهیه ذوب است. عنصر سیلسیم تا حدود 2 درصد استحکام تسلیم فولاد هادفیلد را به مقدار کم افزایش می دهد. در بالاتر از 2.2 درصد کاهش سریع در استحکام و انعطاف پذیرحاصل میشود. فولادهای هادفیلد حاوی بیش از 2.3 درصد سیلیسیم قابلیت کار پذیر ندارند. عنصر فسفر میزان فسفر مجاز، مطابق استاندارد 0.07 Al 28، ASTM درصد است، ولی از سال 1960 که دستیابی به فرو منگنزهای حاوی مقادیر کم فسفر امکان پذیر شد، تولید کنندگان فولاد هادفیلد به کاهش فسفر و نگهدارآن در حد کمتر از 0.04 درصد اقدام کردند. اثرات فسفر عبارتند از: کاهش انعطاف پذیری به خصوص در پایین‌تر از درجه حرارت اتاق. در بالاتر از 0.06 درصد ضمن کاهش انعطاف پذیری، تمایل به پارگی گرم در درجه حرارت‌های بالا را افزایش می دهد. کاهش عنصر فسفر در حداقل ممکن، همواره و بخصوص در موارد که قطعات جوشکاری می‌شوند توصیه می‌گردد. میزان فسفر در الکترودهای جوشکای در فولادهای منگنزی، باید در پائین‌ترین حد باشد.

در میان آلیاژهای صنعتی، چدنها متنوعترین خواص مکانیکی را با ارزانترین قیمت دارا می باشند. استفاده کامل از دامنه وسیع خواص مزبور مستلزم بررسی دقیق اثرات و نتایج حاصل از اعمال روشهای مختلف عملیات حرارتی بر روی ساختمان و خواص چدنها می باشد. از جمله اهداف عملیات حرارتی چدنها عبارتند از: برطرف کردن تنشهای داخلی بهبود قابلیت ماشینکاری افزایش انعطاف پذیری و تافنس ضربه. افزایش استحکام و مقاومت به سایش. روشهای مختلف عملیات حرارتی چدنها و فولادها، همچنین واژه های استفاده شده در مورد آنها بسیار شبیه به یکدیگر می باشند، اما پنج اختلاف اساسی و مهم بین آنها وجود دارد که عبارتند از: 1- در فولادها، درصد کربن مهمترین پارامتر تعیین کننده درجه حرارت سخت کردن است، درحالی که در چدنها، سیلیسیم عنصر اصلی تعیین کننده محدوده حرارتی فوق می باشد. سیلیسیم محدوده حرارتی بحرانی چدنها را در مقایسه با فولادهای پرکربن افزایش می دهد. از اینرو، به منظور آستنیته شدن کامل درجه حرارت سخت کردن چدنها باید نسبتاً بالا و با توجه به درصد کربن زمینه و درصد سیلیسیم انتخاب شود. 2- چدنها اغلب حاوی مقدار قابل ملاحظه ای منگنز و عناصر آلیاژی دیگر می باشند. در نتیجه از سختی پذیری بالائی برخوردار بوده، بنحوی که اغلب به جای کوئنچ کردن در آب، آنها را در روغن و یا هوا سرد می کنند. 3- قطعات ریختگی اغلب دارای اشکال پیچیده ای بوده که می تواند موجب مشکلات در عملیات حرارتی آنها شود. بر خلاف مقاطع نازک و قسمتهای خارجی که سریع گرم می شوند، مقاطع ضخیم و قسمتهای داخلی براحتی گرم نمی شوند. از اینرو سرعت گرم کردن و زمان نگهداری در درجه حرارت سخت کردن باید بنحوی تنطیم شود که مناسب با شکل پیچیده قطعه باشد. 4- همچنین در ضمن سریع سرد کردن، شکل پیچیده قطعه می تواند منجر به خسارت دیدن آن شود، بدین صورت که تنشهای داخلی زیادی در قطعه به وجود آید و یا اینکه حتی قطعه بشکند. به منظور حذف تنشهای داخلی و احتمال ترک خوردن، بلافاصله پس از کوئنچ کردن باید عملیات حرارتی تمپر کردن بر روی قطعه انجام گیرد. 5- در موقع عملیات حرارتی در کوره های الکتریکی با اتمسفر خنثی نظیر نیتروژن، اکثر قطعات چدنی قادر هستند که اتمسفر محافظ مورد نیاز برای خود را تولید کنند. معهذا در کوره های شعله ای، قطعات چدنی براحتی اکسیده ویا دی کربوره می شوند. قطعات چدنی که شدیداً اکسیده شده باشند می توانند مسئله آفرین باشند، زیرا اکسید تشکیل شده بر روی چدن معمولاً بسیار چسبنده بوده و موجب سایش و خسارت دیدن ابزارهای برش خواهد شد. همانگونه که اشاره شد، سیلیسیم در چدنها، اثر قابل ملاحظه ای بر روی درجه حرارتهای بحراتی دارد، این مطلب برای حالت سرد شدن در شکل زیر نشان داده شده است. در حقیقت سیلیسیم باعث می شود که انجماد، ذوب و نحوه سرد و گرم شدن چدنها از سیستم سه تائی Fe-C-Si پیروی کند. از اینرو استحاله یوتکتوئیدی در چدنها به جای درجه حرارت ثابت، در یک محدوده حرارتی انجام می گیرد. وسعت محدوده حرارتی فوق بستگی به درصد سیلیسیم چدن دارد. در صورتی که منحنیهای شکل زیر به اندازه 33 درجه سانتیگراد (60 درجه فارنهایت) به بالا تغییر مکان داده شوند، منحنیهای مربوط به گرم کردن چدنها به دست می آید. اثر درصد سیلیسیم بر روی محدود حرارتی بحرانی برای چدنهای چکشخوار، خاکستری و نشکن در شرایطی که با سرعتی معادل 5 درجه سانتیگراد (9 درجه فارنهایت) بر ساعت سرد شوند. علاوه بر سیلیسیم عناصر آلیاژی دیگر نظیر منگنز، فسفر، نیکل، مس و... دماهای بحرانی را تغییر می دهند. فسفر و کرم همانند سیلیسیم عمل می کنند، در حالی که نیکل و منگنز باعث کاهش دماهای بحرانی خواهند شد. در این بخش ابتدا اصول کلی و کاربرد روشهای مختلف عملیات حرارتی چدنها مورد بررسی قرار گرفته و سپس عملیات حرارتی انواع چدنها، نظیر چدن خاکستری، چدن نشکن و... مطالعه خواهند شد.

‏1. نرم افزار آنلاین اول مربوط به رسم دیاگرام ‏TTT‏ و یا ‏CCT‏ فولاد می باشد. این دیاگرام ها در عملیات ‏حرارتی فولاد بسیار مهم و کاربردی می باشند. برای دریافت دیاگرام برای فولاد مورد نظر ابتدا وارد نرم افزار ‏آنلاین شوید:‏ [Hidden Content] ‏ ‏ فرم مربوطه را با توجه به مشخصات فولاد تکمیل کنید:‏ ‏- درصد کربن، سیلیسیم، منگنز، نیکل، مولیبدن، کروم، وانادیم، کبالت فولاد را وارد کنید. مقدار بور را باید ‏برحسب ‏ppm‏ (تعداد در ملیون) وارد کنید.‏ ‏- دمای آستنیته فولاد را بر حسب کلوین وارد کنید، اگر می خواهید دمای ‏Ae3‎‏ به عنوان دمای آستنیته فولاد در ‏نظر گرفته شود عدد صفر را وارد کنید.‏ ‏- حداقل و حداکثر سرعت سرد کردن را بر مبنای کلوین/ثانیه وارد کنید.‏ ‏- در صورت نیاز می توانید حداقل و حداکثرزمان مندرج روی نمودار را تغییر دهید(بر حسب ثانیه).‏ ‏-قسمت آخر مربوط به مشخصات استفاده کننده می باشد. نام، نام خانوداگی و آدرس ایمیل خود را وارد کنید.‏ برای مشاهده نمودار دکمه ‏Make Graph‏ را فشار دهید.‏ ‏2. نرم افزار آنلاین دوم مربوط به پیش بینی ریزساختار و سختی ویکرز ناحیه جوش فولاد می باشد. برای به دست آوردن ‏این مقادیر ابتدا وارد نرم افزار آنلاین شوید.‏ فرم مربوطه را با توجه به مشخصات فولاد تکمیل کنید، پر کردن فرم مشابه مورد قبل می باشد.‏ [Hidden Content] منبع: [Hidden Content] __________________

آهن و آلیاژهای آهنی آهن به عنوان یک عنصر خالص، فلزی مناسب برای استفاده های صنعتی به شمار نمی رود. برای تولید فولاد و چدن مقدار کمی عنصر کربن و عناصر فلزی دیگر به آهن خالص اضافه می شود. فرق اساسی بین فولاد و چدن در میزان کربن موجود در آنها است. کربن موجود در فولاد بین صفر تا 2 درصد و کربن موجود در چدن از 2 تا 6.67 درصد است. دیگر عناصر آلیاژی مانند منگنز و کروم به فولاد خصوصیات دیگری مانند مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برار خوردگی و ... را می دهد. فولاد فلز شناخته شده ای برای مردم است و مصارف زیادی در صنعت دارد. خصوصیات آهن و آلیاژهای آن در در جداول زیر نشان داده شده است.