مشاهده سبد تسویه حساب
1-مقدمه
علی رغم سابقه ی طولانی مطالعه و تحقیق در علم صوت، کاربرد نوین امواج فرا صوتی تنها در اوایل قرن بیستم آغاز گردید. در سال 1929 میلادی دو دانشمند به نام های سوگولف و مالهاوزر از امواج فراصوت برای بازرسی مواد استفاده نمودند. در ادامه در مقیاس صنعتی در سال 1943 دستگاه بازرسی فراصوتی به روش تماسی ابداع و مورد استفاده قرار گرفت اما استفاده از آزمون فراصوتی از دهه ی 1950 توسعه یافته و شاهد پیشرفت های قابل توجهی بود، مطالعه و کاربرد امواج صوتی که فرکانس هایی فراتر از حوزه ی شنوایی انسان دارند، فراصوت نامیده می شوند. حوزه ی شنوایی انسان در محدوده ی فرکانس هایی بین 20 تا 20000 هرتز می باشد. معمولا فرکانس هایی که در انجام آزمون های فراصوتی مورد استفاده قرار می گیرند در محدوده ی 0.5 تا25 مگا هرتز قرار دارد.امواج مختلفی می توانند در آزمون های فراصوتی مورد استفاده قرار گیرند. معمولا امواج طولی و عرضی به بطور معمول در آزمون های فرا صوتی مورد استفاده قرار می گیرند البته می توان از امواج سطحی (امواج ریلی) نیز درآزمون های فراصوتی استفاده نمود، ولی این امواج قادر به شناسایی عیوب یا فاز ها در سطوح زیرین قطعات تحت آزمون نمی باشد روش های مختلفی برای آزمون های فراصوتی مورد استفاده قرار می گیرند. در این میان روش های تماسی و روش غوطه وری شایع ترین روش آزمون فراصوتی می باشد. معمولا در صنایع کنترل کیفی قطعات ریختگی روش آزمون تماسی مورد استفاده قرار می گیرد. آزمون فراصوتی تماسی نیز بسته به نوع موج مورد استفاده به سه روش پرتو مستقیم (امواج طولی) ، امواج زاویه ای (امواج عرضی) و پرتو زاویه ای با امواج ریلی یا سطحی تقسیم بندی می شود. در این میان روش پرتو مستقیم و پرتو زاویه ای با امواج عرضی در صنایع کنترل کیفی قطعات ریختگی کاربرد فراوانی یافته ، زیرا اکثر قطعات ریختگی حاوی عیوبات و فاز های ناهمگن در قسمت های مرکزی و زیرین قطعات می باشد .
خواص مکانیکی ، فیزیکی و شیمیایی چدن های داکتیل در نخستین گام توسط ساختار زمینه کنترل می شود، بنابراین با کنترل ساختار و توزیع فازهای موجود در زیر ساختار می توان خواص آنها را کنترل نمود.
کنترل ساختار چدن ها در صنعت معمولا توسط آزمون های مخرب مانند متالوگرافی انجام می گیرد. انجام آزمون متالوگرافی باعث از بین رفتن قطعه تحت آزمون گردیده و همچنین زمان بر می باشد. این در حالی است که استفاده از آزمون های غیر مخرب از قبیل آزمون فراصوتی ضمن اینکه به قطعه تحت آزمون هیچگونه آسیبی نمی رساند، زمان کمتری را نیاز دارد.
محققینی روی کنترل خواص و ساختار قطعات ریختگی از جنس چدن داکتیل تحقیق نموده اند، Fuller و همکارانش رابطه ای بین خواص مکانیکی ، سرعت انتشار امواج و ضریب میرایی امواج فراصوتی بدست آوردند . Enerson و همکارانش روی رابطه ی سرعت انتشار امواج صوتی و درصد گروی شدن گرافیت ها در چدن های داکتیل تحقیق نموده و اظهار داشتند که این رابطه یک رابطه ی خطی است نتایج تحقیقات Richard و همکارانش نشان می دهد که در شرایط یکسان از گروی شدن و ترکیب شیمیایی . سرعت انتشار صوت در ساختارهای مختلف متفاوت بوده ، طوری که سرعت انتشار صوت در فاز فریت متفاوت از فاز پرلیت می باشد که البته این موضوع را می توان به تاثیر دانسيته فاز مرتبط دانست. همچنین در چدن های داکتیل با افزایش تعداد گره های گرافیت در واحد سطح ، سرعت انتشار امواج فراصوتی افزایش می یابد. بررسی ها نشان می دهد که تحت شرایط ترکیب شیمیایی ، نوع قالب و شرایط ذوب یکسان، شکل و مدول ریختگی قطعه نیز روی سرعت انتشار امواج فراصوتی تاثیر دارد. طوریکه با افزایش مدول ریختگی قطعه سرعت انتشار امواج فرا صوتی کاهش می یابد.
2-روش تحقیق
1-2-ریخته گری نمونه ها
مدل های استوانه ای شکل با مدول ریختگی مختلف در قالب ماسه ای تر قالب گیری شدند. برای تهیه مذاب از کوره القایی به ظرفیت 100 کیلوگرم استفاده شد. پس از ذوب 50 کیلوگرم شمش چدن کم گوگرد، مقدار 1/1کیلوگرم فروسیلسیم (75٪) به کوره اضافه و بعد از 20 دقیقه و رسیدن به دمای 1420 درجه سانتی گراد مذاب از کوره خارج و عمل کرو سازی توسط یک کیلوگرم فروسیلیسیم منیزیم 7%-5% به روش فروبری PLUNGING انجام شد.
بلافاصله بعد از عمل کروی سازی بارریزی Pouringانجام شد. برای حصول ساختار هایی با درصد کروی شدن مختلف مقادیری گوگرد بصورت سولفید آهن به مذاب اضافه گردید. نمونه ها در داخل قالب تا دمای محیط سرد شدند. همچنین از هر کدام از نمونه ها یک نمونه تحت عملیات آنیل فریت زایی جهت حصول ساختار کاملا فریتی قرار گرفت.
۲-۲ - متالوگرافی نمونه ها
ساختار میکروسکوپی نمونه ها در شرایط سیاه تاب As Cast و عملیات حرارتی شده مورد بررسی قرار گرفت. در متالوگرافی از محلول اچ نایتال 3 درصد استفاده شد. برای تعیین درصد گروی شدن و تعداد گرافیت ها در واحد میلی متر مربع از نرم افزار آنالیز تصویری Image Analysis Sys استفاده شد .
۲-۳ - آزمون فراصوتی
آزمون فراصوتی به روش انعکاس پالس واندازه گیری های سرعت انتشار طولی و عرضی امواج فراصوتی روی نمونه های چدن داکتیل در شرایط سیاه قاب و عملیات حرارتی شده انجام شد. فرکانس مورد استفاده 4 مگاهرتز بود.
٣- نتایج و بحث
ریز ساختار تعدادی از قطعات ریختگی بصورت پولیش شده و بدون اچ ، در اثر افزودن عنصر گوگرد در صد گروی شدن گرافیت ها کاهش می یابد. همچنین با افزایش مدول ریختگی ( مدول حجمی ) قطعات ریختگی فریت موجود در زمینه از 40 درصد در نمونه ا به 75 درصد در نمونه E وسپس به 90 درصد در نمونه F افزایش می یابد. کاهش تعداد گره های گرافیت با افزایش مدول ریختگی قطعات را می توان بدین صورت توجيه نمود که قطعات با مدول حجمی بالا دارای سرعت انجماد پایینی بوده ، طوریکه فوق تبرید و به تبع آن مراکز جوانه زنی گرافیت نیز کم می باشد. نتیجه این امر کاهش در تعداد گره های گرافیت را بدنبال دارد. چنانچه مشهود است با افزایش درصد گروی شدن سرعت انتشار صوت در جهت طولی در تمامی نمونه ها افزایش می یابد که علت آن کاهش میرایی امواج در اثر کاهش انعکاس امواج فراصوتی به توسط گرافیت های غیر کروی است ، با افزایش تعداد گره های گرافیت و کاهش اندازه آنها پراکندگی امواج فراصوتی در سطح مقطع کاهش یافته وسرعت انتشار صوت ( طولی یا عرضی ) افزایش می یابد. البته در این میان ساختار زمینه نیز موثر بوده و سرعت انتشار امواج در حالت سیاه تاب ( حاوی پرلیت ) نسبت به حالت آنیل شده ( تقریبا فریتی ) بیشتر است.
۴- نتیجه گیری
برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید. شرکت پترو فرهان گستر جنوب واردکننده برند‌های مطرح تجهیزات جوشکاری و بازرسی فنی و NDT از سراسر دنیا برای کسب اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش با واحد فروش تماس حاصل فرمایید
02165565901
02144584671
02144584619
09133390223
09034119385