سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در این مقاله می خواهیم با تأثیر حرارت و دما بر روی سختی و مقاومت فلزات آشنا شویم و ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

فلزات، مصارف گوناگونی دارند. دویست سال پیش،  در آهنگری در تمام شهرها از همان فلزات ابتدایی، میخ، چکش، دیواره و حاشیه ی چرخ ، چاقو و نعل اسب تولید می شد. در برخی کاربردها فلز باید بدون شکستن به راحتی خم شود؛ در حالی که در موارد دیگر باید در مقابل خمیدگی مقاومت کند. امروزه متخصصین ذوب آهن می توانند این نتایج را با استفاده از فلزات متفاوت، فلزات آلیاژی و فلزات عملیات حرارتی (آب کاری) تهیه کنند. جانشین کردن فلز متفاوت یا استفاده از یک آلیاژ مخصوص؛ اغلب گران است. بنابراین عملیات حرارتی یک فلز معمولی، باصرفه ترین روش تولید فلز است که خواص لازم برای یک کاربرد ویژه را دارد. بیش تر فلزات به عملیات حرارتی جواب می دهند اما دمای آب کاری برای فلزات مختلف، منحصر به فرد است.

 

 

نمونه ای از فلز که در اثر حرارت دیدن، تغییر رنگ پیدا می کند. بسته به میزان حرارت اعمال شده بر روی فلز، طیف نوری ساتع شده از فلز، متفاوت خواهد بود.
آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

 

هدف: تعیین اثر پخت، خنک کردن سریع و بازپخت فلزات

لوازم مورد نیاز:

چراغ بونزن، انبر، بشر، گیره ی مو، سنجاق مو و سیم به هم تابیده ی فولادی.

دستور آزمایش:

آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

  • کنترل:

یک سنجاق سر را انتخاب کنید و تعداد خمش هایی که برای شکستن این سنجاق به دو تکه در آن ایجاد کرده اید، تعیین کنید. در یک جدول، این اطلاعات را ثبت کنید. این کار را دو بار تکرار کنید.

  • پخت (تاب کاری):
  • آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

 

یک گیره ی سر را با انبر روی قسمت بالای شعله حرارت دهید. به مدت 30 ثانیه باید این گیره، تاب آمده و قرمز بماند. سپس کم کم آن را بالا ببرید تا سی سانتی متر از شعله فاصله داشته باشد. اجازه دهید تا نمونه در هوا به مدت نیم ساعت آهسته خنک شود. چنین فرایند حرارت قوی و خنک کردن آهسته، بازپخت نام دارد.

بعد از این که نمونه خنک شد، آن را تا جایی به عقب و جلو خم کنید تا بشکند و تعداد خمش هایی که فلز برای شکستن لازم داشت، یادداشت کنید. این کار را دوبار دیگر هم تکرار کنید.

نمونه هایی از کوره های حرارت گرمایی
آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

 

  • سخت کردن (خنک کردن سریع):

یک سنجاق سر را در بالای شعله تا حد قرمزی حرارت دهید. زمانی که قرمز شد، آن را به سرعت در یک بشر محتوی آب قرار دهید. این فرایند حرارت دهی زیاد و خنک کردن سریع، سخت کردن فلز یا آب دادن نامیده می شود.

سنجاق را خم کنید و تعداد خمش هایی که لازم است تا شکسته شود، یادداشت کنید. این کار را دو بار دیگر هم تکرار کنید.

خنک کردن سریع فلز
آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

  • بازپخت:

یک سنجاق را تا حد قرمزی حرارت دهید و 30 ثانیه ی دیگر هم در شعله نگه دارید. سپس در یک بشر آب قرار دهید. باز هم سنجاق را حرارت دهید تا حدی که به رنگ قرمز کم رنگ و کدری دربیاید و کم کم آن را از شعله دور کنید (همان کاری که در قسمت پخت انجام دادید). این فرایند حرارت دادن زیاد، خنک کردن سریع، حرارت دادن زیاد دوباره و خنک کردن آهسته ی فلز، بازپحت نامیده می شود.

 سنجاق را خم کنید و تعداد خمش هایی که برای شکستن سنجاق لازم است، بنویسید.

دو بار دیگر هم این کار را انجام دهید.

اگر فلز دیگری نیز در دست دارید، این فرایندها را برای آن ها نیز انجام دهید.

جدولی به این صورت تهیه کنید و مقایسه انجام دهید:

آیا می توان جنس فلز را بهتر کرد؟

بعد از بررسی جدول، به این سؤالات فکر کنید.

1)     تأثیر پخت بر روی فلز چیست؟

2)     تأثیر خنک کردن سریع بر روی فلز چیست؟

3)     اثر بازپخت چیست؟

4)     به نظر شما چه نوع عملیات حرارتی برای ساخت تیغ جراحی مفید است؟

5)     برای ساخت سیم، چه نوع فرایندی به کار می رود؟

6)     برای تهیه ی گیره های فنری چه فرایندی مفید است؟

7)     در کدام فرایند، سخت ترین فلز به دست می آید؟

8)     قوی ترین فلز در کدام عملیات حاصل می شود؟

9)     با استفاده از منابع کتاب خانه ای یا اینترنتی، دمای عملیات حرارتی فلزات دیگری مانند آلومینیوم را پیدا کنید.

 

معنی جمله ی زیر چیست؟

" انسان مانند فولاد است؛ زمانی که سختی خود را از دست دهد، بی ارزش می شود."


مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظیم: خدیجه آلچالانلو

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین