پایان نامه ارشد: ارزیابی فنی و اقتصادی پوشش­ اکسیدی روی ورق های فولادی به روش آبی­ کردن حرارتی و روش شیمیایی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد

عنوان : ارزیابی فنی و اقتصادی پوشش­ اکسیدی روی ورق های فولادی به روش آبی­ کردن حرارتی و روش شیمیایی

دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده مهندسی مواد

پایان نامه کارشناسی­ارشد مهندسی مدیریت مواد

عنوان:

ارزیابی فنی و اقتصادی پوشش­ اکسیدی روی ورق های فولادی به روش آبی ­کردن حرارتی و روش شیمیایی

اساتید راهنما:

دکتر فخرالدین اشرفی زاده

دکتر فریماه مخاطب رفیعی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فهرست مطالب……………………………………………………….. هشت

فهرست اشكال……………………………………………………….. چهارده

فهرست جداول………………………………………………………… شانزده

فصل اول  مقدمه………………………………………………………. 2

فصل دوم  مبانی علمی و مروري بر پژوهشها ………………………………4

2-1- پوشش‌ها……………………………………………………… 4

2-2- تاثير پوشش بر مقاومت خوردگي…………………………………… 5

2-3- پوشش های روی (گالوانيزه )………………………………………. 6

2-3-1- گالوانيزه گرم………………………………………………………. 6

2-3-2- گالوانيزه الکتريکي……………………………………………………….. 7

2-4- پوشش‌هاي قلع اندود………………………………………………………. 8

2-4-1- روشهاي ايجاد پوشش های قلع اندود…………………………………. 9

2-4-2- ساختار و خواص پوشش………………………………………………… 11

2-5- پوشش‌هاي تبديلي……………………………………………………….. 11

2-5-1- خواص پوشش‌هاي تبديلي…………………………………………….. 12

2-5-2- کاربرد پوشش‌هاي تبديلي………………………………………………. 12

2-6- پوشش‏های آندی (آندایزینگ)……………………………………………….. 13

2-7- پوشش‏های کروماته………………………………………………………. 13

2-7-1- مکانيزم تشکيل پوشش‌هاي کروماته……………………………………. 14

2-7-2- کروماته کردن فولاد مقاوم به خوردگی…………………………………. 15

2-7-3- ساختار و خواص پوشش های کروماته…………………………………… 15

2-7-4- کاربرد پوشش هاي کروماته………………………………………………………. 17

2-8- پوشش‏های فسفاته……………………………………………………… 17

2-8-1- مکانيزم تشکیل پوشش های‏ فسفاته………………………………………. 18

2-8-2- خواص پوشش هاي فسفاته………………………………………………………. 18

2-8-3-کاربرد پوشش‌هاي فسفاته………………………………………………………. 20

2-9- پوشش های نفوذی……………………………………………………….. 20

2-9-1- فلزات متداول برای نفوذ………………………………………………………. 21

2-9-2- مکانيزم تشکيل پوشش های نفوذی…………………………………………… 21

2-9-3- روشهاي تشکيل پوشش‌های نفوذي……………………………………………. 22

2-9-4- کرومايزينگ………………………………………………………… 22

2-9-5- خواص پوشش‌هاي نفوذي……………………………………………………….. 23

2-9-6-کاربرد پوشش‌هاي نفوذي……………………………………………………….. 24

2-10- آبکاري الکتريکي……………………………………………………….. 24

2-10-1- آبکاري کروم………………………………………………………. 25

2-10-2- آبکاري مس………………………………………………………… 26

2-10-3- آبکاري نيکل………………………………………………………. 27

2-11- پوشش‌های تبخیری……………………………………………………….. 28

2-12- پوشش‌هاي اکسیدی……………………………………………………….. 28

2-12-1- پوشش‌هاي شيميايي (اکسيدي) فولاد……………………………… 29

2-12-2- پوشش‌هاي اکسيد سياه روي فولاد…………………………………. 29

2-12-3- سياه اندود در دماي بالا………………………………………………………. 30

2-12-4- سياه اندود در دماي پایين………………………………………………………. 31

2-12-5- خواص پوشش‌هاي اكسيدي………………………………………………… 31

2-12-6- مقاومت در برابر خوردگي……………………………………………………….. 32

2-12-7- مراحل اجرای پوشش‌های اکسیدی………………………………………….. 34

2-12-8- نقص های پوشش‌هاي اکسیدی……………………………………………… 36

2-13- آبي کردن فولاد……………………………………………………… 37

2-13-1- تاريخچه توسعه روشهای آبی کردن…………………………………………. 37

2-13-2- کاربرد………………………………………………………. 42

2-13-3- آبي کردن زنگ………………………………………………………… 42

2-13-4- محدوديت‌ها……………………………………………………… 43

2-14- مکانيزم زنگ زدن آهن………………………………………………………. 43

2-15- ملاحظات اقتصادي در کاربرد پوششها………………………………………. 45

2-16- اهداف و اهمیت پژوهش حاضر………………………………………………. 46

فصل سوم  مواد و روش تحقیق……………………………………………………….. 47

3-1- مواد اولیه………………………………………………………. 47

3-2- آبی‌کردن به روش حرارتی……………………………………………………….. 47

3-3- آبی‌کردن به روش شیمیایی……………………………………………………….. 48

3-4- ارزیابی ریزساختار و مورفولوژی پوشش‌ها……………………………………….. 49

3-5- آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)…………………………………………. 49

3-6- ارزیابی زبری پوشش‌ها……………………………………………………… 49

3-7- آزمون نانو فرو رونده ………………………………………………………49

3-8- آزمون پراش پرتو ایکس………………………………………………………… 50

3-9- ارزیابی مقاومت به خوردگی نمونه ها………………………………………………. 50

3-10- ارزیابی چسبندگی پوشش‌ها به زمینه…………………………………………….. 51

3-12- ارزیابی اقتصادی……………………………………………………….. 51

فصل چهارم نتایج بررسیهای متالورژیکی و بحث…………………………………….. 52

4-1- پوشش‌دهی به روش حرارتی……………………………………………………….. 53

4-1- 1- بهینه سازی پارامترهای حرارتی……………………………………………………….. 53

4-1- 2- ارزیابی ریزساختار پوشش‌ها با میکروسکوپ نوری………………………………….. 54

4-1-3- آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی…………………………………………………. 56

4-1-4- آزمون میکروسختی و زبری سنجی…………………………………………………… 58

4-1-5- آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)……………………………………………… 59

4-1-6- ارزیابی خواص مکانیکی پوشش‌ها با آزمون نانو فرو رونده…………………………. 60

4-1-7- ارزیابی چسبندگی پوشش‌ها به زیرلایه…………………………………………… 62

4-1-8- ارزیابی ساختاری (فازی)……………………………………………………… 62

4-1-9- ارزیابی رفتار خوردگی پوشش‌های حرارتی………………………………… 63

4-1-10- آزمون پاشش مه نمکی……………………………………………………….. 67

4-2- پوشش دهی به روش شیمیایی……………………………………………….. 69

4-2-1- بهینه سازی زمان پوشش‌دهی شیمیایی…………………………………… 69

4-2-2- ارزیابی ریزساختار پوشش‌ها با میکروسکوپ نوری………………………….. 70

4-2-3- آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی…………………………………………. 71

4-2-4- آزمون میکروسختی و زبریسنجی………………………………………………. 74

4-2-5- آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) …………………………………………75

4-2-6- ارزیابی خواص مکانیکی پوشش‌ها با آزمون نانو فرو رونده………………….. 78

4-2-7-  ارزیابی چسبندگی پوشش به زیرلایه………………………………………… 79

4-2-8- ارزیابی ساختاری (فازی) ………………………………………………………80

4-2-9-  بررسی رفتار خوردگی پوشش‌های شیمیایی……………………………. 80

4-2-10- نتایج آزمون پاشش مه نمکی……………………………………………… 82

4-3- مقایسه دو روش پوشش دهی از نظر متالورژیکی…………………………… 84

4-3- 1- آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی………………………………………… 84

4-3-2- آزمون امپدانس الکتروشیمیایی جهت ارزیابی رفتار خوردگی……………… 85

4-3-3- بررسی توپوگرافی سطح پوشش…………………………………………….. 87

فصل پنجم  ارزیابی اقتصادی و مالی طرح…………………………………………… 88

5-1- خلاصه اجرایی……………………………………………………….. 88

5-2- دورنمای طرح………………………………………………………. 88

5-3- محصول………………………………………………………. 89

5-4- ویژگی های محصول………………………………………………………. 90

5-5- مزایای محصول………………………………………………………. 90

5-6- مراحل توسعه………………………………………………………. 90

5-7- تحلیل بازار و صنعت……………………………………………………….. 91

5-7-1- اندازه و رشد بازار………………………………………………………. 91

5-9- روندها ………………………………………………………92

5-9-1- روند اجتماعی……………………………………………………….. 92

5-9-2- روند جغرافیایی……………………………………………………….. 92

5-9-3- روند تکنولوژی……………………………………………………….. 92

5-9-4- روند اقتصادی……………………………………………………….. 92

5-9-5- روند تولید در ایران………………………………………………………. 92

5-9-6- روند واردات………………………………………………………. 92

5-9-7- روند صادرات……………………………………………………….. 92

5-10- نقطه ورود………………………………………………………. 93

5-11- کانال های توزیع………………………………………………………. 93

5-12- ساختار بازار و صنعت……………………………………………………….. 93

5-13- محیط رقابتی……………………………………………………….. 94

5-14- رقابت……………………………………………………….. 94

5-15- فرصت……………………………………………………….. 96

5-16- برنامه بازاریابی……………………………………………………….. 96

5-16-1- آنالیز مصرف کننده……………………………………………………… 96

5-16-2- ظرفیت تولید………………………………………………………. 100

5-16-3- استراتژی بازار هدف……………………………………………………….. 100

5-16-4- کانال‏های توزیع………………………………………………………. 101

5-16-5- استراتژی قیمت گذاری……………………………………………………….. 101

5-16-6- تجارت الکترونیک………………………………………………………… 101

5-16-7- استراتژی فروش………………………………………………………… 101

5-16-8- مدل درآمد………………………………………………………. 102

5-17- برنامه عملیاتی……………………………………………………….. 102

5-17-1- مطالعات فنی……………………………………………………….. 102

5-17-2- شبکه شرکای تجاری……………………………………………………….. 109

5-18- برنامه توسعه………………………………………………………. 110

5-19- طرح مدیریتی……………………………………………………….. 110

5-20- مزیت های رقابتی……………………………………………………….. 112

5-21- برنامه مالی……………………………………………………….. 112

5-21-1- هزينه هاي ثابت قبل از توليد……………………………………………. 113

5-21-2- هزینه های سالیانه تولید……………………………………………….. 116

5-21-3- فروش سالیانه………………………………………………………. 123

5-21-4- طرحهای مستقل و طرح های ناسازگار…………………………….. 124

5-21-5- حداقل نرخ جذب کننده سرمایه گذار……………………………………… 124

5-21-6- پیش بینی نرخ تورم در سالهای پیش رو…………………………………… 125

5-21-7- حداقل نرخ جذب کننده سرمایه گذار متاثر از نرخ پایه بهره و نرخ تورم………126

5-21-8- روش ارزش فعلی در ارزیابی اقتصادی طرح های ناسازگار………………..127

5-21-9- صورتحساب درآمد بدون وام………………………………………………. 127

5-21-10- محاسبه ارزش فعلی خالص…………………………………………….. 128

5-21-11- نرخ بازگشت سرمایه بدون در نظر گرفتن وام……………………………… 133

5-21-12- نقطه ی سر به سر تولید و قیمت سر به سر بدون در نظر گرفتن وام……. 134

5-22- تأمین وجه………………………………………………………. 136

5-22-1- صورتحساب درآمد با وام 12%……………………………………………… 137

5-22-2- جریان نقدی با وام با نرخ بهره 12%………………………………………..137

5-22-3- نرخ بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن وام 12%…………………………….. 142

5-22-4- نقطه ی سر به سر تولید و قیمت سر به سر با در نظر گرفتن وام 12%………. 143

5-22-5- صورت حساب درآمد با وام با نرخ بهره 14%………………………………… 145

5-22-6- جریان نقدی با وام با نرخ بهره 14%…………………………………………. 145

5-22-7- نرخ بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن وام با نرخ بهره 14%…………………… 150

5-22-8- نقطه ی سر به سر تولید و قیمت سر به سر با در نظر گرفتن وام با نرخ بهره 14%……….151

فصل ششم  ‌نتيجه گيري………………………………………………………… 153

6-2- پيشنهادات……………………………………………………………………. 155

پیوست 1: آماده‌سازی………………………………………………………. 156

الف- آماده سازي سطح جهت پوشش دهی…………………………………………. 156

ب- تميزکاري……………………………………………………….. 157

ج- اسيد شويي فلزات……………………………………………………….. 157

ج-1- کاربردها ………………………………………………………157

ج-2- واکنش هاي اسيدشويي……………………………………………………….. 158

ج-3- بازدارنده‌هاي اسيدشويي……………………………………………………….. 158

ج-4- عوامل ترکننده……………………………………………………… 158

د- ترکيب محلول اسيدشويي……………………………………………………….. 159

ه- اسيدشويي فولاد………………………………………………………. 160

و- اسيدشويي در محلول هاي آبدار…………………………………………………. 161

پیوست2: پرفرما……………………………………………………………………. 162

منابع………………………………………………………………………………… 177

چکیده:

 روی سطح فلزات لایه‌های اکسیدی گوناگونی تشکیل می‌شود که با عملیات شیمیایی یا حرارتی در محیط‌های مناسب می‌توان آن‌ها را پایدار نمود بطوری که محافظت‌کننده فلز پایه باشند. یکی از روش‌های ایجاد لایه اکسیدی محافظ در برابر خوردگی اتمسفری فولاد (زنگ زدگی)، فرایند آبی‌کردن است. هدف از پژوهش حاضر، مطالعه پوشش های اکسیدی فولاد به دو روش شیمیایی و حرارتی و ارزیابی این روش‌ها بر اساس معیارهای فنی و اقتصادی بود. بدین منظور سیکل‌های عملیات حرارتی و فرایند‌های شیمیایی ایجاد پوشش اکسیدی روی دو نوع ورق فولادی کم‌کربن و پرکربن اجرا شد. کیفیت سطح پوشش و مشخصات ساختاری ان توسط SEM بررسی شد. مشخصات سطح لایه‌های اکسیدی با استفاده از سیستم AFM و خواص مکانیکی آن با نانو سختی سنجی مطالعه شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش‌ها، آزمون امپدانس الکتروشیمیایی و پاشش نمک انجام شد. در روش اکسیداسیون شیمیایی از محلول‌ غلیظ شده سود به همراه نیترات سدیم استفاده شد و فرایند پوشش‌دهی در دمای 145-140 درجه سانتی‌گراد در سه زمان 10،30 و 60 دقیقه انجام گرفت. بررسی مورفولوژی پوشش‌های شیمیایی نشان داد که زمان 30 دقیقه منجر به ایجاد مورفولوژی یکنواخت می‌شود. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش‌ها آزمون امپدانس الکتروشیمیایی مشخص کرد که زمان پوشش‌دهی نقش تعیین‌کننده‌ای بر رفتار خوردگی آن دارد. پوشش اکسیدی به روش حرارتی روی دو دسته فولاد با سطح آماده سازی شده انجام شد. جهت ارزیابی تاثیر دمای عملیات حرارتی بر عملکرد پوشش اکسیدی شش دمای 300، 350، 400، 450، 500 و 600 درجه سانتی‌گراد انتخاب شد. سپس نمونه‌ها در دو محیط سرد کننده روغن و هوا سرد شدند. بررسی مورفولوژی پوشش‌های حرارتی نشان داد که دمای 450 درجه سانتی‌گراد و سرد شدن در هوا يا روغن منجر به ایجاد مورفولوژی همگن و یکنواخت می‌شود. نتایج آزمون‌های خوردگی نشان داد که مدت زمان خوردگی نمونه‌هایی آبی شده به فرایند اکسیداسیون و پارامتر‌های عملیاتی بستگی دارد که با توجه به محدوده کاربرد و نوع ورق فولادی باید بهینه‌سازی شوند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز EDS حضور فازهای اکسیدی را تایید نمود. بطور کلی مشاهده شد که رنگ نهایی لایه اکسیدی به دلیل پدیده تداخل نور در محدوده خاصی قابل کنترل است ولی مقاومت خوردگی مستقل از رنگ ظاهری آن است و به عوامل فرایند حرارتی بستگی دارد.

در بررسی‌های اقتصادی دورنمای کلی از مشخصات، اهداف، برنامه‌ها و ماموریت‌های این طرح بیان شد و در بخش تحلیل بازار و رقبا، جایگاه این طرح بررسی شد. در ارزیابی و تحلیل‌های مالی صورتحساب درآمد و نرخ بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن وام و محاسبه ارزش فعلی خالص و نقطه سر به سر تولید و قیمت سر به سر و تامین وجه آورده شده است تا دو روش پوشش‌دهی شیمیایی و حرارتی را بتوان از جنبه‌های فنی و اقتصادی مقایسه نمود. با توجه به ارزیابی اقتصادی انجام شده روش حرارتی با وام 12 درصد اقتصادی است.

فصل اول: مقدمه

لایه‌های اکسیدی گروهی از پوشش‌های تبدیلی هستند که روی آلیاژ‌های آهنی و غیر‌آهنی اعمال می‌شوند تا آن‌ها را در برابر خوردگی محافظت نمایند. انتخاب جنس پوشش به ظاهری که از قطعه انتظار می‌رود، میزان سهولت اعمال پوشش و شرایط کاربرد قطعه بستگی دارد. ورق‌های فولادی با داشتن خصوصیات بارزی مانند استحکام، شکل پذیری، فراوانی، قیمت مناسب و قابلیت تولید و تنوع محصولات، جایگاهی بی رقیب را در مصارف خانگی و صنعتی کسب کرده‌اند. از سوی دیگر موضوع خوردگی از کارایی قطعات فولادی می‌کاهد و یا عمر مفید آن‌ها را کاهش می‌دهد. به این دلیل ورق‌های فولادی با توجه به نوع کاربرد و انتظاراتی که از عملکرد آن‌ها وجود دارد، باید با لایه مناسبی پوشش داده شوند. در اکثر موارد، لایه‌های اکسیدی پایداری روی سطح فلزات تشکیل می‌شود که با عملیات شیمیایی یا حرارتی در محیط‌های معینی، می‌توان آن‌ها را چنان تثبیت نمود که محافظت کننده فلز پایه باشند [[i]].

یکی از روش‌های ایجاد لایه اکسیدی محافظ در برابر زنگ زدگی، فرایند آبی‌کردن[1] است؛ آبی‌کردن، ورق و تسمه‌های فولادی، همچنین قطعات فولادی کوچک را در برابر زنگ زدگی مقاوم می‌سازد [[ii]]. در اوایل، آبی‌کردن با استفاده از زغال چوب در دمایی حدود 750-730 درجه فارنهایت انجام می‌شد. بدین صورت که، ابتدا قطعه با استفاده از عملیات سنگ ‌زنی و سنباده به صافی سطح مطلوب رسیده و سپس با استفاده از مشعل، حرارت دهی می‌شد. آنگاه قطعه درون زغال چوب فرو برده شده و خارج می‌گردید تا باعث تغییر رنگ قطعه و ایجاد پوشش گردد [[iii]]. در دوران جنگ جهانی دوم ساخت فولاد با عناصر آلیاژی بیشتر توسعه یافت، که این فولاد‌ها در مقابل آبی‌کردن با زغال مقاوم بودند و دیگر روش‌های مرسوم آبی کردن با زغال برای آن‌ها قابل استفاده نبود. در این هنگام روش دولایت[2] توسط موزر[3] ابداع شد. در روش دولایت از کوره‌هایی با دمای 700-550 درجه فارنهایت و مواد شیمیایی متفاوتی استفاده می‌شد [[iv]].

امروزه فرایند‌های آبی‌کردن به روش‌های شیمیایی و حرارتی قابل اجرا هستند. روش شیمیایی با استفاده از گونه خاصی از نمک داغ[4] در مخزنی که دمای آن حدود 280 درجه فارنهایت است انجام می‌شود [[v]]. روش دیگری از آبی‌کردن شیمیایی روش نیتره[5] است که در آن قطعات در دمای 750-370 درجه فارنهایت به مدت 15-12 دقیقه در نمک‌های مذاب فرو برده می‌شوند؛ در مرحله بعد، قطعات پس از خنک شدن در هوا با آب گرم یا روغن شستشو داده می‌شوند [[vi]]. پوشش‌های اکسیدی آبی رنگی که به روش حرارتی ایجاد می‌شوند به دلیل هزینه کم تولید بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. از دیگر مزایای پوشش‌دهی به روش حرارتی می‌توان به سهولت کنترل ضخامت پوشش، هزینه پایین و قابلیت پوشش‌دهی روی قطعات صنعتی کوچک اشاره نمود.

علی‌رغم قدیمی بودن فرایند آبی‌کردن، تاکنون تحقیقات کافی و منسجمی در مورد ارزیابی رفتار خوردگی این پوشش‌ها انجام نشده است. لذا هدف این پژوهش، مطالعه رفتار خوردگی و مشخصات سطحی پوشش‌های اکسیدی و بررسی جنبه‌های اقتصادی ایجاد این نوع پوشش‏‌ها روی ورق‌های فولادی است که در قالب محاسبات یک واحد صنعتی صورت گرفته است. هدف اين واحد صنعتي توليد تسمه فولادي پوشش‌دار است. تسمه در بسته‌بندي انواع محصولات فولادي، قطعات سنگين و مصالح سازه‌هاي ساختماني جايگاه ويژه اي دارد.

این پایان نامه در شش فصل تنظیم شده است. در فصل دوم، مروری گذرا بر انواع روش‌های پوشش‌دهی با تأكيد بر روش مورد نظر اين پژوهش یعنی روش آبی‌کردن صورت گرفته و در فصل سوم، به اهم مواد و روش‌های به کار رفته در انجام این تحقیق اشاره شده است. پس از آن در فصل چهارم، نتايج بدست آمده از آزمايش‌های مختلف مورد ارزيابي و بحث قرار گرفته و در فصل پنجم مباحث اقتصادی مربوط به دو روش پوشش‌دهی بررسی شده است. نهايتاً در فصل ششم مباحث مطرح شده جمع بندی شده و نتيجه‌گیری نهایی ارائه گردیده است.

فصل دوم: مبانی علمی و مروری بر پژوهش ها

1-2- پوشش ها

ورق‌‌هاي فولادي با داشتن خصوصيات بارزي از جمله استحکام، شکل‌پذيري، فراواني، قيمت مناسب و قابليت توليد و تنوع محصولات، جايگاهي بي‌رقيب را در مصارف خانگي و صنعتي کسب کرده‌‌اند. از سوي ديگر موضوع واکنش محيط با آهن که منجر به زنگ زدن يا در حالت کلي‌‌تر خوردگي فلز مي‌‌شود، حفاظت آلياژ‌هاي آهني را در برابر محيط پیرامون ضروري مي‌‌سازد. بدون محافظت مناسب، ابتدا سطح قطعات و کم کم قسمت‌هاي دروني آن‌ها تحت اثر خورندگي محيط آسيب مي‌‌بيند. اين تخريب به مرور از کارايي قطعه مي‌‌کاهد و يا عمر مفید آن را کاهش مي‌‌دهد. به اين دليل ورق‌‌هاي فولادي را با توجه به نوع کاربرد و انتظاراتي که از عملکرد آن‌ها وجود دارد، بايد با لايه مناسبي پوشش داد [1].

استفاده از پوشش‌های محافظ روي فولاد نه تنها ميزان خوردگي را کنترل مي‌‌نماید بلکه در اغلب موارد، چندگانه عمل مي‌‌کند. به بيان ديگر، پوشش‌‌ها چند منظوره هستند و علاوه بر مقاومت خوردگي، خواصي مانند مقاومت در برابر خراش و سايش، لحيم‌پذيري، اصطکاک، شکل‌پذيري،‌ رنگ‌‌پذيري و زيبايي ظاهري را بهبود مي‌بخشند [2].

پوشش‌‌ها، ورق فولادي را به دو روش مي‌‌توانند حفاظت کنند، يکي با تشکيل حايل فيزيکي بين فولاد و محيط اطراف، زيرا لايه پوشش ارتباط جسم فولادي و محيط خورنده را قطع مي‌‌کند. دوم با حفاظت گالوانيک، زيرا فلزي مانند روي که در سري الکتروشيميایی فعال‌‌تر از آهن است به صورت فداشونده قطعه فولادي را محافظت مي‌‌نمايد. پوشش مورد نظر را مي‌‌توان روي قطعه ساخته شده اعمال نمود يا اينکه در انتهاي خط توليد ورق فولادی، پس از رسيدن ورق به ضخامت نهايي، آن را به صورت پيوسته پوشش داد و به بازار عرضه کرد. حالت اخير به دلايل کيفيتي و محيط زيستي رواج بیشتری يافته و به سرعت رو به گسترش است. ورق‌‌هاي پوشش‌‌داری که به صورت آماده در اختيار مصرف‌‌کننده قرار مي‌‌گيرد نه تنها از استحکام چسبندگي و مشخصات سطحي بالا‌تري برخوردار است، بلکه با حذف نیاز به خطوط پوشش‌‌دهي در واحد‌هاي کوچک از بروز مشکلات فني و زيست- ‌محيطي متعددي جلوگیری می‌کند و در مجموع از ديدگاه اقتصادي توجيه خوبي دارد. نوع پوشش‌ها بسیار گسترده بوده و ممکن است از گروه فلزات، پلیمر‌ها و لعاب‌ها باشد. ضخامت، تعداد لایه‌ها و دیگر مشخصات پوشش با توجه به کاربرد ورق تعیین می‌‏شود. پوشش‌های رایج عبارتند از؛ پوشش گالوانیزه، پوشش قلع اندود، پوشش نیکل-کروم، پوشش‌‏های نفوذی، پوشش‏‌های تبدیلی و اکسیدی و پوشش‏‌های فسفاته [[i]]. لازم به ذکر است که تولید چند نوع از ورق‌های فولادی پوشش‏دار اخیراً در کشور آغاز شده است.

براي مقاوم ساختن اجسام در موقع بهره‌برداري از پوشش‏‌های فلزي استفاده مي‌‌شود. پوشش‌‏های فلزي به دو دليل اساسي مورد استفاده قرار مي‌‌گيرند؛

 الف) به منظور تزئين فلزات

ب) براي حفاظت از قطعات فلزي

پوششی که فقط به منظور حفاظت از خوردگي فلز پايه به کار مي‌‌رود ممکن است خود ذاتاً تزیيني نباشد ولي پوششی که براي تزئين اعمال مي‌‌گردد نمي‌‌تواند مدت درازي اين نقش را داشته باشد، مگر اينکه بتواند از خوردگي فلز پايه جلوگيري بعمل آورد. بنابراين مي‌‌توان نتيجه گرفت که هدف نهايي و اصلي کاربرد پوشش‏‌ها کنترل خوردگي است [3].

2-2- تاثير پوشش بر مقاومت خوردگي

خوردگي عبارت است از تخريب نا‌خواسته يک ماده بر اثر واکنش آن با محيط اطرافش. خوردگي عامل بخش عمده‌‌اي از تخریب سازه‌‌هاي فلزي است و اهميت آن نه تنها از اين نظر است که تخریب ناشی از آن در برخی موارد ناگهاني است، بلکه بيشتر به علت حضور و تأثير همه جانبه آن مي‌‌باشد.

امروزه اهميت خوردگي فلزات بيشتر از گذشته شده است؛ زیرا در کشورهای صنعتی هزينه سالانه خوردگي به اضافه هزينه حفاظت به حدود 5/3 تا 5 درصد درآمد ناخالص ملي می‌رسد [3]. هزينه مبارزه با خوردگي را مي‌‌توان به هزينه‌های مستقيم و غير مستقيم تقسيم کرد. در هزينه مستقيم خوردگي بايد هزينه رنگ و مواد بازدارنده از خوردگي، هزينه تعميرات قطعات خورده شده و هزينه استفاده از مواد گران‌تر نظير فولاد‌هاي زنگ نزن به جاي مواد ارزان‌تر مثل فولاد‌هاي ساده کربني را در نظر داشت. در هزينه غير مستقيم خوردگي نيز بايد هزينه‌‌هاي ناشي از تعطيل شدن و يا از کار افتادن يک کارخانه به علت خوردگي تجهيزات آن، هزينه‌‌هاي خرابي و نابودي تاسيسات بزرگ به دليل خوردگي بخش کوچکي از آن، هزينه‌‌هاي اتلاف مواد مانند نشت آب و يا روغن بر اثر خورده شدن لوله‌‌ها و يا ظروف و بالاخره خطرات جاني و زيست محيطي را که گاهي غير قابل جبران‌‌اند، منظور کرد.

استفاده از عمليات سطحي براي بهبود مقاومت به خوردگي روش خاصي است که تغييري در خواص مکانيکي ايجاد نمي‌‌کند، اما مقاومت آن را در مقابل خوردگي افزايش مي‌‌دهد. عمليات سطحي را مي‌‌توان به دنبال ساخت مکانيکي قطعات انجام داد. در هر صورت روش‌هاي سطحي، عمليات تکميلي هستند. در اين روش هزينه اضافي تهيه آلياژ‌هاي ويژه حذف شده، بدين ترتيب که فلز يا آلياژ نسبتاً ارزاني نظير فولاد ساده کربني انتخاب شده و براي ايجاد خواص سطحي فلزات گران‌تر نظير کروم يا قلع روي آن پوشش داده می‌شود [3].

[7] مجموعه مقاله‌های همایش تولید و مصرف ورق قلع اندود در کشور، ویرایش فخرالدین اشرفی زاده، شرکت فولاد مبارکه، اردیبهشت 1382

[1] Bluing

[2] Dulite

[3] Mauser

[4] Chemical Hot-Salt Bluing

[5] Nitre

[1] قربانی، م، پوشش دادن فلزات، جلد 1، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، 1383.

[2] قربانی، م، پوشش دادن فلزات، جلد 2، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، 1383.

[3] مجد نیا خواجه، ف، خواجه نصیری، ن، آبکاری فلزات، جهاد دانشگاهی،1380.

[[iv]] http://www.en.wikipedia.org/wiki/Bluing_(steel)

[[v]] Kenneth, G., Surface engineering  for wear resistance, Prentice Hall, Newjersey, 1988.

[[vi]] Marjore, A., Electrofinishing, American Elsevier publishing company, NewYork, 1965.

تعداد صفحه : 201

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --