پروژه مکانیزم تشکیل و رشد حباب‌های گازی در انجماد جهت‌دار فولاد زنگ‌نزن حاوی

خلاصه ای از پروژه:

حباب‌های گازی در آلیاژهای فلزی منجمد شده، ناشی از گاز حل شده در مذاب هستند و میزان گاز حل شده، شکل حباب‌ها را تعیین می‌کند. حلالیت گاز در مذاب با کاهش دما کم می‌شود و اگر مقدار گاز از حد حلالیت فراتر رود، ذرات گازی قبل از انجماد تشکیل شده و از سیستم خارج می‌شوند. در فرآیند انجماد، به دلیل جدایش عناصر گازی، حباب‌های گازی تشکیل می‌شوند که معمولاً به صورت کشیده هستند.

نوع دیگری از حفرات، میکرو حباب‌ها هستند که در مرحله آخر انجماد ایجاد می‌شوند و احتمالاً به دلیل انقباض حالت جامد و ارتباط با گاز موجود در مذاب شکل می‌گیرند. احتمال ایجاد این حفرات با کاهش فشار در فضاهای بین دندریتی در پایان انجماد افزایش می‌یابد. برای بررسی این پدیده، آزمایش‌هایی با سرعت‌های مختلف انجماد و مقادیر متفاوت هیدروژن انجام شد.

نتایج آزمایش‌ها نشان داد که افزایش سرعت انجماد و مقدار هیدروژن، تعداد میکرو حباب‌ها را افزایش می‌دهد و گاز موجود در مذاب، ایجاد این حفرات را تسهیل می‌کند. با افزودن پودر AL2O3 به مذاب، جوانه زنی حباب‌های ماکرو صورت گرفت و در نقطه شروع هر حباب، ذرات AL2O3 قابل مشاهده بودند. در آزمایش‌ها با مقادیر بالای هیدروژن، حباب‌های کشیده شده تشکیل شدند و قطر حباب‌ها از نقطه تشکیل افزایش یافت.

مقایسه نمونه‌ها نشان داد که با کاهش سرعت انجماد و افزایش مقدار هیدروژن، قطر حباب‌ها افزایش می‌یابد و دیواره‌های حباب تمایل به چین خوردگی دارند. در سرعت‌های پایین و غلظت بالای هیدروژن، رشد قطر حباب گازی بسیار سریع است و حباب گازی جلوی گسترش فاز جامد را می‌گیرد. با این حال، در غلظت‌های پایین هیدروژن، حباب‌های گازی به سرعت توسط ماده جامد احاطه می‌شوند.

جدایش هیدروژن در فرآیند انجماد و جوانه زنی حباب‌های گازی، پدیده‌های پیچیده‌ای هستند که به عوامل مختلفی مانند ضریب نفوذ هیدروژن، حد حلالیت هیدروژن در مذاب و جامد، و وجود ناخالصی‌ها بستگی دارند. تئوری جوانه زنی همگن و محاسبات مربوط به نیروی محرکه، به درک بهتر این فرآیندها کمک می‌کنند.

به دنبال پروژه‌های دانشجویی برتر هستید؟ پروژه‌های آماده برای استفاده با دانلود آسان در دسترس شماست!

عناوین و فهرست کلی پروژه:

مکانیزم تشکیل حباب‌های گازی در فلزات

1. انواع حباب‌های گازی در انجماد جهت‌دار کنترل‌شده
* Microopored
* Macrospores
2. منشأ حباب‌های گازی
3. تشکیل حباب‌ها به صورت کشیده
4. میکرو حباب‌ها در مرحله آخر انجماد
5. آزمایش با سرعت‌های انجماد و مقادیر مختلف هیدروژن
* کنترل اتمسفر کوره
* نگهداری آلیاژ ذوب‌شده
6. آزمایش فاز تعادلی برای تعیین حلالیت هیدروژن
* چگونگی اندازه‌گیری مقدار هیدروژن تعادلی
* آزمایش تعادلی زیر درجه حرارت جامد
* آزمایش تعادلی بالای درجه حرارت مذاب
* تعیین هیدروژن محلول با گاز کروماتوگرافی
7. نتایج مقدار هیدروژن محلول
8. آزمایشات انجماد کنترل‌شده
* تسهیل ایجاد حفرات گازی توسط گاز موجود در مذاب
* جوانه‌زنی حباب‌های ماکرو با پودر AL2O3
* تشکیل حباب‌های کشیده در مقادیر بالای هیدروژن
9. آزمایشات انجام شده
* فولاد زنگ نزن با ترکیب شیمیایی خاص
* درجه حرارت مذاب و دامنه انجماد
* وسیله استفاده شده در آزمایش
* تأثیر سرعت انجماد و مقدار هیدروژن بر قطر حباب
10. بحث
* جدایش هیدروژن
* محتوی هیدروژن
* پروسه جوانه‌زنی
* انرژی اکتیواسیون برای جوانه‌زنی
* رشد حباب گازی
* تئوری عملی رشد حباب
* نتیجه محاسبات
* فرایند تشکیل میکروحباب‌ها
11. نتیجه‌گیری
* بررسی پروسه ایجاد حباب‌های گازی با تکنیک انجماد مستقیم
* زنجیره تشکیل حباب‌های کشیده
* مدل ریاضی برای رشد حباب‌های گازی
* تاثیر مقدار گاز و سرعت انجماد در تشکیل میکروحباب‌ها
* علت جوانه‌زنی همگن حباب‌های گازی، افت فشار انقباضی در حین انجماد
* سایز کانال بین دندریتی