واژه نامه

استنلس استیل (stainless steel) یا فولاد زنگ­ نزن، فولادی با کربن پایین است که حداقل 10% کروم دارد. این آلیاژ به علت داشتن مقاومت به خوردگی عالی یکی از پرکاربردترین مواد مهندسی می­باشد. این مقاومت به دلیل تشکیل لایه سطحی اکسیدکروم می­باشد.

استنلس استیل نسوز (Heat Resistant stainless steel ) استنلس استیل­ هایی هستند که در گستره دمایی 1200-500 درجه سلسیوس مورد استفاده قرار می­گیرند و دارای مقادیر کروم و نیکل بالایی می­باشند.

مفهوم بگیر و نگیر به استنلس استیلی که خاصیت مغناطیسی داشته باشد و توسط آهن­ربا جذب شود بگیر و به استنلس استیلی که توسط آهن­ربا جذب نشود نگیر می­گویند.

خوردگی به طور کلی به صورت از بین رفتن مواد به علت واکنش با محیط تعریف می­شود.

خوردگی یکنواخت توسط یک واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی که به طور یکنواخت در سراسر سطحی که در تماس با محلول خورنده قرار دارد دیده می­شود و هیچ مکانی به مکان دیگر ارجح نمی­ باشد، مانند زنگ زدن فولاد.

خوردگی گالوانیکی از نوع خوردگی الکتروشیمیایی می­باشد. زمانی که دو فلز غیر هم­جنس در تماس با یکدیگر و در یک محیط هادی یا خورنده قرار بگیرند، اختلاف پتانسیل بین آن دو موجب برقراری جریان الکترون بین آن­ها می­شود. در مقایسه با حالتی که این دو فلز در تماس یکدیگر نیستند، خوردگی فلزی که مقاومت کمتری دارد، افزایش یافته و برعکس، خوردگی فلز مقاوم­تر، کاهش می­یابد. از نظر خوردگی در کوپل گالوانیکی، فلز مقاوم­تر کاتدی شده و فلز با مقاومت کمتر، آندی می­شود. فلز کاتدی معمولا یا خورده نمی­شود یا خیلی کم دچار خوردگی می­شود.

حفره­ دار شدن (Pitting) یکی از مخرب­ترین انواع خوردگی و شدیدترین نوع خوردگی موضعی می­باشد. این پدیده باعث سوراخ ­شدن فلز می­شود. این حفره ­های ایجاد شده می­تواند اندازه­ های مختلفی داشته باشد ولی در بیشتر موارد، قطر آن­ها کوچک است.

 

خوردگی رشته­ ای یا فیلامنتی نوعی خوردگی شیاری است که در ظاهر شباهتی به آن ندارد. در بیشتر موارد در زیر پوشش­های سطحی رخ داده و به همین دلیل به آن خوردگی زیر پوشش هم می­گویند. در ظاهر به شکل رشته ­های بسیار باریک که در جهات مختلف گسترش یافته ­اند دیده می­شود. این رشته­ ها بدون میکروسکوپ هم قابل مشاهده­ اند.

 

خوردگی شیاری اکثرا در شیارها و مناطقی از سطح فلز که حالت مرده دارند و درمعرض محیط خورنده قرار دارند، رخ می­دهد. معمولا با مقادیر کمی از محلول که در اثر وجود شیار حالت سکون و مرده را پیدا کرده است، همراه است. این شیار هم باید به اندازه کافی باز باشد تا مایع بتواند داخل آن شود و هم آنقدر باریک باشد تا یک منطقه ساکن به وجود آورد.

 

خوردگی بین­ دانه ­ای طبیعت مرزدانه نسبت به خود دانه فعال­تر می­باشد، اگر فلزی در شرایط خاص ناپایدار باشد و خورده شود، از آنجایی که مرزدانه کمی فعال­تر از خود دانه­ ها می­باشد، خوردگی یکنواختی ایجاد می­شود. اما در بعضی شرایط، مرزدانه­ ها نسبت به دانه­ ها خیلی فعال­تر شده و به خوردگی بین­دان ه­ای حساس می­شوند. این نوع خوردگی موضعی و متمرکز در مرزدانه­ ها یا نواحی نزدیک به آن­ها را که در آن، خود دانه اصلا خورده نشده یا خوردگی جزئی دارد، خوردگی بین­ دانه­ ای می­گویند.

خوردگی سایشی (erosion corrosion) عبارت است از افزایش سرعت خوردگی و یا از بین رفتن فلز در اثر حرکت نسبی بین یک مایع خورنده و سطح فلز.

خوردگی تنشی (Stress Corrosion) یا خوردگی توام با تنش، ترک خوردن ناشی از اعمال همزمان تنش کششی و محیط خورنده روی فلز را گویند. بسیاری از منابع، تخریب­های ناشی از تردی هیدروژنی را نیز در این دسته قرار می­دهند اما این دو نوع ترک خوردن با تغییر دادن عوامل محیطی، رفتارهای مختلفی نشان می­دهند. به عنوان مثال حفاظت کاتدی راهی موثر برای جلوگیری از خوردگی تنشی بوده حال آن که تردی هیدروژنی را تسریع می­کند.

 

خواص مکانیکی (mechanical properties)  عکس­العمل ماده را در برابر نیروهای فیزیکی توصیف می­کنند. خواص مکانیکی در نتیجه خواص فیزیکی ایجاد می­شود که برای هر ماده ذاتی هستند و از طریق مجموعه­ای از تست­های مکانیکی استاندارد تعیین می­شوند.

شکل­پذیری (Ductility)  یک خاصیت ذاتی و کیفی ماده است، مقیاسی برای اندازه­گیری قابلیت مواد برای تغییر شکل پلاستیکی پیش از گسیختگی، که به صورت درصد ازدیاد طول یا درصد کاهش سطح مقطع به دست آمده از آزمون کشش بیان می­شود.

 

چقرمگی (Toughness) به مقاومت مواد در برابر شکست در اثر اعمال تنش گفته می­شود. چقرمگی سطح زیر نمودار تنش-کرنش می­باشد و به صورت انرژی جذب می­شود، در نتیجه ماده­ای که دارای چقرمگی بیشتر باشد برای شکست نیاز به انرژی بیشتری دارد.

خزش (creep)  تغییر فرم دائم با گذشت زمان در یک ماده که تحت تنش یا نیروی ثابت قرار دارد، می­باشد و این امر در دمای بالا (بیش از دمای تبلور مجدد) اهمیت بیشتری دارد. برای تعیین منحنی خزش مهندسی یک فلز، نیروی ثابتی را به یک نمونه کششی در دمای ثابت اعمال می­کنند و کرنش نمونه بر حسب تابعی از زمان تعیین می­گردد.

 

خستگی فلزات (Metals Fatigue)  وقتی اتفاق می­افتد که فلز تحت تنش تکراری یا نوسانی قرار گیرد که منجر به شکست ناگهانی قطعه می­گردد. با پیشرفت صنعت و افزایش تعداد وسایلی از قبیل خودرو، هواپیما و ... که تحت بارگذاری تکراری و ارتعاشی هستند، خستگی بیشتر متداول شده و اکنون عامل حداقل 90% شکست­های ناشی از دلایل مکانیکی حین کار است.

 

تنش و کرنش (stress and strain) هنگامی که مواد مختلف تحت بارگذاری قرار می­گیرند، مفهومی به نام تنش و کرنش معنا پیدا می­کند. تنش عبارت است از حاصل تقسیم نیرو بر واحد سطح و کرنش نسبت تغییرات طول نمونه به طول اولیه ان است.

 

آستنیت (Austenite)  محلول جامد کربن در آهن گاما است. این فاز دارای ساختار بلوری FCC است و حلالیت کربن در آن خیلی بیشتر از فریت آلفا است. حلالیت کربن در آستنیت در دمای 1148 درجه سلسیوس به حداکثر مقدار خود یعنی 2.08 درصد می­رسد و سپس در 723 درجه سلسیوس به 0.8 درصد کاهش می­یابد. مانند فریت آلفا، اتم­های کربن به صورت بین­نشین اما به میزان بیشتر در شبکه FCC حل می­شوند. مبنای آبدهی فولادها همین اختلاف حلالیت کربن در آستنیت و فریت آلفا است.

مارتنزیت برای مدت­ها فقط به ساختار سخت حاصل از سرد کردن سریع فولادهای کربنی اطلاق می­شد. این واژه برای قدردانی از متالورژ آلمانی به نام مارتنز مورد استفاده قرار گرفته است. در آلیاژهای آهن-کربن و فولادها، مارتنزیت از سرد کردن سریع آستنیت به وجود می­آید.

استحکام تسلیم (Yield Strength)  تنشی است که در آن تسلیم یا شروع تغییر شکل پلاستیک مشاهده می­شود. در بیشتر مواد انتقال از رفتار الاستیک به پلاستیک تدریجی است و تعیین دقیق نقطه شروع تغییر شکل پلاستیک مشکل است.

 

استحکام کششی نهایی (Ultimate Tensile Strength)  ماکزیمم تنش کششی است که نمونه تحمل می­کند و به صورت نسبت نیروی ماکزیمم به سطح مقطع اولیه نمونه تعریف می­شود.

 

ازدیاد طول (Elongation)  یکی از معیارهای شکل­پذیری ماده است که از آزمون کشش به دست می­آید. ازدیاد طول بر حسب درصد بیان می­شود و از تقسیم تغییر طول نمونه آزمون در هنگام شکست نسبت به طول اولیه آن بر طول اولیه به دست می­آید.

 

کاهش سطح مقطع (Area Reduction) همانند ازدیاد طول یکی از معیارهای شکل­پذیری ماده است که از آزمون کشش به دست می­آید. کاهش سطح مقطع هم بر حسب درصد بیان می­شود و از تقسیم تغییر سطح مقطع نمونه آزمون در هنگام شکست نسبت به سطح اولیه آن بر سطح اولیه به دست می­آید.

 

فریت (Ferrite) محلول جامد کربن در آهن آلفا است. ساختار بلوری این فاز BCC است. حد حلالیت بسیار محدود کربن در فریت آلفا، توسط منطقه بسیار کوچک فریتی در سمت چپ دیاگرام آهن-کربن مشخص شده است.

 

آنیل کردن این فرآیند شامل گرم کردن ماده تا دمایی مناسب، نگه­داری در آن دما در زمان مشخص و کافی و سپس سرد کردن آن با سرعت مناسب تا دمای محیط می­باشد. کلمه آنیل (بازپخت) مفهوم گسترده­ای داشته و هم در بخش فلزات و آلیاژهای آهنی و هم غیرآهنی کاربرد دارد. این عملیات عموما برای نرم کردن مواد فلزی انجام می­شود و در نتیجه آن خواصی مانند قابلیت ماشین­کاری، خواص الکتریکی، قابلیت کار سرد و ساختار آلیاژ تغییرقابل توجهی می­کند.

 

تمپر کردن یا برگشت دادن عبارت است از گرم کردن مجدد فولاد یا چدن سخت شده تا پایین­تر از دمای استحاله یوتکتوئید (معمولا کمتر از 700 درجه سلسیوس)، نگهداری در این دما به مدت مشخص و سپس آهسته سرد کردن تا دمای محیط. کوئنچ کردن باعث ایجاد تنش­های داخلی در قطعات شده که موجب ایجاد تردی و شکنندگی در آن می­شود. به همین علت به جز در مواردی که سختی بسیار بالایی مورد نیاز باشد، از فولادهای کوئنچ شده استفاده نمی­شود. در این مرحله می­بایست فولاد قبل از استفاده تمپر شود. با انجام این عملیات روی آلیاژهای سخت شده، خواص مکانیکی آلیاژ تعدیل می­شود.

 

تنش­ گیری (Stress Relieving)  مشابه عملیات تمپر کردن بوده که در آن آلیاژ آهنی تا پایین­تر از دمای استحاله یوتکتوئیدی گرم شده و پس از طی زمان مورد نظر، به آرامی تا دمای محیط سرد می­شود. هدف اصلی عملیات تنش­گیری، آزاد شدن تنش­های ناشی از فرآیندهای شکل­دهی مانند نورد، ماشین­کاری و یا جوشکاری می­باشد.

 

کوئنچینگ (آب­دهی) (Quenching) به فرآیند سردکردن سریع قطعه موردنظر از دمای خاص پروسه عملیات حرارتی گویند که در مورد فولاد یا آلیاژ آهنی به سرد کردن از دمای آستنیتی، کوئنچینگ یا آب­دهی می­گویند.

 

اکستروژن (Extrusion) یا روزن­رانی روشی نسبتا جدید برای فلزکاری است که به فشردن مواد در یک محفظه بسته اطلاق می­شود.

کشش عمیق(Deep Drawing)  نوعی فرآیند فلزکاری است که برای شکل دادن ورق صاف به محصولات فنجانی شکل مانند وان حمام، سینک ظرفشویی، گلگیر اتومبیل مورد استفاده قرار می­گیرد. این عمل با قرار دادن لقم ه­ای به اندازه مناسب روی قالب شکل­ دار و فشار دادن فلز به داخل قالب انجام می­شود.

 

آهنگری (Forging) کار بر فلز توسط پرس­کاری و درآوردن آن به یک شکل مفید است. آهنگری از قدیمی­ترین هنرهای فلزکاری است. در این فرآیند نیروهای بزرگی به کار گرفته می­شود و لوازم کار اغلب بسیار سنگین هستند.

 

رسوب­ سختی (Precipitation Hardening) یک نوع عملیات حرارتی است که در طی آن رسوبات به صورت ریز و یکنواخت در فاز نرم زمینه پراکنده و مانع حرکت نابجایی­ها در شبکه بلوری شده، و به این صورت سختی و استحکام آلیاژ افزایش می­یابد.

 

اسیدشویی(Pickling) فرآیندی است که در یک واکنش شیمیایی، پوسته اکسیدی روی سطح ورق به وسیله یک محلول مناسب از اسید حل و تمیز می­شود. کار اسیدشویی می­تواند به وسیله حمام ­های دربردارنده اسید، به صورت نیمه پیوسته و یا پیوسته انجام پذیرد.

سوپرآلیاژ (Superalloy) آلیاژی است که از نظر اکسایش و حفظ استحکام در مقابل حرارت بیش از یک­سوم نقطه ذوب خود، مقاوم است. عنصر پایه سوپرآلیاژ معمولا نیکل، کبالت یا آهن-نیکل است. سوپرآلیاژ استحکام زیادی در دماهای بالا دارد و در برابر خزش، خوردگی و اکسایش مقاوم است.

 

ورق (Sheet)  به شکلی از فلزات گفته می­شود که به شکل سطوح گسترده و در حالت­ های بریده و رول تولید می­شوند و در صنعت کاربرد بسیاری دارد.

ریخته­ گری پیوسته شمش (continuous casting) یکی از راه ­های تولید شمش و نخستین گام از تولیدات نورد می­باشد. استفاده از روش ریخته ­گری پیوسته یک پدیده بسیار مهم و پیشرفته متالورژیکی است که در آن سرعت تولید شمش بسیار افزایش می­یابد و کیفیت متالورژیکی شمش نیز به دلیل یکنواختی تولید بهبود می­یابد. یکنواختی و بی­عیب بودن شمش­ها در این روش سبب شده که ضایعات تولید در هنگام نورد کمتر و تولید اقتصادی ­تر شود.  

 

رویین شدن (Passivation)  به فرآیند مقاوم شدن استنلس استیل در مقابل خوردگی و زنگ زدن با شکل­گیری لایه اکسیدی Cr₂O₃ می­گویند.

 

عملیات حرارتی (Heat Treatment)  در مفهوم کلی عبارت است از گرم و سرد کردن کنترل شده آلیاژها در حالت جامد و بدون ایجاد تغییر شکل در آن­ها، جهت رسیدن به خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب. عملیات حرارتی انواع مختلفی داشته و هرکدام اثرات ریزساختاری متفاوتی دارد. از انواع آن می­توان به آنیل یا بازپخت، تنش­گیری، همگن­ کردن، کوئنچ کردن یا آبدهی، تمپر کردن یا برگشت دادن، سخت کردن سطحی اشاره کرد.

 

کار سرد (Cold Working) یکی از فرآیندهای مهم صنعتی برای سخت کردن مواد شکل­پذیر است که قابلیت عملیات حرارتی ندارند. مکانیزم سخت شدن مواد در این روش افزایش چگالی نابجایی­ها است. کار سرد توسط شکل­دهی به قطعه کار در زیر دمای تبلور مجددش توصیف می­شود. انواع کار سرد شامل آهنگری (forging)، نورد (rolling)، اکستروژن (extrusion) و کشیدن (drawing) می­باشد.

سخت­ کردن سطحی (Surface or Case hardening) نوعی عملیات حرارتی که در آن با استفاده از شرایط خاص کاری و محیطی سطح قطعه را سخت کرده در حالی که ترکیب شیمیایی داخل قطعه تغییر نمی­کند و در نهایت قطعه­ ای حاصل می­شود که سختی سطحی مطلوب در کنار چقرمه بودن دارد.

 

FCC یا (Face Centered Cubic) یا مکعب با سطح مرکزدار یکی از شبکه­ های کریستالی است. در این شبکه هشت اتم در گوشه­های مکعب و شش اتم در مراکز شش وجه مکعب قرار می­گیرند. این شبکه دارای بیشترین فشردگی و کمترین فضای خالی در بین شبکه­ های مکعبی است. آلومینیوم، نیکل، مس، طلا، نقره، سرب، پلاتین و آهن گاما ساختار FCC دارند.

 

BCC یا (Body Centered Cubic) یا مکعب مرکزدار یکی از شبکه ­های کریستالی است. در این شبکه هشت اتم در گوشه ­های مکعب و یک اتم در مرکز مکعب قرار می­گیرد. کروم، تنگستن، آهن آلفا، آهن دلتا، مولیبدن، وانادیم و سدیم در این شبکه متبلور می­شوند.