16150

16150

بررسي تأثير نوع و ميزان زمينه فلز-كربن-آلومينا بر خواص فيزيكي و مكانيكي بدنه‌هاي آلومينا-گرافيتي

كارشناسي ارشد

سراميك

خرداد ‌ماه 1395

خرداد ‌ماه 1395

دكتر نقي زاده – دكتر رضايي

مواد و متالورژي

چكيده ديرگدازهاي آلومينا- گرافيتي، مقاومت عالي نسبت به خوردگي در برابر مذاب‌ها و سرباره‌هاي فولادسازي، مقاومت فرسايشي مناسب در برابر مذاب فلزات و مقاومت شوك حرارتي بالا دارند. در اين ديرگدازها مسئله اصلي اكسيداسيون گرافيت و كربن حاصل از چسب رزين بكار رفته مي باشد. دو راه كلي براي كاهش اكسيداسيون وجود دارد يكي تشويق ايجاد باند كربني فشرده شبه گرافيتي با افزودن فلزات انتقالي و ديگري استفاده از آنتي‌اكسيدان‌هايي مثل Al و Si است. اين تحقيق به گسترش درك فازي و ريزساختاري و مقايسه رفتار بين دو فلز انتقالي Mo و Cr با فلز آنتي اكسيداسيون Al مي پردازد. نمونه‌هاي حاوي 3 و 8 درصد وزني از هركدام از فلزات Al، Mo و Cr و ميزان 7 درصد وزني گرافيت و 5 درصد وزني رزين به همراه آلومينا توسط پرس تك‌محوره تهيه شد و پس از كيورينگ در دماي 200 درجه سانتي‌گراد و پخت در بستر ككي در دماهاي 1400، 1200 و 1000 درجه سانتي‌گراد به مدت 3 ساعت ازنظر استحكام فشاري سرد، دانسيته نسبي و مقاومت اكسيداسيوني و همچنين ريزساختاري موردبررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه نمونه‌هاي حاوي Al با تشكيل فازهاي Al4C3، AlN و احتمالاً Al2OC عملكرد بهتري را در خواصي مثل استحكام و مقاومت اكسيداسيوني داشته اند و استحكام كيورينگ آن ها kgf/cm2 713 و استحكام پخت در بستر ككي آن ها با دماي پخت 1400 درجه سانتي گراد kgf/cm2705 بدست آمد. ضمنا مقاومت اكسيداسيوني آن ها در 1000 درجه سانتي گراد نسبت به نمونه هاي ديگر 43 درصد بهبود داشته است. نمونه‌ها حاوي كروم با تشكيل فازهاي Cr7C3 و (Al0.9Cr0.1)2O3 در دماهاي مختلف نيز استحكام و مقاومت اكسيداسيوني بهتري نسبت به نمونه هاي موليبدن داشته‌اند. نمونه‌هاي حاوي موليبدن نيز با تشكيل فازهاي Mo2C و MoO2 درنهايت باعث بهبود استحكام سرد و افزايش دانسيته نسبي تا دماي 1200 درجه سانتي‌گراد شد ولي در مقاومت به اكسيداسيون تأثير خاصي نداشته است. واژه‌هاي كليدي: ديرگدازهاي آلومينا-گرافيت، مقاومت اكسيداسيوني، آلومينيوم، موليبدن، كروم

1395/09/29

Abstract: Alumina graphite refractories, have high corrosion resistance against molten steel an​d slags, good erosion resistance peroperty against molten metals an​d good thermal shock resistance. Oxidation of graphite an​d carbon of resin binder is the main issue of Alumina graphite refractories. There are generally two ways to reduce oxidation, first by encouraging the formation of compact quasi-graphite carbon bond by adding transition metals, an​d second by using antioxidants such as Al an​d Si. This research can promote the understanding of phase, microstructure, an​d the differences in the behaviors of the two transition metals named Mo an​d Cr with a metal anti-oxidant named Al. The prepared samples contain 3 an​d 8 Wt. % of Al, Cr an​d Mo, 7Wt.% graphite, 5Wt.% resin an​d alumina, formed by uniaxial press. Samples cured in 200℃ about 24h then heated to 1000, 1200, 1400 ℃ in coke an​d held for 3h at the maximum temperature.