دنیای متالورژی

نام آزمایش :

چاپ گوگرد (  سولفور پرینت  )

هدف از انجام آزمایش :

بررسی جدایش و توزیع گوگرد در فولاد

توضیحات :

تمیزی فولاد که بستگی به میزان عناصر نا خالصی مضر، پایین بودن آخالهای غیرفلزی وتوزیع مناسب آنها در محصولات نهایی می باشد امروزه یکی از مهمترین عوامل مؤثر در کیفیت محصول بویژه برای فولاد هایی که در معرض تنش ودمای بالا قرار دارند می باشد . تولید وفراوری فولاد ها با کارایی بالا نیازمند استفاده از روش های ذوب وتصفیه تحت خلا می باشد .

یکی ازاین عناصر مضر گوگرد است اصولاً می توان گفت که گوگرد در فولاد باعث ترک خوردن آن به هنگام نورد در دمای بالا می گردد . این ترک خوردن به سرخ شکنی موسوم است وعلت ذوب شدن ترکیب سولفید آهن موجود در فولاد است که با اضافه کردن مقدای منگنز به فولاد (درست قبل ریختن شمش) گوگرد موجود به سولفورمنگنز تبدیل می شود که سولفورمنگنز در فولاد بی ضرراست وعملاً قابلیت تراشکاری فولاد را بهبود می بخشد .  البته باید متذکرشد که این عمل زمانی می تواند مفید باشد که توزیع ناخالصی درتمام فلز به صورت یکنواخت باشد واین توزیع یکنواخت را با اعمال شرایط انجماد مناسب ایجاد نمود . آزمایشاتی برای بررسی توزیع بعضی ازعناصرمثل گوگرد، فسفر واکسیدها وجود دارد . دراین آزمایش نحوه ی توزیع را براثر اعمال شرایط انجماد مطالعه می نماییم .

همانطور که تاکنون گفته شد ، باشروع انجماد مذاب باقی مانده از ناخالصی ها غنی شده واگر یک جبهه انجماد جهت دار را در نظر بگیریم ملاحظه خواهد شد که غلظت ناخالصی ها در جلوی جبهه انجماد جهتدار مرتباً افزایش می یابد ودر نتیجه اگرپس ازانجماد ، برشی در جهت انجماد در قطعه ایجاد کنیم وتوزیع ناخالصی ها را بررسی نماییم این افزایش را به وضوح مشاهده خواهیم کرد . حال اگر از انجماد جهت دار جلوگیری کرده وساختمان سلولی را ایجاد کنیم ، ناخالصی ها به طور پراکنده در مرز دانه ها قرارگرفته وتوزیع یکنواختی از آنها در تمامی قطعه مشاهده می شود .

روش های بررسی چاپ مجاورتی :

الف ) روش چاپ مجاورتی

ب) روش چاپ گوگرد

الف )روش چاپ مجاورتی :

چاپ مجاورتی روشی برای نشان دادن جزییات سطوح مقاطعی است که تحت اچ ماکروسکپی قررار می گیرند این روش به خصوص در مواقعی که میکروسکوپ و دستگاه های عکسبرداری دردسترس نباشد توصیه میشود.

مع ذالک باید توجه داشت که کارکردن با این روش مستلزم دارا بودن مهارت خاصی می باشد بخصوص وقتی که سطح اچ شده کاملاً تخت نباشد .

روش کار بدین شکل است که یک پوشش نازک از جوهر چاپ کن سیاه بطور یکنواخت جوهر روی غلطک قبلاً چندین بار آنرا روی یک صفحه شیشه ای که قبلاً توسط اسپاتول مقداری جوهر رویش پخش شده است جلو و عقب می بریم . سطح جوهری شده نمونه با تکه ای از ورق فوق العاده سفید تماس پیدا کرده واین واین دو محکم بیکدیگر پرس می شوند . پشت کاغذ ماده ی سخت ومقاوم مانند مقوا قرار می دهند تا توزیع فشار روی کاغذ یکنواخت باشد . وقتی که نمونه برداشته می شود جزییات سطح مقطع اچ شده روی کاغذ باید دقت کرد که دوسطح روی کاغذ چاپ خواهد شد . درموقع برداشتن نمونه ازروی کاغذ باید دقت کرد که دوسطح روی هم سرنخورند . درغیراین صورت روی سطح قطعه حاصله لکه های ایجاد خواهد شد ویا بطور کلی درهم وبرهم  می گردد . انجام صحیح این عمل احتیاج به تمرین وتجربه دارد .

مقدار جوهرلازم برای این کار بروش سعی وخطا تعیین می گردد . دراینجا باید توجه داشت که اگر مقدار جوهر کم باشد موجب روشن شدن سطح چاپ شده خواهد شد ودر این صورت جزییات سطح مقطع به وضوح چاپ نخواهد شد . اما درصورتیکه مقدار خیلی  زیادی جوهر مصرف شود یک چاپ کثیف تولید خواهد شد. اما درصورتیکه مقدار خیلی زیادی جوهر مصرف شود یک چاپ کثیف تولید خواهد شد . در این صورت نیز علت به کثیف بودن ، جزییات موجود قابل تشخیص نخواهد بود.

ب) روش چاپ گوگرد

اگرچه چاپ گوگرد را نمی توان بعنوان روش کلی برای نشان دادن ساختمان های که تحت اچ ماکروسکوپی قرار گرفته اند تلقی نمود اما این روش وسیله ای مناسب و اختصاص برای آشکار کردن وگزارش دایمی توزیع گوگرد در فولاد می باشد . می دانیم که گوگرد در فولاد می تواند به یکی از دوشکل سولفور منگنز یا سولفور آهن باشد.

سطحی که دراین روش مورد آزمایش قرار می گیرد باید کاملاً صاف وعاری از مواد خارجی از قبیل خاک ،روغن وسایر کثافات باشد .

واکنش هایی که در این آزمایش صورت می گیرد شامل :

1)FeS+H₂SO₄&FeSO₄+H₂S

2) MnS + H₂S₄ & MnSO₄ +H₂S

3) H₂S + 2AgBr & Ag₂S +2HB

یک عکس چاپ گوگرد که بطور صحیح تهیه شده باشد کاملاً واضح وخوانا خواهد بود به نحوی می تواند روشنگر واقعیت توزیع گوگرد در سطح  مقطع نمونه باشد چون هنوز مناطق رنگی تیره ای  از سولفور نقره نشانگر وجود اضافات گوگرد درروی سطح نمونه ی فلزی می باشد . تجمع این قبیل مناطق سولفیدی وجود جدایش گوگرد را نشان می دهد در صورتیکه توزیع پراکنده نقاط سولفیدی نشانگر توزیع اضافات گوگردی رانشان می دهد درصورتیکه توزیع پراکنده نقاط سولفیدی نشانگر توزیع اضافات گوگردی بصورت یکنواخت تر وکم ضرر تر می باشد .