Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,Ali Esehaghbeygi
سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nilufar Dastmozd
نیلوفر دستمزد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Power harrow is one of the rotary tillage machines that are regarded in recent years. This implement used for secondary soil manipulation and seed bed preparation. Blades of power harrow are working in soil to the depth of 250-280 mm, improvement soil drainage. The blades of power harrow are subjected to wear and failure,so those must be have impact and wear resistance properties that these properties are inverse. In Iran, blades of power harrow import from factories as Kuhn,in France or Maschio-Gaspardo,in Italy, and so far not successful production or economical. The quality and durability of the blade is depends on the suitable material and its heat treatment. Analysis of blade material imported by Maschio-Gaspardo and for producehigh-alloy steels in Iran as well as reasonable prices, smanth steel 16MnCr5 with the standard number of DIN1/7131, as steel basis were selected to conduct operations at different heat treatment. Five heat treatments consist of gas carburizing, carburizing-austempering, quenched, and tempering 150°C, quenched and tempering 300°C, and austempering was applied on 16MnCr5. An apparatus test abrasive wear was built (according to the standards ASTM G105-89) and wear resistance of treated steel were investigated exposed to wet sand (Quartz) and rubber wheel. The properties of impact resistance and hardness of steel was measured, using Charpy and Vickers test method,respectively. The microstructure of the steel was determinate by using optical microscope. ANOVA showed the three heat treatments, gas carburizing, austempering, and carburizing-austempering with microstructures martensitic, lower bainite, and upper bainite had higher hardness, impact resistance, and wear resistance, respectively. Tempering temperature increases from 150 to 300°C reduces the impact resistance due to temper embrittlement. The relationbetween hardness and impact energy is linear with negative slope, and the R 2 =0.815. The hardness of rubbery wheel and its mass of wear showed in all steel samples subjected heat treatment with increasinghardness rubbery wheel mass of wear increased. This reason was reduced in rubbery resilient properties and lower penetrates particle abrasive in rubber. According to coefficient of variation, the effect ofheat treatment on failure energy of samples was more than hardness and resistances wear. Upper bainite microstructure in gas carburizing treatment found the best structure to compare others microstructures to achieve best properties, hardness, wear resistance, and impact resistance in steel 16MnCr5 to be close to the Maschio-Gaspardo blade made in Italy.
هرس دوار تیغه عمودی (سیکلوتیلر) از جمله ماشینهای خاک ورز دوار می باشد، که در سال های اخیر مورد توجه قرارگرفته است. تیغه های هرس دوار تیغه عمودی با کار کردن در عمق 280-250 میلی متر، زهکشی و تنفس خاک را بهبود می بخشند. تیغه های دوار در حین کار در مزرعه، در معرض سایش و شکست قرار دارند، بنابراین باید هر دو خصوصیت مقاومت سایشی (سختی) و مقاومت در برابر ضربه (چقرمگی) که اثر معکوسی روی هم دارند را، داشته باشند. در ایران تیغه های هرس دوار محور عمودی به صورت وارداتی از کارخانه هایی مانند کوهن فرانسه یا ماسکیو-گاسپاردو ایتالیا وارد کشور می شود و تاکنون یا اقدامی برای تولید آن ها صورت نگرفته است و یا آن اقدامات موفقیت آمیز نبوده اند و یا هزینه تولید آن ها مقرون به صرفه نبوده است. برای تولید چنین تیغه هایی لازم است که کیفیت و دوام آن ها مورد قبول کشاورزان باشد. کیفیت و دوام تیغه بستگی به انتخاب جنس مناسب و انتخاب عملیات حرارتی مطلوب دارد. با توجه به آنالیز جنس تیغه وارداتی ماسکیو-گاسپاردو ایتالیا به روش کوآنتومتری و نیز با توجه به فولادهای آلیاژی تولید داخل و همچنین قیمت مناسب، فولاد 16MnCr5 با شماره استاندارد 7131/1DIN از خانواده فولادهای سمانتاسیون، به عنوان فولاد پایه، جهت انجام عملیات حرارتی مختلف انتخاب شد. بدین منظور پنج عملیات حرارتی شامل کربوراسیون گازی، کربوراسیون-آستمپرینگ، کوئنچ و بازپخت در دمای 150 سانتی گراد، کوئنچ و بازپخت در دمای 300 درجه سانتی گراد و آستمپرینگ، بر روی فولاد 16MnCr5 اعمال شد. سپس با ساخت یک دستگاه سایش خراشان (مطابق استاندارد ASTM-G105-89) مقاومت سایشی فولاد تیمار شده در مجاورت شن مرطوب، اکسید سیلیسیم (کوارتز) و چرخ لاستیکی بررسی گردید. همچنین خصوصیات مقاومت به ضربه و سختی فولاد نیز به ترتیب با استفاده از دستگاه آزمایش ضربه به روش چارپی و دستگاه سختی سنج به روش ویکرز اندازه hy;گیری شد. همچنین به منظور بررسی ریز ساختار فولاد، از میکروسکوپ نوری استفاده گردید. آنالیز واریانس نشان داد که سه تیمار عملیات حرارتی کربوراسیون گازی، آستمپرینگ و کربوراسیون-آستمپرینگ به ترتیب با ریز ساختارهای مارتنزیت، بینیت پایینی و بینیت بالایی، دارای بیشترین مقادیر سختی، انرژی شکست و مقاومت سایشی بود. افزایش دمای بازپخت از 150 به 300 درجه سانتی گراد سبب کاهش انرژی شکست شد که آن را می توان ناشی از پدیده تردی بازپخت دانست. همچنین بررسی رابطه سختی و انرژی شکست نشان داد که بین این دو کمیت، رابطه خطی با شیب منفی و با ضریب تعیین 815/0 برقرار است. همچنین بررسی رابطه سختی چرخ لاستیکی (در دستگاه سایش) و جرم سایش نشان داد که در تمامی فولادهای تحت تیمارهای عملیات حرارتی، با افزایش سختی لاستیک، میزان جرم سایش نیز افزایش یافت که دلیل آن کاهش خاصیت ارتجاعی لاستیک و در نتیجه نفوذ کمتر ذرات ساینده در داخل لاستیک بود. با توجه به مقادیر ضریب تغییرات جداول تجزیه واریانس، تأثیر نوع عملیات حرارتی بر انرژی شکست، بیشتر از سختی و مقاومت به سایش نمونه ها بود. ریز ساختار بینیت بالایی که در شناسه کربوراسیون گازی- آستمپرینگ فولاد 16MnCr5 به وجود آمد، بهترین ریز ساختار برای دست یافتن به ترکیب مناسب از خواص سختی، انرژی شکست و مقاومت سایشی شناخته شد که بیشترین نزدیکی را به خصوصیات تیغه وارداتی ماسکیو-گاسپاردو کشور ایتالیا داشت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی