استاد : جناب آقای مهندس رفیعی پروژه درس پلاستیسیته استاد : جناب آقای مهندس رفیعی نورد Rolling گرد آورندگان : مرتضی موید مهدی کریمی سعید طغیانی

نورد، فرایندی است که درآن قطعه کارتوسط نیروهای فشاری که ازطرف، دویا بیشتراز دو غلتک به آن وارد می شود و در این فرایند هم زمان ضخامت قطعه ی کارکاسته می شود. محصول حاصل از نورد به صورت میله، تسمه، ورق، تیرآهن و... به بازار عرضه می شود، در این فرایند قطعه ی کار را به دوصورت سرد یا گرم وارد فضای بین دو غلتک می نمایند.

)cold rollingنورد سرد ( 2- introduction _hot &cold rolling process(معرفی نورد سرد و گرم ) 1- نورد گرم (hot rolling ) نورد گرم به نوردی گفته می شود که دمای قطعه ی در حال نورد کاری بالاتر از دمای تبلور مجدد(recrystallization) آن باشد. )cold rollingنورد سرد ( 2- در صورتی که دمای قطعه پایین تر از دمای تبلور مجدد باشد به آن نورد سرد می گویند.

*-اگر فلز عبور داده شده از بین دو غلتک گرم شده باشد به شکلی که دارای دمای حدود 1100 درجه سانتیگراد باشد، نورد را گرم می نامند. نورد گرم روی شمش ها یا تختالهایی که میزان کاهش ضخامت یا سطح مقطع مورد نظر در آنها زیاد باشد انجام می گیرد گرم کردن باعث نرم شدن فلز و در نتیجه کاهش نیروی لازم برای نورد می شود اگر تغییر ضخامت یا سطح مقطع فلز پس از نورد کم باشد دیگر نیازی به گرم کردن نیست به عبارت دیگر در این حالت نیروی مورد نیاز برای نورد کم است.

مزایای نورد گرم: Flow stresses_کم بودن تنش های جاری تولید ورق حاصل از نورد گرم را به با نورد سرد مسطح می کنند تا مشتری پسند تر باشد. مزایای نورد گرم: Flow stresses_کم بودن تنش های جاری -نیاز به نیرو وقدرت کمتر برای شکل دهی -چکش خواری بالا وشکل پذیری بالا -قابلیت تولید شکل با هندسه پیچیده -قابلیت جوشکاری -ارزان تر بودن محصولات نورد گرم دمای نهایی مطلوب برای چند پروسه حرارتی پروسه حرارتی دما شکل دادن فولاد کم کربن 2350 شکل دادن فولاد با کربن بالا وآلیاژ 2180 شکل دادن فولاد ضد زنگ 2300

نورد سرد: این نوع نورد معمولا در دماهای اتاق انجام می گیرد نورد سرد: این نوع نورد معمولا در دماهای اتاق انجام می گیرد.گرچه این دما می تواند تا دماهای 100-200 درجه نیز افزایش بیابد. از ویژگی های این نوع نورد می توان به افزایش سختی ماده موردنظر, افزایش نابجایی در ساختار کریستالی )yield stress افزایش تنش تسلیم(, کاهش قابلیت چکش خواری ,جهت گیری دانه ها در جهت تغییر فرم حداکثر و وجود غلتک های پشتیبان با قطر بالا جهت اعمال فشار لازم به غلتک های کاری اشاره کرد.

مزایای نورد سرد: -در غیاب سرما واکسیداسیون تلورانس کمتر و پرداخت سطح بهتری حاصل می شود.(برخلاف نوردگرم دارای پوشش اکسیدی) -روغن کاری راحت تر انجام می گیرد. -قابلیت تولید ورق های نازک -قابلیت کنترل ویژگی های نهایی ماده مثلا در صورت نیاز به قدرت بالا می توان این ویژگی موجود را حفظ کرد ویا در صورت نیاز به چکش خواری اندازه دانه ها قبل از آنیل شدن کنترل شوند.

دستگاه های نورد )Sheet rolling machinesماشین نورد ورق (   محصولات این نورد شامل صفحه ی صاف و ورق می باشد. صفحه به محصولی گفته می شود که ضخامت آن بیشتر از 6 میلیمتر باشد. صفحه برای سازه هایی مانند بدنه کشتی، دیگ بخار ، پل ها و ... به کار می رود. ضخامت ورق معمولا کمتر از 6 میلیمتر است و برای بدنه اتومبیل ، هواپیما، لوازم خانگی و ... استفاده می شود. )Rollforming machineماشین نورد فرم دهی ( محصولات این نوع نورد اشکال مختلفی به خود می گیرند. مانند تیر آهن، انواع مقطع ساختمانی ، ریل و... .

Terminologyاصطلاحات علمی • Bloom is the product of first breakdown of ingot (cross sectional area > 230 cm2). • Billet is the product obtained from a further reduction by hot rolling (cross sectional area > 40x40 mm2). • Slab is the hot rolled ingot (cross sectional area > 100 cm2 and with a width ≥ 2 x thickness). • Plate is the product with a thickness > 6 mm. • Sheet is the product with a thickness < 6 mm and width > 600 mm. • Strip is the product with a thickness < 6 mm and width < 600 mm.

(Typical arrangement of roolers for rolling mills)چیدمان غلتک ها در ماشین های نورد 1-دوطبقه یا دو غلتکی 4- چهار طبقه 2- دو طبقه برگشتی 5- ماشین نورد خوشه ای 3-سه طبقه

می شوند که تا ابعاد (شعاع) غلتک های اصلی کم ودر نتیجه سطح تماس * در آرایش سه طبقه قطعه ی کار مابین غلتک های بالایی وپایینی در یک جهت، ومیانی وپایینی در جهت مخالف حرکت می نماید تا بازدهی کار بالا رود بدیهی است که فاصله ی بین غلتک های بالا ومیانی از فاصله ی بین دو غلتک میانی وپایینی بیشتر خواهد بود. *در این نوع آرایش و آرایش چهار طبقه غلتک های پشتیبانی باعث می شوند که تا ابعاد (شعاع) غلتک های اصلی کم ودر نتیجه سطح تماس کم تر شود .

)Continuous rollingنورد مداوم ( چندین جفت غلتک به دنبال همدیگر قرار داده شده است، در این آرایش که فاصله ی دو جفت غلتک های بعدی از دو جفت غلتک های قبلی کمتر باشد، تا ضخامت قطعه به تدریج کم شود.

)shaped rolling or section rollingنورد فرم دهی یا نورد مقاطع( این نوع نورد جهت تولید محصولاتی که سطح مقطع آن ها چهار گوش نبوده ودارای شکل های متفاوت می باشند مورد استفاده قرار می گیرند. در این فرایند قطعه کار الزاماً باید از چندین جفت غلتک عبور کند تا شکل هندسی مورد نظر در سطح مقطع محصول ایجاد گردد.

کالیبر: غلتکهای نورد دارای شیارهایی باشند که به مرور و با گذر شمش از هر کدام از آنها ، سطح مقطع به محصول نهایی نزدیک ونزدیک تر شود. به سطح مقطع حاصل از قرار گرفتن قرینه دو شیار از دو غلتک که روی هم یا کنار هم قرار گرفته اند کالیبر می گویند . وقتی شمش از کالیبر عبور می نماید شکل و اندازه کالیبر را به خود می گیرد پس از عبور فلز از چندین کالیبر پروفیل مورد نظر بدست می آید. به عبارت دیگر شمش به محصول نورد تبدیل خواهد شد.

قفسه: برای اینکه غلتکهای نورد بتوانند نیروی لازم را به شمش اعمال کنند نیاز است که روی تجهیزات فلزی نصب شوند به شکلی که هم بتوان نیروی چرخشی به آنها اعمال کرد و هم فاصله غلتکها را تنظیم نمود این تجهیزات فلزی را قفسه می نامند. انواع قفسه: با توجه به نوع نورد قفسه ها به دو دسته مداوم و غیر مداوم ( رفت وبرگشتی ) تقسیم می شوند 1- قفسه ی غیر مداوم: در نورد غیر مداوم غلتکهای قفسه دارای چندین کالیبر می باشند ودر هر مرحله شمش از یکی از کالیبرها عبور کرده سپس جهت حرکت غلتکها عکس شده و شمش مجددا از کالیبر دیگری برگشت می کند هنگام برگشت شمش را 90 درجه می چرخانند تا جهت نورد عوض شود رفت وبرگشت می تواند از یک کالیبر نیز انجام شود در این صورت هنگام برگشت فاصله غلتکها کم می شود پس از چندین رفت وبرگشت نهایتا شمش نورد می شود . در نورد غیر مداوم قفسه ها می توانند دارا سه غلتک کاری هم باشند در این حالت نیاز است میز یا حرکت شمش قابلیت حرکت عمودی داشته باشد تا بتواند شمش را به میان غلتک بالایی و میانی یا پایینی و میانی هدایت کند. 2- قفسه ی مداوم در نورد مداوم حرکت شمش یک جهته بوده وشمش هم زمان در چندین قفسه می باشد در یک خط نورد مداوم مقاطع نیاز است که قفسه ها یک در میان به صورت افقی وعمودی قرار گیرند تا از هم ضخامت و هم از پهنای شمش به صورت یکنواخت کاسته شود.

(Seamless ring rolling( نورد حلقه بدون درز

Ring rolling

Simulation of ring rolling

)Thread rollingنورد پیچ ( این نوع نورد جزء پروسه نورد سرد است واز کاربرد های آن می توان به نورد چرخ دنده های مارپیچ اشاره کرد:

تولید پیچ در نورد با یک بار عبور از غلتک و با سرعت بیشتری نسبت به تولید آن به روش ماشینکاری و براده برداری انجام می شود . پیچ تولید شده در این روش سخت تر و همچنین مقاومت بیشتر و در برابر تنش های مکانیکی مقاوم تر می باشد همچنین سطح آن براق تر می باشد .

. معرفی اصول علم و مهندسی مواد ، دکتر محمد ریاحی و مهندس محمد فرجی ، 1383 شکل دهی فلزات ، دکتر مهدی ظهور • • Dieter, G.E., Mechanical metallurgy, 1988, SI metric edition, McGraw-Hill, ISBN 0-07-100406-8. • Edwards, L. and Endean, M., Manufacturing with materials, 1990, Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-2754-9. • Beddoes, J. and Bibbly M.J., Principles of metal manufacturing process, 1999, Arnold, ISBN 0-470-35241-8. • Lecture note, 2003. • • Firth Rixson leavelets. • Metal forming processes, Prof Manas. • Metal forming lecture, Ass Prof. P. Srichareonchai. • ASM Metal Handbook-Forming and Forging www.wikipedia.com www.iran-eng.com • •