عنوان                                                                                                                                                                 صفحه

فهرست مطالب……………………………. هشت

فهرست اشكال…………………………. چهارده

فهرست جداول…………………………. شانزده

فصل اول  مقدمه. 2

فصل دوم  مبانی علمی و مروری بر پژوهشها 4

2-1- پوشش‌ها 4

2-2- تاثیر پوشش بر مقاومت خوردگی.. 5

2-3- پوشش های روی (گالوانیزه ) 6

2-3-1- گالوانیزه گرم. 6

2-3-2- گالوانیزه الکتریکی. 7

2-4- پوشش‌های قلع اندود. 8

2-4-1- روش های ایجاد پوشش های قلع اندود. 9

2-4-2- ساختار و خواص پوشش… 11

2-5- پوشش‌های تبدیلی.. 11

2-5-1- خواص پوشش‌های تبدیلی.. 12

2-5-2- کاربرد پوشش‌های تبدیلی. 12

2-6- پوشش‏های آندی (آندایزینگ) 13

2-7- پوشش‏های کروماته. 13

2-7-1- مکانیزم تشکیل پوشش‌های کروماته. 14

2-7-2- کروماته کردن فولاد مقاوم به خوردگی. 15

2-7-3- ساختار و خواص پوشش های کروماته. 15

2-7-4- کاربرد پوشش های کروماته 17

2-8- پوشش‏های فسفاته. 17

2-8-1- مکانیزم تشکیل پوشش های‏ فسفاته. 18

2-8-2- خواص پوشش های فسفاته 18

2-8-3-کاربرد پوشش‌های فسفاته 20

2-9- پوشش های نفوذی.. 20

2-9-1- فلزات متداول برای نفوذ. 21

هشت

2-9-2- مکانیزم تشکیل پوشش های نفوذی.. 21

نه

 

2-9-3- روش های تشکیل پوشش‌های نفوذی.. 22

2-9-4- کرومایزینگ… 22

2-9-5- خواص پوشش‌های نفوذی.. 23

2-9-6-کاربرد پوشش‌های نفوذی.. 24

2-10- آبکاری الکتریکی.. 24

2-10-1- آبکاری کروم. 25

2-10-2- آبکاری مس… 26

2-10-3- آبکاری نیکل. 27

2-11- پوشش‌های تبخیری.. 28

2-12- پوشش‌های اکسیدی.. 28

2-12-1- پوشش‌های شیمیایی (اکسیدی) فولاد. 29

2-12-2- پوشش‌های اکسید سیاه روی فولاد. 29

2-12-3- سیاه اندود در دمای بالا. 30

2-12-4- سیاه اندود در دمای پایین. 31

2-12-5- خواص پوشش‌های اكسیدی.. 31

2-12-6- مقاومت در برابر خوردگی.. 32

2-12-7- مراحل اجرای پوشش‌های اکسیدی. 34

2-12-8- نقص های پوشش‌های اکسیدی. 36

2-13- آبی کردن فولاد. 37

2-13-1- تاریخچه توسعه روش های آبی کردن. 37

2-13-2- کاربرد. 42

2-13-3- آبی کردن زنگ… 42

2-13-4- محدودیت‌ها 43

2-14- مکانیزم زنگ زدن آهن. 43

2-15- ملاحظات اقتصادی در کاربرد پوششها 45

2-16- اهداف و اهمیت پژوهش حاضر. 46

فصل سوم  مواد و روش تحقیق.. 47

3-1- مواد اولیه. 47

3-2- آبی‌کردن به روش حرارتی.. 47

3-3- آبی‌کردن به روش شیمیایی.. 48

3-4- ارزیابی ریزساختار و مورفولوژی پوشش‌ها 49

3-5- آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) 49

3-6- ارزیابی زبری پوشش‌ها 49

3-7- آزمون نانو فرو رونده 49

3-8- آزمون پراش پرتو ایکس… 50

3-9- ارزیابی مقاومت به خوردگی نمونه ها 50

3-10- ارزیابی چسبندگی پوشش‌ها به زمینه. 51

3-12- ارزیابی اقتصادی.. 51

فصل چهارم نتایج بررسیهای متالورژیکی و بحث… 52

4-1- پوشش‌دهی به روش حرارتی.. 53

4-1- 1- بهینه سازی پارامترهای حرارتی. 53

 

4-1- 2- ارزیابی ریزساختار پوشش‌ها با میکروسکوپ نوری.. 54

4-1-3- آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی. 56

4-1-4- آزمون میکروسختی و زبری سنجی.. 58

4-1-5- آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) 59

4-1-6- ارزیابی خواص مکانیکی پوشش‌ها با آزمون نانو فرو رونده 60

4-1-7- ارزیابی چسبندگی پوشش‌ها به زیرلایه. 62

4-1-8- ارزیابی ساختاری (فازی) 62

4-1-9- ارزیابی رفتار خوردگی پوشش‌های حرارتی. 63

4-1-10- آزمون پاشش مه نمکی. 67

4-2- پوشش دهی به روش شیمیایی.. 69

4-2-1- بهینه سازی زمان پوشش‌دهی شیمیایی. 69

4-2-2- ارزیابی ریزساختار پوشش‌ها با میکروسکوپ نوری.. 70

4-2-3- آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی. 71

4-2-4- آزمون میکروسختی و زبریسنجی.. 74

4-2-5- آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) 75

4-2-6- ارزیابی خواص مکانیکی پوشش‌ها با آزمون نانو فرو رونده 78

4-2-7-  ارزیابی چسبندگی پوشش به زیرلایه. 79

4-2-8- ارزیابی ساختاری (فازی) 80

4-2-9-  بررسی رفتار خوردگی پوشش‌های شیمیایی. 80

4-2-10- نتایج آزمون پاشش مه نمکی. 82

4-3- مقایسه دو روش پوشش دهی از نظر متالورژیکی.. 84

4-3- 1- آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی. 84

4-3-2- آزمون امپدانس الکتروشیمیایی جهت ارزیابی رفتار خوردگی.. 85

4-3-3- بررسی توپوگرافی سطح پوشش… 87

ده

 

فصل پنجم  ارزیابی اقتصادی و مالی طرح.. 88

5-1- خلاصه اجرایی.. 88

5-2- دورنمای طرح. 88

5-3- محصول. 89

5-4- ویژگی های محصول. 90

5-5- مزایای محصول. 90

5-6- مراحل توسعه. 90

5-7- تحلیل بازار و صنعت.. 91

5-7-1- اندازه و رشد بازار. 91

5-9- روندها 92

5-9-1- روند اجتماعی. 92

5-9-2- روند جغرافیایی. 92

5-9-3- روند تکنولوژی.. 92

5-9-4- روند اقتصادی.. 92

5-9-5- روند تولید در ایران. 92

5-9-6- روند واردات.. 92

5-9-7- روند صادرات.. 92

5-10- نقطه ورود. 93

5-11- کانال های توزیع. 93

5-12- ساختار بازار و صنعت.. 93

5-13- محیط رقابتی.. 94

5-14- رقابت.. 94

5-15- فرصت.. 96

5-16- برنامه بازاریابی.. 96

5-16-1- آنالیز مصرف کننده 96

5-16-2- ظرفیت تولید. 100

5-16-3- استراتژی بازار هدف.. 100

5-16-4- کانال‏های توزیع. 101

5-16-5- استراتژی قیمت گذاری.. 101

5-16-6- تجارت الکترونیک… 101

5-16-7- استراتژی فروش.. 101

5-16-8- مدل درآمد. 102

5-17- برنامه عملیاتی.. 102

یازده

 

5-17-1- مطالعات فنی.. 102

5-17-2- شبکه شرکای تجاری.. 109

5-18- برنامه توسعه. 110

5-19- طرح مدیریتی.. 110

5-20- مزیت های رقابتی.. 112

5-21- برنامه مالی.. 112

5-21-1- هزینه های ثابت قبل از تولید. 113

5-21-2- هزینه های سالیانه تولید. 116

5-21-3- فروش سالیانه. 123

5-21-4- طرحهای مستقل و طرح های ناسازگار. 124

5-21-5- حداقل نرخ جذب کننده سرمایه گذار. 124

5-21-6- پیش بینی نرخ تورم در سالهای پیش رو. 125

5-21-7- حداقل نرخ جذب کننده سرمایه گذار متاثر از نرخ پایه بهره و نرخ تورم. 126

5-21-8- روش ارزش فعلی در ارزیابی اقتصادی طرح های ناسازگار. 127

5-21-9- صورتحساب درآمد بدون وام. 127

5-21-10- محاسبه ارزش فعلی خالص… 128

5-21-11- نرخ بازگشت سرمایه بدون در نظر گرفتن وام. 133

5-21-12- نقطه ی سر به سر تولید و قیمت سر به سر بدون در نظر گرفتن وام. 134

5-22- تأمین وجه. 136

5-22-1- صورتحساب درآمد با وام 12%. 137

5-22-2- جریان نقدی با وام با نرخ بهره 12%. 137

5-22-3- نرخ بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن وام 12%. 142

5-22-4- نقطه ی سر به سر تولید و قیمت سر به سر با در نظر گرفتن وام 12%. 143

5-22-5- صورت حساب درآمد با وام با نرخ بهره 14%. 145

5-22-6- جریان نقدی با وام با نرخ بهره 14%. 145

5-22-7- نرخ بازگشت سرمایه با در نظر گرفتن وام با نرخ بهره 14%. 150

5-22-8- نقطه ی سر به سر تولید و قیمت سر به سر با در نظر گرفتن وام با نرخ بهره 14%. 151

فصل ششم  ‌نتیجه گیری.. 153

6-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………… 155

پیوست 1: آماده‌سازی. 156

الف- آماده سازی سطح جهت پوشش دهی.. 156

دوازده

ب- تمیزکاری.. 157

ج- اسید شویی فلزات.. 157

ج-1- کاربردها 157

ج-2- واکنش های اسیدشویی.. 158

ج-3- بازدارنده‌های اسیدشویی. 158

ج-4- عوامل ترکننده 158

د- ترکیب محلول اسیدشویی.. 159

ه- اسیدشویی فولاد. 160

و- اسیدشویی در محلول های آبدار. 161

پیوست2: پرفرما………………………….. 162

منابع………………………………….. 177

 

سیزده

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                                                                    صفحه

شکل 2-1- قسمت‌های مختلف یک واحد نورد با خروجی برای تولید ورق پوشش‌دار. 8

شکل 2-2- اثر افزایش pH بر روی میزان خوردگی روی.. 15

شکل 2-3- سرعت تشکیل ضخامت پوشش زرد رنگ روی سطح روی بر حسب دما 16

شکل 2-4- رشد پوشش فسفات روی بر فولاد. الف) 3 ثانیه، ب) 10 ثانیه، ج)30 ثانیه و د) 60 ثانیه پس از شروع عملیات.. 19

شکل 2-5- ارتباط هزینه- زمان عملیات، در آبکاری تزیینی کروم. 25

شکل 2-6- نمودار رشد ضخامت پوشش بر حسب زمان در حین فرایند شیمیایی و الکتروشیمیایی.. 32

شکل 2-7- شمایی از طول موج تابیده شده، ضخامت فیلم و انکسار آن. 32

شکل 2-8- تاثیر دما‌ی حمام بر سرعت تشکیل پوشش… 33

شکل 2-9- وابستگی ضخامت پوشش اکسیدی به غلضت عامل اکسید کننده 33

شکل 2-10- رشد پوشش اکسیدی روی نمونه‌های فولادی در اکسیداسیون شیمیایی دو مرحله‏ای.. 34

شکل 2-11- طرح نمادین اختراع جان جنکینز. 40

شکل 3-1- تصویر دستگاه نانو فرو رونده ساخت شرکت CSM Instrument استفاده شده در این پژوهش… 50

شکل  3-2-  تصویرحمام نمک مورد استفاده شده در این پژوهش… 51

شکل 4-1- تصویر متالوگرافی نمونه شاهد با پوشش آبی در بزرگنمایی (الف)50 برابر و (ب) 100 برابر. 54

شکل 4-2- نمونه فولاد پرکربن پوشش‌دهی شده در دمای 350 درجه سانتی‌گراد به مدت (الف) 20 دقیقه و (ب) 40 دقیقه. 55

شکل 4-3- نمونه فولاد کم‌کربن پوشش‌دهی شده در دمای 350 درجه سانتی‌گراد در حالت ………………….. 55

شکل 4-4- ساختار نمونه کم‌کربن پوشش‌دهی شده به مدت 40 دقیقه در دمای 450 درجه سانتی‌گراد- سرد شده در هوا 55

شکل 4-5- (الف) مقطع نمونه LC-450-40-OQ و (ب) مقطع نمونه HC در بزرگنمایی 100 برابر. 56

شکل 4-6- تصویر متالوگرافی از (الف) مقطع نمونه آبی شاهد (500 برابر) ……………………………………. 56

شکل 4-7- (الف)تصویر SEM از نمونه LC-450-40-AQ و (ب) همان نمونه در بزرگنمایی بالاتر. 57

شکل 4-8- تصویر SEM از نمونه HC-350-40-OQ در سه بزرگنمایی…………………………………….. 57

شکل 4-9- تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح لایه اکسید حرارتی، (الف) نمونه HC-290-40 و (ب) نمونه تجاری.. 58

شکل 4-10- میکروآنالیز EDS سطح نمونه فولادی با پوشش نازک اکسیدی.. 58

شکل 4-11- زیری برحسب دمای عملیات در زمان ثابت 20 دقیقه. 59

شکل 4-12- تغییرات ضخامت نسبی بر حسب دمای عملیات اكسیداسیون. 59

شکل 4-13- (الف) تصویر AFM از پوشش عملیات حرارتی شده در دمای 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 40 دقیقه، 60

(ب) تصویر از بالا و (ج) دیاگرام آنالیز مقطعی همان نمونه. 60

شکل 4-14- اثر نانو فرو رونده روی پوشش از دریچه 5 × 5 میکرون. 61

شکل 4-15- نمودار بارگذاری و بار برداری بر حسب عمق نفوذ نمونه پركربن دمای 350درجه سانتیگراد. 61

شکل 4-16- نمونه‌های پوشش دار بعد از آزمون چسبندگی.. 62

شکل 4-17- طیف پراش پرتوایکس نمونه پوشش اکسیدی در دمای 450 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 دقیقه. 63

شکل 4-18- طیف پراش پرتوایکس نمونه پوشش اکسیدی در زاویه 40-10 درجه. 63

شکل 4-19- منحنی نایکویست نمونه HC-290-40. 64

شکل 4-20- منحنی نایکویست نمونه HC-450-40. 65

شکل 4-21- مقایسه منحنی نایکویست نمونه پرکربن و نمونه HC-290-40. 65

شکل 4-22- مقایسه منحنی نایکویست نمونه پرکربن بدون پوشش و نمونه HC-350-40. 66

شکل 4-23- مقایسه منحنی نایکویست نمونه‌های پرکربن پوشش‌دهی شده در زمان 40 دقیقه و دماهای مختلف… 66

شکل 4-24- مقایسه منحنی نایکویست نمونه‌های HC-290-40 و HC-350-40. 67

شکل 4-25- مقایسه منحنی نایکویست نمونه‌های کم‌کربن و پرکربن بدون پوشش… 67

شکل 4-26- تصویر نمونه‌های فولاد پرکربن پس از انجام آزمون پاشش مه نمکی به مدت 4 ساعت… 68

شکل 4-27- تصویر نمونه‌های فولاد پرکربن پس از انجام آزمون پاشش مه نمکی به مدت 8 ساعت… 69

شکل 4-28- ساختار پوشش‌های نمونه‌های دارای پوشش اکسیدی شیمیایی در چهار زمان 5، 15، 30 و 60 دقیقه. 71

شکل 4-29- تصویر SEM از سطح نمونه اکسید شیمیایی در بزرگنمایی (الف) 8000 برابر و (ب)40000 برابر. 72

شکل 4-30- تصویر SEM از نمونه پوشش شیمیایی در بزرگنمایی (ج)  20000 برابر و (د) 40000 برابر. 72

شکل 4-31- آنالیز EDS پوشش در حمام 30 دقیقه. 72

شکل 4-32-تصویر  میکروسکوپ الکترونی روبشی از پوشش‌های حمام شیمیایی در سه دمای متفاوت.. 73

شکل4-33- آنالیز EDX از پوشش در حمام شیمیایی 15 دقیقه. 73

شکل 4-34- آنالیز EDX از پوشش در حمام شیمیایی 60 دقیقه. 74

شکل 4-33- نمودار زبری بر حسب زمان عملیات نمونه کم کربن.. 74

شکل 4-34- نمودار زبری بر حسب زمان عملیات نمونه پر کربن.. 75

شکل 4-35- نمودار ضخامت پوشش بر حسب زمان عملیات.. 75

شکل 4-36- الف- تصویر AFM از پوشش اکسیدی شیمیایی در15 دقیقه حمام پوشش دهی………. 76

شکل 4-37- الف- تصویر AFM از پوشش اکسیدی شیمیایی در 30 دقیقه حمام پوشش دهی………. 77

شکل 4-38- الف- تصویر AFM از پوشش اکسیدی شیمیایی در 60 دقیقه حمام پوشش دهی………. 78

شکل 4-38-  نمونه حمام شیمیایی پس از آزمون خمش… 79

شکل 4-39- الگوی پراش پرتوایکس نمونه پرکربن پوشش شیمیایی به مدت (الف) 10 دقیقه (ب) 30 دقیقه و (ج) 60 دقیقه. 80

شکل 4-40- نمودار نایکویست برای نمونه پرکربن پوشش‌دهی شده به مدت یک ساعت در حمام شیمیایی.. 81

شکل 4-41- نمودار نایکویست نمونه کم‌کربن پوشش‌دهی شده به مدت 30 دقیقه در حمام شیمیایی.. 81

شکل 4-42- مقایسه مقاومت خوردگی دو ورق پر کربن و کم کربن.. 82

شکل 4-43- تصویر سطح ظاهری نمونه‌ها پس از آزمون مه نمکی به مدت 4 ساعت… 83

شکل 4-44- تصویر سطح ظاهری نمونه‌ها پس از آزمون مه نمکی به مدت 8 ساعت… 83

شکل 4-45- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی پوشش اکسیدی شیمیایی پس از 10 و 60 دقیقه پوشش‌دهی.. 84

شکل 4-46- میکروآنالیز EDS سطح نمونه فولادی با پوشش نازک اکسیدی.. 85

شکل 4-47- مقایسه نمودارهای امپدانس نمونه های پوشش اکسیدی شیمیایی و نمونه پوشش اکسیدی حرارتی.. 86

شکل 4-48- مقایسه سطح ظاهری ورق فولاد کم کربن معمولی و آبی شده پس از سه ماه در اتمسفر. 87

شکل 4-49- تصویر AFM از (الف) نمونه پوشش شیمیایی و (ب) نمونه پوشش حرارتی.. 87

شکل 5-1- سهم شرکت‌های خارجی از واردات تسمه آبی در بازار ایران. 94

شکل 5-2- ماتریس رقابت بازار تسمه آبی ایران. 95

شکل 5-3- روند تقاضا در پنج سال گذشته. 100

شکل 5-4- مراحل تولید تسمه‌های فولادی.. 106

شکل 5-5- تجهیزات برش تسمه فولادی.. 107