loading...
من و تو
گمنام بازدید : 56 جمعه 02 فروردین 1392 نظرات (0)

فهرست

                                                                    DELPHI -1

C++ -2

C# -3

BASIC -4

FORTRAN -5

VISUAL BASIC -6

                     DELPHI  -1

 

دِلفی (Delphi) یا به تعبیری ویژوآل پاسکال یک زبان برنامه‌نویسی است و بستری برای توسعهٔ نرم‌افزار که شرکت بورلند آن را تولید کرده است. این زبان، در بدو انتشار خود در سال ۱۹۹۵، به عنوان یکی از نخستین ابزارهایی مطرح شد که از توسعهٔ نرم‌افزار بر مبنای متدولوژی  RAD((Rapid Application Developmentپشتیبانی می‌کردند؛ یعنی تولید و توسعهٔ سریع برنامه‌های کاربردی این نرم افزار بر مبنای پاسکال شی‌گرا بوده و از این زبان مشتق شده است. البته بورلند نسخه‌ای از دلفی و سی‌پلاس‌پلاس‌بیلدر را برای لینوکس به نام کایلیکس (Kylix) ارائه کرد که مورد استقبال توسعه دهندگان نرم‌افزارهای لینوکس قرار نگرفت. نرم‌افزارهای دلفی در ابتدا به صورت مستقیم از کتابخانه‌های ویندوز و کتابخانهٔ مخصوص خود به نام VCL استفاده می‌کرد، اما پس از نسخه ۶ دلفی، امکانات استفاده از دات‌نت هم به آن اضافه شد. در حال حاضر می‌توان دلفی را یکی از رایج‌ترین زبان‌های ممکن در ایران دانست.زبانِ دلفی که پیشتر بنام پاسکال شیءگرا (Object-Pascal) خوانده می‌شد و برای طراحی نرم‌افزاهای تحت ویندوز به کار می‌رفت، امروزه چنان توسعه یافته است که برای تولید نرم‌افزارهای تحت سیستم‌عاملِ لینوکس و دات‌نت نیز به کار می‌آید. بیشترین کاربرد دلفی در طراحی برنامه‌های رومیزی و پایگاه دا‌ده‌ها‌ است، اما به عنوان یک ابزارِ «چند- منظوره»، برای طراحی انواع گوناگونی از پروژه‌های نرم‌افزاری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دلفی 2006

شرکت بورلند در سال ۲۰۰۶ نرم‌افزار جدید خود را با ویژگیهای جدید به بازار ارائه کرد. این برنامه جدید امکان برنامه نویسی با دلفی و سی پلاس پلاس و همچنین سی‌شارپ را بطور هم‌زمان ارائه می‌دهد. بدین ترتیب برنامه نویسانی که با ابزارهای مختلفی کار می‌کنند براحتی می‌توانند در این محیط جدید برنامه نویسی کنند. ویژگی مهم این نگارش نسبت به نگارش ۲۰۰۵ بحث مدیریت حافظه است. در نگارش ۲۰۰۵ ضعفهائی در این زمینه وجود داشت که در این نسخه حل شده است. شرکت بورلند افتخار دارد که به عنوان اولین شرکت تولید کننده IDE زبانهای برنامه نویسی مانند دلفی و سی شارپ بیلدر و جی بیلدر(مخصوص زبان جاوا) و .... از تکنولوژی دات نت در محصولات خود استفاده کرده است.

دلفی 2007

در اواخر سال 2006 شرکت بورلند يك شركت تابع با نام CodeGear را تاسيس كرد تا اين شركت بتواند تمام انرژی خود را صرف محيط های برنامه‌نويسی مشهور خود يعنی دلفی و ++C بيلدر و... كند. بن اسميت نام اولين مدير CodeGear بود. شركت بورلند نيز فعاليتهای خود را در زمينه Application Lifecycle Management ادامه می‌دهد. اولين محصول اين شركت، CodeGear Delphi 2007 هست كه بسياری از نقائص موجود در دلفی 2006 از جمله سرعت پائين آن در اين محصول برطرف شده است و بعد از دلفی 7 می‌توان از آن به عنوان محصولی مطمئن و قابل استفاده نام برد، هر چند كه دلفی 2006 هم محصولی كارامد هست. از ديگر محصولات CodeGear می‌توان به Delphi 2007 For PHP اشاره كرد كه تحول شگرفی در رابطه با استفاده از تکنولوژی Ajax در دلفی است.

                            C++  -2

زبان برنامه‌نویسی ++C (تلفظ می شود: سی پلاس پلاس) یک زبان برنامه‌نویسی کامپیوتری عمومی با قابلیت‌های سطح بالا و سطح پایین می‌باشد. این زبان دارای قابلیت‌های کنترل نوع ایستا، نوشتار آزاد، چندمدلی، معمولا زبان ترجمه شده با پشتیبانی از برنامه‌نویسی ساخت‌یافته، برنامه‌نویسی شی‌گرا، برنامه نویسی جنریک است.

زبان ++c یک زبان سطح میانی در نظر گرفته می‌شود. این زبان دارای قابلیت زبان‌های سطح بالا و پایین بصورت همزمان است.

زبان ++C توسط بی‌یارنه استراس‌تروپ دانمارکی در سال ۱۹۷۹ در آزمایشگاه های بل (Bell Labs) و بر مبنای زبان  C  ساخته شد و آن را "C با کلاس" نام‌گزاری نمودند. در سال ۱۹۸۳ به ++c تغییر نام داد. توسعه با اضافه نمودن کلاس‌ها و ویژگی‌های دیگری مانند توابع مجازی، سربارگزاری عملگرها، وراثت چندگانه، قالب توابع، و پردازش استثنا انجام شد. این زبان برنامه‌نویسی در سال ۱۹۹۸ تحت نام ISO/IEC 14882:1998 استاندارد شد. نسخه فعلی استاندارد این زبان ISO/IEC 14882:2003 است. نسخه جدیدی از استاندارد (که به صورت غیررسمی C++0x نامیده می‌شود) در دست تهیه است.

تاریخچه زبان

استراس‌تروپ کار بر روی زبان «c با کلاس» را در سال ۱۹۷۹ آغاز کرد.ایده ساخت این زبان جدید در زمان کار بر روی تز دکترای خود به ذهن استراس‌تروپ خطور نمود. او متوجه شد که سیمولا دارای ویژگی‌های مناسب برای ساخت برنامه‌های بسیار بزرگ است اما برای استفاده عملی بسیار کند است اما BCPL با وجود سرعت بسیار زیاد برای ساخت برنامه‌های بزرگ بسیار سطح پایین است. زمانی که استراس‌تروپ کار خود را در آزمایشگاه های بل (Bell Labs) آغاز نمود با مشکل تحلیل هسته unix با توجه به محاسبات توزیع شده روبرو شده بود. با یادآوری تجربیات خود در دوران دکترا، او زبان C را با استفاده از ویژگی‌های سیمولا گسترش داد. C به این دلیل انتخاب شد که C یک زبان عمومی، سریع، قابل حمل، و بصورت گسترده در حال استفاده بود. علاوه بر C و سیمولا زبان‌های دیگری مانند ALGOL 68، ADA، CLU، ML نیز بر ساختار این زبان جدید اثر گذاشت. در ابتداویژگی‌های کلاس، کلاس‌های مشتق شده، کنترل نوع قوی، توابع درون خطی، و آرگومان پیش‌فرض از طریق Cfront به C اضافه شد. اولین نسخه تجاری در سال ۱۹۸۵ ارائه شد.در سال ۱۹۸۳ نام زبان از «C با کلاس» به ++C تغییر یافت. ویژگی‌های دیگر شامل توابع مجازی، سربارگزاری عملگر و نام تابع، ارجاعات، ثوابت، کنترل حافظه توسط کاربر بصورت آزاد، کنترل نوع بهتر، و توضیحات یک خطی به صورت BCPL با استفاده از «//» نیز به آن اضافه شد. در سال ۱۹۸۵ اولین نسخه زبان برنامه‌نویسی ++C انتشار یافت و مرجع مهمی برای این زبان فراهم شد در حالی که هیچ استاندارد رسمی وجود نداشت. در سال ۱۹۸۹ ویرایش 2.0 از زبان ++C ارائه شد. ویژگی‌های جدیدی مانند ارث‌بری چندگانه، کلاس‌های انتزاعی، اعضای ایستای توایع، اعضای ثابت تابع، و اعضای حفاظت شده به آن اضافه شد. در سال ۱۹۹۰ «راهنمای مرجع ++C » منتشر شد. این کار بنیان استانداردهای بعدی شد. آخرین ویژگی‌های اضافه شده شامل موارد زیر بودند: قالب توابع، استثناها، فضاهای نام، تبدیلات جدید، و یک نوع داده منطقی.در حین تکامل ++C کتابخانه استاندارد نیز بوجود آمد. اولین نسخه کتاب استاندارد شامل کتابخانه جریانات I/O بود که جایگزین printf و scanf شد. در ادامه مهم‌ترین ویژگی اضافه شده Standard Template Library بوده است.

استاندارد زبان

بعد از سال‌ها کار کمیته مشترک ANSI–ISO در سال ۱۹۹۸ ++C را استاندارد نمودند (ISO/IEC 14882:1998). به مدت چند سال پس از انتشار استاندارد این کمیته گزارشات معایب را مورد بررسی قرار داده نسخه اصلاح شده استاندارد ++C منتشر شد. در سال ۲۰۰۵ گزارشی فنی بنام «گزارش فنی کتابخانه ۱» (که معمولا بصورت اختصار TR1 خوانده می‌شود) انتشار یافت. با وجود این که گزارش بخشی رسمی از استاندارد نیست ولی بخش‌هایی را به آن اضافه نموده که انتظار می‌رود در نسخه‌های بعدی استاندارد در نظر گرفته شود. پشتیبانی از این گزارش در حال افزایش بین تمام کامپایلرهای فعلی است.در حالی که ++C به هیچ موسسه‌ای وابسته نیست این مستندات بصورت آزادانه در دسترس نیستند.

نام ++C

این نام منسوب به ریک ماسکیتی (اواسط ۱۹۸۳) است و برای اولین بار در دسامبر سال ۱۹۸۳ به کار برده شد. در طول مدت تحقیق این زبان بنام «C جدید» و بعدها «C با کلاس» خوانده شد. در علوم کامپیوتر هنوز هم ++C به عنوان ابرساختار C شناخته می‌شود. آخرین نام از عملگر ++ در زبان C (که برای افزایش مقدار متغیر به اندازه یک واحد بکار می‌رود) و یک عرف معمول برای نشان دادن افزایش قابلیت‌ها توسط + ناشی گشته است. با توجه به نقل قولی از استراس‌تروپ: «این نام ویژگی‌ها تکاملی زبان در C را نشان می‌دهد.» +C نام زبانی غیرمرتبط به این زبان است.استراس‌تروپ مبدا این نام را در فصل اول کتاب خود «زبان برنامه‌نویسی ++C» اشاره می‌نماید که معنی دیگر ++C را می‌توان در ضمائم کتاب جرج ارول بنام ۱۹۸۴ یافت. در سه قسمت از زبان تخیلی Newspeak «کلمات C» برای اشاره به لغات فنی و حرفه‌ای بکار می‌رود. «دو علامت +» برای ایجاد صفات عالی از صفات Newspeak به کار می‌رفت بنابراین ++C به معنای زبانی با بیشترین شباهت به C است.وقتی که به صورت خصوصی از ریک ماسکیتی در مورد این اسم سوال شد او در جواب گفت که این اسم بصورت خودمانی در بین آنها به کار می‌رفته است و تصور نمی‌کردند که این نام بصورت نام رسمی این زبان درآید.

توسعه آینده

++C همچنان در حال تکامل است تا نیازهای آینده را پاسخگو باشد. نسخه جدید استاندارد ++C در حال بررسی است و تحت عنوان C++0x است که انتظار می‌رود در سال ۲۰۱۰ منتشر گردد. تغییرات کنونی نشان می‌دهد که که همچنان به صورت چندمدلی ++C تاکید می‌گردد. توسعه‌های مهم پشتیبانی از چندرشته‌ای و مفاهیمی برای راحت نمودن کار با قالب‌هاست. اضافه نمودن ویژگی جمع‌آوری زباله به آن به شدت مورد بحث است. Boost.org گروهی برای بیشترین استفاده از ویژگی‌های فعلی ++C می‌باشد. آنها ویژگی‌های تابعی و فرابرنامه‌نویسی آن را گسترش می‌دهند و در مورد ++C به کمیته استاندارد نصیحت‌هایی نموده است که کدام ویژگی‌ها خوب عمل نمی‌کنند و کدام‌ها نساز به توسعه دارند.

فلسفه

در کتاب «طراحی و تکامل ++C» بی‌یارنه استراستروپ قوانین مورد استفاده در طراحی ++C را بیان می‌نماید. دانستن این قوانین به فهمیدن نحوه عملکرد ++C و چرایی آن کمک می‌کند. جزئیات بیشتر در کتاب قابل دسترسی است:++C طراحی شده است تا یک زبان عمومی با کنترل نوع ایستا و همانند C قابل حمل و پربازده باشد.++C طراحی شده است تا مستقیما و بصورت جامع از چندین شیوه برنامه‌نویسی (برنامه‌نویسی ساخت‌یافته، برنامه‌نویسی شی‌گرا، انتزاع داده، و برنامه‌نویسی جنریک)

++C طراحی شده است تا به برنامه‌نویس امکان انتخاب دهد حتی اگر این انتخاب اشتباه باشد.

++C طراحی شده است تا حداکثر تطابق با C وجود داشته باشد و یک انتقال راحت از C را ممکن سازد.

++C از بکاربردن ویژگی‌های خاص که مانع از عمومی شدن است خودداری می‌نماید.

++C از ویژگی‌هایی که بکار برده نمی‌شوند استفاده نمی‌کند.

++C طراحی شده است تا بدون یک محیط پیچیده عمل نماید.

کتابخانه استاندارد

در سال ۱۹۹۸ استاندارد ++C شامل دو بخش هسته زبان و کتابخانه استاندارد ++C است. این کتابخانه شامل بیشتر بخش‌های STL و کتابخانه استاندارد C است. بیشتر کتابخانه‌های ++C در استاندارد وجود ندارند و یا استفاده از تعریف قابلیت پیوند کتابخانه‌ها را می‌توان در زبان‌هایی مانند فرترن، C، پاسکال، بیسیک نوشته شوند. البته با توجه به ویژگی‌های کامپایلر مشخص خواهد شد که کدام زبان را می‌توان استفاده نمود.

کتابخانه استاندارد ++C شامل کتابخانه استاندارد C با یک سری تغییرات برای بهبود عملکرد است. بخش بزرگ بعدی این کتابخانه STL است. STL شامل ابزار بسیار قدرتمندی مانند نگه‌دارنده‌ها (مانند vector و list)، تکرارکننده‌ها (اشاره‌گرهای عمومی شده) برای شبیه‌سازی دسترسی مانند آرایه الگوریتم‌هایی برای جستجو و مرتب‌سازی در آنها وجود دارند. نقشه‌ها (نقشه‌های چندگانه) (آرایه شرکت‌پذیر) و مجموعه‌ها (مجموعه‌های چندگانه) واسط‌های عمومی فراهم می‌سازند. در نتیجه با استفاده از قالب تابع، الگوریتم‌های جنریک با هر نگه‌دارنده و دارای تکرارکننده عمل نماید. همانند C ویژگی‌های کتابخانه را می‌توان با استفاده از شبه دستور include# شامل یک سرآیند استاندارد اضافه نمود. c دارای ۶۹ کتابخانه استاندارد است که ۱۹ تا از آنها نامناسب تشخیص داده شده‌اند.استفاده از کتابخانه استاندارد - مانند std::vector یا std::string به جای آرایه‌های C- موجب ایجاد برنامه‌های مطمئن‌تر شده است.STL در آغاز محصولی جداگانه از HP و سپس SGL پیش از ادغام در کتابخانه استاندارد ++C بوده است. استاندارد عبارت STL را بکار نمی‌برد بلکه آن را بخشی از کتابخانه می‌داند اما مردم هنوز هم آن را برای جداسازی بخش‌های مختلف کتابخانه با این نام بکار می‌برند.(جریان‌های ورودی/خروجی، جهانی‌سازی، تشخیص، زیرمجموعه کتابخانه C)

بیشتر کامپایلرها کتابخانه استاندارد و STL را پیاده‌سازی می‌نماید. پیاده‌سازی‌های مستقلی نیز همانند STLport نیر وجود دارند. پروژه‌های دیگر نیز پیاده‌سازی‌های خود را از STL با توجه به اهداف خود بوجود می‌آورند.

ویژگی‌های معرفی شده در ++C

در مقایسه با C زبان ++C ویژگی‌های جدیدی را معرفی نموده است مانند تعریف متغیر به عنوان عبارت، تغییر نوع‌های همانند تابع، new/delete، نوع داده bool، توابع درون‌خطی، آرگومان پیشفرض، گرانبارسازی عملگر و تابع، فضای نام و عملگر تعیین حوزه ::، کلاس‌ها (شامل تمام ویژگی‌های مربوط به کلاس‌ها همانند وراثت، اعضای تابع، توابع مجازی، کلاس‌های انتزاعی، و سازنده‌ها)، قالب‌ها، پردازش استثنا، کنترل نوع زمان اجرا، عملگرهای سربار شده ورودی (<<) و خروجی (>>).

برخلاف باور عموم ++C نوع داده ثابت را معرفی ننموده است. کلمه const کمی پیش از استفاده از این کلمه در ++C توسط زبان C بصورت رسمی بکار گرفته شد.در بعضی حالات ++C تعداد کنترل نوع بیشتری نسبت به زبان C انجام می‌دهد. (برای اطلاعات بیشتر بخش «ناهماهنگی با C» را در پایین ببینید)توضیحات با استفاده از // قبل از زبان C در زبان BCPL معرفی شده بود که مجددا در زبان ++C به کار گرفته شد.

بعضی ویژگی‌های ++C بعدا توسط C به کار گرفته شد مانند نحوه تعریف for، توضیحات به شکل ++C (با استفاده از //)، و کلمه inline با وجود اینکه تعریف این کلمه در C99 با تعریف آن در زبان ++C هماهنگی ندارد. همچنین در C99 ویژگی‌هایی معرفی شده است که در ++C وجود ندارند مانند ماکروهای قابل تغییر و استفااده بهتر از آرایه‌ها به عنوان آرگومان. بعضی کامپایلرها این ویژگی‌ها را پیاده نموده‌اند اما در بقیه این ویژگی‌ها موجب ناهماهنگی می‌گردد.

 

پیش پردازنده

++C بطور عمومی در سه فاز ترجمه می‌گردد: پیش‌پردازنده، ترجمه به کد object، پیوند (که دو مرحله آخر به عنوان عمل کامپایل شناخته می‌شود.) در اولین مرحله در پیش‌پردازنده، شبه‌دستورات پیش‌پردازنده تغییرات لغوی بر روی کد منبع ایجاد می‌نمایند و آن را به به مراحل دیگر تحویل می‌دهند.

شبه دستورات پیش‌پردازنده با استفاده از کاراکتر # قبل از هر گونه فضای خالی آغاز گشته و رشته‌هایی را در کد منبع با فایل یا رشته‌های دیگر با توجه به قوانین تعریف گشته توسط برنامه‌نویس جایگزین می‌نماید. این دستورات معمولا اعمال زیر را انجام می‌دهند: جایگزینی ماکروها، شمول فایل‌های دیگر (برخلاف ویژگی سطح بالاتر مانند شمول ماجول‌ها/پکیج‌ها/یونیت‌ها/کامپوننت‌ها)، کامپایل شرطی و/یا شمول شرطی. به عنوان مثال:                                                                                                                    #include <iostream >

که این دستور تمام سمبل‌ها در فایل سرایند کتابخانه استاندارد iostream را در فایل منبع وارد می‌سازد.

کاربرد معمول دیگر به عنوان ماکرو خوانده می‌شود:                                             #define MY_ASSERT(x) assert(x)

که کد (MY_ASSERT(x را با (assert(x در فایل منبع جایگزین می‌نماید. که این جایگزینی امکان کنترل استفاده از این تابع را در اختیار برنامه‌نویس قرار می‌دهد.استفاده از ماکروها در عمل چندان توصیه نمی‌گردد چرا که امکان کنترل نوع آرگومان‌ها را از بین برده در نتیجه ممکن است اشتباهاتی را وارد کد منبع نماید. طریقه دیگر برای انجام این کار استفاده از توابع درون‌خطی است.علاوه بر شبه‌دستورات معمول تعدادی شبه دستور برای کنترل جریان کامپایل وجود دارد که امکان شمول یا عدم‌شمول قطعه‌ای کد یا سایر ویژگی‌های کامپایل را در اختیار ما قرار می‌دهد.دستورات پیش‌پردازنده برای کاربردهای عددی نیز به کار می‌رود که هم‌اکنون استفاده از const به جای #define ترجیح داده می‌شود. این کار علاوه بر ایجاد کنترل نوع قوی مانع از گمراهی در فضاهای نام می‌گردد.هدف کمیته استانداردسازی از بین بردن پیش‌پردازنده است اما با توجه به خصوصیت مدولار ++C بعید به نظر می‌آید که این حذف امکان‌پذیر باشد.

قالب‌ها

قالب‌ها متفاوت با ماکروها هستند. در حالی که هر دوی این ویژگی‌های زمان کام پایل برای ایجاد کامپایل شرطی استفاده می‌شوند قالب‌ها محدود هب تغییرات لغوی و متنی نیستند. قالب‌ها با آگاهی از معنا و سیستم نوع در زبان استفاده شده و سایر ویژگی‌های زمان کامپایل می‌توانند از عملیات سطح بالا برای کنترل ترتیب اجرا براساس نوع پارامترها استفاده نمایند. ماکروها کنترل خود را بر کامپایل از طریق ویژگی‌های از پیش تعیین شهد انجام می‌دهند ولی قادر به ایجاد انواع جدید و کنترل نوع نیستند و فقط محدود به تغییرات متنی پیش از کامپایل هستند. به زبان دیگر ماکروها کنترل خود را با استفاده از نشانه‌های از پیش تعیین شده انجام می‌دهند اما همانند قالب‌ها نمی‌توانند نشانه‌ها را خود ایجاد نمایند. قالب‌ها ابزاری برای چندریختی ایستا و برنامه‌نویسی جنریک است. علاوه بر این قالب‌ها یک ویژگی تورینگ-کامل هستند که به این معناست که هر برنامه قابل محاسبه توسط کامپیوتر را می‌توان با استفاده از فرابرنامه‌نویسی قالب‌ها نوشت.بطور خلاصه استفاده از قالب‌ها به معنای نوشتن هر تابع یا کلاس باشتفاده از تمامی انواع ممکن است که در قالب آن را پیش از کامپایل معین نمی‌کنیم.

اشیا

سی++ چندین ویژگی شی‌گرا را زبان سی معرفی نمود معرفی کلاس چهار ویژگی که در زبان‌های شی‌گرا و بعضا غیر شی‌گرا حضور دارد یعنی انتزاع، بسته‌بندی، وراثت، و چندریختی را فراهم کرد. اشیا نمونه‌های ساخته شده از کلاس در زمان اجرا هستند. می‌توان کلاس را نمونه‌ای از قالب‌ها دانست که چندین مورد از آنها بوجود می‌آید.

بسته‌بندی

بسته‌بندی به معنای جمع‌آوری عملیات و داده در یک محل می‌باشد. سی++ بسته‌بندی را با ایجاد امکان تعریف هر کلاس به صورت public، private، protected پیاده‌سازی نموده است. اعضای private فقط توسط اعضای کلاس و یا کلاس‌ها دقیقا بیان شده (friend) قابل دسترسی هستند. اعضای protected توسط کلاس‌های ارث برده شده و اعضای کلاس و کلاس‌های friend قابل دسترسی هستند.در تعاریف شی‌گرا باید تنها توابعی بسته‌بندی گردند که باید از نحوه پیاده سازی این نوع بخصوص اطلاع داشته باشد. سی++ این ویژگی را با استفاده از توابع عضو و توابع دوست فراهم نموده اما قطعی نکرده است. در سی++ این امکان وجود دارد که تمام نوع را عمومی تعریف نمایند اما در صورتی که نیاز باشد فقط بخشی از آن عمومی گردد در نتیجه این زبان نه تنها شی‌گرا است از مدل‌های ضعیف‌تر همانند برنامه‌نویسی مدولار پشتیبانی می‌نماید.عموما توصیه بر این است که تمام اعضا به صورت خصوصی یا حفاظت شده تبدیل گردند و فقط توابعی که باید توسط دیگر کلاس‌ها به عنوان واسط استفاده شوند عمومی باقی بمانند.

وراثت

وراثت این امکان را ایجاد می‌کند که یک نوع ویژگی دیگر انواع را داشته باشد. وراثت از یک کلاس پایه می‌تواند عمومی، خصوصی یا حفاظت شده باشد. این تعیین سطح دستزسی مشخص می‌سازد آیا کلاس‌های نامربوط و یا مشتق شده می‌توانند به اعضای عمومی یا حفاظت شده کلاس پایه دسترسی داشته باشند. تنها وراثت عمومی به معنای وراثت به کار رفته بصورت عموم است. دو نوع دیگر وراثت به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر تعیین‌کننده سطح دسترسی حذف شود سطح دسترسی برای کلاس خصوصی و برای ساختمان به صورت عمومی تعریف می‌گردد. کلاس‌های پایه ممکن است یثورت مجازی تعریف شوند که به آن وراثت مجازی گویند. وراثت مجازی تضمین می‌کند که فقط یک نمونه از کلاس پایه وجود داشته باشد و مشکلاتی همانند مشکلات وراثت چندگانه بوجد نیاید.وراثت چندگانه یکی از ویژگی‌های مورد بحث در سی++ است. وراثت چندگانه امکان اشتقاق از چند کلاس پایه را فراهم می‌نماید که موجب بوجود آمدن گراف رابطه وراثت بسیار پیچیده است. به عنوان مثال «گربه پرنده» می‌تواند از کلاس «گربه» و کلاس «پستانداران پرنده» ارث برد. در زبان‌های دیگر مانند سی‌شارپ و جاوا به صورت دیگری ویژگی مشابه را پیاده‌سازی می‌نماید هر کلاس می‌تواند از چندین واسط اشتقاق یابد اما فقط یک کلاس پایه برای اشتقاق وجود دارد(واسط‌ها برخلاف کلاس پایه فقط تعریف هستند و هیچ‌گونه پیاده‌سازی را شامل نمی‌گردند).

چندریختی

امکان استفاده از یک واسط برای چندین پیاده‌سازی فراهم می‌نماید و اشیا در شرایط مختلف رفتار مختلفی از خود نشان می‌دهند.سی++ دو نوع چندریختی در اختیار برنامه‌نویس قرار می‌دهد: چندریختی زمان کامپایل و چندریختی زمان اجرا. چندریختی زمان کامپایل امکان تصمیم‌گیری‌های زمان اجرا را فراهم نمی‌سازد و چندریختی زمان اجرا اغلب موجب پایین آمدن بازدهی می‌گردد.

چندریختی ایستا

چندریختی ایستا شامل گرانبارسازی تابع، گرانبارسازی عملگر، آرگومان پیش‌فرض، و قالب کلاس‌ها و تابع است.

گرانبارسازی تابع

گرانبارسازی تابع امکان تعریف چندین تابع با نام یکسان اما با تعداد آرگومان‌های متفاوت را فراهم می‌سازد. این توابع از طریق تعداد پارامترها یا نوع رسمی آنها شناسایی می‌گردند. در نتیجه یک تابع ممکن است با توجه به موقعیت استفاده معنای مختلفی داشته باشد. نوع داده برگشتی برای تشخیص توابع از یکدیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

گرانبارسازی عملگر

بطور مشابه گرانبارسازی عملگر امکان استفاده از یک عملگر مشخص می‌شود که عملکرد متفاوتی با توجه به عملوندهای خود دارد. این عملگرهای گرانبار شده موجب فراخوانی تابع مشخصی متناسب با آن موقعیت می‌گردند. گرانبارسازی عملگر ترتیب اجرا یا تعداد عملوندهای یک عملگر را تغییر نمی‌دهد. عملگرهای . :: .* ? نمی‌توانند گرانبار شوند.

ساختار برنامه ها

ساختار برنامه ها در این زبان بدین صورت است که همانند زبان سی، هر برنامه بایستی یک تابع اصلی (main) به عنوان بدنه برنامه داشته باشد. هر برنامه معمولا از تعداد زیادی فایل تشکیل می شود که به هم الحاق می گردند (با دستور include) و به این فایل های الحاقی سرآیند (Header) می‌گوییم. فایل های الحاقی حاوی کد ها یا نسخه های اجرایی کلاس ها (مجموعه متغیر ها و توابع) می باشند که در بدنه اصلی برنامه از آنها استفاده می شود. معمولاً هر کلاس (که تعریف یک نوع داده ای با متد های مربوط به آن است) را در یک سرآیند می‌نویسند. هر سرآیند که معمولا تنها تعاریف (معرفی) کلاس را در خود دارد به همراه فایل های پیاده سازی به زبان ++C یا پیاده سازی های کامپایل شده (به صورت فایل اشیا مانند dll یا so یا ... ) می تواند به کار برده شود. به مجموعه های یکپارچه ای از کلاس های پیاده سازی شده (به صورت فایل های سرآیند با پیاده سازی های کد یا اشیای زبان ماشین) که برای برنامه نویسی به کار می روند، یک کتابخانه ++C گفته می شود و قدرت اصلی این زبان در امکان به کارگیری کتابخانه های آماده می باشد. کتابخانه های بزرگ ++C مانند STL، MFC، QT و ... مجموعه قدرتمندی برای تولید برنامه در این زبان ایجاد کرده اند.

محیط‌های برنامه نویسی

یک برنامه به زبان ++C می تواند در محیط های ++Turbo C++ , Borland C و ++Dev C نوشته شود. این محیط‌های برنامه‌نویسی، همراه با یک کمپایلر عرضه می‌شوند که کار تبدیل برنامه به فایل اجرایی را راحت می‌کند.

 

                              C#  -3

 

سی‌شارپ همچون زبان برنامه‌نویسی جاوا زبانی‌ست شئ‌گرا و سطح بالا (high level). محصول شرکت Microsoft و بر پایه .NET از آنجایی که شئ‌گرائی و سطح بالا بودن از ابزارهای مدیریّت مؤثّر و کارآمد پیچیدگی در فضای پیچیدۀ اینترنت مدرن می باشند، در واقع می‌شود جاوا و سی‌شارپ را از جمله زبان های اصلی برای ایجاد و انجام برنامه‌های کاربردی تحت وب (web applications) و خدمات وب دانست.بر اساس ادّعای شرکت مایکروسافت، این زبان در سال 2000 توسط تیمی به سرکردگی آندرس هلزبرگ و نیز سکات ویلتاموث ساخته شد. سی‌شارپ که فقط برای دات نت است در مجموعه NET Platform SDK. ارائه گردید که در محیط های برنامه نویسی استودیوی بصری دات نت (Visual Studio .NET)، در نسخه‌های 2003 و 2005 آن موجود است. دستورات زبان سی‌شارپ مانند جاوا سطح بالا تر از C و ++C است و از VB ساده تر. این زبان همانند پیدایش زبان C انقلابی را در امر برنامه نویسی موجب شد، چراکه به طور همزمان میتواند امکانات سطح پاین و سطح بالا را به بهترین شکل پشتیبانی کند. در طراحی این زبان برای جلوگیری از پیدایش Bug در زمان اجرا بسیار تلاش شده و اجازه هر کاری (مانند ساخت اشاره گر) را نمیدهد(مگر اینکه اصرار بر انجام این کارها داشته باشید)

سکّوی دات نت

در ماه ژوئن سال 2000 میلادی بود که شرکت مایکروسافت ابداع و ایجاد سکّوی (platform) جدید برنامه نویسی خود را موسوم به دات نت (Microsoft .NET) اعلام نمود. در جهت بهبود سکّوهای پیشین مایکروسافت،دات نت مدل تازه‌ای را برای ایجاد نرم افزار های کاربردی ارائه می‌دهد که در آنجا زبان های گوناگون می توانند در کنار هم قرار گیرند و با یکدیگر به همکاری بپردازند. این درست مدل کوچک‌تری ست از تمامی فضای اینترنت بدانگونه که عوامل گوناگون میتوانند در سطوحی گسترده به همکاری اقدام کنند.

انعطاف پذیری سی شارپ

سی شارپ زبانی است کاملا شی گرا و بر پایه .NET Framework این زبان مانند بسیاری از زبانهای شی گرای دیگر از فایل های کتابخانه ای Net. استفاده میکند و همچنین فقط بر روی سیستم عامل Microsoft Windows XP SP2(یا بعد از آن) که .NET Framework بر روی آن نصب باشد اجرا میشود سی شارپ به کلی برای دات نت طراحی شده و علاوه بر تولید پروژه های Console Programs در تولید Windows Application هم بسیار قوی است سی شارپ بر پایه نظریه اولیه سی طراحی شده و همچنین بسیاری از صفات خود را از C++ و Java و Delphi به ارث برده است ولی به گفته مایکروسافت بر پایه C برای رقابت با Java و به سادگی VB طراحی شده است. در کل سی شارپ یک زبان مدرنیزه شی گرا میباشد که در محیط Visual Studio بسیار قدرت یافته است .

مثالی از سی شارپ

تمام کدهای سی شارپ بر پایه کلاس ها تعریف میشوند یک برنامه ساده سی شارپ این چنین است :

public class MyClass { public MyClass() { // implementation } }

برنامه ساده ای که متنی را در خرجی چاپ میکند چنین در سی شارپ نوشته میشود

hello.cs: public class Program { public void Main() { System.Console.WirteLine("Hello , World"); } }

منبع اطلاعات در سی شارپ

سی شارپ میتواند به خوبی با Database ها ارتباط برقرار کرده و آنها را ویرایش و یا از آنها اطلاعات بگیرد این ویژگی که در Visual Studio .NET به خوبی پشتیبانی شده کار را برای کاربر بسیار راحت کرده تا جایی که فقط با چند دستور ساده میتوان با منبع اطلاعات ارتباط برقرار کرد. در این زبان از بانک اطلاعات به صورت Connectionless استفاده میشود. به این شکل که کل بانک به داخل یک Dataset بر روی حافظه اصلی کپی میشود و سپس استفاه میشود.این روش به منظور کاهش ترافیک شبکه طراحی شده است.

فایلهای تولیدی در سی شارپ

فایلهایی که بیشتر با کاربر سر و کار دارند عبارتند از : فایلهای با پسوند .Sln : این فایل سطح بالای Solution است که برای هر برنامه یک فایل از این نوع موجود است . هر فایل Solution یک یا چند فایل پروژه را در خود دارد. فایلهای با پسوند .Csproj: این یک فایل پروژه C# است .هر فایل پروژه یک یا چند فایل سورس دارد . فایل های سورس در یک پروژه باید به یک زبان برنامه نویسی نوشته شود . فایلهای با پسوند Cs: این یک فایل سورس است و کد برنامه در این فایل نوشته می شود و این فایل شامل کدی است که ویژوال استودیو به صورت خود کار ایجاد می کند . فایل Assemblyinfo.cs: این یک فایل سورس دیگر است با این تفاوت که می توان از این فایل برای اضافه کردن مواردی مثل اسم نویسنده و تاریخ نوشتن برنامه و امثال آن به برنامه استفاده می شود. فایل .Ico: این آیکون برنامه است .آیکونی که در زمان اجرای برنامه در نوار وظیفه قرار می گیرد.

ابزارهای دیگر در سی شارپ

سی شارپ نه فقط مخصوص ساخت یک برنامه DOS یا Windows Form است بلکه میتوان با آن نرم افزارهای کاربردی تری مانند Movie Collection ها را به صورت سفارشی کمپایل کرد حتی قدرت بسیار بالای این زبان در ساخت Screen Saver ها هم بسیار زبان زد است که این خود نوعی مزیت نسبت به C++ یا دیگر نرم افزارهای برنامه نویسی به شمار میرود ولی این زبان برای این کارهای ساده طراحی نشده است. از جمله کارهایی که این زبان میتواند انجام دهد طراحی نرم افزار برای SmartPhone,Pocket PC ,Windows CE, Linux است. در ضمن این زبان برای طراحی وب سایت به زبان ASP.Net نیز به کار برده میشود. همچینین برای کار با Registry و فایلها مناسبترین زبان است. در زمینه کار با بانکهای اطلاعاتی و APIها نیز بسیار قوی است

 

BASIC  -4

 

Basic فرزند دردانه بيل گيتس

به جرات مى توان ادعا كرد كه در دنياى امروز كمتر كسى را مى توان يافت كه نام و آوازه «بيل گيتس» رئيس و بنيانگذار مايكروسافت و ثروتمندترين مرد جهان را نشنيده باشد. اما دانستن اين موضوع جالب است كه پيش از مايكروسافت نام بيل گيتس با «بيسيك» (Basic) عجين بوده است و اين ماجرا به زمان دانشجويى گيتس و دوستش «پل آلن» در ۱۹۶۴ بازمى گردد و در واقع همكارى مشترك آنها در توسعه بيسيك بود كه چند سال بعد منجر به تاسيس مايكروسافت شد. اين دو با تولد اولين بيسيك در سال ۱۹۶۴ در كالج دارتموث به تلاش در توسعه آن همت گماشتند و در اين راه با زيركى و دورانديشى مثال زدنى با طراحى انواع مفسرها و مترجم هاى بيسيك توانستند آن را به عنوان يكى از فراگيرترين و كاربردى ترين زبان هاى كامپيوترى تا امروز مطرح سازند. بيسيك اكنون ۴۰ ساله است و هنوز هم گيتس در مايكروسافت آن را تر و خشك مى كند و مانند فرزندى دردانه به رشد و ترقى آن اهميت مى دهد.ظهور ميكروكامپيوترها در سال ۱۹۷۵ از يك سو و ارائه بيسيك پيشرفته توسط مايكروسافت از سوى ديگر خيلى سريع سبب شهرت بيسيك به مثابه يك زبان كاربردى كه به صورت رايگان بر روى همه كامپيوترها قابل نصب بود، گرديد. در واقع بيسيك به علت ساختار مطلوبش پيش نياز يادگيرى همه زبان هاى كامپيوترى شد. مقاله اى كه پيش رو داريد، بيل گيتس در جشن تولد ۲۵ سالگى فرزندش بيسيك (يعنى ۱۵ سال پيش) در مجله بايت منتشر كرد و طى آن براى اولين بار به شرح ماجراى شكل گيرى و رشد زبان بيسيك به همراه پل آلن پرداخته است، كه مقايسه داده هاى آن با امروز كه بيسيك به سن چهل سالگى رسيده و كامپيوترهاى شخصى به اوج پيشرفت و همگانى شدن نايل آمده اند، براى خواننده علاقه مند خالى از لطف نيست.از زمان اجراى اولين برنامه بر روى يك كامپيوتر انگليسى زبان در سال ۱۹۴۸ تاكنون محاسبات وارد مرحله جديدى شده است. فقط در طول ۱۵ سال شاهد رشد و ترقى كامپيوترهاى ۸ بيتى با ۴ كيلوبايت رم به كامپيوترهاى ۳۲ بيتى با ۴ مگابايت رم چه در زمينه صنعت و چه در زمينه علوم بوده ايم.با توجه به رشد بسيار گسترده در زمينه سخت افزار، زبان بيسيك نيز بيست و پنجمين سال تولد خود را پشت سر مى گذارد و مفسر آن ۱۵ سال است كه ميكروكامپيوترهاى ميليون ها نفر را قابل دسترسى كرده است.متاسفانه در ابتدا بيسيك خوب شناخته نشد، در همين حال بيشتر از هر زبان ديگرى قابل دسترسى بوده و هست چرا كه مجاناً بر روى هر كامپيوترى نصب مى شود. قدرت و توانايى، سادگى استفاده از يك مفسر، مديريت قوى، گستردگى و همه منظوره بودن، نوع انگليسى لغات كليدى و تركيبات و آزادى بيسيك، همگى باعث تجربه بيشتر برنامه نويسان مى شود و مى تواند به عنوان يك زبان ايده آل به مبتديان در شناخت بهتر كامپيوترشان كمك كند. با توجه به سرگذشت بيسيك طى سال هاى طولانى و با وجود تكنولوژى قوى سيستم عاملى مانند OS/۲ و ويژگى برنامه نويسى موضوعى مى توانيد به خوبى شاهد چگونگى حضور و رشد بيسيك تا به امروز باشيد.بيسيك بدون هيچ نيازى، مستقلاً به عنوان وسيله اى براى تبادل اطلاعات بين مردم و كامپيوتر ايجاد شد و در سال ۱۹۶۲ يكى از رياضيدانان كالج دارتموث به نام پروفسور «توماس كورتس» طرحى را تسليم «جان كمنى» رئيس كالج كرد. در اين طرح تمامى دانشجويان اين كالج موظف به آموختن كامپيوتر در دوره ۴ ساله تحصيلشان بودند.كامپيوترهاى دسته گراى آن زمان چنين انتظارى را غيرممكن مى كردند چرا كه اگر برنامه ساده اى به طور صحيح ترجمه مى شد كامپيوتر براى درك آن گاهى اوقات به روزها وقت نياز داشت در نتيجه چنين برنامه اى تنها مى توانست نتيجه يك محاسبه را به عنوان جواب برگرداند و شخص برنامه نويس هرگز نمى توانست اجراى برنامه را ببيند. كمنى و كورتس براى گسترش تحقيقات خود به آزمايشگاه هاى «هيت» و «بل» رفته و در آنجا سيستم عامل چند كاربره اى را براى كامپيوتر جديدى كه قرار بود به زودى تحويل كالج شود ساختند. در همين زمان آنها به دانشجويان پيشنهاد كردند كه زمان استفاده از كامپيوتر را بين خودشان تقسيم كنند اما به دليل عدم وجود يك زبان ساده براى صحبت با ماشين دانشجويان به ندرت از كامپيوتر كالج استفاده مى كردند. متاسفانه «فورترن» و «آلگول» نمى توانستند امكانات مناسب و آسانى را براى دانشجويان فراهم كنند لذا كد و دستورالعمل نمادى همه منظوره مخصوص افراد مبتدى (بيسيك) به عنوان يك تركيب ساده و بهتر از فورترن و آلگول توسط دانشجويان كالج دارتموث ساخته شد.در اول ماه مى سال ۱۹۶۴ دانشجويان كالج دارتموث با اعلان معروف READY> در ترمينال هاى راه دورشان آشنا شدند. بدين ترتيب آنها مى توانستند برنامه هاى ساده اى نوشته و آنها را براى ترجمه و اجرا انتقال دهند. كمنى و كورتس به تولد بيسيك در كتابشان به نام «برگشت به بيسيك» اشاره كرده اند. (انتشارات «اديسون وزلى»، ۱۹۸۵)

ظهور ميكروكامپيوترها

اولين ميكروكامپيوتر با حافظه اى بسيار كوچك كه بيشتر جنبه نمايشى داشت در سال ۱۹۷۵ به صحنه آمد. اين كامپيوتر فقط زبان ماشين را مى فهميد. در اين هنگام من به اتفاق يكى از دوستانم به نام «پل آلن» فرصت را غنيمت شمرده و برگردانى از بيسيك را به منظور اجرا در آن فضاى بسيار كوچك حافظه نوشتيم. دانشجويان با استفاده از اولين بيسيك، كه براى دستگاه هاى MITS ساخته شده بود مى توانستند برنامه هايشان را بر روى اين گونه كامپيوترها با حافظه ۴ كيلوبايت اجرا كنند. در آن زمان براى ما حافظه بسيار ارزشمند بود به طورى كه مجبور شديم براى اشغال فضاى كمترى از حافظه، اعلان READY> - كه چهار كاركتر فضا مى گرفت - را به OK> - كه دو كاركتر فضا مى گيرد _ تبديل كنيم. فشار محدوديت حافظه تا اندازه اى بود كه ما را بر آن داشت كه بيسيك را به عنوان يك مفسر پياده سازى كنيم. (مفسر بيسيك، برنامه اى است كه فايل هاى بيسيك را به زبان ماشين ترجمه مى كند.) البته عامل ديگرى كه ما را به سمت مفسرها هدايت مى كرد، متعادل بودن و آ سانى استفاده از مفسرها بود كه به برنامه نويسى با بيسيك هنر و زيبايى خاصى مى بخشيد. يك برنامه نويس با استفاده از مفسر مى تواند به كامپيوتر وظيفه اى را محول كند، كامپيوتر نيز متقابلاً و بلافاصله به او جواب خواهد داد كه اين جواب مى تواند شامل گزارشى از خطاهاى احتمالى نيز باشد. اين تعامل مفسر به اين خاطر است كه وجود آن به عنوان بخشى از زبان در نظر گرفته شده است نه به عنوان برنامه اى كاملاً مجزا مانند يك مترجم.با استفاده از تجربياتى كه از نوشتن يك مفسر بيسيك براى كامپيوتر PdP-8 در دوران دبيرستان به دست آورده بودم به اتفاق پل آلن بيسيك كامپيوتر اصلى خودمان را يك مفسر تك _ نمايش ساختيم. به اين ترتيب براى ذخيره بيشتر كد مبدا به فرم يك متن مجبور شديم آن را به طور فشرده ترى ترجمه كنيم چرا كه با فشار و محدوديت حافظه روبه رو بوديم. به اين ترتيب ما به مقصود خود رسيديم و ترتيبى داديم كه برنامه نويس بتواند بلافاصله برنامه اش را ديده و هنگام اجراى برنامه با سرعتى قابل قبول مراحل مختلف آن را تشخيص دهد. در مفسرى كه ما ساختيم از تصاويرى پايين تر از يك بايت تا تصاويرى بيشتر از آنچه كه كدهاى اسكى (ASCII) نياز دارد براى نشانگذارى كلمات كليدى بيسيك استفاده شده بود. همچنين براى اولين بار فرمان هاى كوتاه TRON _TROFF را به منظور فعال و غيرفعال كردن ابزار اشكال زدايى توكار بيسيك مانند توانايى رديابى را درون آن مفسر قرار داديم.قرار دادن كلمات رزرو شده بيسيك، پيغام هاى خطا و كتابخانه اعداد با مميز شناور به منظور اجراى برنامه در يك ماشين ۴ كيلوبايتى از كارهاى بسيار سختى بود كه به كمى تيزهوشى و زيركى نياز داشت. كدهاى استفاده شده در آن زمان كه از ظرافت و انعطاف خاصى برخوردار بود هنوز براى من به ياد ماندنى و جالب است.

 

FORTRAN  -5

 

معرفی و تاريخچه فرترن

همانطور که در اغلب کتابهای مکانيک ديده ايد، در اغلب برنامه های مهندسی از اين زبان استفاده می گردد. زبان برنامه نويسی فرترن با وجود سادگی از قدرت و سرعت بالايی برخوردار است، بطوريکه می توان از آن برای نوشتن برنامه های CFD استفاده کرد. فرترن اغلب با قابليت فوق العاده در مورد اعداد معرفی می گردد و همانطور که از اسمش (FORmula TRANslation) پيداست، برای انجام محاسبات رياضی در کارهای علمی خلق شده است. در گذشته اين زبان دارای محدوديتهايی بوده که در نسخه های جديد اين مشکلات حل شده است و اين زبان به يک زبان بسيار قوی تبديل شده است. اغلب کتابخانه های لازم برای انجام انواع محاسبات در اين زبان وجود دارد. اين زبان در استاندارد فرترن 90 از قابليت نوشتن برنامه های محاسبات موازی برای کامپيوتر های چند پردازنده ای پشتيبانی می کند که آينده روشنی را برای محاسبات سنگين CFD نشان می دهد. اين زبان جزء اولين زبانهای خلق شده برای کامپيوتر می باشد که در IBM نوشته شده است. قابليت محاسبات سريع با سادگی در برنامه نويسی باعث محبوبيت آن بين مهندسان و دانشمندان شده است. زبان فرترن در حال حاضر دارای قابليت برنامه نويسی شيء گرا شده است.معمولاً از فرترن 77 و 90 استفاده می گردد که نسخه 90 آن محبوبيت عمومی تری دارد. در اين متن از استاندارد های برنامه نويسی فرترن 90 استفاده می کنيم و در موارد لازم در مورد فرترن 77 هم بحث خواهيم کرد.

چرا فرترن؟

زبان اصلی برنامه نويسی در کاربردهای علمی فرترن است. اغلب کدهای قديمی با اين زبان نوشته شده است. بنابراين لازم است که يک دانشجوی مهندسی با اين زبان آشنايی داشته باشد. سالها پيش به نظر می رسيد که با پيشرفت و محبوبيت عمومی زبانهايی مانند C زبان فرترن منسوخ گردد، اما با گذشت سالها اين زبان همچنان استفاده فراوان دارد. اين ماندگاری مديون کتابخانه ها و کدهای 40 ساله اين زبان است. در هر حال استانداردهای جديد اين زبان قدرت زيادی به اين زبان داده است. اين زبان همچنان بعنوان مهمترين زبان برای مهندسان و دانشمندان بشمار می آيد. فرترن برای انجام محاسبات رياضی با سرعت و قابليت بالا طراحی شده است. البته زبان فرترن هنوز در ايجاد محيط گرافيکی کمبود دارد و اگر بخواهيد برای فرترن يک رابط گرافيکی کاربر(Graphical User Interface) بنويسيد، بايد خود را درگير فراخوانی توابع ويندوز(API ها!) کنيد. انتخاب راحت تر استفاده از يک زبان ساده مانند Visual Basic يا Delphi برای ايجاد رابط گرافيکی کاربر است. در اين روش GUI را در اين زبانها می سازيم و موتور اصلی برنامه برای کار با معادلات و انجام محاسبات را در FORTRAN می نويسيم و بعد آنرا با فرمت DLL (Dynamic Link Library) در اختيار برنامه قرار می دهيم. برنامه Ansys که بين مهندسان مکانيک محبوبيت دارد با زبان فرترن نوشته شده است.

فرترن 90

فرترن 90 فراتر از يک ويرايش جديد از استاندارد فرترن می باشد و برنامه نويسی را بسيار آسانتر کرده است. اين ويرايش کدهای فرترن 77 را نيز پشتيبانی می کند. فرترن 90 يک زبان برنامه نويسی انعطاف پذير و قوی است, اين زبان امکانات برنامه نويسی شيء گرا را داراست. امکانات دسترسی به امکانات سيستمی مانند تخصيص حافظه, استفاده از اشاره گرها و بسياری امکانات ديگر به آن اضافه شده است؛ بعبارت ديگر فرترن 90 بيشتر شبيه به C++ است تا فرترن 77! ارتقاء قابليتهای عددی, استفاده از دستورات حالت موازی (چند پردازنده ای) که يک پيشرفت شايان ذکر در برنامه نويسی علمی و نوشتن کدهای موازی می باشد. اين روند در فرترن 95 دنبال شده است و انتظار می رود در ويرايش های جديدتر اين زبان امکانات گسترده تری برای برنامه نويسی علمی به اين زبان اضافه گردد

استانداردهای کد نويسی

برای سازگاری و خوانايی بيشتر در برنامه نويسی بهتر است که قوانين زير را رعايت کنيد.

1-     همة کلمات کليدی اين زبان را با حروف بزرگ و همه چيز ديگر را با حروف کوچک بنويسيد (اين زبان بين حروف کوچک و بزرگ فرقی نمی داند!). البته اين ساختار آنچنان مناسب نمی باشد و می تواند خوانايی برنامه را کاهش دهد و دليل استفاده از آن قدمت اين روش است. در هر حال استفاده از اين روش در برنامه نويسی مدرن کار درستی نيست.

2-     از دندانه دار کردن در متن اصلی برنامه و همچنين بلوکهای ديگر استفاده کنيد.

3-     اسم برنامه ها، زير برنامه ها و توابع را در انتهای آنها ذکر کنيد.

ساختار برنامه فرترن

ساختار برنامه در فرترن 90 به ساختار زبانهای برنامه نويسی ديگر شباهت زيادی دارد و به شکل زير است.

PROGRAM program_name

            ! Comment and program information

                        Declaration of variables and/or external functions

            Program body

END PROGRAM program_name

Declaration and body of user-made functions

در فرترن 77، کل صفحه به ستونهايی تقسيم می گردد و هر بخش از برنامه محل مشخصی دارد. برنامه فرترن 77 بايد از قوانين زير پيروی کند:

  1. تمام دستورات فرترن بايد بين ستون 7 تا 72 از فايل قرار داشته باشند.
  2. فاصله خالی برای مترجم برنامه معنايی ندارد ولی برای خوانايی برنامه بايد از آنها استفاده کرد!
  3. دستوراتی که در ستون 1 تا 5 آنها خالی است اما در ستون 6 کاراکتری غير از صفر قرار دارد به عنوان ادامه دستورات خط قبل به حساب می آيند (حداکثر تا 19 خط مجاز است!).
  4. شماره خط دستورات بايد بين ستون 1 تا 5 نوشته شوند و حداکثر می تواند يک عدد 5 رقمی باشد (فرترن به شماره خط نيازی ندارد و فقط برای ارجاع از دستوراتی مانند GOTO استفاده می گردد.
  5. خوب است که حداکثر با دو دندانه در برنامه بخشهای مختلف را مشخص کنيد.
  6. توضيحات برنامه در ستون اول خود C دارند.

با توجه به توضيحات بالا ساختار برنامه فرترن 77 به شکل زير است.

       PROGRAM program_name

C   Comment and program information

            Declare of variables and/or external functions

            Body of program

       END PROGRAM program_name

       Declaration an body of user-made functions

متغيرها

پيشنهاد می گردد که همة متغيرهای برنامه در ابتدای برنامه تعريف (تعيين نوع) گردند. برای اينکه هيچ متغيری از قلم نيفتد، از دستور IMPLICIT NONE در ابتدای برنامه استفاده کنيد. اين دستور به مترجم برنامه خواهد گفت که اگر در برنامه به متغير تعريف نشده ای برخورد، اعلام خطا کند. البته فرترن به تعيين نوع نيازی ندارد! اما اين کار خطاهای برنامه نويسی شما را کاهش خواند داد. زبانهای برنامه نويسی زيادی در اولين استفاده از متغير برای آن متغير نوعی در نظر می گيرند و نيازی نيست که برنامه نويس نوع متغيرها را مشخص کند زبان فرترن نيز چنين است. تعريف متغير توسط برنامه نويس يا مترجم برنامه در برنامه نويسی حرفه ای برای مدت زيادی مورد بحث بود تا اينکه ناسا يکی از سنسورهای سفينه فضايی ونوس را بعلت يک تعريف متغير اشتباه توسط مترجم برنامه (مترجم نوع ديگری را برای متغير در نظر گرفته بود) از دست داد. بنابراين تعريف متغير توسط برنامه نويس بعنوان يک روش مناسب انتخاب شد. خوشبختانه در بسياری از زبانهای برنامه نويسی مدرن تعريف متغير توسط برنامه نويس اجباری است. فرترن برای داشتن سازگاری از تعريف داخلی متغير توسط مترجم پشتيبانی می کند

قوانين نامگذاری متغيرها :

  1. حداکثر طول نام متغيرها 34 کاراکتر است.
  2. فقط امکان استفاده از حروف کوچک و بزرگ انگليسی (a...z A...Z,)، اعداد(0,1,..,9) و کاراکتر زير-خط ( _ ) وجود دارد.
  3. توجه داشته باشيد که بزرگی يا کوچکی حروف برای فرترن فرقی ندارد.
  4. اولين کاراکتر يک اسم بايد حرف باشد.
  5. از کلمات کليدی در نامگذاری استفاده نکنيد.

انواع داده ها                              

شما در برنامه متغيرها را برای انواع مختلفی از داده ها بکار می بريد. انواعی از داده ها که در فرترن 77 پيشتيبانی می گردند به شرح زير است:

1.       نوع INTEGER برای اعداد صحيح

2.       نوع REAL برای اعداد اعشاری (تقريباً 8 رقم)

3.       نوع DOUBLE برای اعداد اعشاری با دقت بيشتر (تقريباً 16 رقم معنی دار) [اين اعداد را مضاعف می ناميم]

4.       نوع CHARACTER برای يک کاراکتر يا رشته ای از کاراکترها

5.       نوع LOGICAL برای مقادير منطقی

6.       نوع COMPLEX برای اعداد مختلط به عنوان يک جفت با دقت REAL، اغلب توابع فرترن 77 بر روی اعداد مختلط قابل استفاده هستند

ثابت های هم به همين شکل بکار می روند مثلاً 1234 يک عدد ثابت صحيح است، 1234.0 يا 1.234E3 يک ثابت اعشار و 1.234D3 عدد اعشار با دقت مضاعف است. اعداد مختلط به شکل (3.14,-1E5) نمايش داده می شوند و کاراکترها بين دو کوتيشن قرار می گيرند  ‘AbBa’يا ‘S’. ثابتهای منطقی فقط می توانند دو مقدار .TRUE. و .FALSE. را داشته باشند (به نقاط ابتدايی و انتهايی هر يک توجه کنيد).

اگر اعداد بسيار کوچک يا بسيار بزرگ باشند، ممکن است سيستم آنها را صفر در نظر گرفته و مشکل تقسيم بر صفر در محاسبات پيش آيد يا اينکه سيستم دچار سر ريز گردد. اين خطاها بسيار رايج هستند و اشکال گزارش شده به سيستم بستگی خواهد داشت

تعريف متغيرها

برای تخصيص حافظه لازم به متغيرها، مترجم برنامه (Compiler) بايد نام، نوع و اندازه هر متغير را بداند. اگر از دستور IMPILICIT NONE استفاده گردد، لازم است که تمام متغيرها تعريف گردند. در غير اينصورت نوع متغير با حرف اول آن مشخص می گردد.

     a..h وo..z  برای متغيرهای اعشار

   i,j,k,l,m,n برای متغيرهای صحيح

عبارات و عمليات محاسباتی

عملگرهايی مانند + ، - ، / (همان ÷ است) و * (همان × است) را می شناسيد. عملگر توان در فرترن به شکل  ** است. اولويت محاسبه در عبارات

پرانتز اگر در عبارات، پرانتز وجود داشته باشد. اول داخلی ترين پرانتز محاسبه خواهد شد و به همين ترتيب عبارات داخل پرانتز اولويت اول را دارند.

توان

ضرب و تقسيم

جمع و منها

توابع رشته ای

در توابع داخلی فرترن، توابع رشته ای نيز وجود دارد. برای مثال تابع LEN اندازه رشته می دهد، توابع CHAR و ICHAR بترتيب برای تبديل عدد صحيح به کاراکتر و تبديل کاراکتر به عدد صحيح به کار می روند. INDEX برای يافتن يک رشته در رشته ديگر کاربرد دارد. توابع مقايسه رشته ها مانند LGE، LGT، LLE و LLT و بسيارس از توابع ديگر وجود دارند که در صورت نياز امکان مطالعه آنها را خواهيد داشت

ورودی و خروجی

در اغلب برنامه ها نياز داريم که اطلاعات ورودی را از صفحه کليد يا فايل بخوانيم و اطلاعات خروجی را در صفحه نمايش نشان دهيم يا آنها را در فايل خروجی ذخيره کنيم.

ورودی و خروجی فايل

کار کردن با فايلها در فرترن بسيار ساده است. ورودی وخروجی فايل هم مانند ورودی از صفحه کليد يا خروجی به نمايشگر با دستور READ و WRITE صورت می گيرد. در اين حالت بخش UNIT در اين دستورات مشخص کننده نوع ورودی و خروجی است. برای ورودی از صفحه کليد و خروجی به صفحه نمايش، بخش UNIT در اين دستورات برابر * قرار می گيرد. برای ورودی و خروجی از فايل، ابتدا فايل را باز می کنيم، اين کار يک عدد (UNIT) به فايل اختصاص می دهد

 

VISUAL BASIC -6

 

visual basic چیست؟

visual basic یک زبان برنامه نویسی تحت windows است.برنامه های به زبان visual basic در محیط برنامه نویسیIDA  پیاده سازی میشوند.محیط IDA تسهیلات لازم جهت پیاده سازی وخطا یابی برنامه های visual basic رادر اختیار برنامه نویس قرار میدهد. محیط  IDE منحصر به visual basic نیست و امکان توسعه برنامه در کلیه محیطهای visual را میدهد. محیط  IDE امکان پیاده سازی برنامه ها را در حد اقل زمان فراهم کرده است ٬ ضمن انکه چنان تسهیلاتی ایجاد کرده است که برنامه های تحت windows بدون نیاز به برنامه نویس متخصص قابل پیاده سازی باشد. Visual basic زبانی است به وضوح متفاوت ازسایر زبانها که درعین سادگی امکان استفاده ازترکیبات قدرتمند مانندGUI WIN 32 API٬ OOP٬ ACTIVEX ٬ برنامه نویسی ساخت یافته٬ کنترل رویدادها٬ کنترل خطاها و بسیاری از ترکیبات قدرتمند دیگررا برای برنامه نویس فراهم کرده است.Visual basicیک زبان تفسیری است . در ویرایشهای حرفه ای و تخصصی این امکان که بتوان کدهای Visual basic را به کد های زبان ماشین تبدیل کرد وجود دارد.

تاریخچه visual basic

Visual basic   از زبان basic   برگرفته شده است.basic   ازاواسط دهه 1960 توسط پرفسور"جان-کمنی" و پرفسور"توماس-کورتس" از دانشکده "دارت موس"ساخته شد و به عنوان یک زبان  برنامه نویسی برای پیاده سازی برنامه های ساده توسعه یافت ضمن انکه هدف نهایی از ایجاد وتوسعه زبان basic (آموزش برنامه نویسی) بود.استفده متداول از basic و به کار گیری ان در هر مکان وبا هر نوع کامپیوتر ٬انگیزه و علتی برای توسعه و پیشرفت این زبان بود. در اواخر دهه 1980« رابط گرافیکی کاربر» یا به اختصار GUI-در محیطwindows  ٬ توسعه یافت. نتیجه سازگاری basic با GUI در محیط windows  بود که در سال 1991 میلادی توسط شرکت ماکروسافت ایجاد و به بازار عرضه شد. تا قبل از ظهور visual basic ٬برنامه نویسی کار پر زحمت وطاقت فرسایی بود.  visual basic٬برنامه نویسی در محیط windows رابسیار ساده کرد. از سال 1991 تاکنون٬شش نسخه از این محصول به بازار عرضه شده است که اخرین نسخه ان6 visual basic در سپتامبر 1998 انتشار یافت.

برنامه نویسی ساخت یافته

دهه 1960 بود که برخی از نرم افزارهای بزرگ با مشکلات سرویس دهی وخدمات مواجه شدند . به عنوان مثال پیاده سازی نرم افزارها بیش از زمانبندی پیش بینی شده زمان می برد وهزینه تولید نرم افزارها بسیار افزون بر بودجه ای می گردید که در ابتدای عمل بر اورد نشده بود. همچنین محصولات تکمیل شده قابل اعتماد نبودند . این موضوع باعث تقویت این فکر شد که تولید و توسعه نرم افزار بسیار پیچیده تراز چیزی میباشد که تصور شده است. فعالیت تحقیقاتی که در سال 1960 انجام شد نشان داد که برنامه نویسی ساخت یافته میتواند گره گشای مشکلات باشد .برنامه نویسی ساخت یافته یعنی بلوک بندی وایجاد نظم در نوشتن برنامه ها که باعث واضح تر شدن خطا یابی وهمچنین ساده تر شدن تغییر واصلاح برنامه ها میشود.

یکی از نتایج تحقیقات فوق ایجاد و توسعه زبان برنامه نویسی pascal  توسط (نیک لاوس- ورت) در سال 1971 میلادی بود زبان پاسکال برگرفته شده ازنام (بلیاس- پاسکال) ریاضیدان وفیلسوف بزرگ قرن هفتهم بود که پس از ان در اکثر دانشگاه ها به عنوان زبان برنامه نویسی اصلی رحجان داده شد.

 

 

 

 

 

 

 

                                        پایان

گمنام بازدید : 85 جمعه 02 فروردین 1392 نظرات (0)

به نام خدا

 

كامپيوتر چيست‌ ؟

به‌ ماشيني‌ اطلاق‌ مي‌شود كه‌ داراي‌ حافظه‌ بوده‌ و قابل‌ برنامه‌ ريزي‌ ،ورودي‌ اطلاعات‌عدد و غير عددد عمليات‌ منطقي‌ و رياضي‌ انجام‌ مي‌دهد.

پس‌ به‌ هر ماشيني‌ كه‌ حافظه‌ داشته‌ باشد و روي‌ اطلاعات‌ عددي‌ و غير عددي‌عمليات‌ داشته‌ باشد كامپيوتر مي‌گويند.

 

مزاياي‌ كامپيوتر نسبت‌ به‌ انسان‌

- سرعت‌ و دقت‌ در انجام‌ محاسبات‌

- نگهداري‌ انبوهي‌ از اطلاعات‌ در فضاي‌ كم‌ و حجم‌ محدود

- خستگي‌ ناپذيري‌

- آزاد ساختن‌ نيروي‌ انساني‌

تنها مزيت‌ انسان‌ نسبت‌ به‌ كامپيوتر خلاقيت‌ و نوآوري‌ مي‌باشد.

   كار برد كامپيوتر در جامعه‌

1- تجارت‌ و مراكز بانكها

2- مراكز علمي‌ و دانشگاهي‌

 

از نظر اندازه‌ كامپيوترها به‌ چند دسته‌ تقسيم‌ مي‌شوند:

1- ابر  كامپيوترها يا سوپركامپيوترهامانند CRA4- CRA1

2- كامپيوترهاي‌ بزرك‌ يا Mian Freame

3- كامپيوتر(ming)Mian در منازل‌ يا در محل‌هاي‌ كار و يا در بازارشامل‌

           PCپرسنال‌ كامپيوتر

           HC كامپيوترهاي‌ خانگي‌

4- ميكرو كامپيوترها Labtop & Not Book

 

تعريف‌ نوع‌ كاركرد كامپيوترها از نظر داخلي‌ :

1- كامپيوترهاي‌ قياسي‌ يا آنالوگ‌ (مقايسه‌ انجام‌ مي‌دهدY= 2:x)

2- كامپيوتر ديجيتالي‌ يا رقمي‌ جريان‌ يكسره‌ قطع‌ و وصل‌ مي‌شودو فقط‌ 1و0رامي‌شناسد.

3- كامپيوترهاي‌ هيبريد يا مختلط‌ (محل‌ كار و خانه‌)( ميكرو و سگاهاو...)

4- كاميپوترهايي‌ كه‌ از دو قسمت‌ تشكيل‌ مي‌شود يك‌ پايه‌ آنالوگ‌ و يك‌ پايه‌.....

 

تعريف‌ كامپيوتر از نظر خاص‌ :

1- بايد ورودي‌ داشته‌ باشدINput

2- بايد خروجي‌ داشته‌ باشدOutput

3- كنترل‌ يونيت‌ داشته‌ باشد CM

4- واحد حساب‌ و منطق‌ داشته‌ باشدALU

5- حافظه‌ داشته‌ باشد

كامپيوتري‌ كه‌ اين‌ 5 فاكتو را داشته‌ باشد كامپيوتر ناميده‌ مي‌شود.

براي‌ محاسبه‌ ساير مونيتر كافي‌ است‌ قطر اصلي‌ را تقسيم‌ بر 5/2 نماييم‌ كه‌ سايزمونيتور به‌ اينچ‌ درمي‌ آيد.

1 inch= 2.5 cm

Pic cellنقاط‌ ريز روي‌ مونيتور را گويند.

مونيتورها يا مونوكروم‌ هستند يا EGA،VGA  ،SVGA

 

چاپگرها:

جوهر افشان‌ يا Watter jet كه‌ جوهر روي‌ شئي‌ كه‌ مي‌خواهيم‌ چاپ‌ كنيم‌ افشانده‌ مي‌شود(با سرعت‌ از منبع‌ جوهر افشانده‌ مي‌شود.

ليزري‌ از خانواده‌ جوهر افشان‌ است‌ و فرقش‌ در اين‌ است‌ كه‌ جوهر با ليزر پخش‌مي‌شود.

پلاتريا رسام‌ كه‌ بصورت‌ پيوسته‌ طراحي‌ مي‌كند.

:CU كنترل‌ يونيت‌ و ALM واحد پردازش‌ مركزي‌ يا CPUگويند كه‌ بعنوان‌ مغز متفكركامپيوتر ناميده‌ مي‌شود.

بعداز CPU مركزي‌ مهم‌ترين‌ قسمت‌ كامپيوتر حافظه‌ مي‌باشد.

 

حافظه‌ :

محل‌ نگاهداري‌ اطلاعات‌ بررروي‌ كامپيوتر به‌ صورت‌ Cell اوليه‌ (داخل‌) و (خارجي‌)مي‌باشد

حافظه‌ داخلي‌ خود شامل‌ :(Random  Onlymemory)ROM

(Random acces menory) RAM

در Mian Bordدر يك‌ گوشه‌ آن‌ ROM قرار دارد و كار آن‌ يا وظايف‌ آن‌ عبارتست‌ از :

1- POSتست‌ كليه‌ قطعات‌ سخت‌افزاري‌

Biosتست‌ كليه‌ ورودي‌ها و خروچي‌ ها

LODesانتقال‌ دادن‌ اطلاعات‌

نهايتاً به‌ سيستمي‌ كه‌ يك‌ مونيتور - صفحه‌ كليد و  Case داشته‌ باشد يك‌ سيستم‌ اوليه‌يا RAM

(Random acces menory) مي‌گويند.

نكات‌ مهم‌ :

دست‌ يابي‌ به‌ حافظه‌ بطور تصادفي‌ :

هر برنامه‌  به‌ منظور اجرا، ابتدا بايد در حافظه‌ RAM قرار گيرد .بنابراين‌ هر كاري‌ كه‌بخواهيم‌ بكنيم‌ اول‌ بايد اطلاعات‌ روي‌ RAM ريخته‌ شود تا بتوان‌ استفاده‌ نمود.

اگر RAMشلوغ‌ شود كافي‌ است‌ با يك‌ بار روشن‌ و خاموش‌ كردن‌ ،حافظه‌ RAMرامرتب‌ نماييم‌. اطلاعات‌ RAMتوسط‌ باطري‌ Coms نگهداري‌ مي‌شود( در زمان‌ قطع‌برق‌).

*ظرفيت‌ RAM براساس‌ Mega Byte است‌ .

* به‌ كوچكترين‌ واحد اطلاعاتي‌ BiT( مبناي‌ دو دويي‌ مي‌گويند) يعني‌ فقط‌ 0 و 1 رااستفاده‌ مي‌كنيم‌ ،چون‌ مبناي‌ ما دو ،دويي‌ است‌.

*واحد كامپيوتر Bit و هر 8 Bit را 1 Byte گويند.

هر 1024= 2به‌ توان‌ 10 مي‌شود يك‌ كيلودر كامپيوتر

بنابراين‌

5 Bit=Byte

1024 Byte= 1 K B

1024 K B = 1 G B

1024 G B = 1 Tra B

10240T B = 1 P B

مثلاً اگر هارد ما 5 GB  است‌ بخواهيم‌ آنرا به‌ B تبديل‌ كنيم‌ مي‌توانيم‌ از مقياسهاي‌ فوق‌استفاده‌ كرد.

كاراكتر:

به‌ هر حرف‌ يا علامت‌ كه‌ يك‌ بايت‌ باشد كاراكتر گفته‌ مي‌شود.(علي‌ )

فيــلد:

به‌ مجموعه‌ چند كاراكتر بهم‌ مرتبط‌ يك‌ فيلد گفته‌ مي‌شود.(علي‌ با شماره‌ شناسنامه‌732)

ركورد:

به‌ مجموعه‌ چند فيلد بهم‌ مرتبط‌ يك‌ ركورد گفته‌ مي‌شود.(علي‌ با شماره‌ شناسنامه‌732 متول‌1338)

فايــل‌ :

به‌ مجموعه‌ چند ركورد بهم‌ مرتبط‌ يك‌ فايل‌ گفته‌ مي‌شود (تمامي‌ مشخصات‌ وزندگينامه‌ فردي‌ )

بايگاني‌ داده‌ها يا بانك‌ اطلاعاتي‌ Data Base

به‌ مجموعه‌ چند فايل‌ بهم‌ مرتبط‌، بانك‌ اطلاعاتي‌ گفته‌ مي‌شود.

 

شاخه‌هاي‌ علم‌ كامپيوتر:

1-نرم‌افزار:

هرچيزي‌ كه‌ در كامپيوتر قابل‌ لمس‌ نباشد نرم‌افزار گويند Soft Ware

2- سخت‌ ا فزار:

هرچيزي‌ كه‌ در داخل‌ كامپيوتر قابل‌ لمس‌ باشد سخت‌افزار گويندHard Ware

3- زيست‌افزار:

زيست‌افزار محيطي‌ است‌ كه‌ در آن‌ با كامپيوتر كار مي‌كنيم‌

نكات‌ :

سيستم‌هاي‌ مختلف‌ :

سرعت‌ كامپيوترهارا براساس‌ Mea H مي‌سنجند بعنوان‌ مثال‌ :

شركت‌ Intel به‌ آخرين‌ مدل‌ كامپيوترخود 50580 كارخانه‌ نامه‌ Pantum راداد

يك‌ كمك‌ پردازنده‌ به‌ كامپيوتر اصلي‌ اضافه‌ شد و آنگاه‌ به‌ آن‌  Pantum I گفته‌ شد.

دو كمك‌ پردازنده‌ به‌ كامپيوتر اصلي‌ اضافه‌ شد و آنگاه‌ به‌ آن‌  Pantum II گفته‌ شد.

سه‌  كمك‌ پردازنده‌ به‌ كامپيوتر اصلي‌ اضافه‌ شد و آنگاه‌ به‌ آن‌ Pantum III گفته‌ شد.

بنابراين‌ هرچه‌ Pantum بالاتر رود چون‌ به‌ آن‌ كمك‌ پردازننده‌ اضافه‌ مي‌گردد پس‌تقسيم‌ كار بيشتري‌ صورت‌ مي‌پذيرد بنابراين‌ ا ز سرعت‌ بالاتري‌ نيز برخوردار است‌.

بطوري‌ كه‌ در حال‌ حاضر كامپيوتر 433 يعني‌ 433 عمل‌ را در ثاينه‌ ا نجام‌ مي‌دهد.

يا كامپيوتر 533 يعني‌ 533 عمل‌ را در ثاينه‌ ا نجام‌ مي‌دهد.

ويا كامپيوتر 600 يعني‌ 600 عمل‌ را در ثاينه‌ ا نجام‌ مي‌دهد.

نرم‌ افزار

1- نرم‌افزار سيستمي‌

2- نرم‌افزار كاربردي‌

نرم‌افزار سيستمي‌ خود به‌ سه‌ دسته‌ :سيستم‌ عامل‌ - سيستم‌ برنامه‌هاي‌ سودمند،زبانهاي‌ برنامه‌ نويسي‌ تقسيم‌ مي‌گردد.

نرم‌افزار كاربردي‌ به‌ برنامه‌ هايي‌ كه‌ توسط‌ يك‌ شخص‌ يا يك‌ شركت‌ جهت‌ استفاده‌ بهتراز كامپيوتر نوشته‌ مي‌شود نرم‌افزار كاربردي‌ گفته‌ مي‌شود.(فتوشاپ‌ - يا آفيس‌ )

 

 سيستم‌ عامل‌ مهمترين‌ برنامه‌ جهت‌ راه‌ اندازه‌ يك‌ كامپيوتر است‌

به‌ عبارتي‌ ديگر يك‌ رابط‌ گرافيكي‌ بين‌ سخت‌افزار و كاربر مي‌باشد.User

انواع‌ سيستم‌ عامل‌ شامل‌ سيستم‌ عامل‌ تك‌ كاربره‌ و سيستم‌ عامل‌ چند كاربره‌ مي‌باشد

 

در زير بخشي از اصطلاحات موجود در کامپيوتر به منظور استفاده کاربر را توضيح مي دهم  

 

User name موارد استفاده‌ ان‌ براي‌ مواردي‌ است‌ كه‌ شبكه‌ محلي‌ راه‌ اندازي‌ مي‌شود .

Task Bar نوار وظيفه‌ در كامپيوتر راگويند كه‌ در ويندوز نوار كه‌ برنامه‌هاي‌ اصلي‌ است‌ .

DeskTope ميز كار (همان‌ صفحه‌ اوليه‌ ويندوز را گويند.

Select به‌ معني‌ انتخاب‌ كردن‌ است‌.

My Computer تمام‌ محتويات‌ داخل‌ كامپيوتر را نمايش‌ مي‌دهد (درايوها و  محتويات‌داخل‌ )

Drope and Drope هر گاه‌ موس‌ را روي‌ آيكون‌ مورد نظر برده‌ و دگمه‌ سمت‌ چپ‌ آنرافشرده‌ و آنرابكشيم‌ اين‌ عمل‌ را دراپ‌ اند دراپ‌ گويند.

Programe محل‌ اجراي‌ برنامه‌هاي‌ كامپيوتر در اين‌ محل‌ است‌ .

Favorit در اين‌ قسمت‌ مي‌توانيم‌ برنامه‌هاي‌ محبوب‌ و مطلوب‌ خودمان‌ را قرار دهيم‌ .

Ducument در اين‌ قسمت‌ گزارشي‌ از فايل‌هاي‌ نوشتاري‌ و تصويري‌ كه‌ توسط‌ يك‌ كاربرمورد استفاده‌ قرار گرفته‌ است‌ گزارش‌ مي‌شود مثلا اگر كاربري‌ قبل‌ از شما با كامپيوتر كاركرده‌ است‌ دقيقاً به‌ شما نشان‌ خواهد داد كه‌ قبل‌ شما كاربر قبلي‌ در چه‌ برنامه‌هاي‌ واردشده‌ و استفاده‌ كرده‌ است‌.( 16برنامه‌ را در خود ضبط‌ مي‌كند. برنامه‌ هفدهم‌ كه‌ مورداستفاده‌ قرار گرفت‌ روي‌ اولين‌ برنامه‌ قبلي‌ مي‌نشيند.)

 

 

Task Bar

نوار وظيفه‌  مي‌باشد كه‌ در پايين‌ صفحه‌ ويندوز قرار دارد

Start

براي‌ شروع‌ كار روي‌ Startمي‌ رويم‌ تا برنامه‌ها باز شود براي‌ بازكردن‌  Start

مي‌توان‌ ا ز موس‌ يا از كليدهاي‌ تركيبي‌ Ctrl ESC و يا از.... استفاده‌ نمود.

drage & drope

جابجاي‌ آيكون‌ها گويند به‌ اين‌ ترتيب‌ كه‌ باكليد سمت‌ چپ‌ موس‌ روي‌ آيكون‌ رفته‌ و درهمان‌ حالت‌ موس‌ را به‌ مكاني‌ كه‌ مورد نظر است‌ انتقال‌ مي‌دهيم‌ .

Program

براي‌ اجراي‌ برنامه‌اي‌ نصب‌ شده‌ در ويندوز از اين‌ گزينه‌ بايد استفاده‌ كرد. (برنامه‌ يابرنامه‌ هايي‌ را كه‌ نصب‌ مي‌نماييم‌ ،بعنوان‌ آخرين‌ برنامه‌ در رديف‌ برنامه‌ها قرار مي‌گيرداما بعد از خاموش‌ و روشن‌ كردن‌ كامپيوتر برنامه‌ها براساس‌ حروف‌ الفباي‌ لاتين‌ مرتب‌مي‌شود.

Favorite

براي‌ اينكه‌ به‌ راحتي‌ بتوانيم‌ از برنامه‌هاي‌ مورد و آدرس‌هاي‌ اينترنتي‌ استفاده‌ نماييم‌،(آدرس‌ سايت‌ مربوطه‌) مي‌توانيم‌ از اين‌ قسمت‌ استفاده‌ كنيم‌.

Document

اين‌ قسمت‌ گزارشي‌ از برنامه‌هاي‌ استفاده‌ شده‌ را به‌ ما مي‌دهد كه‌ توسط‌ خودمان‌ ياديگر كاربران‌ قبلي‌ از آن‌ برنامه‌هاي‌ استفاده‌ شده‌ است‌.

نحوه‌ پاك‌ كردن‌ اين‌ برنامه‌ها،( براي‌ اينكه‌ كاربر متوجه‌ نشود كه‌ ما از چه‌ برنامه‌هاي‌استفاده‌ كرده‌ ا يم‌ بايد

1- با موس‌ ،بر روي‌ Task Bar رايت‌ كليك‌ مي‌كنيم‌، آخرين‌ گزينه‌ را كه‌ Propertisمي‌باشد را انتخاب‌ كرده‌، منويي‌ ظاهر مي‌شود. در اين‌ منو بايستي‌ قسمت‌

 Start Menu Programe  را انتخاب‌ كرده‌ و با استفاده‌ از منوي‌ ظاهرشده‌ Claer نسبت‌به‌ تاييد و پاك‌ كردن‌ اقدام‌ نماييم‌. حال‌ اگر بر روي‌ قسمت‌ Document برويم‌ و كليك‌كنيم‌ برنامه‌ها همه‌ پاك‌ شده‌ است‌ .

 پاك‌ مي‌باشد.

Seting (مهم‌ است‌ )

با استفاده‌ از اين‌ قسمت‌ مي‌توان‌ تنظيمات‌ نرم‌افزاري‌ و سخت‌افزاري‌ كامپيوتر را به‌راحتي‌ انجام‌ داد.ـ پشت‌ صحنه‌ و پرينت‌ و.....

Find

با استفاده‌ از اين‌ گزينه‌ مي‌توان‌ فايل‌ها و پوشه‌هاي‌ مورد نظر در كامپيوتر را پيدا نمود.حتي‌ مي‌توان‌ با اتصال‌ به‌ اينترنت‌ اشخاص‌ مورد نظر را در دنيا جستجو و پيدا نماييم‌.

Help(مهم‌ است‌ )

با استفاده‌ از اين‌ قسمت‌ مي‌توان‌ هر نوع‌ مطلبي‌ را كه‌ در ويندوز بخواهيم‌ مطالعه‌ نماييم‌و يا هر نوع‌ عيب‌ يابي‌ در ويندوز را به‌ راحتي‌ مطالعه‌ نماييم‌ .

براي‌ استفاده‌ از اين‌ گزينه‌ بايد

روي‌ Help رفته‌ كليك‌ نماييم‌ .

سه‌ گزينه‌ يا سه‌ (تب‌) داريم‌ بنامهاي‌ Search و index  وContents:

اگر مشكلي‌ داشتيم‌ مي‌رويم‌  روي‌ Contents

Contents (به‌ معناي‌ محتويات‌ است‌)  اگر موضوعي‌ راكه‌ مي‌خواهيم‌ مطالعه‌ نماييم‌موضوعي‌ مشخص‌ باشد درقسمت‌ Contents بر روي‌ كتابچه‌ مربوطه‌ رفته‌ و مطلب‌مربوطه‌ رفته‌ و مطلب‌ مربوطه‌ را به‌ راحتي‌ مطالعه‌ مي‌كنيم‌

index

از اين‌ تب‌ در مواردي‌ استفاده‌ مي‌كنيم‌ كه‌ موضوع‌ مورد مطالعه‌ را نمي‌دانيم‌ در چه‌كتابي‌ قرار دارد.

Search

 از اين‌ قسمت‌ تعداد كلمات‌ بكار برده‌ شده‌ در مورد موضوع‌ مربوطه‌ را مي‌توان‌ متوجه‌شد.

RUN

از اين‌ قسمت‌ براي‌ اجراي‌ سريع‌ بعضي‌ از برنامه‌ها استفاده‌ مي‌نماييم‌ .

Log Off براي‌ خروج‌ از شبكه‌ و ورود به‌ شبكه‌ محلي‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد.

 

نحوه‌ ايجاد پوشه‌ :

پوشه‌ محل‌ نگاهداري‌ فايل‌ و زير شاخه‌ها را گويند كه‌ نحوه‌ تشكيل‌ پوشه‌ براساس‌فرمول‌ زير است‌:

تاييد      Folder            New    R C     رايت‌ كليك‌

 

نحوه‌ ايجاد پوشه‌ :

ابتدا در روي‌ Desk top جايي‌ كه‌ خالي‌ است‌ رايت‌ كليك‌ كرده‌،  قسمت‌ NEW راانتخاب‌ نموده‌ و روي‌ پوشه‌ يا Folder كليك‌ مي‌كنيم‌ پوشه‌ جديد ساخته‌ مي‌شود.

حال‌ اگر خواستيم‌ پوشه‌ با باز كنيم‌ بايد روي‌ پوشه‌ ِف‌ت‌ه‌ و كليك‌ كنيم‌ .

اگر خواستيم‌ نام‌ پوشه‌ را عوض‌ كنيم‌. روي‌ پوشه‌ رفته‌ و دكمه‌ F2 را مي‌زنيم‌ ونام‌ جديدرا تايپ‌ مي‌كنيم‌ .

نحوه‌ حذف‌ يك‌ پوشه‌ و بازيابي‌ اطلاعات‌ :

1- روي‌ پوشه‌ مربوطه‌ رايت‌ كليك‌ نموده‌ و گزينه‌ Delate را انتخاب‌ مي‌كنيم‌ پوشه‌ پاك‌مي‌شود.

2- پوشه‌ مربوطه‌ را انتخاب‌ كرده‌ و  كليد Delate را مي‌زنيم‌ .

3- با drag and drope پوشه‌ را كشيده‌ و روي‌ سطل‌ آشغال‌ يا Ricecel been مي‌گذاريم‌.پوشه‌ پاك‌ مي‌شود.

اگر خواستيم‌ كه‌ زمان‌ پاك‌ كردن‌ پوشه‌ يا پرونده‌اي‌، كامپيوتر از شما سئوال‌ نكند كه‌ آيامطمئن‌ هستيد كه‌ مي‌خواهيد پاك‌ كنيد يا خير.

روي‌ پوشه‌ رفته‌ رايت‌ كليك‌ مي‌كنيم‌. Propertes   را انتخاب‌ نموده‌ و از منوي‌ ظاهرشده‌ پايسين‌ترين‌ ياداداشت‌ TeX را از حالت‌ فعال‌ خارج‌ مي‌كنيم‌ .

 

نحوه‌ خالي‌ كردن‌ و بازيابي‌ اطلاعات‌ از Ricecel been

براي‌ خالي‌ كردن‌، روي‌ سطل‌ آشغال‌ رفته‌ و رايت‌ كليك‌ مي‌كنيم‌ و گزينه‌ Emty راانتخاب‌ و تاييد مي‌كنيم‌. و براي‌ بازيابي‌ روي‌ پوشه‌ مربوطه‌ در سطل‌ اشغال‌ رفته‌ و باdrag and drope پوشه‌ را به‌ Desk top منتقل‌ مي‌كنيم‌ .

 

 

 

 

تغيير تصويرشورت‌ كات‌ ايجاد شده‌ :

روي‌ پوشه‌ شورت‌ كات‌ رايت‌ كليك‌ كرده‌ گزينه‌  Propertes   را انتخاب‌ مي‌كني‌. از منوي‌ظاهر شده‌ پايين‌ترين‌ منوChange icon را انتخاب‌ و بعد از انتخاب‌ تصوير مورد دلخواه‌كليد OK را مي‌زنيم‌.

 

استفاده‌ از برنامه‌هاي‌ جانبي‌ Accessoris

Commoucationارتباطات‌

Enttument تفريحات‌ و سرگرمي‌

Systerntoolsابزارهاي‌ سيستمي‌

Game بازيها

Caloctorماشين‌ حساب‌

imaigin كار با تصاوير

note pad درفترچه‌ يادداشت‌

Pation نقاشي‌

Word padدفرتچه‌ يادداشت‌

 

 

 

طريقه‌ پيدا كردن‌ سكتورهاي‌ بد در درايوها

روي‌ اكسسوري‌ رفته‌ با انتخاب‌ سيستم‌ تولز و انتخاب‌ اسكن‌ ديسك‌، درايو مربوطه‌ راانتخاب‌ نموده‌ و اسكن‌ مي‌كنيم‌. درايوهاي‌ پنهان‌ در كامپيوتر نيز در همين‌ مرحله‌مشخص‌ مي‌شود كه‌ بايد تمرين‌ شود.

Scan Diskزماني‌ كه‌ برنامه‌اي‌ در اجرا دچار مشكل‌ بود از اين‌ گزينه‌ استفاده‌ مي‌كنيم‌ .

اسكن‌، فقط‌ خانه‌هاي‌ خراب‌ و محل‌هاي‌ خراب‌ درايوها رامشخص‌ نموده‌ تا اطلاعاتي‌برر روي‌ آنها ضبط‌ نشود.

براي‌ اعلام‌ تعداد پوشه‌هاي‌ يك‌ فايل‌ (پوشه‌هاي‌ آشكار و پنهان‌ چه‌ كاري‌ بايد انجام‌شود؟

گزينه‌ Scan Diskرا انتخاب‌ كرده‌ بعد از انتخاب‌ درايو(C D E ....)  و انجام‌ اسكن‌اطلاعاتي‌ بر روي‌ صفحه‌ ظاهر مي‌شود كه‌ فايل‌هاي‌ پنهان‌ و آ شكار آن‌ درايو را به‌ مانشان‌ مي‌دهد.

اگر در كامپيوتر فايل‌ Scan Disk را نداشته‌ايم‌ مي‌توانيم‌ از قسمت‌ RUN اين‌ گزينه‌ را(ScanDisk) را تايپ‌ مي‌كنيم‌. و برنامه‌ اجرا مي‌شود.

لازم‌ است‌ هر يك‌ هفته‌ يا دو هفته‌ يكبار Scan Disk و Deffrag را بايد در كامپيوتر انجام‌دهيم‌ تا هم‌ اطلاعات‌ منظم‌ ومرتب‌ باشند وهم‌ فضاي‌ كمتري‌ را اشغال‌ كرده‌ باشند.

 

ايجاد فايل‌ در ويندوز:

به‌ سه‌ طريق‌ مي‌توانيم‌ در ويندوز ايجاد فايل‌ نوشتاري‌ كنيم‌ .

Not Pad -1  فقط‌ با يك‌ نوع‌ خط‌ و يك‌ اندازه‌ (كمترين‌ فضاي‌ را اشغال‌ مي‌كند)

Word Pad-2( مجاز هستيم‌ خطوط‌ مختلف‌ با اندازه‌هاي‌ مختلف‌ را داشته‌ باشيم‌ )

Microsaft Word-3(انواع‌ كارهاي‌ تايپي‌ وسايه‌ دار و طراحي‌هاي‌ پيچيده‌ را مي‌توان‌ بااين‌ نرم‌افزار انجام‌ داد.

Q33Y  را با خط‌ ديگري‌ مي‌توان‌ به‌ صورت‌ ديگري‌ مشاهده‌ كرد.

 

جلوگيري‌ از آسيب‌ ديدن‌ مونيتور:

براي‌ جلوگيري‌ از آسيب‌ ديدن‌ مونيتور از اين‌ گزينه‌ استفاده‌ مي‌كنيم‌ براساس‌ فرمول‌ زيرو تنظيمات‌ دلخواه‌ Desk top-----Rclic-----Propertis-----Screen Saver--

 

پوشه‌: محل‌ نگهداري‌ مجموعه‌اي‌ از اطلاعات‌ گوناگون‌ را مي‌گويند.

فايل‌: محل‌ نوشتن‌ مطالب‌ و يادداشت‌ها( برگه‌) را گويند.

 

  مديريت‌ برنامه‌ ريزي‌ وطراحي‌

براي‌ اينكه‌ بتوانيم‌ در كامپيوتر به‌ نحو احسن‌ و يا به‌ عنوان‌ يك‌ شئي‌ استفاده‌ كنيم‌ نياز به‌مديريت‌ و برنامه‌ ريزي‌ داريم‌. به‌ دو طريق‌ مي‌توان‌ از اين‌ برنامه‌ مديريت‌ استفاده‌ نماييم‌1- از طريق‌ برنامه‌هاي‌ كابر ويندوز APPLICATION WINDOS

2- برنامه‌ هايي‌ كه‌ خودمان‌ در اختيار كامپيوتر قرار مي‌دهيم‌ (برنامه‌هاي‌ نوشتاري‌ )

براي‌ اين‌ منظور به‌ روش‌ زيري‌ عمل‌ مي‌كنيم‌ .

1- داخل‌ MY COMPIUTER رفته‌ و گزينه‌ Scheduled Test را انتخاب‌ مي‌كنيم‌

2- منويي‌ ظاهرمي‌ شود .

3- از منو ظاهر شده‌ گزينه‌ Add Scheduled  را انتخاب‌ مي‌كنيم‌ .

4-شكل‌ خود نويس‌  و ساعت‌ ظاهر مي‌شود.

5- گزينه‌ Nextرا انتخاب‌ مي‌كنيم‌

اگر خواستيم‌ از برنامه‌هاي‌ خود ويندوز استفاده‌ كنيم‌ از APPLICATION استفاده‌مي‌كنيم‌ .

6- چون‌ مي‌خواهيم‌ خودمان‌ يك‌ برنامه‌ طراحي‌ كنيم‌ گزينه‌ Brows را انتخاب‌ مي‌كنيم‌ .

7- منويي‌ ظاهر مي‌شود كه‌ بايد انتخاب‌ كنيم‌ ((selct Programe Show

8- گزينه‌ Next TEX Doucoment را انتخاب‌ مي‌كنيم‌ .

در اين‌ قسمت‌ مي‌توان‌ برنامه‌ را بصورت‌ Dialy روزانه‌ Weakly هفته‌اي‌Mounthlyماهانه‌ و يا انجام‌ برنامه‌ در راس‌ ساعتي‌ ON time only را انتخاب‌ كنيم‌ .

9- بعد از انتخاب‌ سر ساعت‌ كامپيوتر زماني‌ كه‌ روش‌ مي‌شود يا زماني‌ كه‌ وارد شبكه‌مي‌شيود بعداز Dialy منويي‌ ظاهر مي‌شود بنام‌ Scheduled Taske Wizar كه‌ با نتخاب‌

Start time برنامه‌ طراحي‌ شده‌ اجرا مي‌شود.

 

گمنام بازدید : 71 جمعه 02 فروردین 1392 نظرات (0)

نكاتي كه در جوشكاري بايستي مورد توجه قرار گيرد :

1-   محل جوشكاري بايستي بدون رطوبت و خشك بوده و از تهويه مناسبي نيز برخوردار باشد .

2-   در موقع تميز كردن درز جوش و زدودن سرباره ها حتماً از عينك محافظ استفاده نمائيد .

3-   كابل جوشكاري انبر و اتصالات آنها بايستي كاملاً سالم بوده و عاري از هر نوعت عيب باشد .

4-   دستگاه هاي جوشكاري را فقط زماني جابجا كنيد كه برق آنها از شبكه قطع شده باشد .

5-   هرگز به قسمت هاي عايق نشده انبر الكترود گير ، انبر اتصال و كابلهاي جوشكاري دست نزنيد .

6-   قبل از شروع به جوشكاري اطراف محيط كار خود را از مواد آتش زا و همچنين افراد غير مسئول دور كنيد .

 

فصل پنجم :

لوله و اتصالات


انواع لوله :

لوله ها را مي توان به انواع مختلف از نظر جنس ، كاربرد و نحوه اتصالات دسته بندي نمود .

لوله هايي كه در سيستم آبرساني و فاضلاب مورد استفاده قرار مي گيرد به شرح ذيل مي باشد .

* لوله هاي گالوانيزه :

لوله هاي گالوانيزه خود به دو دسته تقسيم مي شوند : لوله هاي فولادي گالوانيزه و لوله هاي آهني گالوانيزه اين دو نوع در بازار به لوله هاي آهني سفيد معروفند و عموماً بين اين دو فرقي گذاشته نمي شود ،در صورتيكه لوله هاي فولادي گالوانيزه در مقايسه با نوع آهني آن سبك تر و براق تر هستند .

1- لوله هاي فولادي گالوانيزه :

اين نوع لوله ها گاهي براي تخليه فاضلاب لوازم بهداشتي كوچك به كار برده مي شود ولي مورد استفاده اصلي آنها براي تهويه است . جنس اين لوله ها از فولاد نرمي است كه در ساختن آن ورقه فولاد را با فشار داخل قالب عبور داده درز آن را جوش مي دهند و سپس آنها را جهت افزايش مقاومت در برابر اسيدها و زنگ زدگيها در يك وان آبكاري روي اندود (گالوانيزه) مي كنند . اين نوع لوله ها نسبت به نوع آهني در برابر اسيدها مقاومت كمتري دارند و كليه اسيدهايي كه براي چدن مضر مي باشند فولاد گالوانيزه را هم خراب مي كنند .

2- لوله هاي آهني گالوانيزه :

جنس اين لوله ها از آهن سفيد نورد شده است كه درز آن توسط دستگاه هاي درز جوش بهم جوش داده مي شود و سپس لوله را در فلز روي مذاب فرو مي برند . به همين علت آنها را لوله هاي با درز نيز مي گويند . اين نوع لوله ها از رنگ تيره و خاكستريشان شناخته مي شوند .و عموماً به دو صورت سبك و متوسط توليد مي شوند .

كليه لوله هاي فولادي و آهني گالوانيزه در شاخه هاي 6 متري و دو سر دنده با قططر  اينچ تا 8 اينچ توليد مي گردند . قر اين لوله ها معمولاً‌قطر اسمي است كه بزرگتر از قطر داخلي و كوچكتر از قطر خارجي است .

همچنين در بازار اين لوله ها را بر اساس نمره مي شناسند . لوله هاي گالوانيزه نيز به وسيله دنده پيچي به يكديگر وصل و توسط مواد مناسب آب بندي مي شوند .

 

نكته : از اتصال اين لوله ها به روش جوشكاري بايد پرهيز نمود زيرا بر اثر حرارت ناشي از جوشكاري و سوختن روكش گالوانيزه (آلياژ روي) دود غليظ و سفيدي توليد مي شود كه محيط كار را آلوده مي نمايد و تنفس آن ايجاد مسموميت كرده و موجب آسيب ديدن دستگاه تنفسي مي شود .

 

مشخصات لوله هاي گالوانيزه

 

نمره لوله

قطر اسمي

(in)

قطر خارجي برحسب ميليمتر

ضخامت برحسب ميلي متر

وزن لوله 6 متري بر حسب كيلوگرم

حداكثر

حداقل

2

4/21

00/21

00/2

510/6

5/2

9/26

4/26

35/2

210/9

3

1

8/33

2/33

65/2

020/13

4

5/42

9/41

65/2

500/16

5

4/48

8/47

90/2

700/20

6

2

2/60

6/59

90/2

000/27

7

76

2/75

90/2

900/33

8

3

7/88

9/87

25/3

700/44

9

2/101

3/100

65/3

-

10

4

9/113

00/113

65/3

700/65

12

5

6/140

7/139

85/4

510/102

15

6

1/166

1/165

85/4

010/125

 

مطابقت قطر اسمي و نمره لوله ها

8

6

5

4

3

2

1

قطر لوله (in)

18

15

12

10

8

7

6

5

4

3

5/2

2

نمره لوله

 

* لوله هاي چدني :

جنس اين لوله ها از چدن ريخته گري است و بر حسب نوع كاربرد آنها انواع و مقدار آلياژ ، شكل و طول لوله ،‌نوع اتصالات آنها با هم متفاوت هستندو اغلب در سيستم لوله كشي فاضلاب استفاده مي شوند .

لوله هاي چدني كه در سيستم لوله كشي فاضلاب به كار مي رود :

الف) سرتوپي (يك سرتوپي دو سرتوپي)

ب) دو سر تخت

 

نكته : لوله هاي چدني با سرتوپي و سرتخت به ترتيب لوله هاي بوشن دار و بدون بوشن نيز ناميده مي شوند .

 

مزاياي لوله هاي چدني :

1-   در برابر فشار وارده به جداره هاي خارجي داراي مقاومت و استحكام خوبي هستند .

2-   فرسودگي اين لوله ها كمتر از لوله هاي فلزي است .

3-   مي توان براحتي از دستگاه تراكم هوا جهت باز كردن و رفع گرفتگي لوله استفاده نمود .

4-   قيمت لوله هاي چدني نسبت به لوله هاي آهني ارزانتر است .

معايب لوله هاي چدني :

1-   نصب لوله هاي چدني نسبت به لوله هاي آهني كنتدتر انجام مي شود .

2-  لوله هاي چدني به علت تاثير مواد شيميايي موجود در فاضلاب زنگ مي زنند و جلوگيري از زنگ زدگي آنها ميسر نمي باشد .

3-   داشتن وزن زياد قطعات و كثر اتصالات و در نتيجه زياد پيوند از معايب ديگر لوله هاي چدني مي باشد .

مقايسه لوله چدني توپي دار و سر تخت :

1-   قابليت تحمل فشار لوله هاي سرتخت بيشتر است .

2-   لوله هاي سر تخت به دليل نداشتن مادگي و لبه هاي قيطاني و وزن و ضخامت كمتر و نوع پيوند كاربرد بيشتري دارند .

3-  لوله هاي سرتخت به دليل خاصيت الاستيكي نوع پيوند آن تغيير حرارت بيشتري را نسبت به لوله هاي ديگر تحمل مي كند .

 

وزن لوله هاي چدني توپي دار فاضلاب (استاندارد ASTM)

قطر لوله

لوله هاي يك سرتوپي

لوله هاي دو سرتوپي

mm

ln

وزن يك متر لوله kg

وزن يك فوت لوله lb

وزن يك متر لوله kg

وزن يك فوت لوله lb

50

2

140/12

5/5

140/12

5/5

75

3

000/21

5/9

000/21

5/9

100

4

700/28

13

700/28

13

1215

5

500/37

17

500/37

17

150

6

150/44

20

150/44

20

 


 

نكته :‌در اتصالات چدني دو نوع تبديل كاهنده (تخفيفية) و تبديل افزاينده در اندازه هاي تبديلي متنوع وجود دارد كه بر حسب جهت توپي سر وصاله ،‌اگر قطر توپي بزرگتر از لوله باشد تبديل فزاينده و در غير اين صورت كاهنده خواهد بود .

 

افست يا دو خم

در تغيير امتداد لوله هاي افقي و قائم سيستم لوله كشي فاضلاب به كار مي رود وبا مقادير انحراف مختلف توليد مي شوند .

نكته : براي محاسبه خم 45 درجه بايستي از روابط زير استفاده كرد .

 

طريقه اتصال لوله هاي چدني

اتصال لوله هاي چدني توپي دار با استفاده از كنف و سرب انجام مي گيرد و اتصال لوله هاي چدني دو سر تخت به كمك واشر لاستيكي و بست مخصوص انجام مي شود .

روش اتصال لوله هاي چدني توپ دار :

1-  ابتدا بايستي بدنه لوله واتصالات از نظر سالم بودن تست شود و نحوه آزمايش از طريق زدن ضربات آرام چكش امكان پذير است . چنانچه لوله شكسته باشد يا حتي داراي ترك مويي حزيي باشد صداي ضربات به صورت بم كه اصطلاحاً صداي «مرده چدن» نام دارد شنيده مي شود .

 

نكته : صداي برخاسته از برخورد ضبات چكش به لوله سالم طنين دار مي باشد و همژنين قسمت مادگي بايستي در جهت جريان قرار گيرد .

 

2-  پس از اينكه لوله ها در يك امتداد به صورت هم محور در داخل يكديگر قرار داده شدند كنف مخصوص بايستي با استفاده از قلم و چكش در طوقه مطابق شكل متراكم شود .

لازم به ذكر است كنف مورد استفاده به دو روش دو رشته اي و سه رشته اي بافته مي شود و كنف بافته شده بايستي متناسب با قطر لوله هاي اتصالي بوده و فضاي بين نر و مادگي را تا عمق 5/2 سانتي متري لبه مادگي پر نمايد .

3-  سرب مذاب كه قبلاً توسط چراغ كوره اي يا كوزه ذوب تهيه شده با ملاقه مطابق شكل داخل طوقه ريخته مي شود . چنانچه محل پيوند به صورت كاملاً عمودي و سرتوپي رو به بالا باشد نيازي به كمربند سرب ريزي نيست اما اگر محل پيوند افقي يا مايل يا سرتوپي رو به پايين باشد استفاده از كمربند سرب ريزي ضروري است و بايد با استفاده از كمربندهاي نخ سوز يا لاستيكي يا فلزي يا گل رس با ايجاد مسير سرب ريزي عمل سرب ريزي را انجام داد .

4-  بعد از تمام مراحل فوق وقتي سرب سرد شد آن را بايد با استفاده از قلم سرب كوبي و چكش به طور آهسته كوبيد تا مواد لازم حتي الامكان به داخل اتصال برود .

روش اتصال لوله هاي چدني سر تخت :

1-   ابتدا بايد واشر لاستيكي را از طوقه فولادي خارج كرده و سالم بودن آن را بررسي نمود .

2-  واشر لاستيكي را در انتهاي قطعه اول لوله مورد اتصال قرار داده به طوريكه رگه برجسته مياني واشر به لبه انتهايي لوله مماس باشد .

3-   قسمت آزاد واشر لاستيكي را به پايين برگردانده تا رگه برجسته مياني روي لبه انتهايي لوله قرار گيرد .

4-  قطعه دوم مورد اتصال را وارد واشر لاستيكي نموده به طوريكه لبه آن روي رگه برجسته مياني قرار گيرد . سپس بايد قسمت برگردانيده شده واشر را به حالت اول خود درآورد .

5-  بست نگهدارنده فولادي را باز رده جهت سهولت بسته شدن سطح داخلي آن را كمي چرب نموده و طوقه را در محل خود و بر روي واشر لاستيكي قرار داده و پيچها را در محل خود بايد بتدريج سفت نمود .

* لوله هاي پلاستيكي :

لوله هاي پلاستيكي كه در تاسيسات آب و فاضلاب بكار برده مي شوند عبارتند از :

1-   لوله هاي پلاستيكي پي وي سي (PVC مخفف پلي و نيل كلرايد)

2-   لوله هاي پلاستيكي (PE مخفف پلي اتيلن)

3-   لوله هاي پلاستيك ABS (مخفف اكريلونيتريل ، بوتادين و استيرن)

4-   لوله هاي پلاستيك PP (مخفف پلي پروپلين)

5-   لوله هاي پلاستيكي CPVC (مخفف كلرينيتد پلي و نيل كلرايد)

6-   لوله هاي پلاستيكي PB (مخفف پلي بوتيلن)

 

نكته : در شبكه فاضلاب از لوله هاي پي وي سي و پلي اتيلن بيشترين استفاده به عمل مي آيد .

 

مزاياي لوله هاي PVC

1-   اتصال لوله و قطعات آن بسيار آسانتر و سريعتر از ساير لوله ها انجام مي شود .

2-   در نصب روكار احتياجي به رنگ آميزي ندارند .

3-   داراي وزن سبك هستند و به راحتي در بين سقف كاذب و مكانهايي كه دسترسي بدان مشكل است نصب مي شود .

4-   در مقايسه با لوله هاي ديگر قطر خارجي كمتري داشته و به راحتي در داخل ديوار جاسازي و اجرا مي شود .

5-   در برابر مواد شيميايي از مقاومت بالايي برخوردار هستند .

معايب لوله هاي PVC

1-   لوله هاي پي وي سي خشك در برابر سرما بسيار حساس و شكننده مي باشند .

2-   لوله هاي پي وي سي در برابر حرارت زياد فرم و استحكام خود را از دست مي دهند .

3-   به علت قدرت مقاومت كم جداره اين نوع لوله ها بايستي از فنر لوله بازكني براي گرفتگي مجراي لوله ها استفاده نمود .

4-   در برار نيروهاي خارجي داراي مقاومت كمتري هستند .

 

نكته : لوله هاي فاضلاب PVC از نوع خشك در دو نوع فشار ضعيف به رنگ خاكستري و متمايل به آبي و فشار قوي به رنگ خاكستري روشن توليد مي شوند . كاربرد لوله هاي PVC فشار ضعيف در لوله كشي تهويه آب باران و اتصال براي آب باران بالكنها و لوله هاي اتصالي توالتها است اما كاربرد لوله هاي PVC فشار قوي در سيستمهاي فاضلاب ساختمان به عنوان لوله هاي عمودي و جمع آوري كننده و لوله تخليه اصلي فاضلاب است .

 

مشخصات لوله هاي PVC فشار ضعيف

 

200

150

125

100

70

50

40

قطر اسمي mm

4

2/3

5/2

2/2

8/1

8/1

8/1

ضخامت جدار لوله mm

 

مشخصات لوله هاي PVC فشار قوي

200

150

125

100

قطر اسمي mm

5/4

6/3

3

3

ضخامت جدار لوله mm

 

نكته 1 :‌ اتصال لوله هاي PVC بر حسب نوع لوله و اتصالات به روشهاي مختلف انجام مي شود كه نوع اتصال چسبي متداولتر است .

نكته 2 : اتصال حداقل به مدت 10 تا 15 دقيقه به هيچ وجه نبايستي حركت داده شود تا سفت گردد .

مزاياي انواع لوله هاي PE

نوع اول داشتن چگالي ، مقاومت حرارتي پايين و قابليت انعطاف خوب از مزاياي اين نوع مي باشد .

نوع دوم داراي چگالي متوسط و اندكي سخت تر از نوع اول هستند و در دماي بالا مقاومتشان بيشتر بوده و قابليت انبساط بهتري دارند .

نوع سوم بسيار سنگين تر از نوع قبلي و چگالي بيشتري دارند و برترين خواص فيزيكي از نظر مقاومت قابليت انبساط- درجه سختي ضريب زبري را دارا هستند و از اين رو كاربرد وسيعي در گازرساني و آبرساني دارند .

نكته 1 : اتصال لوله هاي PE به روشهاي مختلف دنده اي فلنچي بستي اورينگي و نر و مادگي با روش اتصال جوش حرارتي و جوش سر به سر انجام مي شود .

نكته 2 : اتصال دنده اي در مورد كليه لوله هاي پلاستيكي سنگين و 4 اينچ به پايين قابل اجرا است .

مزاياي لوله هاي PB

لوله پلي بوتيلن در برابر خوردگي ، يخ زدگي ، زنگ زدگي ، خاكهاي اسيدي و رسوب گرفتگي مقاوم است . اين لوله هنگام انجماد ترك نمي خورد و در دماي 82 درجه سانتي گراد فشار 5/6 اتمسفر را تحمل مي كند .

نكته : به سبب انعطاف پذيري اين لوله هاي در شبكه لوله كشي ضربه قوچ اتفاق نمي افتد .

* لوله هاي پنج لايه :

در تاسيسات لوله كي ساختمان خوردگي و رسوب در لوله هاي فلزي خسارات و مشكلاتي را بوجود مي آورد . براي حل اين مشكل تا كنون تلاشهاي زيادي صورت گرفته است .استفاده ازآلياژهاي مختلف با پوشش گوناگون از راه حل هايي است كه تا كنون براي افزايش مقاومت فلز در برابر خوردگي به كار رفته است بي آنكه هيچ يك پاسخي قطعي به مشكل بدهند .

يكي ديگر از راه هايي كه براي پرهيز از مشكلات لوله هاي فلزي پيشنهاد شده است استفاده از لوله هاي پليمري است اما به كارگيري اين لوله ها در عمل نشان داده كه اگر چه جايگزيني فلز با پلاستيك مسله خوردگي و پوسيدگي لوله را حل مي كند اما مشكلات ديگري را باعث مي شود كه پيش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اكسيژن ، محدوديت در تحمل فشار يا دماي بالا ، ضريب انبساط زياد و ... .

در اين شرايط گروهي از دانشمندان به تلفيق فلز و پليمر توجه كردند . به عنوان مثال سوپر پايپ نقطه اوج همين تكنولوژي است . تلفيقي هوشمندانه كه حاصل آن لوله اي است پنج لايه شامل يك لوله آلومينيومي ، دو لايه پليمر و دو لايه چسب مخصوص كه مقاومت در برابر خوردگي ، زنگ زدگي ، رسوب و پوسيدگي را از لوله هاي پليمري و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذيري را از لوله هاي فلزي به ارث برده است . سوپر پايپ آخرين دستاورد تكنولوژي است هك براي تمام تاسيسات ساختمان قابل استفاده است و حتي در بدترين شرايط صد سال عمر مي كند .

 

جدول مقايسه اي سوپر پايپ

 

فلزي

پليمري

سوپر پايپ

خورندگي از داخل يا خارج

بلي

خير

خير

رسوب پذيري

بلي

خير

خير

تحمل دما و فشار بالا

بلي

خير

بلي

فريب انبساط طوري

كم

زياد

كم

نفوذ اكسيژن

خير

بلي

خير

مقاومت مكانيكي

خوب

كم

خوب

شكل پذيري

بلي

خير

بلي

وزن

سنگين

سبك

سبك

سرعت نصب

كم

زياد

زياد

 

ساختار لوله هاي سوپر پايپ

يك لوله آلومينيمي با جوش طولي اولتراسونيك ،‌بدنه اصلي سوپر پايپ را تشكيل مي دهد . اين لايه فلزي مقاومت در برابر فشار ، حرارت و نفوذ اكسيژن را تامين مي كند . در لايه هاي داخلي و بيروني سوپر پايپ به جاي پلي اتيلن مشبك (PEX) از پليمر جديد PEOC استفاده مي شود كه عمر اين پليمر در شرايط سخت كاري و در فشار و دماي بالا حتي با ضريب اطمينان 5/2 بيش از 400 سال است .

لايه هاي فلزي و پليمر طي فرآيندي توسط دو لايه چسب مخصوص با هم تلفيق مي شوند .

مزاياي لوله هاي پنج لايه :

1.     زنگ نمي زند ، رسوب نمي گيرد و هرگز نمي پوسد .

2.     به راحتي خم مي شود و شكل مي پذيرد .

3.     نصب آن سريع ، آسان و بدون ضايعات مي باشد .

4.     بسيار سبك و حمل و نقل آن آسان است .

5.     عدم امكان نفوذ اكسيژن به لوله و جلويگري از لجن زدگي و تغيير رنگ آب .

6.     ضريب انبساط طولي بسيار ناچيز .

7.     افت فشار بسيار ناچيز بدليل هموار بودن سطح داخل لوله .

8.     مقاوم در برابر ضربه و مواد شيميايي .

9.     مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولي آلومينيوم .

10.در لوله كشي توكار مطمئن و در نصب روكار زيبا است .

11. توان تحمل حرارت مداوم .

 

اتصالات :

در لوله كشيآب سرد و گرم مصرفي براي اتصال لوله ها به يكديگر ، تغيير جهت دادن لوله ، انشعاب گيري و يا تبديل قطر لوله از قطعاتي استفاده مي نمايند كه آنها را اتصالات يا وصاله مي نامند .

وصاله ها يا اتصالات در دو نوع پيچي يا (دنده اي) و جوشي ساخته مي شوند كه منحصراً در لوله كشي آب سرد و گرم و برگشت مصرفي بايد از نوع پيچي يا دنده اي سفيد استفاده كرد زيرا استفاده از وصاله هاي دنده اي غير گالوانيزه مشكل خورده شدن و در نتيجه پوسيدگي لوله ها را بوجود مي آورد.

متداولترين وصاله هاي مورد استفاده در تاسيسات به شرح زير طبقه بندي مي شوند :

1- زانويي :

اين وصاله براي تغيير جهت دادن به اندازه 90 يا 45 درجه مورد استفاده قرار مي گيرد كه خود شامل زانوي قائم 90 درجه زانوي 45 درجه زانوي روپيچ و توپيچ 90 درجه يا چپقي زانوي روپيچ توپيچ 45 درجه و زانوي تبديل مي باشد.

زانويي قائم 90 درجه :

وصاله اي است كه براي تغيير جهت به اندازه 90 درجه در لوله كشي از آن استفاده مي شود. اين وصاله در دو سر از داخل دنده شده است .

زانويي 45 درجه :

همانند زانويي قائم 90 درجه براي تغيير جهت لوله ، با انحراف 45 درجه مورد استفاده قرار مي گيرد .در لوله كشي فاضلاب در مواردي كه تغيير جهت و انحراف 90 درجه اي لوله كشي به وسيله زانويي قائم احتمال ايجاد گرفتگي در لوله را افزايش مي دهد با استفاده از اتصال دو عدد زانويي 45 درجه و يك عدد مغزي شعاع انحناي تغيير جهت بيشتر مي شود .اين وصاله در دو سر از داخل دنده شده است .

زانويي روپيچ توپيچ 90 درجه :

اين وصاله كه به نام زانوي چپقي معروف است همانند زانويي قائم 90 بوده ولي در دو سر به ترتيب از داخل و خارج دنده شده است و جهت قطعات هم قطر كه يك قطعه در محل اتصال از رو و ديگري از داخل دنده شده باشد به كار مي رود .

 

نكته : كاربرد زانوي روپيچ توپيچ 45 درجه همانند چپقي مي باشد با اين تفاوت كه انحراف آن 45 درجه مي باشد .

 

زانوي تبديلي :

اين وصاله در دو سر از داخل دنده شده است و براي اتصال قطعات با قطرهاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد .

2- سه راهي

از اين وصاله جهت انشعاب گيري استفاده مي شود . سه راهي ها شامل سه راهي قائم سه راهي 45 درجه سه راهي تبديل ساده و روپيچ توپيچ هستند .

سه راهي قائم :

سه راهي قائم كه سه راهي معادل نيز ناميده مي شود وصاله اي است كه براي گرفتن انشعاب و اتصال انشعابات فرعي مورد استفاده قرار مي گيرد . اين سه راهي از داخل دنده شده و براي انشعابهاي با انحراف 90 درجه و هم قطر به لوله اصلي به كار مي رود . ژ

سه راهي 45 :

همانند سه راهي قائم از داخل دنده شده و در لوله كشي تاسيسات فاضلاب مورد استفاده فراوان دارد وجهت اتصال انشعابات فرعي با انحراف 45 به كار برده مي شود .

سه راهي تبديل :

جهت اتصال انشعابهاي فرعي با قطرهاي متفاوت نسبت به قطر لوله اصلي مورد استفاده قرار مي گيرد . اين وصاله در اندازه هاي تبديلي گوناگون و به صورت دنده از داخل و روپيچ توپيچ توليد مي شود .

3- بوشن :

اين وصاله تماماً از داخل دنده شده است به همين منظور مي توان براي اتصال دو لوله يا دو وصاله كه يك سر آنها از خارج داراي دنده است استفاده نمود .

بوشنها شامل بوئشن ساده بوشن روپيچ توپيچ تبديل مي باشند .

بوشن ساده :

يك قطعه استوانه تو خالي و ريخته شده از چدن است كه از داخل دنده شده است اين وصاله جهت اتصال دو لوله هم قطر و در راستاي هم مورد استفاده قرار مي گيرد .

بوشن روپيچ توپيچ :

همانند بوشن ساده است ولي در دو سر به ترتيب از داخل و خارج دنده شده است و جهت اتصال دو قطعه كه يكي از رو و ديگري از داخل دنده شده باشد مورد استفاده قرار مي گيرد .

بوشن تبديل :

اين بوشن از چدن ريخته شده و قطر دو سر آن متفاوت است و جهت اتصال دو لوله با قطرهاي مختلف و در راستاي هم مورد استفاده قرار مي گيرد .

4- چهار راهي

وصاله هايي هستند كه همانند سه راهي ساده و تبديل در اندازه هاي مختلف توليد شده و جهت اتصال انشعابات فرعي مورد استفاده قرار مي گيرد .

چهارراهي ها شامل چهار راهي ساده و چهارراهي تبديل مي باشند . كاربرد اين نوع وصاله ها در تاسيسات لوله كشي فاضلاب نادر بوده و حتي المقدور از اتصال انشعابات چهار راهي در لوله هاي با قطر كم خودداري مي شود .

5- مغزي

از يك قطعه لوله كوتاه دو سر دنده و يك قطعه آهن ريخته شده به شكل لوله كه دو سر آن از خارج دنده مي گردد ساخته مي شوند . براي اتصال اجزاي سيستم لوله كشي به خصوص اتصال دو وصاله به يكديگر مورد استفاده قرار مي گيرد .

مغزي ها شامل مغزي رو پيچ ساده روپيچ توپيچ تبديل و روپيچ تبديل مي باشند . از مغزي تبديل روپيچ توپيچ همانند بوشن و سه راهي تبديل براي تغيير قطر در لوله كشي استفاده مي شود .

 

نكته :‌از مغزي هاي تبديل روپيچ نيز براي تغيير قطر در لوله كشي استفاده مي شود .

 

6- مهرم ماسوره

وصاله اي است جهت اتصال دو قسمت از سيستم لوله كشي كه از دو قسمت نر و ماده تشكيل شده است . اين دو قطعه هر كدام به طور جداگانه روي لوله يا اتصالات ديگر بسته شده و سپس با جفت كردن نر و ماده و بستن مهره واسط ارتباط بين اجزاي اتصال دهنده برقرار مي شود .

كاربرد اين وصاله در ارتباط دادن لوله هاي فاضلاب بسيار كم است و بيشترين مورد استفاده آن در لوله كشي آب بهداشتي ، تهويه فاضلات و مدارهاي بسته مي باشد و معمولاً در تعميرات لوله كشي كاربرد زيادي دارد .

نكته : براي بستن مهره و ماسوره حتماً از آچار كلاغي استفاده شود .

 

7- در پوش :

وصاله اي است كه جهت مسدود كردن انشعابات لوله كشي به كار مي رود .درپوش ها به صورت پيچ از رو دنده مي شوند و محل آچارگيري آن عموماً چهار گوش است . اين وسيله در سيستم هاي لوله كشي فاضلاب در انتهاي مسير لوله كشي يا دريچه هاي بازديد نصب مي گردد .

 

نكته : در اتصال پيچي لوله ها بايد توجه داشت كه اولاً داخل لوله و اتصالات از روغن و مواد خارجي كاملاً پاك باشد ثانياً طول قسمت دنده شده طوري باشد كه هنگام پيچژيدن در محل اتصال به لبه انتهايي لوازم اتصالي لوله كشي كه از داخل دنده شده اند تكيه كند .

 

8- فلنچ

صفحه مدور چدني است كه براي بستن اتصالات فلنچي يا لوله هاي فلنچ دار استفاده مي شود و نوع بي دهانه آن را فلنچ كور مي نامند .

براي آب بندي اتصالات فلنچي بايستي از واشر استفاده نمود و اين كار با قرار دادن يك واشر بين سطوح اتصال و محكم كردن پيچهاي فلنچ صورت مي گيرد اما بايد دقت كرد كه همه پيچها به طور يكنواخت بالا كشيده شوند تا فشار برابر روي واشر در تمام نقاط وجود داشته باشد .

واشرها ممكن است از ورق لاستيكي ، لاستيك منجيد دار ، پنبه نسوز ، حلقه هاي فلزي نرم موجدار يا ديگر مواد گوناگون بسته به كاربرد خط لوله و فشار اعمالي ساخته شوند .

واشرهاي فلزي بيضي شكل يا هشت ضلعي كه درون شيارهاي سطح فلنچ ها نصب مي شوند ، اغلب در خط لوله هاي فشار بالا به كار مي روند گاهي اوقات فلنچها با يك برجستگي ساخته مي شوند كه درون يك تورفتگي مشابه در فلنچ مقابل نصب مي شود و براي آب بندي اتصال واشري در تورفتگي قرار مي گيرد .

 

نكته : وقتي كه فلنچها درز جوش مي شوند نيازي به واشر نيست .

 

وسايل آب بندي

آب بندي پيوندهاي لوله گالوانيزه به روشهاي زير انجام مي گيرد :

1- آب بندي با استفاده از مولد لزج كننده (خمير) :

قبل از اينكه لوله هاي حديد شده به يكديگر وصل شوند لازم است محل حديده شده با ماده لزج كننده آغشته شود . تركيبات گرافيت يا روغنهاي غليظي كه براي آب بندي اتصالات لوله به كار مي روند مواد اختصاصي بوده كه داراي گرافيت نرم به حالت معلق يا مخلوط با روغنهاي لزج و ساير مواد مي باشد . اين مادهفقط روي قسمت حديد شده لوله زده مي شود كه باعث لزج شده حفاظت و جز بهتر اتصال مي گردد . اين ماده مانع از اكسيد شدن قسمت حديده شده كه پوشش گالوانيزه آن در اثر دنده شدن از بين رفته است مي شود و نشت آب را از محل اتصال غير ممكن مي سازد .

سرب قرمز سرب سفيد يا هر دو آنها مانند تركيبات گرافيكي مخلوط با روغن يا گريس مي توانند به عنوان يك تركيب لزج كننده محافظ و جزم كننده براي پيوندهاي دنده اي مصرف شوند .

نكته : مقدار لزج كننده نبايد به اندازه اي باشد كه باعث مسدود شدن يا كاهش قطر داخلي لوله گردد .

 

2- آب بندي با استفاده از خمير و كنف :

در بيشتر موارد براي پيوند آب بندي از الياف كنف و خمير استفاده مي شود . روش كار به اين ترتيب است كه ابتدا خمير لوله كشي به مقدار مناسب با طول و عمق قسمت حديده شده روي آن ماليده مي شود و سپس الياف متناسب با عمق و طول محل پيچش و با ضخامت يكنواخت انتخاب و جهتي كه پيچش وصاله بر روي دنده موجب سفت شدن و فرو رفتن بيشتر كنف در شيار دنده ها گردد پيچانده و با ايجاد گره ساده و يكنواخت در انتهاي قسمت دنده شده مجدداً يك لايه خمير بر روي آن ماليده مي شود .

الياف كنف هيچ گونه محافظتي از لوله و وصاله نكرده و فقط با پر كردن كامل فضاي خالي بين دنده ها آب بندي نسبتاً رضايتبخشي را فراهم مي كند .

 

آب بندي با استفاده از نوار تفلون :

نوارهاي تفلون عموماً به صورت قرقره اي و با يك در پوش محافظ توليد مي شوند . از نوارهاي تفلون به علت گران بودن بيشتر در لوله كشي با قطرهاي كم ، لوله كشي روكار ، اتصال شير آلات و لوله هاي كرومي استفاده مي شود .

ويژگي نوارهاي تفلون :

1-   پر كردن يكنواخت فضاي خالي بين دنده ها .

2-   پوشش سطح حديده شده .

3-   حفاظت نسبي لوله .

4-   تميزي روي كار .

نكته : نوار و كنف را همواره بايستي در جهت پيچ دنده ها مطابق حركت عقربه هاي ساعت پيچيد.

 

 

 

گمنام بازدید : 74 جمعه 02 فروردین 1392 نظرات (0)

نكاتي كه در جوشكاري بايستي مورد توجه قرار گيرد :

1-   محل جوشكاري بايستي بدون رطوبت و خشك بوده و از تهويه مناسبي نيز برخوردار باشد .

2-   در موقع تميز كردن درز جوش و زدودن سرباره ها حتماً از عينك محافظ استفاده نمائيد .

3-   كابل جوشكاري انبر و اتصالات آنها بايستي كاملاً سالم بوده و عاري از هر نوعت عيب باشد .

4-   دستگاه هاي جوشكاري را فقط زماني جابجا كنيد كه برق آنها از شبكه قطع شده باشد .

5-   هرگز به قسمت هاي عايق نشده انبر الكترود گير ، انبر اتصال و كابلهاي جوشكاري دست نزنيد .

6-   قبل از شروع به جوشكاري اطراف محيط كار خود را از مواد آتش زا و همچنين افراد غير مسئول دور كنيد .

 

فصل پنجم :

لوله و اتصالات


انواع لوله :

لوله ها را مي توان به انواع مختلف از نظر جنس ، كاربرد و نحوه اتصالات دسته بندي نمود .

لوله هايي كه در سيستم آبرساني و فاضلاب مورد استفاده قرار مي گيرد به شرح ذيل مي باشد .

* لوله هاي گالوانيزه :

لوله هاي گالوانيزه خود به دو دسته تقسيم مي شوند : لوله هاي فولادي گالوانيزه و لوله هاي آهني گالوانيزه اين دو نوع در بازار به لوله هاي آهني سفيد معروفند و عموماً بين اين دو فرقي گذاشته نمي شود ،در صورتيكه لوله هاي فولادي گالوانيزه در مقايسه با نوع آهني آن سبك تر و براق تر هستند .

1- لوله هاي فولادي گالوانيزه :

اين نوع لوله ها گاهي براي تخليه فاضلاب لوازم بهداشتي كوچك به كار برده مي شود ولي مورد استفاده اصلي آنها براي تهويه است . جنس اين لوله ها از فولاد نرمي است كه در ساختن آن ورقه فولاد را با فشار داخل قالب عبور داده درز آن را جوش مي دهند و سپس آنها را جهت افزايش مقاومت در برابر اسيدها و زنگ زدگيها در يك وان آبكاري روي اندود (گالوانيزه) مي كنند . اين نوع لوله ها نسبت به نوع آهني در برابر اسيدها مقاومت كمتري دارند و كليه اسيدهايي كه براي چدن مضر مي باشند فولاد گالوانيزه را هم خراب مي كنند .

2- لوله هاي آهني گالوانيزه :

جنس اين لوله ها از آهن سفيد نورد شده است كه درز آن توسط دستگاه هاي درز جوش بهم جوش داده مي شود و سپس لوله را در فلز روي مذاب فرو مي برند . به همين علت آنها را لوله هاي با درز نيز مي گويند . اين نوع لوله ها از رنگ تيره و خاكستريشان شناخته مي شوند .و عموماً به دو صورت سبك و متوسط توليد مي شوند .

كليه لوله هاي فولادي و آهني گالوانيزه در شاخه هاي 6 متري و دو سر دنده با قططر  اينچ تا 8 اينچ توليد مي گردند . قر اين لوله ها معمولاً‌قطر اسمي است كه بزرگتر از قطر داخلي و كوچكتر از قطر خارجي است .

همچنين در بازار اين لوله ها را بر اساس نمره مي شناسند . لوله هاي گالوانيزه نيز به وسيله دنده پيچي به يكديگر وصل و توسط مواد مناسب آب بندي مي شوند .

 

نكته : از اتصال اين لوله ها به روش جوشكاري بايد پرهيز نمود زيرا بر اثر حرارت ناشي از جوشكاري و سوختن روكش گالوانيزه (آلياژ روي) دود غليظ و سفيدي توليد مي شود كه محيط كار را آلوده مي نمايد و تنفس آن ايجاد مسموميت كرده و موجب آسيب ديدن دستگاه تنفسي مي شود .

 

مشخصات لوله هاي گالوانيزه

 

نمره لوله

قطر اسمي

(in)

قطر خارجي برحسب ميليمتر

ضخامت برحسب ميلي متر

وزن لوله 6 متري بر حسب كيلوگرم

حداكثر

حداقل

2

4/21

00/21

00/2

510/6

5/2

9/26

4/26

35/2

210/9

3

1

8/33

2/33

65/2

020/13

4

5/42

9/41

65/2

500/16

5

4/48

8/47

90/2

700/20

6

2

2/60

6/59

90/2

000/27

7

76

2/75

90/2

900/33

8

3

7/88

9/87

25/3

700/44

9

2/101

3/100

65/3

-

10

4

9/113

00/113

65/3

700/65

12

5

6/140

7/139

85/4

510/102

15

6

1/166

1/165

85/4

010/125

 

مطابقت قطر اسمي و نمره لوله ها

8

6

5

4

3

2

1

قطر لوله (in)

18

15

12

10

8

7

6

5

4

3

5/2

2

نمره لوله

 

* لوله هاي چدني :

جنس اين لوله ها از چدن ريخته گري است و بر حسب نوع كاربرد آنها انواع و مقدار آلياژ ، شكل و طول لوله ،‌نوع اتصالات آنها با هم متفاوت هستندو اغلب در سيستم لوله كشي فاضلاب استفاده مي شوند .

لوله هاي چدني كه در سيستم لوله كشي فاضلاب به كار مي رود :

الف) سرتوپي (يك سرتوپي دو سرتوپي)

ب) دو سر تخت

 

نكته : لوله هاي چدني با سرتوپي و سرتخت به ترتيب لوله هاي بوشن دار و بدون بوشن نيز ناميده مي شوند .

 

مزاياي لوله هاي چدني :

1-   در برابر فشار وارده به جداره هاي خارجي داراي مقاومت و استحكام خوبي هستند .

2-   فرسودگي اين لوله ها كمتر از لوله هاي فلزي است .

3-   مي توان براحتي از دستگاه تراكم هوا جهت باز كردن و رفع گرفتگي لوله استفاده نمود .

4-   قيمت لوله هاي چدني نسبت به لوله هاي آهني ارزانتر است .

معايب لوله هاي چدني :

1-   نصب لوله هاي چدني نسبت به لوله هاي آهني كنتدتر انجام مي شود .

2-  لوله هاي چدني به علت تاثير مواد شيميايي موجود در فاضلاب زنگ مي زنند و جلوگيري از زنگ زدگي آنها ميسر نمي باشد .

3-   داشتن وزن زياد قطعات و كثر اتصالات و در نتيجه زياد پيوند از معايب ديگر لوله هاي چدني مي باشد .

مقايسه لوله چدني توپي دار و سر تخت :

1-   قابليت تحمل فشار لوله هاي سرتخت بيشتر است .

2-   لوله هاي سر تخت به دليل نداشتن مادگي و لبه هاي قيطاني و وزن و ضخامت كمتر و نوع پيوند كاربرد بيشتري دارند .

3-  لوله هاي سرتخت به دليل خاصيت الاستيكي نوع پيوند آن تغيير حرارت بيشتري را نسبت به لوله هاي ديگر تحمل مي كند .

 

وزن لوله هاي چدني توپي دار فاضلاب (استاندارد ASTM)

قطر لوله

لوله هاي يك سرتوپي

لوله هاي دو سرتوپي

mm

ln

وزن يك متر لوله kg

وزن يك فوت لوله lb

وزن يك متر لوله kg

وزن يك فوت لوله lb

50

2

140/12

5/5

140/12

5/5

75

3

000/21

5/9

000/21

5/9

100

4

700/28

13

700/28

13

1215

5

500/37

17

500/37

17

150

6

150/44

20

150/44

20

 


 

نكته :‌در اتصالات چدني دو نوع تبديل كاهنده (تخفيفية) و تبديل افزاينده در اندازه هاي تبديلي متنوع وجود دارد كه بر حسب جهت توپي سر وصاله ،‌اگر قطر توپي بزرگتر از لوله باشد تبديل فزاينده و در غير اين صورت كاهنده خواهد بود .

 

افست يا دو خم

در تغيير امتداد لوله هاي افقي و قائم سيستم لوله كشي فاضلاب به كار مي رود وبا مقادير انحراف مختلف توليد مي شوند .

نكته : براي محاسبه خم 45 درجه بايستي از روابط زير استفاده كرد .

 

طريقه اتصال لوله هاي چدني

اتصال لوله هاي چدني توپي دار با استفاده از كنف و سرب انجام مي گيرد و اتصال لوله هاي چدني دو سر تخت به كمك واشر لاستيكي و بست مخصوص انجام مي شود .

روش اتصال لوله هاي چدني توپ دار :

1-  ابتدا بايستي بدنه لوله واتصالات از نظر سالم بودن تست شود و نحوه آزمايش از طريق زدن ضربات آرام چكش امكان پذير است . چنانچه لوله شكسته باشد يا حتي داراي ترك مويي حزيي باشد صداي ضربات به صورت بم كه اصطلاحاً صداي «مرده چدن» نام دارد شنيده مي شود .

 

نكته : صداي برخاسته از برخورد ضبات چكش به لوله سالم طنين دار مي باشد و همژنين قسمت مادگي بايستي در جهت جريان قرار گيرد .

 

2-  پس از اينكه لوله ها در يك امتداد به صورت هم محور در داخل يكديگر قرار داده شدند كنف مخصوص بايستي با استفاده از قلم و چكش در طوقه مطابق شكل متراكم شود .

لازم به ذكر است كنف مورد استفاده به دو روش دو رشته اي و سه رشته اي بافته مي شود و كنف بافته شده بايستي متناسب با قطر لوله هاي اتصالي بوده و فضاي بين نر و مادگي را تا عمق 5/2 سانتي متري لبه مادگي پر نمايد .

3-  سرب مذاب كه قبلاً توسط چراغ كوره اي يا كوزه ذوب تهيه شده با ملاقه مطابق شكل داخل طوقه ريخته مي شود . چنانچه محل پيوند به صورت كاملاً عمودي و سرتوپي رو به بالا باشد نيازي به كمربند سرب ريزي نيست اما اگر محل پيوند افقي يا مايل يا سرتوپي رو به پايين باشد استفاده از كمربند سرب ريزي ضروري است و بايد با استفاده از كمربندهاي نخ سوز يا لاستيكي يا فلزي يا گل رس با ايجاد مسير سرب ريزي عمل سرب ريزي را انجام داد .

4-  بعد از تمام مراحل فوق وقتي سرب سرد شد آن را بايد با استفاده از قلم سرب كوبي و چكش به طور آهسته كوبيد تا مواد لازم حتي الامكان به داخل اتصال برود .

روش اتصال لوله هاي چدني سر تخت :

1-   ابتدا بايد واشر لاستيكي را از طوقه فولادي خارج كرده و سالم بودن آن را بررسي نمود .

2-  واشر لاستيكي را در انتهاي قطعه اول لوله مورد اتصال قرار داده به طوريكه رگه برجسته مياني واشر به لبه انتهايي لوله مماس باشد .

3-   قسمت آزاد واشر لاستيكي را به پايين برگردانده تا رگه برجسته مياني روي لبه انتهايي لوله قرار گيرد .

4-  قطعه دوم مورد اتصال را وارد واشر لاستيكي نموده به طوريكه لبه آن روي رگه برجسته مياني قرار گيرد . سپس بايد قسمت برگردانيده شده واشر را به حالت اول خود درآورد .

5-  بست نگهدارنده فولادي را باز رده جهت سهولت بسته شدن سطح داخلي آن را كمي چرب نموده و طوقه را در محل خود و بر روي واشر لاستيكي قرار داده و پيچها را در محل خود بايد بتدريج سفت نمود .

* لوله هاي پلاستيكي :

لوله هاي پلاستيكي كه در تاسيسات آب و فاضلاب بكار برده مي شوند عبارتند از :

1-   لوله هاي پلاستيكي پي وي سي (PVC مخفف پلي و نيل كلرايد)

2-   لوله هاي پلاستيكي (PE مخفف پلي اتيلن)

3-   لوله هاي پلاستيك ABS (مخفف اكريلونيتريل ، بوتادين و استيرن)

4-   لوله هاي پلاستيك PP (مخفف پلي پروپلين)

5-   لوله هاي پلاستيكي CPVC (مخفف كلرينيتد پلي و نيل كلرايد)

6-   لوله هاي پلاستيكي PB (مخفف پلي بوتيلن)

 

نكته : در شبكه فاضلاب از لوله هاي پي وي سي و پلي اتيلن بيشترين استفاده به عمل مي آيد .

 

مزاياي لوله هاي PVC

1-   اتصال لوله و قطعات آن بسيار آسانتر و سريعتر از ساير لوله ها انجام مي شود .

2-   در نصب روكار احتياجي به رنگ آميزي ندارند .

3-   داراي وزن سبك هستند و به راحتي در بين سقف كاذب و مكانهايي كه دسترسي بدان مشكل است نصب مي شود .

4-   در مقايسه با لوله هاي ديگر قطر خارجي كمتري داشته و به راحتي در داخل ديوار جاسازي و اجرا مي شود .

5-   در برابر مواد شيميايي از مقاومت بالايي برخوردار هستند .

معايب لوله هاي PVC

1-   لوله هاي پي وي سي خشك در برابر سرما بسيار حساس و شكننده مي باشند .

2-   لوله هاي پي وي سي در برابر حرارت زياد فرم و استحكام خود را از دست مي دهند .

3-   به علت قدرت مقاومت كم جداره اين نوع لوله ها بايستي از فنر لوله بازكني براي گرفتگي مجراي لوله ها استفاده نمود .

4-   در برار نيروهاي خارجي داراي مقاومت كمتري هستند .

 

نكته : لوله هاي فاضلاب PVC از نوع خشك در دو نوع فشار ضعيف به رنگ خاكستري و متمايل به آبي و فشار قوي به رنگ خاكستري روشن توليد مي شوند . كاربرد لوله هاي PVC فشار ضعيف در لوله كشي تهويه آب باران و اتصال براي آب باران بالكنها و لوله هاي اتصالي توالتها است اما كاربرد لوله هاي PVC فشار قوي در سيستمهاي فاضلاب ساختمان به عنوان لوله هاي عمودي و جمع آوري كننده و لوله تخليه اصلي فاضلاب است .

 

مشخصات لوله هاي PVC فشار ضعيف

 

200

150

125

100

70

50

40

قطر اسمي mm

4

2/3

5/2

2/2

8/1

8/1

8/1

ضخامت جدار لوله mm

 

مشخصات لوله هاي PVC فشار قوي

200

150

125

100

قطر اسمي mm

5/4

6/3

3

3

ضخامت جدار لوله mm

 

نكته 1 :‌ اتصال لوله هاي PVC بر حسب نوع لوله و اتصالات به روشهاي مختلف انجام مي شود كه نوع اتصال چسبي متداولتر است .

نكته 2 : اتصال حداقل به مدت 10 تا 15 دقيقه به هيچ وجه نبايستي حركت داده شود تا سفت گردد .

مزاياي انواع لوله هاي PE

نوع اول داشتن چگالي ، مقاومت حرارتي پايين و قابليت انعطاف خوب از مزاياي اين نوع مي باشد .

نوع دوم داراي چگالي متوسط و اندكي سخت تر از نوع اول هستند و در دماي بالا مقاومتشان بيشتر بوده و قابليت انبساط بهتري دارند .

نوع سوم بسيار سنگين تر از نوع قبلي و چگالي بيشتري دارند و برترين خواص فيزيكي از نظر مقاومت قابليت انبساط- درجه سختي ضريب زبري را دارا هستند و از اين رو كاربرد وسيعي در گازرساني و آبرساني دارند .

نكته 1 : اتصال لوله هاي PE به روشهاي مختلف دنده اي فلنچي بستي اورينگي و نر و مادگي با روش اتصال جوش حرارتي و جوش سر به سر انجام مي شود .

نكته 2 : اتصال دنده اي در مورد كليه لوله هاي پلاستيكي سنگين و 4 اينچ به پايين قابل اجرا است .

مزاياي لوله هاي PB

لوله پلي بوتيلن در برابر خوردگي ، يخ زدگي ، زنگ زدگي ، خاكهاي اسيدي و رسوب گرفتگي مقاوم است . اين لوله هنگام انجماد ترك نمي خورد و در دماي 82 درجه سانتي گراد فشار 5/6 اتمسفر را تحمل مي كند .

نكته : به سبب انعطاف پذيري اين لوله هاي در شبكه لوله كشي ضربه قوچ اتفاق نمي افتد .

* لوله هاي پنج لايه :

در تاسيسات لوله كي ساختمان خوردگي و رسوب در لوله هاي فلزي خسارات و مشكلاتي را بوجود مي آورد . براي حل اين مشكل تا كنون تلاشهاي زيادي صورت گرفته است .استفاده ازآلياژهاي مختلف با پوشش گوناگون از راه حل هايي است كه تا كنون براي افزايش مقاومت فلز در برابر خوردگي به كار رفته است بي آنكه هيچ يك پاسخي قطعي به مشكل بدهند .

يكي ديگر از راه هايي كه براي پرهيز از مشكلات لوله هاي فلزي پيشنهاد شده است استفاده از لوله هاي پليمري است اما به كارگيري اين لوله ها در عمل نشان داده كه اگر چه جايگزيني فلز با پلاستيك مسله خوردگي و پوسيدگي لوله را حل مي كند اما مشكلات ديگري را باعث مي شود كه پيش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اكسيژن ، محدوديت در تحمل فشار يا دماي بالا ، ضريب انبساط زياد و ... .

در اين شرايط گروهي از دانشمندان به تلفيق فلز و پليمر توجه كردند . به عنوان مثال سوپر پايپ نقطه اوج همين تكنولوژي است . تلفيقي هوشمندانه كه حاصل آن لوله اي است پنج لايه شامل يك لوله آلومينيومي ، دو لايه پليمر و دو لايه چسب مخصوص كه مقاومت در برابر خوردگي ، زنگ زدگي ، رسوب و پوسيدگي را از لوله هاي پليمري و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذيري را از لوله هاي فلزي به ارث برده است . سوپر پايپ آخرين دستاورد تكنولوژي است هك براي تمام تاسيسات ساختمان قابل استفاده است و حتي در بدترين شرايط صد سال عمر مي كند .

 

جدول مقايسه اي سوپر پايپ

 

فلزي

پليمري

سوپر پايپ

خورندگي از داخل يا خارج

بلي

خير

خير

رسوب پذيري

بلي

خير

خير

تحمل دما و فشار بالا

بلي

خير

بلي

فريب انبساط طوري

كم

زياد

كم

نفوذ اكسيژن

خير

بلي

خير

مقاومت مكانيكي

خوب

كم

خوب

شكل پذيري

بلي

خير

بلي

وزن

سنگين

سبك

سبك

سرعت نصب

كم

زياد

زياد

 

ساختار لوله هاي سوپر پايپ

يك لوله آلومينيمي با جوش طولي اولتراسونيك ،‌بدنه اصلي سوپر پايپ را تشكيل مي دهد . اين لايه فلزي مقاومت در برابر فشار ، حرارت و نفوذ اكسيژن را تامين مي كند . در لايه هاي داخلي و بيروني سوپر پايپ به جاي پلي اتيلن مشبك (PEX) از پليمر جديد PEOC استفاده مي شود كه عمر اين پليمر در شرايط سخت كاري و در فشار و دماي بالا حتي با ضريب اطمينان 5/2 بيش از 400 سال است .

لايه هاي فلزي و پليمر طي فرآيندي توسط دو لايه چسب مخصوص با هم تلفيق مي شوند .

مزاياي لوله هاي پنج لايه :

1.     زنگ نمي زند ، رسوب نمي گيرد و هرگز نمي پوسد .

2.     به راحتي خم مي شود و شكل مي پذيرد .

3.     نصب آن سريع ، آسان و بدون ضايعات مي باشد .

4.     بسيار سبك و حمل و نقل آن آسان است .

5.     عدم امكان نفوذ اكسيژن به لوله و جلويگري از لجن زدگي و تغيير رنگ آب .

6.     ضريب انبساط طولي بسيار ناچيز .

7.     افت فشار بسيار ناچيز بدليل هموار بودن سطح داخل لوله .

8.     مقاوم در برابر ضربه و مواد شيميايي .

9.     مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولي آلومينيوم .

10.در لوله كشي توكار مطمئن و در نصب روكار زيبا است .

11. توان تحمل حرارت مداوم .

 

اتصالات :

در لوله كشيآب سرد و گرم مصرفي براي اتصال لوله ها به يكديگر ، تغيير جهت دادن لوله ، انشعاب گيري و يا تبديل قطر لوله از قطعاتي استفاده مي نمايند كه آنها را اتصالات يا وصاله مي نامند .

وصاله ها يا اتصالات در دو نوع پيچي يا (دنده اي) و جوشي ساخته مي شوند كه منحصراً در لوله كشي آب سرد و گرم و برگشت مصرفي بايد از نوع پيچي يا دنده اي سفيد استفاده كرد زيرا استفاده از وصاله هاي دنده اي غير گالوانيزه مشكل خورده شدن و در نتيجه پوسيدگي لوله ها را بوجود مي آورد.

متداولترين وصاله هاي مورد استفاده در تاسيسات به شرح زير طبقه بندي مي شوند :

1- زانويي :

اين وصاله براي تغيير جهت دادن به اندازه 90 يا 45 درجه مورد استفاده قرار مي گيرد كه خود شامل زانوي قائم 90 درجه زانوي 45 درجه زانوي روپيچ و توپيچ 90 درجه يا چپقي زانوي روپيچ توپيچ 45 درجه و زانوي تبديل مي باشد.

زانويي قائم 90 درجه :

وصاله اي است كه براي تغيير جهت به اندازه 90 درجه در لوله كشي از آن استفاده مي شود. اين وصاله در دو سر از داخل دنده شده است .

زانويي 45 درجه :

همانند زانويي قائم 90 درجه براي تغيير جهت لوله ، با انحراف 45 درجه مورد استفاده قرار مي گيرد .در لوله كشي فاضلاب در مواردي كه تغيير جهت و انحراف 90 درجه اي لوله كشي به وسيله زانويي قائم احتمال ايجاد گرفتگي در لوله را افزايش مي دهد با استفاده از اتصال دو عدد زانويي 45 درجه و يك عدد مغزي شعاع انحناي تغيير جهت بيشتر مي شود .اين وصاله در دو سر از داخل دنده شده است .

زانويي روپيچ توپيچ 90 درجه :

اين وصاله كه به نام زانوي چپقي معروف است همانند زانويي قائم 90 بوده ولي در دو سر به ترتيب از داخل و خارج دنده شده است و جهت قطعات هم قطر كه يك قطعه در محل اتصال از رو و ديگري از داخل دنده شده باشد به كار مي رود .

 

نكته : كاربرد زانوي روپيچ توپيچ 45 درجه همانند چپقي مي باشد با اين تفاوت كه انحراف آن 45 درجه مي باشد .

 

زانوي تبديلي :

اين وصاله در دو سر از داخل دنده شده است و براي اتصال قطعات با قطرهاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد .

2- سه راهي

از اين وصاله جهت انشعاب گيري استفاده مي شود . سه راهي ها شامل سه راهي قائم سه راهي 45 درجه سه راهي تبديل ساده و روپيچ توپيچ هستند .

سه راهي قائم :

سه راهي قائم كه سه راهي معادل نيز ناميده مي شود وصاله اي است كه براي گرفتن انشعاب و اتصال انشعابات فرعي مورد استفاده قرار مي گيرد . اين سه راهي از داخل دنده شده و براي انشعابهاي با انحراف 90 درجه و هم قطر به لوله اصلي به كار مي رود . ژ

سه راهي 45 :

همانند سه راهي قائم از داخل دنده شده و در لوله كشي تاسيسات فاضلاب مورد استفاده فراوان دارد وجهت اتصال انشعابات فرعي با انحراف 45 به كار برده مي شود .

سه راهي تبديل :

جهت اتصال انشعابهاي فرعي با قطرهاي متفاوت نسبت به قطر لوله اصلي مورد استفاده قرار مي گيرد . اين وصاله در اندازه هاي تبديلي گوناگون و به صورت دنده از داخل و روپيچ توپيچ توليد مي شود .

3- بوشن :

اين وصاله تماماً از داخل دنده شده است به همين منظور مي توان براي اتصال دو لوله يا دو وصاله كه يك سر آنها از خارج داراي دنده است استفاده نمود .

بوشنها شامل بوئشن ساده بوشن روپيچ توپيچ تبديل مي باشند .

بوشن ساده :

يك قطعه استوانه تو خالي و ريخته شده از چدن است كه از داخل دنده شده است اين وصاله جهت اتصال دو لوله هم قطر و در راستاي هم مورد استفاده قرار مي گيرد .

بوشن روپيچ توپيچ :

همانند بوشن ساده است ولي در دو سر به ترتيب از داخل و خارج دنده شده است و جهت اتصال دو قطعه كه يكي از رو و ديگري از داخل دنده شده باشد مورد استفاده قرار مي گيرد .

بوشن تبديل :

اين بوشن از چدن ريخته شده و قطر دو سر آن متفاوت است و جهت اتصال دو لوله با قطرهاي مختلف و در راستاي هم مورد استفاده قرار مي گيرد .

4- چهار راهي

وصاله هايي هستند كه همانند سه راهي ساده و تبديل در اندازه هاي مختلف توليد شده و جهت اتصال انشعابات فرعي مورد استفاده قرار مي گيرد .

چهارراهي ها شامل چهار راهي ساده و چهارراهي تبديل مي باشند . كاربرد اين نوع وصاله ها در تاسيسات لوله كشي فاضلاب نادر بوده و حتي المقدور از اتصال انشعابات چهار راهي در لوله هاي با قطر كم خودداري مي شود .

5- مغزي

از يك قطعه لوله كوتاه دو سر دنده و يك قطعه آهن ريخته شده به شكل لوله كه دو سر آن از خارج دنده مي گردد ساخته مي شوند . براي اتصال اجزاي سيستم لوله كشي به خصوص اتصال دو وصاله به يكديگر مورد استفاده قرار مي گيرد .

مغزي ها شامل مغزي رو پيچ ساده روپيچ توپيچ تبديل و روپيچ تبديل مي باشند . از مغزي تبديل روپيچ توپيچ همانند بوشن و سه راهي تبديل براي تغيير قطر در لوله كشي استفاده مي شود .

 

نكته :‌از مغزي هاي تبديل روپيچ نيز براي تغيير قطر در لوله كشي استفاده مي شود .

 

6- مهرم ماسوره

وصاله اي است جهت اتصال دو قسمت از سيستم لوله كشي كه از دو قسمت نر و ماده تشكيل شده است . اين دو قطعه هر كدام به طور جداگانه روي لوله يا اتصالات ديگر بسته شده و سپس با جفت كردن نر و ماده و بستن مهره واسط ارتباط بين اجزاي اتصال دهنده برقرار مي شود .

كاربرد اين وصاله در ارتباط دادن لوله هاي فاضلاب بسيار كم است و بيشترين مورد استفاده آن در لوله كشي آب بهداشتي ، تهويه فاضلات و مدارهاي بسته مي باشد و معمولاً در تعميرات لوله كشي كاربرد زيادي دارد .

نكته : براي بستن مهره و ماسوره حتماً از آچار كلاغي استفاده شود .

 

7- در پوش :

وصاله اي است كه جهت مسدود كردن انشعابات لوله كشي به كار مي رود .درپوش ها به صورت پيچ از رو دنده مي شوند و محل آچارگيري آن عموماً چهار گوش است . اين وسيله در سيستم هاي لوله كشي فاضلاب در انتهاي مسير لوله كشي يا دريچه هاي بازديد نصب مي گردد .

 

نكته : در اتصال پيچي لوله ها بايد توجه داشت كه اولاً داخل لوله و اتصالات از روغن و مواد خارجي كاملاً پاك باشد ثانياً طول قسمت دنده شده طوري باشد كه هنگام پيچژيدن در محل اتصال به لبه انتهايي لوازم اتصالي لوله كشي كه از داخل دنده شده اند تكيه كند .

 

8- فلنچ

صفحه مدور چدني است كه براي بستن اتصالات فلنچي يا لوله هاي فلنچ دار استفاده مي شود و نوع بي دهانه آن را فلنچ كور مي نامند .

براي آب بندي اتصالات فلنچي بايستي از واشر استفاده نمود و اين كار با قرار دادن يك واشر بين سطوح اتصال و محكم كردن پيچهاي فلنچ صورت مي گيرد اما بايد دقت كرد كه همه پيچها به طور يكنواخت بالا كشيده شوند تا فشار برابر روي واشر در تمام نقاط وجود داشته باشد .

واشرها ممكن است از ورق لاستيكي ، لاستيك منجيد دار ، پنبه نسوز ، حلقه هاي فلزي نرم موجدار يا ديگر مواد گوناگون بسته به كاربرد خط لوله و فشار اعمالي ساخته شوند .

واشرهاي فلزي بيضي شكل يا هشت ضلعي كه درون شيارهاي سطح فلنچ ها نصب مي شوند ، اغلب در خط لوله هاي فشار بالا به كار مي روند گاهي اوقات فلنچها با يك برجستگي ساخته مي شوند كه درون يك تورفتگي مشابه در فلنچ مقابل نصب مي شود و براي آب بندي اتصال واشري در تورفتگي قرار مي گيرد .

 

نكته : وقتي كه فلنچها درز جوش مي شوند نيازي به واشر نيست .

 

وسايل آب بندي

آب بندي پيوندهاي لوله گالوانيزه به روشهاي زير انجام مي گيرد :

1- آب بندي با استفاده از مولد لزج كننده (خمير) :

قبل از اينكه لوله هاي حديد شده به يكديگر وصل شوند لازم است محل حديده شده با ماده لزج كننده آغشته شود . تركيبات گرافيت يا روغنهاي غليظي كه براي آب بندي اتصالات لوله به كار مي روند مواد اختصاصي بوده كه داراي گرافيت نرم به حالت معلق يا مخلوط با روغنهاي لزج و ساير مواد مي باشد . اين مادهفقط روي قسمت حديد شده لوله زده مي شود كه باعث لزج شده حفاظت و جز بهتر اتصال مي گردد . اين ماده مانع از اكسيد شدن قسمت حديده شده كه پوشش گالوانيزه آن در اثر دنده شدن از بين رفته است مي شود و نشت آب را از محل اتصال غير ممكن مي سازد .

سرب قرمز سرب سفيد يا هر دو آنها مانند تركيبات گرافيكي مخلوط با روغن يا گريس مي توانند به عنوان يك تركيب لزج كننده محافظ و جزم كننده براي پيوندهاي دنده اي مصرف شوند .

نكته : مقدار لزج كننده نبايد به اندازه اي باشد كه باعث مسدود شدن يا كاهش قطر داخلي لوله گردد .

 

2- آب بندي با استفاده از خمير و كنف :

در بيشتر موارد براي پيوند آب بندي از الياف كنف و خمير استفاده مي شود . روش كار به اين ترتيب است كه ابتدا خمير لوله كشي به مقدار مناسب با طول و عمق قسمت حديده شده روي آن ماليده مي شود و سپس الياف متناسب با عمق و طول محل پيچش و با ضخامت يكنواخت انتخاب و جهتي كه پيچش وصاله بر روي دنده موجب سفت شدن و فرو رفتن بيشتر كنف در شيار دنده ها گردد پيچانده و با ايجاد گره ساده و يكنواخت در انتهاي قسمت دنده شده مجدداً يك لايه خمير بر روي آن ماليده مي شود .

الياف كنف هيچ گونه محافظتي از لوله و وصاله نكرده و فقط با پر كردن كامل فضاي خالي بين دنده ها آب بندي نسبتاً رضايتبخشي را فراهم مي كند .

 

آب بندي با استفاده از نوار تفلون :

نوارهاي تفلون عموماً به صورت قرقره اي و با يك در پوش محافظ توليد مي شوند . از نوارهاي تفلون به علت گران بودن بيشتر در لوله كشي با قطرهاي كم ، لوله كشي روكار ، اتصال شير آلات و لوله هاي كرومي استفاده مي شود .

ويژگي نوارهاي تفلون :

1-   پر كردن يكنواخت فضاي خالي بين دنده ها .

2-   پوشش سطح حديده شده .

3-   حفاظت نسبي لوله .

4-   تميزي روي كار .

نكته : نوار و كنف را همواره بايستي در جهت پيچ دنده ها مطابق حركت عقربه هاي ساعت پيچيد.

 

 

 

گمنام بازدید : 66 چهارشنبه 30 اسفند 1391 نظرات (0)

ساعت پخش سریال‌های «پایتخت»، «نامه‌های بالدار»، «راه در رو» و “سفر، کیش، مات” در تعطیلات نوروز مشخص شد.

برای اطلاع از زمان سریال‌ها به ادامه ی مطلب مراجعه نمایید…

شبکه یک

«پایتخت» این سریال به کارگردانی سیروس مقدم ساخته شده است. و هر شب ساعت ۲۲:۱۰ تا ۲۳ پخش می‌شود . و تکرار این سریال صبح روز بعد ساعت ۱۰ تا ۱۱:۳۰ خواهد بود.

شبکه دو

«نامه‌های بالدار»این سریال به کارگردانی حمیدرضا صلاحمند ساخته شده است. و هرشب ساعت ۲۱:۲۵ تا۲۲:۱۰ پخش می‌شود و تکرار آن روز بعد ساعت ۱۵:۱۵ تا ۱۶ خواهد بود .

شبکه سه

«راه در رو»این سریال به کارگردانی سعید آقاخانی ساخته شده است و هر شب ساعت ۲۳ تا ۲۳:۴۵ پخش می‌شود و تکرار آن نیز روز بعد ساعت ۱۳:۴۵ تا ۱۴:۳۰ خواهد بود.

شبکه چهار

هر روز یه تله تئاتر ساعت ۱۸ الی ۱۹:۳۰ پخش می‌کند.

شبکه پنج

«موج و صخره» این سریال به کارگردانی مجید صالحی ساخته شده است . و هر شب ساعت ۲۰:۳۰ تا ۲۱:۳۰پخش می‌شود و تکرار آن نیز روز بعد ساعت ۱۶ تا ۱۶:۴۵ خواهد بود.

گمنام بازدید : 64 یکشنبه 27 اسفند 1391 نظرات (0)

از عجايب هفت گانه چه مي دانيد؟

 

 

 

 

 

 

اين هفت بناي باستاني از آن جهت براي مردم بسيار عجيب به نظر مي رسند که انسانهاي قديم آنهارا با کمک ابزارهاي بسيار ابتدايي بنا نهاده اند وکاري ما فوق دانش روزگار خود انجام داده اند. اهرام مصر ساختن اهرام در سرزمين مصر به فرمان فرعونها از سه هزار سال قبل ازميلاد مسيح آغاز شد (حدود ۵۰۰۰ سال قبل) وآخرين آنها در سال ۱۸۰۰ قبل ازميلاد به پايان رسيد هر فرعون براي خود هرمي مي ساخت تا آرامگاه ابدي او باشد تا به اعتقاد مصريان زماني که روح به بدن پادشاه برميگردد بتواند در بدن اوکه موميايي مي شد جاي بگيرد وفرعون د وباره بتواند زندگي را ازسر بگيرد وبه همين علت معمولا بدن موميايي شده فرعون را تابوتي که به شکل صورت او ساخته شده بود قرار مي داد ند ودر کنارش مجموعه اي ازلوازم زند گي - خوراک - پوشاک و حتي کشتي اختصاصي اش را دفن مي کردند هر هرم طي دهها سال و توسط صد ها هزار برده ساخته مي شد. قديمي ترين هرم مصر در ناحيه ساکارا قرار دارد وبزرگترين و کامل تر ين هرم که جزو عجايب هفتگانه به شمار مي رود هرم خئوپس است که که در نزديکي جيزه قرار دارد اين هرم در حد ود ۱۳ جريب زمين مساحت دارد و ارتفاع اصلي آن ۱۴۸ متر بوده که به مرور زمان به ۱۳۸ متر کاهش پيد ا کرده است. باغهاي معلق بابل گفنه مي شود که اين باغها توسط بخت النصر ساخته شد وي بعد از ويران کردن معبد سليمان در محل بيت المقدس کنوني در سال ۶۰۰ قبل از ميلاد اين باغهاي معاق را براي ملکه خو د که د ختر هوخشتر پادشاه قدرتمند ماد بود بنا کر د اين باغ 5 طبقه داشت هر طبقه با ۱۵ متر فاصله بر روي طبقه زيرين ساخته شده بود و در هر طبقه گلها وگياهان فراواني را کاشته بودند وشايد از آن جايي که شاخ وبرگ درختان به سمت طبقه هاي زيرين آويزان مي شده آن را باغهاي معلق گفته اند البته بايد اضافه کرد کشور بابل در منطقه عراق کنوني واقع بود.

مجسمه زئوس مجسمه زئوس در سال ۴۳۵ قبل از ميلا د در شهر المپيا ساخته شد شهري که بازيهاي المپيک از آنجا آغاز شد اين مجسمه که شاهکاري از هنر و دانش بشري بود به نشانه احترام وپرستش زئوس که به اعتقاد يونانيان خداي خدايان بود بر پا شده بود جنس مجسمه از سنگ مرمر خالص بود وبراي تزئئن بخش هاي گوناگون آن از طلا وعاج استفاده کرده بودند و بلنداي آ ن به ۱۳ متر مي رسيد اين شاهکار هنري بر اثر جنگهاي گوناگون به کلي از بين رفت. معبد ديانا اين معبد ۵۵۰ قبل از ميلا د مسيح در ناحيه افه سوس در ترکيه کنوني ساخته شد ساخت اين معبد آنقد ر مهم بود که مردم شهرهاي گوناگون با فرستادن هدايايي در ساحت آ ن شرکت کرد ند و پس از تکميل از تمامي نقاط براي زيارت آن مي آمد ند طول و عرض معبد ۱۳۰ در ۶۹ متر بود و ۲۷ ستون از مرمر خالص سقف آن را نگه مي داشت که هر کدام از اين ستون ها حدود ۱۹ متر ارتفاع داشتند ولي در سال ۳۶۵ بعد از ميلاد اروس توستن فقط به خاطر کسب شهرت وقد رت اين بنا را به آتش کشيد اما بعد مدتي آنرا تعمير کردند و تالار جديدي براي آن ساختند وسرانجام به فرمان نرون آن جا را به کلي ويران ساختند.

مجسمه آپولوگفته مي شود که مجسمه آپولوکه يکي از خدايان يونان قديم بوده است درنزد يکي آسياي صغير و در مدخل خليج رودس برپا شده بود اين مجسمه از جنس برنز و به ارتفاع ۳۰ متر ساخته شده بود نصب اين مجسمه بر روي زمين از شاهکارهاي معماري محسوب مي شده و مخصوصا حالت ايستاده آپولو در حالي که پاهاي خودرا باز کرده بسيار جالب بوده است اما مجسمه در سال ۲۲۴ قبل از ميلاد مسيح بر اثر يک زلزله شديد سرنگون شد و تا ساليان درازي به همان ترتيب بر روي زمين باقي ماند پس از مدتي مردم براي استفاده از فلز برنز بدن مجسمه تکه هاي آن را جدا کردند تا آنکه بالاخره چيزي از آن باقي نماندآرامگاه ماسولوس در سال ۳۵۲ قبل از ميلاد هنگاميکه ماسولوس پادشاه کاريس در ترکيه کنوني درگذ شت آرامگاه باشکوهي از مرمر خالص براي اودر شهر هاليکارناس بنا کرد ند اين ساختمان چهار گوش و محيط آن ۱۴۰ متر بود و سقفي هرمي شکل داشت که بر روي تعدادي ستون استوار بود و بر بالاي آن مجسمه کالسکه پيروزي با چهار اسب که شاه وملکه بر آن سوار بودند نصب ديده مي شد بلندي اين مقبره به بيش ار ۴۰ متر مي رسيد و بارها توسط اعراب و بربر ها مورد حمله قرار گرفت تا اينکه به سبب زلزله شديدي از بين رفت اما در قرن نوزده ميلادي بخشهايي از کشف گرديد که هم اکنون در موزه بريتانيا نگهداري مي شود. فانوس درياي اسکندريه شايد قابل استفاده ترين اين بناهاي هفتگانه چراغ دريايي بود که در بندر اسکندريه مصر برپا شده بود اين بنا ۲۰۰ پيش از ميلاد مسيح توسط يکي از فراعنه وبراي تقديم به يکي از خدايان برپا شده بود اين ساختمان که بر بالاي آن کوهي از آتش برپا مي شد وظيفه راهنمايي کشتي ها را داشت و در حقيقت اولين چراغ دريايي جهان بوده است اين فانوس دريايي تا ۶۰۰ سال به خوبي انجام وظيفه کرد تا آنگه سر انجام بر اثر زلزله اي کاملا از بين رفت.

 

گمنام بازدید : 393 یکشنبه 27 اسفند 1391 نظرات (1)

مقدمه

كسي كه هندسه نمي‎داند از اين در داخل نشود،

كتيبة سر در روي آكادمي افلاطون

بيشتر مردم نمي‎دانند كه در حدود يك سده و نيم پيش انقلابي در زمينة هندسه روي داد كه از لحاظ علمي به عمق انقلاب كوپرنيكي در نجوم، و از جنبة نتايج فسلفي به اهميت نگرة تكامل داروين بود. كاكستر[1]، هندسه‎دان كانادايي مي‎نويسد: «تأثير كشف هندسة هذلولوي در تصوري كه از حقيقت و واقعيت داريم آنچنان عميق بوده است كه بدشواري مي‎توانيم تصور كنيم كه امكان وجود هندسه‎اي غير از هندسة اقليدسي تا چه اندازه در سال 1820 تكان دهنده جلوه‎ كرده است.» اما همة ما امورزه نام هندسة فضا زمان نگرة نسبيت اينشتاين را شنيده‎ايم. «در واقع، هندستة پيوستار[2] فضا زمان به حدي به هندسة تا اقليدسي وابسته است كه آگاهي از اين هندسه‎ها شرط لازم براي درك كامل جهانشناسي نسبيت است.»

هندسة اقليدسي، همان هندسه‎اي كه شما در دبيرستان خوانده‎ايد، هندسه‎اي است كه بيشتر براي تجسم جهان مادي به كار مي‎بريم. اين هندسه از كتابي به نام اصول[3] به دست ما رسيده كه توسط اقليدس، رياضيدان يوناني، در حدود 300 سال پيش از ميلاد مسيح نگاشته شده است. تصوري كه ما براساس اين هندسه از جهان مادي پيدا كرده‎ايم تا حد زيادي به توسط آيزك نيوتن در اواخر سدة هفدهم ترسيم شده است.

هندسه‎هايي كه اقليدسي نيستند از مطالعة عميقتر موضوع توازي در هندسة اقليدسي پيدا شده‎اند. دو نيمخط موازي عمود بر پاره خط PQ را در نمودار زير در نظر بگيريد:

 

 

 

 

 

در هندسة اقليدسي فاصلة (عمودي) بين دو نيمخط هنگامي كه به سمت راست حركت مي‎كنيم همواره مساوي فاصلة P تا Q باقي مي‎ماند؛ ولي در اوايل سدة نوزدهم دو هندسة ديگر پيشنهاد شد. يكي هندسة هذلولوي (از كلمة يوناني هيپربالئين به معني «افزايش يافتن») كه در آن فاصلة ميان نيمخطها افزايش مي‎يابد، ديگري هندسة بيضوي[4] (از كلمة يوناني اليپن «كوتاه شدن») كه در آن اين فاصله رفته رفته كم مي‎‏شود و سرانجام نيمخطها همديگر را مي‎برند. اين هندسه‎هاي نااقليدسي بعدها به توسط ك.ف. گاوس و گ.ف.ب. ريمان در قالب هندسة كليتري بسط داده شدند (همين هندسة كليتر است كه در نگرة نسبيت عام اينشتاين مورد استفاده قرار گرفته است[5]).

در اين كتاب ما به هندسه‎هاي هذلولوي و اقليدسي خواهيم پرداخت. هندسة هذلولوي تنها به تغيير يكي از اصول اقليدس نياز دارد، و مي‎تواند به همان آساني هندسة دبيرستاني فهيمده شود. از سوي ديگر، هندسة بيضوي شامل مفهوم توپولوژيك تازة «سوناپذيري» است، زيرا همة نقاط صفحة بيضوي كه بر روي يك خط نيستند در يك طرف آن خط قرار داردند. از اين هندسه نمي‎شود به همان سهولت هندسة اقليدسي صبحت كرد، زيرا به بسط قبلي هندسة تصويري نياز دارد. بنابراين بحث در بارة هندسة بيضوي را در يك ضميمة كوتاهي انحام داده‎ام. (اشتباه نشود! منظو ما اين نيست كه ارزش هندسة بيضوي كمتر از ارزش هندسة‌هذلولوي است.) فهم هندسة ريماني مستلزم درك كامل محاسبات ديفرانسيل و انتگرال، و لذا بيرون از ظرفيت اين كتاب است (در ضميمه «ب» مختصري راجع به آن بحض شده است).

فصل اول با تاريخچة مختصري در باب هندسه در دوران قديم آغاز مي‎شود، و به بيان اهميت بسط روش بنداشتي[6] توسط يونانيان ادامه مي‎يابد. همچنين پنج اصل موضوع اقليدس معرفي و به تلاش لژاندر براي اثبات اصل موضوع پنجم ختم مي‎شود. براي پيدا كردن نقص برهان لژاندر (و برهانهاي ديگر)، لازم است كه مباني هندسه دو باره دقيقاً مورد بررسي قرار گيرد. ولي، پيش از آنكه بتوانيم اساساً هندسه‎اي بنا كنيم، بايد به بعضي از اصول بنيادي منطق آگاهي داشته باشيم. اين اصول در فصل دوم به گونه‎اي غير رسمي دوباره بررسي شده‎اند. در اين فصل عناصر مشكلة يك برهان دقيق را از نظر مي‎گذرانيم و بويژه به روش اثبات نامستقيم يا برهان خلف تكيه مي‎كنيم. فصل دوم به مفهوم بسيار مهم الگو[7] براي يك دستگاه بنداشت ختم مي‎شود، كه با الگوهاي متناهي از بنداشتهاي وقوع نقاط و خطوط در هندسه نشان داده شده‎اند.

فصل سوم با بحثي از برخي نقايص در نحوة ارائة هندسه به توسط اقليدس آغاز شده، و اين نقايص با ارائه كامل بنداشتهاي داويد هيلبرت (با اندكي تغيير) و نتايج اولية آنها برطرف شده‎اند. ممكن است هنگام اثبات نتايجي كه خودبخود بديهي به نظر مي‎رسند بي‎حوصله شويد. اما، هرگاه بخواهيد با اطمينان در فضاي نااقليدسي كشتي برانيد بايد به اين كار اساسي تن درهيد.

مطالعة نتايج بنداشتهاي هيلبرت، جز اصول نوازي، در فصل چهارم ادامه يافته است.

موضوع اين مطالعة هندسة نتاري ناميده شده است. بعضي از قضيه‎هاي اقليدس (مثل قضية زاوية خارجي) را كه شما با آنها آشنايي داريد، با روشي غي از روشهايي كه به توسط اقليدس به كار رفته‎اند اثبات خواهيم كرد. اين تغيير به علت شكافهاي منطقي موجود در استدلالاهاي اقليدس لازم بوده است؛ همچنين برخي قضايا را كه اقليدس نمي‎توانسته است بر آنها واقف باشد (مانند قضية‌ساكري لژاندر) ثابت خواهيم كرد.

به اتكاي پايه‎هاي محكمي كه در فصول مقدم بر فصل پنجم گذاشته شده‎اند، آمادگي خواهيم داشت كه در فصل پنجم چند تلاش مهم را كه براي اثبات اصل توازي صورت گرفته‎اند مورد تجزيه و تحليل قرار دهيم (در تمرينات مجال خواهيد داشت كه نقايصي را در تلاشهاي ديگر پيدا كنيد). بر اثر اين مطالعات، شيوة تفكر اقليدسي شما چنان تكان مي‎خورد كه در فصل ششم مي‎توانيم «دنيا شگرف تازه»‎اي را كشف كنيم، دنيايي را كه در آن مثلثها مجموع زواياي «نادرست» دارند، مستطيل وجود ندارد، خطوط موازي ممكن است واگرا و يا به طور مجانبي همگرا باشند. در ضمن اين كار داستان هيجان‎انگيز تاريخي اكتشاف تقريباً همزمان هندسة هذلولوي توسط گاوس، بويوئي و لوباچفسكي، در اوايل سدة نوزدهم، را ورق خواهيم زد.

اين هندسه با اينكه ناآشناست، به همان سازگاري هندسة اقليدسي است. اين نكته را در فصل هفتم هنگام بررسي سه الگوي اقليدسي كه در تجسم هندسة هذلولوي نيز ما را ياري مي‎كند اثبات خواهيم كرد. الگوهاي پوانكاره اين برتري را دارند كه در آنها زوايا به روش اقليدسي اندازه گرفته مي‎شوند؛ برتري الگوي بلترامي كلاين در نمايش خطوط توس پاره‎خطهاي اقليدسي است. همچنين در فصل هفتم از مطالبي از هندسة اقليدسي بحث خواهيم كرد كه در كتابهاي دبيرستاني ذكري از آنها نشده است.

سرانجام،‌فصل هشتم به طريقي كلي برخي از استلزامهاي فلسفي هندسه‎هاي نااقليدسي را دربر مي‎گيرد. عرضة مطالب تعمداً به گونه‎اي جدلي صورت گرفته است و منظور از مقاله‎هاي انشايي برانگيختن خواننده و تشويق او به تفكر و مطالعة بيشتر است.

بسيار مهم است كه شما همة تمرينات را حل كنيد، زيرا كه نتايج تازه در ضمن تمرينات بسط داده شده و سپس در فصول بعدي مورد استفاده قرار گرفته‎اند. با حل همة تمرينات، ممكن است شما هم به جايي برسيد كه از هندسه به اندازة من لذت ببريد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

هندسة اقليدس

اصل توازي در دوران كهن حل نهايي مسئله‎اي بود كه بايستي رياضيات يونان را زماني دراز پيش از اقليدس به خود مشغول داشته باشد.

هانس فرويد نتهال

منشأ هندسه

واژة «ژئومتري» از دو واژه يوناني؛ ژئو، به معني زمين، و متراين، به معني اندازه‎گيري آمده است؛ هندسه در اصل علم اندازه‎گيري زمين بوده است. هرودت، مورخ يوناني (سدة پنجم قبل از ميلاد)، پيدايش هندسه را به مساحان مصري نسبت مي‎دهد. ولي تمدنهاي كهن ديگر (بابلي، هندي، چيني) هم اطلاعات هندسي زياد داشته‎اند.

هندسة پيشينيان در واقع گرد‎اوري از روشهاي «قاعدة سرانگشتي» بود كه از راه آزمايش. بررسي شباهتها، حدسها و شهودهاي اتفافي، دست يافتن به آنها ميسر شده بود. خلاصه، هندسه موضوعي تجربي بود كه جوابهاي تقريبي آن معمولاً براي مقاصد عملي كافي بودند. بابليهاي 2000 تا 1600 سال پيش از ميلاد مسيح محيط دايره را 3 برابر قطرش مي‎گرفتند. يعني p را مساوي 3 اختيار مي‎كردند. اين همان مقداري است كه ويتروويوس[8] معمار رومي به آن داده بود و در نوشته‎هاي چيني همان مقدار پيدا شده است. حتي يهوديان باستاني اين مقدار را مقدس مي‎شمردند و مي‎پنداشتند كه كتاب مقدس آن ار تثبيت كرده است (كتاب اول پادشاهان، باب هفتم، آية بيست و سوم) و تلاش خاخام نهه ميا[9] براي تبديل  p به 7/22 به نتيجه نرسيده بود. مصريان سال 1800 پيش از ميلاد، طبق پاپيروس رايند[10] مقداري تقريبي  p را چنين مي‎گرفته‎‏اند:

[11]

حدسهاي مصريان در پاره‎اي از موارد درست و در پاره‎اي ديگر نادرست بودند. يكي از كارهاي برجستة آنان پيدا كردن دستور صحيح براي حجم هرم ناقص مربع القاعده بوده است. از سوي ديگر، چنين مي‎‏پنداشتند كه دستوري كه براي مساحت مستطيل صحيح است براي هر چهار ضلعي نامشخص نيز مي‎تواند صحيح باشد. هندسة مصري به معني يوناني كلمه علم نبود، بلكه صرفاً انباني بود پر از قواعد محاسبه، بي‎هيچ موجبي يا توجيهي.

بابليان در حساب و جبر خيلي از مصريان پيشرفته‎تر بودند. وانگهي، قضية فيثاغورس را كه در هر مثلث قائم الزاويه مربع طول وتر مساوي با مجموع مربعات طولهاي دو ضلع ديگر است خيلي پيش از آنكه فيثاغورس به دنيا بيايد مي‎دانستند. تحقيات اخير اتونويگه باوئر[12] تأثير جبر بابليان بر رياضيات يوناني را كه قبلاً نادانسته بود مكشوف ساخته است.

ولي يونانيان. و پيش از همه طالس ملطي،[13] اصرار مي‎ورزيدند كه احكام هندسي بايد از راه استدلال قياسي ثابت شوند نه از راه آزمايش و خطا. طالس با محاسبات قسمتي درست و قسمتي نادرست كه از رياضيات بابلي و مصري در دست بود آشنايي داشت. وي ضمن كوشش براي تميز نتايج درست از نادرست، نخستين هندسة منطقي را بنياد نهاد. (طالس به سبب پيشگويي خورشيدگرفتگي سال 585 پيش از ميلاد نيز مشهور است). استخراج منظم قضايا از راه اثبات، از مشخصات رياضيات يوناني و كاملا تازه بوده است.

نظام بخشي و تابع اصول سازي كه با طالس آغاز شده بود، مدت دو سده توسط فيثاغورش و شاگردانش ادامه يافت. معاصران فيثاغورش در او به ديدة پيامبري ديني مي‎نگريستند. او به ابديت روح و تناسخ معتقد بود. او از پيروان خود يك «جمعيت برادري» تشكيل داد كه آداب تهذيب و تزكيه‎اي خاص خود داشت، و پيرو عقايد گياهخواري و اشتراك اموال بود. تمايز فيثاغورسيان از ديگر گروههاي مذهبي در اين بود كه آنان اعتلاي روح و يگانگي با خدا را از راه مطالعة موسيقي و رياضي ميسر مي‎دانستند. در موسيقي، فيثاغورس نسبتهاي صحيح فواصل هارمونيك را حساب كرد. در رياضيات، خواص مرموز و شگفت‎انگيز اعداد را تعليم مي‎داد. كتاب هفتم اصول اقليدس كه كتابي در بارة نگرة اعداد است، در مكتب او آموخته مي‎شد.

زماني كه فيثاغورسيان طولهاي كنگ، نظير  را كشف كردند به سختي يكي خوردند (¬فصل دوم صفحات 34-35). در ‎آغاز كوشيدند كه اين كشف را پوشيده نگاه دارند. پروكلوس[14] مورخ مي‎نويسد: «هم مي‎دانيم مردي كه نخستين بار نگرة اعداد كنگ را آشكار ساخت هنگام غرق يك كشتي از ميان رفت، تا چيزي كه بيان نشدندي و تصور ناپذير است براي هميشه پوشيده بماند». از آنجايي كه فيثاغورسيان  را عدد نمي‎شمردند، جبر خود را به صورت هندسي درآوردند تا بتوانند  و طولهاي كنگ ديگر را به توسط پاره خط (مثلاً  را با قطر مربعي به ضلع واحد) نشان دهند.

پي‎ريزي منظم هندسة مسطحه توسط مكتب فيثاغورش را بقراط رياضيدان (با طبيبي به همين نام خلط نشود) در حدود سال 400 پيش از ميلاد مسيح در كتاب اصول سروصورتي داد. با اينكه اين كتاب گم شده است، مي‎توانيم با اطمينان خاطر بگوييم كه قسمت اعظم كتابهاي اول تا چهارم اصول اقليدس را، كه يك سده بعد منتشر شده، دربرداشته است. فيثاغورسيان هرگز قادر نبودند نگرة تناسبهايي را كه بر طولهاي كنگ نيز جاري باشد بسط دهند. اين كار بعداً توسط ائودوكسوس،[15] كه نگر‎ه‎اش در كتاب پنجم اصول اقليدس گنجانيده شده است، انجام گرفت.

سدة چهارم پيش از ميلاد مسيح ناظر شكوفايي آكادمي علوم و فلسفة افلاطون (كه در حدود سال 387 پيش از ميلاد بنياد نهاده شد) بود. افلاطون در كتاب جمهوري مي‎نويسد: «مطالعة رياضيات دستگاهي ذهني را توسعه مي‎دهد و به كار مي‎اندازد كه ارزش آن از هزار چشم بيشتر است، زيرا كه درك حقيقت فقط از راه رياضي ميسر است». افلاطون مي‎آموخت كه جهان انديشه مهمتر از جهان مادي حواس است. زيرا كه اين جهان ساية جهان اولي است. جهان مادي غاري است ناروشن كه بر روي ديوارهاي آن تنها سايه‎هاي جهان واقعي خارج را كه به نور خورشيد روشن شده است، مي‎بينيم. خطاهاي حواس بايد از راه تمركز فكر اصلاح شوند، كه خود اين تمركز از راه مطالعة رياضيات بهتر ميسر مي‎‏شود. روش سقراطي محاوره اصولا روش اثبات نامستقيم است، كه با آن نشان داده مي‎شود كه حكم زماني نادرست است كه به تناقضي منجر شود. افلاطون كراراً اثبات كنگ بودن طول قطر مربعي به اضلاع واحد را به عنوان مثالي براي يك روش اثبات نامستقيم (()برهان خلف، فصل دوم، صفحات 23-35) آورده است. نكته اينجاست كه اين كنگ بودن طول هرگز نمي‎توانسته از راه‎ اندازه‎گيريهاي عيني، كه هميشه متضمن يك حاشية كوچك تجربي خطاست، كشف شود.

اقليدس شاگر مكتب افلاطون بود. در حدود 300 سال پيش از ميلاد روش قاطع هندسة‌ يوناني و نگرة اعداد را در اصول سيزده جلديش منتشر كرد. با تنظيم اين شكاهار، اقليدس تجربه و كارهاي مهم پيشينيان خود در سده‎هاي جلوتر را گرد هم آورد: تجارب فيثاغورسيان را در كتابهاي اول تا چهارم و هفتم و نهم؛ نتايج كارهاي آركيتاس[16] را در كتاب هشتم؛ كارهاي ائودوكسوس را در كتابهاي پنجم، ششم، دوازدهم، و كارهاي تئه تتوس[17] را در كتابهاي دهم و سيزدهم. كتاب اقليدس چنان به طور كامل جانشين كوششهاي پيشين در شناسانيدن هندسه شد كه كمتر نشانه‎اي از آن كوششها به جا ماند. جاي تأسف است كه بازماندگان اقليدس قادر نبودند حق تأليف كتاب او را گرد‎آوري كنند؛ چون نامبرده مؤلفي است كه اثرش بيش از هركسي در تاريخ بشريت خوانده شده است. روش او در هندسه متجاوز از دو هزار سال بر تعليم اين ماده مسلط بود. وانگهي، روش بنداشتي كه اقليدس به كاربرد الگويي است براي آنچه كه ما امروز «رياضيات محض[18]» مي‎ناميم. «محض» به معني «انديشة محض» است: هيچ تجربة عيني براي تحقيق درستي احكام لازم نيست تنها بايد مراقب استدلال در اثبات قضايا بود.

اصول اقليدس از اين حيث هم «محض» است كه متضمن هيچ كاربرد علمي نيست؛ البته، هندسة اقليدسي مورد استعمال بسيار در مسائل عملي مهندسي داشته است، ولي در اصول اشاره‎اي به آنها نشده است. در افسانه آمده است كه يكي از آموزندگان مبتدي هندسه از اقليدسي پرسيد: «از آموختن اين مطالب چه عايد من مي‎شود؟» اقليدس غلامش را خواند و گفت: «سكه‎اي به او بده، چون كه مي‎خواهد از آنچه كه فرا مي‎گيرد چيزي عايدش شود». اين گونه تلقي از كاربرد رياضيات در ميان بسياري از رياضيدانان محض تا به امروز متداول مانده است آنها رياضيات را صرفاً براي خودش، و براي زيبايي و ظرفات ذاتيش فرا مي‎گيرند.

چنانكه بعداً خواهيم ديد، جاي شگفتي است كه رياضيات محض اغلب كاربردهايي پيدا مي‎كند كه خالق آن هرگز خوابش را هم نمي‎ديده است دورنماي «غير عملي» رياضيات محض، در نهايت، براي اجتماع مفيد است. گذشته از آن، آن بخشهايي از رياضيات هم كه «كاربسته» نبوده‎اند براي اجتماع ارزش دارند، خواه به عنوان آثاري زيبا كه با هنر و موسيقي قابل مقايسه‎اند و خواه از لحاظ سهم بزرگي كه در بسط فهم و خود‎‏آگاهي انسان داشته‎اند.[19]

 

روش بنداشتي[20]

رياضيدانان براي كشف قضايا ممكن است از راههاي آزمايش و خطا، محاسبة حالات ويژه، حدس در نتيجة الهام، و يا از هر راه ديگري استفاده كنند. روش بنداشتي روشي براي اثبات درستي نتايج است. براي برخي از نتايج مهم در رياضيات اساساً تنها دليلهاي ناقص داده شده بوده است (خواهيم ديد، كه حتي اقليدس هم در اين زمينه مقصر بوده است). ولي مهم نيست، زيرا كه دليل درست، عاقبت (اغلب بسيار دير) فراهم مي‎شود و جهان رياضي خشنود مي‎گردد.

بنابراين، دليلها به ما اطمينان مي‎دهند كه نتيجه‎ها درست هستند. در بسياري از موارد اين استدلالها نتايج كليتري را عايد مي‎كنند. مثلا، مصريان و هنديان به تجربه دريافته بودند كه هرگاه اضلاع مثلثي 3 و 4 و 5 باشند، آن مثلث قائم الزاويه است. اما يونانيان ثابت كردند كه اگر اضلاع a و b وc  از مثلثي چنان باشند كه ، آنگاه مثلث قائم الزاويه است. براي كسب اطمينان از درستي اين نتيجه لازم است بينهايت بار به آزمايش بپردازيم (و بعلاوه، آزمايشها تنها اندازة تقريبي اشياء را به ما مي‎‏دهند). بالاخره، استدلال بينشي شگرف از روابط بين اشياء مختلفي كه مطالعه مي‎كنيم به ما مي‎بخشد و ما را ملزم مي‎سازد كه انديشه‎هاي خود را به گونه‎اي منسجم سازمان دهيم.

روش بنداشتي چيست؟ اگر بخواهم از راه استدلال محض شما را متقاعد سازم كه حكم 1S را بپذيريد، بايد بتوانم نشان دهم كه اين حكم چگونه به طور منطقي از حكم ديگر 2S، كه  شما قبلاً آن را پذيرفته‎ايد، نتيجه مي‎شود. ولي اگر شما 2S را قبول نداشته باشيد، من بايد نشان دهم كه 2S چگونه به طور منطقي از يك حكم ديگر 3S نتيجه مي‎شود. ممكن است لازم شود اين عمل را چند بار تكرار كنم تا به حكمي برسم كه شما آن را مي‎‏پذيريد و احتياجي به اثبات آن نيست. حكم اخير نقش يك بنداشت (يا اصل موضوع) را ايفا مي‎كند. اگر نتوانم به حكمي برسم كه شما به عنوان مبناي استدلال من بپذيريد، دچار «تسلسل» خواهم شد، يعني بايد دليل پشت دليل بياورم بي آنكه پاياني داشته باشد.[21]

پس بايد دو شرط مسلم شوند تا درستي برهاني را بپذيريم:

شرط 1. پذيرفتن احكامي به نام «بنداشت» يا «اصل موضوع» كه به هيچ توجيه ديگري نياز نداشته باشند.

شرط 2. توافق بر اينكه كي و چگونه حكمي «به طور منطقي» از حكم ديگر نتيجه مي‎شود، يعني توافق در برخي از قواعد استدلال.

كار عظيم اقليدس اين بود كه چند اصل ساده، چند حكم كه بي‎نياز به توجيهي پذيرفتني بودند دستچين كرد، و از آنها 465 گزاره نتيجه گرفت، كه بسياري از آنها پيچيده بودندو به طور شهودي بديهي نبودند و تمام اطلاعات زمان او را دربرداشتند. يك دليل بر زيبايي اصول اقليدس اين است كه اين همه را از آن اندك نتيجه گرفته است.

اصطلحات تعريف نشده (حدود اوليه)

در اينكه براي پذيرفتن درستي استدلالي چه لازم است بحث كرديم. اينك شرطي كه آن را مسلم مي‎شماريم:

شرط O. تفاهم متقابل در معني واژه‎ها و نمادهايي كه در سخن به كار برده مي‎شوند.

تا وقتي كه اصطلاحاتي را كه به كار مي‎بريم براي هردوي ما آشناست و از آنها به نحوي سازگار استفاده مي‎كنيم در تفاهم متقابل مشكلي وجود ندارد. اگر من اصطلاح ناآشنايي را به كار ببرم شما حق داريد تعريف آ نرا از من بخواهيد. تعاريف را به دلخواه نمي‎توان داد؛ تعاريف تابع قواعد استدلاليبي هستند كه در شرط 2 به آنها اشاره كرديم (ولي آنها را مشخص نكرديم). مثلاً اگر زاوية قائمه را زاويه ْ90 تعريف كنم و زاوية ْ90 را زاوية قائمه تعريف كنم، آنگاه از قاعدة خلاف استدلال دوري عمل نمودن تخلف كرده‎ام.

و نيز، هر اصطلاحي را كه به كار مي‎بريم نمي‎توانيم تعريف كنيم. براي اينكه اصطلاحي را تعريف كنيم بايد اصطلاحهاي ديگري را بكار بريم و براي تعريف اين اصطلاحها، بايد بازهم از اصطلاحهاي ديگري استفاده نماييم، و به همين قياس، اگر مجاز نباشيم برخي از اصطلاحات را تعريف نشده بپذيريم دچار دور يا تسلسل خواهيم شد.

اقليدس نهايت سعي خود را كرد كه همه اصطلاحات هندسي را تعريف كند. او «خط مستقيم» را چنين تعريف مي‎كند: «خطي كه به نحوي هموار بر نقاطي كه بر خود آن هستند قرار داشته باشد». اين تعريف،‌ مفيد فايده‎اي نيست زيرا كه برا فهميدن آن شما بايد قبلاً تصوري از خط داشته باشيد. پس بهتر است «خط» را به عنوان اصطلاحي تعريف نشده بپذيريم. همچنين اقليدس «نقطه» را «چيزي كه هيچ جزء ندارد» تعريف مي‎كند كه باز جندان روشن نيست. پس «نقطه را هم به عنوان اصطلاحي تعريف نشده مي‎پذيريم. اينك پنج اصطلاح تعريف نشده كه مبنايي است براي تعريف همة اصطلاحات هندسي ديگر در هندسة مسطحة اقليدسي:

1. نقطه

2. خط

3. «قرارداد (دارند) بر» (مثلا در: دو نقطه فقط بر يك خط منحصر به فرد قرار دارند)

4. «ميان» (مثلاً در: نقطة C ميان نقاط A و B  قرار دارد)

5. قابل انطباق[22]

براي هندسة فضايي ناگزريم اصطلاح هندسي تعريف نشدة ديگري يعني «صفحه» را بپذيريم و نسبت «قرار دارد بر» را تعميم دهيم تا قرار گرفتن نقاط و خطوط را بر صفحه ميسر سازيم. در اين كتاب (مگر اينكه خلاف آن ذكر شود) خود را به هندسه مسطحه يعني به يك صفحة تنها محدود مي‎كنيم و لذا صفحه را چنين تعريف مي‎كنيم: مجموعة نقاط و خطوطي است كه گفته مي‎شود همة آنها «بر آن قرار دارند».

عبارتهايي هستند كه اغلب با عبارت «قرار دارد بر روي» مرادف هستند. به جاي اينكه بگوييم «نقطهP بر خطl قرار داد» گاهي مي‎گوييم «خطl از نقطة Pمي‎گذرد» يا «Pبرl واقع است». اگر نقطه Pهم بر خطl و هم بر خطm واقع باشد، مي‎گوييم «l وm در نقطة Pمشترك‎اند» يا «l وm در نقطة Pمتقاطع‎اند» يا «l وm در نقطة Pمتلاقي‎اند».

دومين اصطلاح تعريف نشده يعني «خط» را با «خط مستقيم» مرادف مي‎گيريم. صفت «مستقيم» كه تصرفي در نام «خط» مي‎كند گمراه كننده است. همچنين ما از «خطوط منحني» صحبت نمي‎كنيم. با اينكه واژه «خط» تعريف نخواهد شد، بنداشتهاي هندسة ما كاربرد آن را محدود خواهد ساخت. مثلاً، يكي از بنداشتها مي‎گويد از هر دو نقطة مفروض تنها يك خط مي‎گذرد. بدين ترتيب خطوط lوm در شكل 1.1 نمي‎توانند معرف دو خط در هندسة ما باشند، زيرا كه هر دو بر نقاطP وQ مي‎گذرند. شما بايدl وm را «خم» بناميد نه «خط».

 

 

 اصطلاحات رياضي ديگري هم وجود دارند كه ما ناگزيريم از آنها استفاده كنيم و چون تعريفي براي آنها قائل نمي‎شويم، بايد آنها را به فهرست اصطلاحات تعريف نشده بيفزاييم. پيشتر به آنها نپرداختيم. به اين دليل كه آنها ماهيت خاص هندسي ندارند، بلكه چيزهايي هستند كه اقليدس آنها را «بنداشت علوم متعارفه» مي‎نامد. مع‎هذا چون ممكن است در بارة اين اصطلاحات دچار ابهامي بشويم، گفتن نكته‎اي چند لازم است.

واژة «مجموعه» در همة رياضيات امروزي بنيادي است و اكنون در دبستانها هم به كار برده مي‎شود. بنابراين ترديدي نيست كه شما با كاربرد آن كاملاً‌ آشنايي داريد. فكر كنيد مجموعه «انبوهي است از اشياء». دو مفهوم وابسته به آن هستند: يكي «تعلق داشتن به» يك مجموعه يا «بودن عضو يا عنصر» يك مجموعه است. مثل اين قرارداد كه مي‎گوييم همة نقاط و همة خطها به صفحه «تعلق دارند». اگر هر عضو يك مجموعة S عضوي از يك مجموعة T هم باشد، مي‎گوييم S در T «گنجيده است» و يا ««جزيي است از » T يا «زيرمجموعة» T است. مثلاً مجموعة تمام كودكان زير مجموعه‎اي است از تمام مردم.

در زبان مجموعه‎ها دو مجموعة S و ‏T را زماني مساوي يكديگر گوييم كه هر عضو S عضو T باشد و بعكس. مثلاً S يعني مجموعة همة مولفان اصول اقليدس (به جرأت مي‎توانيم بگوييم) مساوي با مجموعه‎اي است كه تنها عضوش اقليدس است. پس در اين مورد «تساوي» به معني «هماني» است.

اقليدس واژة «مساوي» را در معني متفاوت ديگري هم به كار مي‎برد. مثلاً در اين حكم: «در مثلث متساوي الساقين زاويه‎هاي مجاور به قاعده مساوي هستند». منظور او اين است كه در يك مثلث متساوي‎الساقين تعداد درجه‎هاي زاويه‎هاي مجاور به قاعده يكي است، نه اينكه خود آن دو زاويه يكي هستند. لذا در اين گونه موارد براي جلوگيري از اشتباه، ما ديگر از واژه مساوي به معني اقليدسي استفاده نمي‎كنيم، بلكه به جاي آن اصطلاح تعريف نشدة قابل انطباق را به كار خواهيم برد. مي‎گوييم «در يك مثلث متساوي الساقين زاويه‎هاي مجاور به قاعده قابل انطباق‎اند. همچنين نمي‎گوييم: «اگر AB مساوي AC باشد، آنگاه DABC متساوي الساقين است». بنابر تعريفي كه از واژه تساوي كرده‎ايم اگر AB مساوي AC باشد،  DABC اساساً‌يك مثلث نخواهد بودبلكه تنها يك پاره خط است. به جاي آن مي‎گوييم: «اگر AB  قابل انطباق با AC باشد،  DABC متساوي الساقين است». اين كاربرد از اصطلاح تعريف نشدة قابل انطباق كليتر از مفهومي است كه شما به آن عادت كرده‎ايد. و اين نه تنها براي مثلثها، بلكه براي زاويه‎هاي و پاره خطها هم به كار برده خواهد شد. براي اينكه بفهميد اين واژه را در كجا بايد به كار ببريد چنين تجسم كنيد كه اشياء قابل انطباق «شك و اندازه‎شان يكي است».

البته بايد تصريح كنيم (همان كاري را كه اقليدس در «بنداشت علوم متعارفه» كرد) كه «يك شيء با خودش قابل انطباق است» و «شيءهاي قابل انطباق با يك شيء، خودشان با هم قابل انطباق‎اند». احكامي از اين قبيل را بعداً در ميان بنداشتهاي قابليت انطباق (فصل سوم) خواهيم گنجانيد.

فهرست، اصطلاحات هندسي تعريف نشده‎اي را كه در بالا آورديم متعلق به داويد هيلبرت[23] است. وي در كتابش به نام مباني هندسه (1899) نه تنها تعاريف اقليدس را روشن ساخت بلكه شكافهايي را هم كه در برخي از براهين اقليدس وجود داشت پركرد. هيلبرت دريافت كه برهان اقليدس از ملاك «دو ضلع و زاوية بين آنها» براي قابليت انطباق مثلثها براساس فرضي بيان نشده (اصل برهمنش) بنا نهاده شده است و اين ملاك را بايد يك بنداشت به شمار آورد. هيلبرت همچنين از كتاب موريتس باش،[24] كه در 1882 نخستين كتاب دقيق در هندسه را منتشر كرده بود، استفاده كرد. پاش فرضهاي بيان نشدة اقليمي در باب «ميانبود[25]» را صريح ساخت. از جملة رياضيداناني كه تلاش كرد‎ه‎اند تا بنياد محكمي براي هندسة اقليدسي بريزند بايد از: ج.پئانو[26]، م.پيري[27]، ورونز[28]، ا.ويلن[29]، ربينسون[30]، ا.و هنتينگتن[31] و فوردر[32] نام برد. هر يك از اين رياضيدانان صورتي از اصطلاحات تعريف نشده را به كار مي‎برد كه با فهرست اصطلحات تعريف نشدة هيلبرت تفاوت دارد. مثلاً، پيري تنها به دو اصطلاح تعريف نشده اكتفا كرده است و در نتيجه، بنداشتهاي او پيچيده‎تر شد‎ه‎اند.

چهار اصل اول اقليدس

اقليدس هندسه خود را براساس پنج فرش بنيادي به نام بنداشت يا اصل موضوع[33] بنا نهاد.

اصل اول اقليدس. به ازاي هر نقطةP و هر نقطةQ كه با Pمساوي نباشد خط يكتايي مانندl وجود دارد كه برP وQ مي‎گذرد.

اين اصل اغلب به صورت غير رسمي چنين بيان مي‎شود: هر دو نقطه يك خط منحصر به فرد را مشخص مي‎سازند. ما يگانه خط مار بر نقاطP وQ را با نشان مي‎دهيم.

براي بيان اصل دوم به تعريف زير نياز داريم:

تعريف دو نقطة AوB داده شده‎اند. پاره خط ABمجموعه‎اي است كه اعضاي آن نقاطA وB و همة نقاطي هستند كه بر ميانA وB قرار دارند. دو نقطة مفروض AوB دو سر پاره خط AB [34]ناميده مي‎شوند.

اصل دوم اقليدس. به ازاي هر پاره خط AB و هر پاره خط CD نقطة منحصر به فردي

 

 

 

چون E وجود دارد چنانكه B ميان A و E واقع است و پاره خط CD با پاره خط BE، قابل انطباق است.

 

 

 

 

اين اصل اغلب به طور غير رسمي چنين بيان مي‎شود: «هر پاره خط AB را مي‎توان به اندازة پاره خط BE، كه با پاره خط داده شده CD قابل انطباق است، امتداد داد.» توجه كنيد كه در اين اصل ما اصطلاح تعريف نشدة «قابل انطباق» را به روش تازة مذكور در بالا به كار برده‎ايم و براي بيان اين امر كه CD قابل انطباق با BE است از علامت متداول  استفاده مي‎كنيم.

براي بيان اصل سوم بايد تعريف ديگري را وارد كنيم:

تعريف. دو نقطة O و A  داده شده‎اند. مجموعة همه نقطه‎هايي مانند ‍P به طوري كه پاره خط OP قابل انطباق با پاره خط OA باشد دايره به مركز O ناميده مي‎شود، و هر يك از پاره خطهاي OP يك شعاع اين دايره نام دارد.

از بنداشت قابليت انطباق كه پيش از اين به آن اشاره كرديم (هر چيز با خودش قابل انطباق است) نتيجه مي‎شود كه . پس A نيز نقطه‎اي است بر دايره‎اي كه هم اكنون تعريف كرديم.

 

 

 

اصل سوم اقليدس به ازاي هر نقطة O و هر نقطة A كه با O مساوي نباشد دايره‎اي به مركز O و شعاع OA وجود دارد.

در حقيقت، چون ما زبان مجموعه‎ها را بيشتر از زبان اقليدس به كار مي‎‏بريم، واقعاً لزومي به فرض اين اصل نيست. اين اصل نتيجه‎اي است از نگرة مجموعه‎ها كه مي‎گويد: مجموعة نقطه‎هايي نظير P وجود دارد چنانكه براي آنها . اقليدس در ذهن خود ترسيم دايرة‌به مركز O و شعاع OA مي‎انديشيد. و اين اصل به ما مي‎گويد كه چنين ترسيمي،‌مثلاً با پرگار، مجاز است. همچنين، در اصل دوم شما مجازيد پاره خط AB را به كمك رسم پاره خط BE با يك خطكش نامدرج (ستاره)[35]امتداد دهيد. اين نحوة بيان ما موجب «پيرايش» اثر اقليدس از هرگونه ارجاع به ترسيم مي‎شود.[36]

تعريف. نيمخط  عبارت از مجموعة نقاط واقع بر  كه به پاره خط AB تعلق داشته باشند و همة نقاطي نظير C چنان باشند كه B ميان A و C قرار داشته باشد. اصطلاحاً مي‎گويند نيمخط  از A خارج شده و جزئي است از .

 

 

 

 

تعريف. نيمخطهاي  و  را متقابل گوييم، هرگاه متمايز باشند و از يك نطقة A خارج شوند و جزئي از يك خط  باشند.

 

 

تعريف. يك زاويه به رأس A عبارت است از نقطه A و دو نيمخط  و  (به نام ضعلهاي زاويه) كه از نقطة A  خارج شده‎اند و متقابل نيستند.[37]

 

 

 

ازن زاويه را با  ياBAC Ð يا CAB Ð نشان مي‎دهيم.

تعريف. هرگاه دو زاوية BAD Ð و CAD Ð در ضلع AD مشترك باشند و دو ضلع ديگر AB و AC آنها نيمخطهاي متقابل باشند مكمل يكديگرند يا زاويه‎هاي مكمل‎اند.

 

 

 

 

تعريف. زاويه BAD Ð را قائمه گويند هرگاه مكملش زاويه‎اي قابل انطباق با آن باشد.

بدين ترتيب ما توانستيم زاوية قائمه را بدون توسل به «درجه» با استفاده از مفهوم تعريف نشدة قابليت انطباق زاويه‎ها تعريف كنيم. «درجه» به طور رسمي تا پيش از فصل چهارم تعريف نخواهد شد، ولي گاه و بيگاه تنها در بحثهاي غير رسمي به آن اشاره خواهيم كرد.

 

 

 

 

 

 

اكنون مي‎توانيم اصل چهارم اقليدس را بيان كنيم.

اصل چهارم[38]اقليدس. همة زواياي قائمه با يكديگر قابل انطباق‎اند.

اين اصل مبين نوعي همگني است. هر چند دو زاوية قائمه ممكن است از همديگر «بسيار دور» باشند با وجود اين «يك اندازه» دارند. لذا اين اصل معياري طبيعي براي اندازه‎گيري زاويه‎ها در اختيار ما مي‎گذارد.[39]

اصل توازي

چهار اصل اول اقليدس هميشه براحتي مورد قبول رياضيدانان بوده است. ولي اصل پنجم (اصل توازي) تا سدة نوزدهم سخت موجب جدل و چون و چرا بوده است. در واقع، چنانكه بعداً خواهيم ديد، توجه به صورتهاي مختلف اصل توازي اقليدسي است كه موجب بسط و توسعة هندسه‎هاي نااقليدسي شده است.

در اينجا بيان اصل پنجم را به صورت اصلي، بدان‎ گونه كه در اصول آمده است، بيان نمي‎كنيم. دليلش اين است كه (اگر بخواهيم از دشواريهاي نالازم اجتناب كنيم) بايد اصطلاحات خود را بسيار دقيق تعريف كنيم. براي وضوح بيشتر، قبلاً در نحوة عرضه كردن مطالب اقليدس تغييراتي داده‎ايم، مثلاً پاره خط‎‏ها (با زاويه‎ها) را به جاي اينكه «مساوي» بگوييم «قابل انطباق» گفته‎ايم. تعريف همة اصطلاحات مورد نياز براي اينكه بتوانيم صورت اصلي اصل پنجم اقليدس را به نحوي قابل فهم بيان كنيم ما را از مرحله خيلي دور مي‎كند، پس بيان آن را تا فصل چهارم به تعويق مي‎اندازيم.

به جاي آن، اصل ساده‎تري را (كه بعداً نشان خواهيم داد با خود اصل پنجم اقليدس منطقاً هم‎ارز است) عرضه خواهيم كرد. اين صورت تازة معمولاً اصل پلي فير[40] ناميده مي‎شود، كه در كتاب هندسة اقليدسي كه به توسط جان پلي فير تهيه گرديد و در 1795 چاپ شده عرضه گرديده است. هرچند پروكلوس (410-485.م) خيلي پيش از او به آن اشاره كرده است. ما آن را اصل تتوازي اقليدسي خواهيم ناميد، زيرا كه اين اصل هندسة اقليدسي را از هندسه‎هاي ديگري كه براساس نوعي اصل توازي بنا شده‎اند متمايز مي‎سازد. مهمترين تعريف در كتاب حاضر تعريف زيرين است:

تعريف. دو خط l و m موازي‎اند هر گاه همديگر را نبرند، يعني نقطه‎اي پيدا نشود كه بر هر دو خط واقع باشد. اين امر را با  نمايش مي‎دهيم.

اولا توجه داشته باشيد كه فرض ما اين است كه خطها در يك صفحه قرار داردند (زيرا كه بنا بر قرارداد، همة نقطه‎ها و خطها در يك صفحه واقع‎اند مگر اينكه خلاف آن تصريح شود). ثانياً توجه كنيد كه اين تعريف چه نمي‎گويد: نمي‎گويد كه دو خط به يك فاصله از يكديگراند، يعني نمي‎گويد كه فاصلة بين دو خط در همه جا يكي است. از رسم دو خط موازي كه در آن خطها بظاهر متساوي الفاصله‎اند گمراه نشويد. ما در اينجا مي‎خواهيم دقيق باشيم، پس نبايد مفروضاتي را كه بصراحت بيان نكرده‎ايم در برهان خود وارد سازيم. ضمناً فوراً نتيجه نگيريد كه خطهاي موازي متساوي الفاصله نيستند. ما خود را به هيچيك از اين وسوسه‎ها تسليم نمي‎كنيم و داوري را براي بعد از موقعي مي‎گذاريم كه موضوع را بدقت مطالعه كرده باشيم. در اينجا تنها چيزي كه از آن اطمينان داريم اين است كه دو خط موازي همديگر را نمي‎برند.

اصل توازي اقليدسي به ازاي هر خط l  و هر نقطة p غير واقع بر آن تنها يك خط مانند m وجود دارد چنانكه از p مي‎گذرد و با l موازي است.

چرا اين اصل بايد تا اين اندازة ماية جدل باشد؟ اين اصل ممكن است در نظر شما «بديهي» جلوه كند، شايد به اين علت كه در شرايطي بوده‎ايد كه مي‎بايستي طبق مفاهيم اقليدسي فكر كنيد. اما اگر ما اصول هندسه را انتزاعهايي از تجربه انگاريم، مي‎توانيم تفاوت اساسي ميان اين اصل و چهار اصل ديگر را دريابيم. دو اصل اول از تجربيات ما در بارة رسم با يك ستاره منتزع شده‎اند، اصل سوم از تجربيات ما در رسم با پرگار ناشي مي‎شود؛ اصل چهارم شايد به عنوان تجريدي با بداهت كمتر در نظر آيد، ولي اين اصل هم از تجربيات ما در بارة اندازه‎گيري زاويه‎هاي با تفاله نتيجه مي‎شود (كه در اين اندازه‎‏گيري مجموع دو زاويه مكمل ْ180 است و اگر دو زاوية مكمل با يكديگر قابل انطباق باشند اندازه هر يك بايد ْ90 باشد).

 

 

 

اصل پنجم با هر چهار اصل فوق متفاوت است. بدين معني كه نمي‎توانيم به طور تجربي تحقيق كنيم كه آيا دو خط همديگر را مي‎‏برند يا نه. زيرا كه ما فقط پاره‎ خطها را مي‎توانيم رسم كنيم نه خطها را. مي‎توانيم پاره‎خطها را بيش از پيش امتداد دهيم تا ببينيم كه آيا همديگر را مي‎برند يا نه؛ ولي نمي‎توانيم آنها را تا بينهايت امتداد دهيم. تنها وسيلة ما اين است كه توازي را به طور نامستقيم با استفاده از ملاك ديگري غير از تعريف فوق تحقيق كنيم.

چه ملاك ديگري براي توازي lوm مي‎تواند وجود داشته باشد؟ اقليدس فكر رسم خطي مانند t متقاطع با lوm (در دو نقطه متمايز)، و اندازه‎گيري عدة درجات زاويه‎هاي دروني a و b، واقع در يك طرف t را عرضه كرد. اقليدس پيش‎‏بيني كرد كه هرگاه مجموع زاويه‎هاي  a و b كمتر از ْ180 باشد، دو خط l وm (اگر به اندازة كافي امتداد داده شوند) يكديگري را در يك طرف t، در همان طرف زاويه‎هاي  a و b مي‎‏برند. در واقع محتواي اصل موضوع پنجم اقليدس همين است.

 

 

 

 

 

اشكالي كه در اين ملاك توازي وجود دارد اين است كه ]اين ملاك[ مبتني بر فرضي است، كه در واقع، با اصل توازي كه در بالا ذكر كرديم منطقاً هم ارز است (¬هم ارزي اصول توازي-فصل چهارم). پس براي متقاعد ساختن خود به صحت اصل توازي، نمي‎توانيم از اين ملاك كه به دور در استدلال منجر مي‎شود استفاده كنيم. خود اقليدس از ماهيت چون و چرادار اصل توازي آگاهي داشته است. زيرا كه استفاده از آن را تا آنجا كه مي‎توانسته (تا اثبات بيست و نهمين قضية خود) به تأخير انداخته است.

تلاش براي اثبات اصل توازي

به ياد بياوريد كه اساساً منظور از اصل موضوع (بنداشت) اصلي بود آنچنان ساده و بديهي كه هيچ كس نتواند در درستي آن ترديد كند. ولي، اصل توازي از همان آغاز، به اين عنوان كه خصوصيات يك فرض اثبات نشده را دارا نيست، مورد حمله قرار گرفت. رياضيدانان در طول دو هزار سال تلاش كردند تا آن را از چهار اصل ديگر نتيجه بگيرند و يا اصل ديگري را كه به خودي خود بداهت بيشتري داشته باشد جانشين آن سازند. همة تلاشها براي اينكه آن ار از چهار اصل ديگر نتيجه گيرند به ناكامي انجاميد. زيرا آنچه را كه اصطلاحاً برهان مي‎ناميدند هميشه متضمن فرضي نهائي بود كه درستي آن قابل اثبات باشند منجر به اصولي مي‎شد كه به طور منطقي يا اصل توازي هم‎ارز بودند و بالمآل از اين جانشينها هم نتيجه‎اي عادي نمي‎شد. ما اين تلاشها را كه بسيار آموزنده‎اند در فصل پنجم به تفصيل بررسي خواهيم كرد. اكنون به يكي از آنها مي‎پردازيم.

آدرين ماري لژاندر[41]

چنان به خود مشغول كرده بود كه در طي 29 سال چند بار اصول هندسه[42]‎‏اش را تجديد چاپ كرد و در هر برا به يكي از كوششهاي تازه‎اش در مورد اصل توازي را در آن درج نمود.

در اينجا به ذكر يكي از كوششهاي او مي‎پردازيم:

 

 

 

نقطة p كه بر خط l نيست داده شده است. از P عمود PQ را بر l وارد مي‎آوريم (Qپاي عمود) و فرض مي‎كنيم m خطي باشد كه از P بر  عمود شده باشد. پس m با l موازي است، زيرا كه l و m داراي يك عمود مشترك  هستند. فرض مي‎كنيم n خط دلخواهي غير از m و  باشد كه از p رسم شده است. بايد نشان دهيم كه خط n خط l را مي‎برد. فرض مي‎كنيم  نيمخطي از n ميان  و يك نيمخط m كه از p خارج شده است باشد. نقطه‎اي مانند َR در آن طرفي از  كه R در آن نيست وجود دارد چنانكه  پس Q درون  قرار دارد. چون خط l از نقطة Q درون  مي‎گذرد، بايد يكي از اضلاع اين زاويه را ببرد. اگر l ضلع  را ببرد، مطمئناً n را هم خواهد بريد. فرض كنيد l ضلع  را در نقطة A ببرد، و B تنها نقطه‎اي بر ضلع  باشد چنانكه ، پس  (ض ز ض). بنابراين  قائمه است و از آنجا B بر l و (وn) قرار دارد.

ممكن است اين احساس به شما دست دهد كه اين برهان به اندازة كافي پذيرفتني است با اين حال چگونه مي‎توانيد بگوييد درست است؟ بايد درستي هر مرحله را اول با تعريف دقيق هر اصطلاح اثبات كنيد مثلاً، بايد معني «عمود بودن) دو خط را تعريف كنيد والا چگونه مي‎توانيد درستي ادعاي موازي l و m را، صرفاً به سبب يك عمود مشترك داشتن، بپذيريد؟ (بايد اول، اگر بتوانيد، آن را به عنوان يك قضية جداگانه اثبات كنيد). بايستي درستي ملاك قابليت انطباق (ض ز ض) را در آخرين حكم قبول كنيد. بايد «درون» يك زاويه را تعريف و ثابت كنيد خطي كه از درون يك زاويه مي‎گذرد بايد يكي از اضلاع آن را ببرد. در اثبات همة اين چيزها بايد خاطر جمع باشيد كه تنها از چهار اصل اول استفاده مي‎كنيد و از هيچ جكمي، هم ارز اصل پنجم، كمك نمي‎گيريد والا گرفتار برهان دوري مي‎شويد.

بدين ترتيب پيش از آنكه بتوانيم نقايص را پيدا كنيم بايد كارهاي زيادي انجام دهيم. ما اين كار مقدمات را در چند فصل بعد انجام خواهيم دارد تا بتوانيم با اطمينان خاطر بگوييم كه برهان  پيشنهادي لژاندر صحيح است يا نيست. (برهان لژندر شامل چند حكم است كه نمي‎تواند آنها را به كمك چهار اصل اول ثابت كرد.) در نتيجه بهتر خواهيم توانست مباني هندسة‌ اقليدسي را بفهميم. خواهيم ديد كه قسمت اعظم اين هندسه مستقل از نگرة‌ توازي است و در هندسة هذلولوي نيز درست است.

تمرينات دورهاي

كداميك از احكام زيرين درست است

(1)                   اصل توازي اقليدسي بيان مي كند به ازاي هر خط l و هر نقطه p غيرواقع بر l خط منحصر به فردي مانند m وجود دارد كه بر P مي گذرد و با l موازي است .

(2)                   «زاويه » به عنوان فضاي بين دو نيمخطي تعريف مي شود كه از يك نقطه مشترك خارج شده باشند.

(3)                   بيشتر نتيجي كه در صاول اقليدس آمده توسط خود اقليدس ك شف شده است .

(4)                   بناب ر تعريف ، خط m زماين كه با خط l «موازي » است كه به ازاي هر نقطه P و Q واقع بر m فاصله عمودي P از l برابر فاصله عمودي Q از l باشد

(5)                   لزومي نداشت كه اقليدس اصل توازي را كشف كند زيرا رياضيدان فرانسوي ، لژاندن آن را ثابت كرده بود

(6)                   «قاطع» نسبت به دو خط ، خطي را گويند كه هر دوي آنها را در نقاط متمايز ببرد.

(7)                   بنا به تعريف ، يك «زاويه قائمه » زاويه اي است 90 درجه

(8)                   «بنداشتها » يا « اصول » احكامي هستند كه پذيرفته مي شوند بي آنكه درستي آنها بعدا اثبات شود ، در حالي كه «قضايا» يا «گزاره ها » احكامي هستند كه با استفاده از بنداشتها ثابت مي شوند .

(9)                    را «عدد گنگ » مي ناميم زيرا نمي تواند به صورت خارج قسمت دو عدد درست بيان شود .

(10)              يونانيهاي قديم اولين افرادي بودند كه براي اطمينان از درستي احكام رياضي در اثبات آنها پافشاري مي كردند .

تمرينات

در تمرينهاي 1 تا 4 از شما خواسته شده است كه بعضي از اصطلاحهاي آشناي هندسي را تعريف كنيد . اين تمرينها براي دوره كردن اين مفاهيم است  و همچنين تمريني است براي بينان دقيق تعاريف . هنگامي كه چيزي را تعريف مي كنيد مي توانيد ، از پنج اصطلاح تعريف نشده هندسي و همه اصطلاحات هندسي ديگري كه تاكنون در متن يا در تمرينهاي پيشين تعريف شده اند استفاده كنيد .

در برخي موراد پيدا كردن يك تعريف مستلزم اندكي تفكر است . مثلا چگونه مي خواهيد تعامد را براي دو خط l  و m همديگر را مي برند و در نقطه برخورد زاويه قائمه مي سازند .» از مفهومهاي «مي برند» و «زاويه قائمه » مجازيم استفاده كنيم زيرا كه اين اصطلاحات قبلا تعريف شده اند ولي معني اين حكم كه دو خط با هم زاويه قائمه مي سازند چيست ؟ بديهي استب راي نشان دادن منظور خود مي توانيم از رسم شكل استفاده كنيم ولي مسئله اين است براي نشان دادن منظور خود مي توانيم از رسم شكل استفاده كنيم ولي مسئله اين است كه بايد مضووع لفظا تنها با استفاده از اصلاحاتي كه قبلا تعريف شده اند بيان شود . بنا به تعريف صفحه 13 زاويه از دو نيمخط نامتقابل كه از يك راس خارج مي شود تشكيل شده است . لذا مي توانيم l و m را عمود بر هم تعريف كنيم هر گاه در يك نقطه a همديگر را ببرند و نيمخطي مانند    بر l و نيمخطي مانند  بر m وجود داشته باشند

 

 

 

 

چنانچه   زاويه قائمه باشد . اين تعامد را با نماد m  l نشان ميدهيم

1- اصطلاحات زير را تعريف كنيد :

(أ‌)                  نقطه M وسط پاره خط AB

(ب‌) عمود منصف پاره خط AB (مي توانيد از اصطلاح «وسط » كه همين الان آن را تعريف كرديد استفاده كنيد .

 

 

 

 

(ج) نيمخط نميساز   نقطه مفروض D بين A و C است )

(د) نقاط C.B,A بر يك خط هستند

(هـ) خطوط L و m و n مقارب اند

2- اصطلاحات زيرين را تعريف كنيد :

(أ‌)                  مثلث ABC  كه از سه نقطه C.B.A كه بر يك خط واقع نيستند تشكيل شده اند

(ب‌) راسهاي اضلاع و زاويه هاي ABC  

(ج) اضلاع مقابل به و مجاور به راس A از ABC

(د) ميانه هاي يك مثلث

(هـ) ارتفاعات يك مثلث

 

 

 

(و) مثلث متساوي الساقين ، قاعده آن و زاويه هاي مجاور به قاعده آن

(ز) مثلث متساوي الاضلاع

(ح‌)                  مثلث قائم الزاويه

3- چهار نقطه c,b.a كه هيچ 3 تايي از آنها بر يك خط نيستند طوري داده شده اند كه هر جفت از پاره خطهاي AB و BC و CD DA    يا نقطه مشتركي ندارند و يا فقط در يكي از دو سر مشترك هستند حال ميتوانيم چهار ضلعي ABCD      را چينين تعريف كنيم كه از چهار پاره خط ياد شده درست شده و اين چهار پاره خط اضلاع حروف مهم است . مثلا ABCD      ممكن است چهار ضعلي نباشد بدين معني كه ممكن است AB CD را ببرد اگر بخواهيم ABCD    معرف يك چهار ضعلي باشد اين چهار ضلعي همان چهار ضلعي ACDB     نخواهد بود كدام جا يگشت از جايگشتهاي چهار حرف A , B , C  و D همان چهار ضعلي ABCD     را به وجود ميآورد ؟)

 

 

 

 

 با استفاده از اين تعريف مفاهيم زير را تعريف كنيد :

(أ‌)                  زاويه هاي ABCD       

(ب)اضلاع مجاور ABCD        

(ج) اضلع روبرو در ABCD

(د‌)                  قطرهاي ABCD

4-زاويه هاي متقابل به راس راتعريف كنيد چگونه مي خواهيد ثابت كنيد كه زاويه هاي متقابل به راس بريكديگر قابل انطباق اند (فقط طرح اثباتي را بريزيد – واردجزئيات نشويد .)

 

 

 

 

 

5- با استفاده از يك بنداشت قابل انطباق (صفحه 11)  حكم زير را ثابت كنيد : هر گاه P  و Q دو نقطه دلخواه از دايره به مركز o و شعاع OA باشند آنگاه   

6- (آ) دو نقطه A و B و يك نقطه سوم C ميان آنها داده شده است (توجه داشته باشدي كه واژه ميان اصطلاحي است تعريف نشده آيا مي توانيد راهي پيدا كنيد كه از روي اصول بتوانيد ثابت كنيد C بر   واقع است

(ب ) فرض مي كنيم كه توانستيد ثابت كنيد C بر  قرار دارد آيا مي تواندي از روي تعريف «نيمخط » و اصول ثابت كنيد كه  =  ؟

7- هر گاه S و T دو مجموعه باشند ، اجتماع   و اشتراك  آنها چنين تعريف مي شوند :

(اول ) يك شي را متعلق مي شمارند اگر ، و تنها اگر به S يا به T ( يا به هر دوي آنها ) متعلق باشد

(دوم) يك شي را متعلق به   مي شمارند اگر و تنها اگر هم به S و هم به T متعلق باشد

دو نقطه A و B داده شده اند . دو نيمخط   و  را در نظر مي گيريم . نموداري رسم كنيد كه نشان دهد  =    و AB  چه بنداشتهاي ديگري درباره اصطلاح تعريف نشده «ميان » مي بايستي فرض كنيم تا بتوانيم اين تساويها را ثابت كنيم ؟

8- براي اينكه نياز به تعريف دقيق را بيشتر نشان دهيم تعريفهاي زيرين را كهب راي «مستطيل » ممكن هستند در نطر مي گيريم :

(اول ) يك چهار ضلعي با چهار زاويه قائمه

(دوم ) يك چهار ضلعي كه همه زوايايش ب هم قابل انطباق باشند

(سوم ) متوازي الاضلاعي كه لااقل يك زاويه قائمه داشته باشد

 

9- آيا مي توانيد راهي بينديشيد كه به كمك اصول ثابت كنيد كه به ازاي هر خط l :

(أ‌)                  نقطه اي واقع بر l وجود دارد؟

(ب‌)                  نقطه اي غيرواقع بر l وجود دارد؟

10- آيا مي توانيد راهي بينديشيد كه به كمك اصول ثابت كنيد صفحه ناتهي است يعني نقطه ها و خطها وجود  دارند ؟(با معلم خود اين مسئله را مطرح كنيد كهوقتي مي گوييم موجودات رياضي از قبيل نقطه و خط وجود دارند يعني چه)

11- آيا فكر مي كنيد كه اصل توازي اقليدسي «بديهي » است ، دلايل خود را ضمن مقاله كوتاهي ذكر كنيد

12- آيا فكر مي كنيد كه بتوان روش بنداشتي را براي موضوعهايي غيراز رياضيات هم به كار برد ، آيا قانون اساسي ايلات متحده (به انضمام تمام اصلاحاتي كه در آن شده است )فهرست بنداشتهايي است كه دادگاههاي فدرال روشهاي قانوني خود را منطقا از آنها اقتباس مي كنند ؟ آيا فكر مي كنيد «حقايقي » كه در اعلاميه استقلال تاكيد شده اند خود بخود «بديهي » هستند ؟

13- تفسيري بر كاربرد روش بنداشتي اسپينوزا بنويسيد كه نامبرده آن را در 1675 در كتابي تحت عنوان زير نوشته است قوانين اخلاقي كه بر ترتيب هندسي اثبات و به پنج جز تقسيم شده اند جز اول در خدا جز دوم در ماهيت و منشا ذهن ، جز سوم در ماهيت و منشا ء عواطف جز چهارم در قيود انسان يا نيروي عواطف و جز پنجم در نيروي خود يا آزادي انسان ( قسمت عمده نظر خود را به جزء هاي چهارم و پنجم اختصاص دهيد خود يا آزادي انسان (قسمت عمده نظر خود را به جزء هاي چهارم و پنجم اختصاص دهيد )

14- تفسيري بر اين پرسش كه مفيستوفلز از فاوست كرده است بنويسيد : «مي پرسم ، آيا درست است ، حتي آيا عاقلانه است كه هم خودت و هم دانشجويانت را كسل كني ؟»

تمرينهاي اصلي

1-در اين دسته از تمرينه مي خواهيم حل چند مسئله اساسي اقليدسي را از راه ترسيم با پرگار و ستاره از نظر بگذرانيم اين گونه ترسيمها از دوران يونان قديم تا سده نوزدهم كه سرانجام همه مسائل ترسيمي كهن حل شدند رياضيدانان را شيفته خود ساخته بودند .

(أ‌)                  پاره خط AB داده شده است عمود منصف آن را رسم كنيد .(راهنمايي : همان گونه كه در شكل  نشان داده شده است AB را به صورت قطري از يك لوزي در آوريد .

 

 

 

 

 (ب) خط l و يك نقطه P ناواقع برآن داده شده اند از P  خطي عمود بر l رسم كنيد

(ج)خط l و يك نقطه P ناواقع بر آن داده شده اند . از P خطي رسم كنيد كه بر L عمود باشد . (راهنمايي :مثلث متساوي الساقين abp   را كه قاعده  ab آن برi باشد بسازيد و از (آ) استفاده كنيد.)

(د) خط I و يك نقطه p ناواقع بر آن داده شده اند ازp   خطي به موازات I رسم كنيد .(راهنمايي: از (ب) و (ج) استفاده كنيد )

(ه) نيمساز يك زاويه را رسم كنيد .(راهنمايي: از اين قضيه اقليدس كه عمود منصف قاعده مثاث متساوي الساقين نيمساز زاويه روبرو به قاعده آن است استفاده كنيد.)

(و) مثلث  abc  و پاره خط  داده شده اند . در يك طرف مفروض  نقطه اي مانند f چنان پيدا كنيد كه   .

(ز) زاويه  و نيم خط  داده شده اند . نقطه اي مانند  f در يك طرف مفروض چنان پيدا كنيد كه  .

2. اقليدس پر گار را فرو ريختني 1 فرض مي كرد . يعني اگر دو نقطه pوq داده شده باشد پرگار نمي تواند دا يره اي به مركز p بكشد كه بر q بگذرد ( اصل سوم ) : و لي ، نوك پرگار نمي تواند به مركز ديگر o برده شود و داغ يرهخ اي با همان شعاع رسم كند . و قتي نوك پرگار حركت داده شد، پرگار فرو مي ريزد . ترسيمهاي مربوط به تمرين 1 را بررسي كنيد و ببنيد كه آيا مي شود آنها را با پرگاري فرو ريختني رسم كرد ؟ ( در اين تمرينها و قتي مي گو ئيم خطي (( داده شده )) است منظور اين است كه دو يا چند نقطه بر آن داده شده اند .)

(أ‌)     سه نقطه p، qوr داده شده اند با يك ستاره و يك پرگار فرو ريختني مستطيل pqst به ضلع rq را چنان بكشيد كه :  ( ش 2501) .

 

 

 

 

(ب‌)     پاره خط  و نيم خط داده شده اند . نقطه  c را بر پيدا كنيد چنانچه .( راهنمايي: با استفاده از (آ) مستطيل  را بكشيد ، سپس دا يره اي به مركز a  رسم كنيد چنانكه از s بگذرد.)

تمرين (ب) نشان مي دهد كه شما مي توانيد پاره خطها را با يك پرگار فرو ريختني و يك ستاره انتقال دهيد. پس  مي توانيد همه ترسيمها را چنانكه گو يي پرگار ((فرو ريختني )) نيست انجام دهيد .

3. خطكشي كه در تمرينها پيشين به كار برديد نامدرج فرض شده بود ( اگر هم مدرج بود فرض اين بود كه مجاز نبو ده ايد از درجه بندي استفاده كنيد ). اما اكنون فرض مي كنيم كه بر اين خط كش دو نشانه طوري گذاشته شده باشند كه فا صله اي مانند d را مشخص سازند. ارشميدس نشان داده است كه چگونه مي توانيم يك سوم زا ويه اي ر رسم كنيم:

اگر زا ويه اي به راس o داده شده باشد، يك دايره به شعاع d و به مركز o رسم مي كنيم تا اضلاع اين زا ويه را در نقاط aوb ببرد. حال خطكش را چنان قرار مي دهيم كه يكي از نشانه هاي آن نقطه اي مانند c اتز خط را به دست دهد چنانكه o ميان aو c قرار گيرد ، و نشاني ديگر در نقطه اي مانند d بر دايره واقع شود و در عين حال اكتداد خطكش از b بگذرد . ثابت كنيد كه بدين ترتيب به دست مي آيد يك سوم زا ويه است.(را هنمايي : از قضاياي اقليدس در باب زا ويه اي خارجي مثلث متساوي الساقين استفاده كنيد.)

 

 

 

 

 

 

 

4. عدد را يو نانيان نسبت زرين مي ناميدند ، و مستطيلي را كه نسبت اضلاعش چنين بود مستطيل زرين مي خواندند. ثابت كنيد كه مستطيل زرين را مي توان با پرگار و ستاره با ترتيب زير رسمكرد:

(أ‌)                  رسم يك مربع abcd .

(ب‌)                  پيدا كرئن نقطه m وسط ab.

(ت‌)                  پيدا كردن نقطه e ميان aو e باشد و .

(ث‌)                  پيدا كردن نقطه f پاي عمود مرسوم از e بر dc.

(ج‌)                  آنگاه aefd  مستطيل زرين است ( از قضيه فيثاغورس در  استفاده كنيد.)

(ح‌)                  بعلاوه befc مستطيل زرين ديگري است ( ابتدا نشان دهيد p=p-1/1 ( .

حل دو تمرين بعدي مستلزم داشتن اطلاعاتي در زميته مثلثات است.

 

 

 

 

5. مصريان مي پنداشتند كه هر گاه طواهاي اضلاع يك چهار ضلعي a،b،cوd باشد ، مساحت آن ،s، از دستور (A+c)(b+d)/4 به دست مي آيد . ثابت كنيد كه د ر واقع   4s<(a+c)(b+d) و تساوي تنها زماني بر قرار است كه چهار ضلعي مستطيل با شد .( را هنمايي: دو برابر مساحت مثلث مساوي است با ، كه در آن زاويه ميان دو ضلع به طولهاي aوb است و . در اينجا هم تساوي تنها زماني بر قرار است كه  زا ويه قائمه باشد).

6. به گونه اي مشلبه ثابت كنيد كه هر گاه طولهاي اضلاع مثلثي a، bو cباشند ، مساحت آن درنا برابري زير صدق مي كند:

تساوي تنها زماني بر قرار مي شود كه مثلث متساوي الساقين الاضلاع باشد ( راهنمايي: هرگاه  يعني زا ويه ميان bوc چنان انتخاب شده باشد كه حداكثر 600 باشد، آنگاه لاز دستورهاي زيرين استفاده كنيد:

چهار تمرين زير به پژوهش در كتابخانه نياز دارد.چ

7. مقاله اي بنويسيد و در آن بتفصيل بيان كنيد كه چرا تثليت يك زاويه غير مشخص يا تربيع دايره ، تنها با پرگار و ستاره غير ممكن است ( ايوز و كوتوزوف و موير) .

8. اينك دو نتيجه مشهور ديگر از نگره ترسيمات هندسي:

(أ‌)                  گ. موهر 1 رياضيدان دانماركي و ل.ماسكروني2 ايتاليايي مستقل از يكديگر كشف كردند كه همه ترسيمهاي نقاط در هندسي اقليدسي را مي توان با يك پرگار تنها انجام داد. البته خط را نمي توان تنها با پرگار رسم كرد ، ولي مي توان آن را با پيدا كردن دو نقطه اش به وسيله پرگار مشخص نمود. بدين معني ، موهر و ماسكروني نشان دادند كه ستاره مورد لزوم نيست.

(ب‌)                  از سوي ديگر ، ي.اشتاينر3 آلماني و ژ.و.پونسله 4 فرانسوي نشان دادند كه كليه ترسيمهاي اقليدسي را مي توان تنها با يك ستاره انجام داد مشروط  بر اينكه ابتدا يك دايره و مركزش داده شده باشند .

گزارشي در باب اين دو كشف جالب تهيه كنيد( ايوز و كوتوزوف ).

9. مثلث غير مشخص داده شده است . از راس هر زاويه دو نيمخط رسم كنيد كه آن زا ويه را به سه بخش كنند اگر p،qوr نقاط تقاطع نيم خطهاي مجاور با شند ثابت كنيد(قضيه مورلي )5  مثلثي است متساوي الاضلاع ( ش 2301 و((مقدمه اي بر هندسه ))اثر كاكستر ).

10. اين مسئله پژوهشي است كه ممكن است جواب آن معلوم باشد، هر چند به آن

 

 

 

 

 

بر نخورده ام. آيا تعميم زيبايي از قضيه مورلي براي مواردي كه هر زاويه از مثلث به 4، 5

،6، ......جزء برابر بخش شود وجود دارد يا نه؟ اگر به جاي مثلث شكل ديگري نظير 4 ضلعي ، 5ضلعي ،6ضلعي وغيره داشته باشيم چطور؟

 

 

 



[1] -H.S.M.Coxeeter

[2] -continuum

[3] -Elements

[4] -elliptic geomentry

[5] -نگرة نسبيت خاص اينشتين كه براي مطالعة پاريزه‎هاي زير اتمي لازم است. براساس هندسة ساده‎تر فضا زمان، كه هـ. مينكوفسكي واضح آن است نهاده شده است. نامهاي «هندسة هذلولوي» و «هندسة بيضوي» توسط ف. كلاين گزيده شده است. بعضي مؤلفان اين هندسه‎ها را بترتيب «هندسة لوباچفسكي» و «هندسة ريماني» مي‎نامند كه اصطلاحاتي گمراه كننده‎اند.

[6] -روش اصل موضوعي.

[7] -Model

[8] -Vitruvius

[9] -Nebemiah

[10] -طوماري در مصر پيدا شده كه از كهنترين استاد رياضيات در مصر باستان است و در سال 1858 عتيقه فروش اسكاتلندي به نام الكساندر هنري رايند آن را خريداري كرد و از اين رو به نام او مشهور شد م.

[11] -در سالهاي اخير مقدار تقريبيp با تعداد ارقام اعشاري زياد به توسط رايانه‎ها حساب شده است و اندازة آن تا پنج رقم اعشاري تقريب 14159ر3 است. در 1789 يوهان لامبرت ثابت كرد كه p مساوي هيچ كسري (عدد گويا) نيست. و در 1822 ليندمان ثابت كرد كه p عددي است غير جبري. بدين معني كه در هيچ معادلة جبري با ضرايب گويا صدق نمي‎كند

[12] -Ctto Neugebauer

[13] -Milete

[14] -Proclus

[15] -Eudoxus

[16] -Archytas

[17] -Theaetetus

[18] -pure mathematics

[19] -براي كسب اطلاعات بيشتر در زمينة‌ رياضيات قديم به كتاب بارتل ون در وردن Bartel van der Waerden به نام Science Awakening (آكسفورد، يونيورسيتي، پرس انتشارات دانشگاه آكسفورد 1961) مراجعه كنيد.

[20] -axiomatic method,

[21] -و يا ممكن است در مرحله‎اي از دليل به همان گزاره‎اي كه اثبات آن مورد نظر است بازگرديم، كه در اين صورت مي‎گوييم دچار «دور» شده‎ايم. اصولاً در اين گونه موارد به جاي اينكه بگوييم دچار تسلسل مي‎شويم بهتر است بگوييم دچار دور يا تسلسل مي‎شويم-م.

[22] -Concruent

[23] -David Hilbert (1862-1943).

[24] -Moritz Pasch

[25] -betweenness

[26] -G. Peano

[27] -M.pieri

[28] -H.Veronese

[29] -O.Veblen

[30] -G.de B.Robinson

[31] -E.V.Huntington

[32] -H.G.Forder

[33] -از اين به بعد براي كوتاهي كلام به جاي «اصل موضوع» فقط واژة «اصل» را به كار خواهيم بدر مگر در مواردي كه ابهامي ايجاد كند كه در آن صورت اشاره خواهيم كرد-م.

[34] -توجه در بارة علامتگذاري، در بسياري از كتابهاي هندسة دبيرستاني  به جاي «پاره خط AB، به كار برده شده است.

[35] -از اين به بعد، در همه جا ستاره به جاي خط كش نامدرج به كار برده خواهد شد.م.

[36] -با وجود اين، تعيين اينكه دقيقاً رسم هندسي كداميك از مسائل تنها به كمك ستاره و پرگار ميسر است در رياضيات خود، مسئلة جالبي است. تا سدة نوزدهم ثابت نشده بود كه حل ترسيمي مساطلي نظير تثليت زاوية دلخواه، تربيع دايره، تضعيف مكعب، تنها به كمك پرگار و ستاره ناشدني است. اواريست گالوا (Evariste Galois) با تبديل مسئله‎اي هندسي به مسئله‎اي جبري اين مطلب را ثابت كرد. نامبرده نشان داد كه حل مسائل به كمك ستاره و پرگار تنها زماني ميسر است كه حل اين مسائل از راه جبر به اعمال، جمع، تفريق، ضرب، تقسيم و جذرگيري منجر شود. در معادلات جبري ويژه‎اي كه براي مسائلي نظير تثليت زاويه نوشته مي‎شود، به اين دليل مسئلة حل نشدني است كه ريشه‎هاي سوم دخالت مي‎كنند. البته مي‎توان يك زاويه را به كاربردن ابزارهاي ديگري نظير يك خطكش نشاندار و پرگار به سه قسمت مساوي تقسيم كرد (¬ Eves, Moise, Kutuzov يا به تمرينهاي اصلي پايان اين فصل.)

[37] -مطابق اين تعريف، چيزي نظير «زاوية نيمصفحه» (Strainght angle) وجود ندارد. ما اين عبارت را حذف مي‎كنيم. زيرا بيشتر تصديقهايي كه در مورد زاويه مي‎كنيم شامل «زاويه نيمصفحه» نمي‎شوند. ]منظور از «زاوية نيمصفحه» زاويه‎اي است كه ضلعهايش بر امتداد هم باشند. م.[

[38] -به طوري كه قبل گفتيم هر جا «اصل» نوشتيم منظور همان «اصل موضوع» است.م.

[39] -بر خلاف،‌هيچ معيار طبيعي براي اندازه‎گيري دراز در هندسة اقليدسي وجود ندارد. يكه‎هاي درازا (پا، متر و غيره) بايد به دلخواه گزيده شوند. از سوي ديگر،‌ واقعيت جالب توجه در هندسة هذلولوي اين است كه معياري طبيعي براي اندازه‎گيري درازا مي‎پذيرد (فصل ششم).

[40] -Playfair’s Postulate

[41] -Adrien Marie Legendre (1752-1833).

[42] -ترجمه ديوسي از اصول اقليدس رايجترين متن هندسه در ايالات متحده در سدة نوزدهم بود. شهرت لژاندر بيشتر به خاطر روش كمترين مربعات در آمار، قانون تقابل مربعي در نگرة اعداد و چند جمله‎ايهاي لژاندر در معادلات ديفرانسيل است. تلاش او براي اثبات اصل توازي به دو قضية مهم در هندسة نتاري منجر شده است (¬فصل چهارم).

توضيح، اگر p و q دو عدد اول فرد متمايز باشند، دستور،

 

را قانون تقابل مربعي نامند. در اين دستور، نماد مساوي 1 گرفته مي‎شود هرگاه همنهشتي (اساس p)C º 2x جواب داشته باشد و 1- گرفته مي‎شود هرگاه اين همنهشتي جواب نداشته باشد. مثلا  مساوي 1 گرفته مي‎شود. زيرا همنهشتي (اساس 19)6º 2x داراي جواب (14 و 5 =x) است. در حالي كه  برابر 1- است چونكه همنهشتي (اساس 47)39º2x جواب ندارد-م.

گمنام بازدید : 158 یکشنبه 27 اسفند 1391 نظرات (0)

فولاد چيست.

فولاد آلياژي است از آهن و كربن ماه اصلي فولاد آهن است. فلزي سفيد نقره اي و كم تنش كه ماليبل و داكتيل است و تقريبا نرم . اما كربن اين خصوصيبات را تغيير مي دهد. اضافه كردن مقدار خيلي جزئي از كربن به آهن آن را به فولاد تغيير مي دهد. آلياژي سخت و خشن و قوي و شكل پذير. بيشتر از ابزارها و تجهيزات ساختماني فولادي براي هزاران سال استفاده مي كرده است.

بشر اوليه بطوريكه مي دانيم و حتي كشف كرد كه گرم كردن ابزارهاي آهني در آتش كيفيت آن را بالاي برآنها را لخت و قابل خميدگي مي كند. و اگر زغال سنگ هم وجود داشته باشد. فلز حتي لخت تر از قبل از آتش بيرون مي آيد. عمليات حرارتي هزاران سال عمر دارد در حاليكه علم عمليات حرارتي عمري بيش از 100 سال ندارد. و اما عمليات حرارتي فلزات هم علم است و هم هنر. با كنترل زمان و درجه حرارت ما مي توانيم فولاد را سخت و شكننده سازيم مثل اين و يا نرم و قابل خميدگي مثل اين ما مي توانيم با عملياتمان به فولاد هر خصوصيتي كه مي خواهيم بدهيم . تفاوت زيادي بين فولادهاي كربني و آنچه كه ما به فولادهاي آلياژي فولادهاي زنگ نزن و فولادهاي ابزار است وجود دارد. اينها تماما انواع مختلفي از فولاد هستند موضوعات. پايه اي عمليات حرارتي ممكن است چيزهايي باشد مشابه آنها به صورت متفاوتي تحت عمليات حرارتي قرار مي گيرند. حال ما قصد مطالعه تنها يكي از فولادها را داريم. فولادهاي ساده كربني اين ساده ترين نوع فولاد است. مخلوطي 2 عنصر پايه آهن و كربن براي توليد فولاد كربن در مقادير بسيار كمي اضافه مي شود چيزي كمتر از 1% اضافه كردن حدود 15/1 درصد كربن خواص فولاد به شكل عجيبي تغيير مي دهد.

سيستم كد بندي  S/A

فولادهاي كربني بسته به مقدار كربن در درجات مختلفي موجود مي باشند. بنابراين انواع زيادي از فولادهاي موجود اند و تعدادي از سيستمها براي شناسايي انواع فولادهاي كربني براي شناسايي مواد و عناصري كه ممكن است با آنها آلياژ شوند به كار گرفته مي شوند.

سيستمي كه گسترده ترين استفاده را دارد سيستم شماره گداري S/ A مي باشد. S/ A آهن و فولاد آمريكا مي باشد. سيستم S/ A از 4 عدد و گاهي 5 مد ساخته شده است. اين اعداد هر دو فلز پايه و بيشتر اوقات درصد تقريبي عنصر اصلي در مخلوط را مشخص مي كند. در اين حالت 2 مداول نشانگر فلز پايه هستند ، 10 نشانگر فولاد كربني است. 10 همچنين نشاندهنده تعدادي عناصر گريز در فولاد هستند مثل توگرد ، فسفر ، منگنز ، سيلسيم كه همچنين ممكن است در مقادير كنترل شده اي باشندو اما تمامي تمركز پاي اين است كه IU نشانگر فولاد ساده كربني است كه از آهن و مقدار معيني كربن تشكيل شده است. 2 رقم باقيمانده در سيستم مصرف AU درصد كربن در فولاد را در 100 براي آن معين مي كند.

آنها با توجه به اين براي S/ A كه مي دانيم يك فولاد كربني است و 10 بيانگر اين است و 40 مقدار كربن در فولاد را مي گويد حتي 0.40 درصد و آن يعني مقدار خيلي اندكي اما همانطور كه خواهيم ديد مقدار خيلي اندكي از كربن تمامي چيزي است كه ، احتياج داريم براي ساختن فولادهاي بسيار متفاوتي و هر كدام با مشخصات مختلف فولاد كم كربن 1010 در شرايط نرم و براي كارهايي كه راكسيتيليه بالا احتياج است استفاده مي شود. فلزات ارزان براي درهاي اتونيل معمولا از فولا 1010 بهره مي گيرند. مقايسه فولاد متوسط كربن 1050 خيلي محكم است وقتي كه سخت سازي تمير شود. فولاد 1050 در بخشهاي ساختاري اتومبيل مانند اكسل و شافت و تورج هاي سنگين پر مصرف استفاده مي شود.

فولاد پر كربن 1080 مي توان سخت كاري و بعد از آن تمير يا شود براي رسيدن به استحكام خيلي بالا و اين فولادي است كه خيلي از فنرها براي آن ساخته شود مثل لخت خواب و فنر اتومبيل كاميون.

در محتواي كربن فولاد هم همچنين محدوديتهايي وجود دارد. فولادهاي كاربردي تا حدود 15% كربن دارند و بيشتر از %15 مقدار كربن اضافي در فولاد است. و آن را به سمت چدن مي برد. آلياژي با آهن بالا ، كربن ، سيليكيون چدن ها داراي خواص مختلفي هستند. معمولا به عنوان فولاد كربني شناخته نمي شوند. اگر ما مي توانستيم اتمهاي دوران يك قطعه فولاد را ببينيم ما چيزي شبيه اين را مي ديديم.

ميلياردها اتم آهن درون قطعه و احتمالا مقدار خيلي جزئي و اتمهاي كربن فولاد كربني هاي بيشترين مقدار استفاده در جدولهايي به وسيله درهاي S/ A ليت شده اند. اين مخلوط فلزي شيميايي آهن و كربن را نشان دهند. توجه داشته باشيد كه اين جدول و همچنين نشاندهنده در حد منيزيم در فولاد است. MN علامت شيميايي عنصر منيزيم مي باشد و C علامت شيميايي كربن تعدادي از اين عناصر اضافي از فولاد وجود دارند. ما آنها را يا عناصر باقيمانده مي ناميم. خيلي كوچكتر از آنكه در جدول تركيب شيميايي عنوان شوند.

با افعال عناصري مثل كردم ، نيكل موليبدن و كربن بعضي اوقات از طريق ضايعات به مذاب ، يا محصول ما مي رسند و نهايتا راهي به فولاد نهايي يا در مراحل نهايي مي يابد. و حتي اگرچه در جدول تركيبات شيميايي قرار نگرفته اند اين عناصر رسوبي  مي توانند در فولاد كربني اختلاف ايجاد كنند. زمانيكه قصد اين عناصر اضافه شوند. به آنها عناصر آلياژي مي گوييم و زمانيكه مقداري اين عناصر به صورت كافي زياد شود فولا ديگر به عنوان فولاد كربني طبقه بندي نمي شود.

به عنوان عمليات حرارتي مي كنند ، خيلي مهم است كه ما با عناصر رسوبي و آلياژي آشنا شويم. چون آنها مي توانند نقش مهمي در خصوصيات فلز ايفا كنند. به عنوان مثال بعضي از درجات فولا به عنوان فولادهاي كربني درجه بندي مي شوند. اما در طبقه فولادهاي با قابليت  ماشينكاري قرار مي گيرند. چون نسبتا داراي مقادير زيادي گوگرد هستند و كد S/ A آنها سري 1100 است كه اغلب با 11 و 2 تا x نشان داده مي شود. ×× فولاد كربني با قابليت  ماشينكاري با گوگرد و فسفر در S/ A به صورت ×× 12 طبقه بندي مي شود. بعضي اوقات مقدار كمي سرب هم براي خواص ماشينكاري به آن اضافه مي شود كه در اين صورت حرف L در بين رقم اول كد S/ A و 2 رقم آخر آن اضافه مي شود. پس 12l14 يك فولاد با قابليت ماشينكاري به علاوه فسفر و گوگرد خواهد بود. كه 12 مصرف آن است و مقدار كمي كه با L نمايش داده شده و 14/. كربن.

متغيير ديگر در فولاد كربني ، افزودن مقدار كمي از بور است و معمولا كمتر از 003/.% بور ممكن است به فولاد اضافه مي شود. اما حتي اين مقدار كم از بور و بعضي اوقات حتي كمتر از آن ، كاملا كافي است براي شامل شدن در كد S/ A.

10B21 يك فولاد كربني است با برد 21/.% كربن وقتي در كد AU ، B را مي بينيم ما مي دانيم كه عمليات حرارتي و كونيچ روي اين فولاد با همان كار در فولاد ساده كربني متفاوت خواهد بود.

خوب ، براي كد گذاري فولادهاي كربني خيلي زير گفتيم. حالا صورت مختصر سيستمهاي كد گذاري مورد استفاده براي شناسايي فلزات و آلياژها را سرور مي كنيم .و چيز مهم براي بخاطر داشتن اينها هستند كه در كد گذاري S/ A 2  رقم اول نشانه فلز پايه است كه 10 براي فولاد كربني است دو رقم آخر نشانه در مقدار كربن فولاد ضربدر در درصد مي باشد.

كريستالهاي فلزي

براي فهميدن اينكه طي عمليات حرارتي چه اتفاقاتي مي افتد ، بايد آنچه كه طي پروسه گرم كردن و سرد كردن روي فلز اتفاق مي افتد را به تصوير بكشيم. اين تغييرات اين مخلوط آهن و كربن ايجاد مي شوند. درون هر اتم جداگانه در مولكول اتفاق مي افتد. اتمهاي آهن براي شكل دادن كريستال آن در طراحي خيلي ساده چيده شده اند. تمامي فلزات ساختاري كريستالي دارند. كريستالهاي فلزي خيلي مشابه به شبكه سنگ و بقيه سنگهاي متنوع هستند.

اما براي ديدن ساختاري كريستالي دارند. كريستالهاي آهن ، ما بايد يك نمونه فلزي را بررسي كنيم و با ميكروسكوپ متالوژيكي سطح آن را ببينيم فلز را از سطح مقطع آن مي بريم و پرداخت مي كنيم اما به لايه اي صاف برسيم ، همچنين آنرا پوشش مي كنيم با اسيد اوج مي مي توانيم تا مرز دانه بين هر كريستال زير ميكروسكوپ كاملا واضح شود. هر كريستال جداگانه در نظر دانه ناميده مي شود. اندازه دانه ها متفير است چدن آنها هنگام بريده شدن در جهاتت مختلفي مي چرخند كم مي شود.

سايه بين دانه ها همچنين متفاوت است چون كريستال درجات مختلفي رشد مي كند. و نور را درجات و با زاويه هاي مختلف و با طول مهرج هاي مختلفي منعكس مي كنند. شكل آنها هم همچنين نامنظم ولي قاعده است چون آنها شكل گيري هم برخورد مي كرده اند.

زمانيكه ميكروسكوپ متالوژيكي يكي اختراع شد دانشمندان چيز زيادي درباره ساختار فلزات نمي دانستند. مرزهاي بين دانه هاي فولادهاي پر كربن به نظر مي رسيدند كه نقش چسب يا سيمان را ايفا مي كنند و كريستالها را كنار هم نگه مي دارند. آنها اين ماده جديد را سمنيت ناميدند و حالا ما مي دانيم كه سمنيت تركيبي از آهن و كربن است كه همچنين به عنوان كاربيد آهن شناخته مي شود كه حين سرد شدن فولاد شكل مي گيرد. فرمول شيميايي كابيت آهن Fe3 است.

هر دانه يا كريستال از يك فلز ، از ميلياردها اتم تشكيل شده براي ديدن اتمها نمونه نبايد بيش از 30 ميليون برابر بزرگ نمايي شود كه كار خيلي مشكلي است. پس ما بايد هر اتم آهن را و رسم كنيم و ساختار آنها را طي تغييرات دما در طول پروسه عمليات حرارتي به تصوير بكشيم اين شبكه كريستالي به هم پيوسته آهن داراي بزرگنمايي يك ميليون برابر است. اتمها بصورت فشرده بسته بندي شده اند ولي بصورت منظمي بسته بندي نشده اند. اتمهاي آهن دماي فلز در ساختاري بسيار مشخصي حل و چيده شده اند. دماي 1800 درجه كار نهايت تقريبا بيشترين دمايي است كه ما توانسته ايم فولاد كربني را در آن تحت عمليات حرارتي قرار دهيم .

در اين دما فلز هنوز جامد است اما اتمها هنوز براي شكل دادن يك طرح مشخص در كريستال در تحركند . اين چيدمان آهن را هر كدام از 8 گوشه مكعب نگه مي دارد و در هر سطح مكعب با اتمهاي آهن مي پوشانند. اين ساختار مكعب با سطوح مركز دار نام دارد. اين ساختار كريستالي تنها موقعي وجود دارد كه دماي آهن بالا باشد عموما فرد يك 1674 درجه فار نهايت زير 1674 درجه اتمهاي مركز سطوح موقعيت خودشان را تغيير مي دهند. در اين ساختار جديد اتمها در 38 گوشه مكعب مي مانند اما حالا طوري چيده شده اند كه هر اتم آهن را در وسط مكعب در برگرفته اند اين مكعب مركز دار ناميده مي شود و اگر ما دوباره آهن را گرم كنيم ساختار مكعبي مركز دارد در صورت مكعب سطوح مركز دارد ناميده مي شود اگر ما دوباره آهن را گرم كنيم ساختار مكعبي مركز دار دوباره  به صورت مكعب سطوح مركز دارد در مي آيد. در زير ميكروسكوپ ما مي توانيم اين انتقال ساختار كريستالي فولاد را ببينيم. ساختار كريستال مكعب سطوح مركز دار اتم تا زماني كه دماي آن حدود 1674درجه گرم باقي مي ماند.

آهن در اين دما آستنيت ناميده مي شود. همين كه آستنيت تا 1674 درجه فار نهايت سرد شود. اتمهاي ساختار كريستالي آستنيت تغيير مكان مي دهند. ساختار مكعب با سطوح مركز دارد يا Fcc به مكعبي مركز داريا Bcc 1674 درجه فار نهايت تغيير مي كند. در اين فرم Bcc و دماي 1674 درجه فار نهايت فلز حالا مزيت ناميده مي شود. آستينت و مزيت عباراتي هستند كه در نقشه هاي عمليات حرارتي براي تشخيص دو فرم كريستالي مختلف فولاد كه در تغييرات فازي در دما هستند. و براي تشريح نقش ذرات كوچك كربن در حين تغييرات ساختاري در حرارت دادن و سرد كردن بكار مي روند. در اين چيزي كه تمام عمليات حرارتي درباره آن است. گرم كردن قطعه اي فولاد تا مرحله آستنيت بيشتر از محدوده 1300 يا 1400 درجه تا 1674 درجه فار نهايت بسته به درصد كربن و بعد اجازه دادن به آن به سرد شدن كنترل زمان و دما.

در اين راه ، انتقال اتمها از آستنيت با سطوح مركز دارد به مزيت مكعبي مركز دارد را كنترل مي كنيم. دانش عمليات حرارتي به آلوتروپي آهن وابسته است. توانايي آهن از انتقال از يك ساختار كربستالي به ديگر ساختار كريستالي با تغيير دما.

محلولهاي جامد :

عمليات حرارتي به سادگي گرم كردن فلز و نگه داشتن در آن دما است بصورتيكه خواهيم ديد و سرد كردن كنترل شده آن بي نهايت مهم است. چيزي كه عمليات حرارتي را كمي پيچيده تر مي كند. اين واقعيت است كه ما با محلول جامدي از آهن و كربن كار مي كنيم فولاد يك محلول جامد است و ديدن اينكه مذاب فولاد مي تواند محلولي از آهن و كربن باشد ساده است اما فولاد در حين عمليات حرارتي ذوب نمي شود در مورد آهن جامد و كربن جامد و بصورت محلول در جامد حرف مي زنيم و اين قابليت آهن و كربن است براي شكل دادن به محلول جامد كه عمليات حرارتي فولاد با موفقيت همراه شود.

اينكه ، چطور مي توانيم كربن جامد را با كريستالهاي جامد آهن و در سطح ملكولي به صورت محلول در بياوريم خيلي ساده است. دماهايي بالا فولاد را آستنيت مي كند. ساختار كريستالي مكعب با سطوح قرار دارد. فضاهاي خالي مناسبي براي نفوذ اتمهاي كربن بين اتمهاي آهن به وجود مي آورد و همانطور كه مي بينيد در كريستال آستنيت فضاي خالي كافي براي اتمهاي كربن وجود دارد تا محرك داشته باشند. اتمهاي كربن كاملا در آستنيت محلولند. اما همينكه دما به آرامي كاهش پيدا كند و آستنيت آرام آرام به شبكه مكعبي مركز دارد مزيت پيدا كند جاي خالي كمتري بين اتمهاي آهن وجود دارد. بيشتر اتمهاي كربن در كريستالهاي Bcc باقي نمي مانند و چون فضاي كافي وجود ندارد اتمهاي كربن موجود به بيرون كريستال نفوذ مي كنند. اين اتمهاي كربن آنرا با اتمهاي آهن ازاد جفت مي شوند و ملكول كار بيد آنها را مي سازد. Te3c كه همچنين سمنتيت خوانده مي شوند .به خاطر داشته باشيد كه 2 يا چند اتم در شرايط مخصوصي ملكول را مي سازند.

اين اتمهاي كربن هستند كه در كريستالهاي گرم شده آستنتيت حل مي شوند و آهن را به فولاد تبديل مي كنند. در تمام دماهاي بالاتر از محدوده 1300 و 1400 تا 1674 درجه فار نهايت آسنتيت با شبكه كريستالي مكعب با سطوح مركز دارد داريم. اتمهاي كربني در اين شبكه كريستالي آزادانه حركت مي كنند اما تصور كنيد كه ما آستنيت را سريعا سرد كنيم. با كوئيچ كردن فولاد در آب سرد ، انتقال از مكعب با سطوح مركز دار خيلي آني خواهد بود و تقريبا بصورت آني درباره دمايي مشخص اتمهاي كربن كه در شبكه مكعبي با سطوح مركز دارد بصورت آزادانه حركت مي كردند.همينكه ساختار ناگهان به وام مي افتند. هرچه اتمهاي كربن به دام افتاده در كريستال بيشتر باشد ، فولاد سخت تر مي شود هرچه بيشتر كريستالهاي مكعبي مركز دارد بيشتر و پيچيده شوند.

اتمهاي آهن به وسيله اتمهاي كربن كريستال از هم جدا مي شوند. اين كريستال جديد پيچيده شده ، ديگر همان مزيت نيست و حالا مار تزيت خوانده مي شود. كار تزيت يك محلول فوق اشباع از كربن در آهن است و ريز ساختار آن كاملا با مزيت متفاوت است.

اين چگونگي ساخته شدن فولاد از اتمهاي آهن و كربن است كه مقادير بسيار كمي از كربن در فلز جامد حل شده وقتي آسنتينت به آرامي خنك شود اتمهاي كربن به بيرون ساختار مكعب با سطوح مركز دار نفوذ مي كنند و با آهن پيوند مي دهند تا كار بيد آهن و فرم مكعب مركز دارد و شكل دهند.

انتقال مزيت از آستنيت به سمنتيت و مزيت طي خنك شدن تدريجي يا به مارتزيت موقع سرد شدن ناگهاني در محدوده مشخص زماني چيزي است كه در يك فولاد مشخص اتفاق مي افتد. فرض كنيد كه ما نمودارهاي دمايي فولادهاي بيشتر و با سطوح مختلف مقدار كربن را رسم كنيم. مقدار كربن فولاد در مواجهه با دمايي كه در آن مزيت و سمنتيت و طي گرم كردن اتفاق مي فتد خطي ثابت و افقي در حدود 1314 درجه فار نهايت است و A خوانده مي شود. همين طور كه درصد كربن فولاد زيادتر مي شوند دماي استحاله بيشتر كاهش پيدا مي كند.

جاييكه آستنيت طي سرد كردن شروع به ساتحاله به مزيت مي كند. خطي از نموار است كه A ناميده مي شود.

نشاندهنده دمايي است كه در آن فولاد طي گرم شدن شروع به استحاله به آستنيت مي كند . اين دماي استحاله تا وقتيكه مقدار كربن آستنيت به 77/. درصد افزايش مي يابد. كاهش پيدا مي كند.

دماي استحاله به عكس شروع به افزايش مي كند همين طور كه مقدار كربن زيادي مي شود. اين خط استحاله جديد Amm خوانده مي شود. در محدوده A3 و A1 فولادد تماما آستنيت در نظر گرفته مي شود. A3 و A1 فولاد مخلوطي از آستنيت و مزيت است و بين Ae و A1 فولاد مخلوطي از آستنيت و سمنتيت است.

تمامي فولادها صرفنظر از مقدار كربن طي گرم كردن در دماي 1314درجه فار نهايت شروع  به استحاله مزيت به آستنيت مي كنند. زير خط استحاله A1 فولاد كاملا مزيت و سمنتيت است و به اين ترتيب همين طور كه فولاد را گرم مي كنيم در A1 مزيت شروع به استحاله آستنيت مي كند و كار بيد آهن يا سمنتيت شروع به رفتن به سمت محلول مي كنند همين طور كه اتمهاي كربن در آستنتيت با مكعب با سطوح مركز دارد وجود دارد .

بين A1 و A3 مخلوطي مزيت و آستنتيت وجود دارد . در بالاتر از A3 و Acm فولاد كاملا آستنتيت است و در زير A1 فولاد مزيت و سمنتيت است.

اينجا ما قسمتي از دياگرام آهن ، سمنتيت را داريم كه در عمليات حرارتي فولادهاي كربني استفاده مي شود. دياگرام آهن سمنتيت با فازهاي آستنتيت مزيت و سمنتيت سروكار دارد كه در اين دماها وجود دارند محدوده  كربن در هز فاز و مخلوط 2 فازي مزيت و آستنتيت مزيت و سمنتيت و آستنتيت و سمنتيت .

آنچه كه  ما در دياگرام فازي آهن ، سمنتيت مي توانيم ببنيم اين است كه منطقه اي كه به عنوان آستنتيت مشخص شده جايست كه آهن مي تواند كربن را حل شده سرو كار بسيار زيادي داشته باشد. كربن بسيار كمي در مزيت حل مي شود. بسياري از عمليات هاي حرارتي مثل آنيل و گرم كردن براي سخت كاري با گرم كردن فولاد اين محدوده زماني شروع مي شوند تا كربن را در آهن مكعبي با سطوح مركز دارد حل مي كنند. دياگرام آهن سمنتيت در پروسه هايي از عمليات حرارتي استفاده مي شوند. كه شامل آرام  كردن و آرام خنك كردن هستند. دياگرامهاي ديگر براي پروسه عمليات حرارتي مختلفي به كار مي روند. و ttt يا تريپل T خوانده مي شوند.

Ttt نشانگر زمان دما دگرگوني مي باشد . 2 نوع دياگرام ttt وجود دارد. يكي از دگرگونيهاي يا همه IT است ايزو يعني ثابت ترمال يعني حرارت و دما دياگرام دگرگوني همه ما براي تشريح عمليات حرارتي در دماي ثابت به كار مي رود. دياگرام نوع دوم خود دارد دگرگوني در سرد شدن پيوسته يا منحني هاي ct است  منحني دياگرام ct عمليات حرارتي طي سرد شدن پيوسته است و همين طور است از پيوسته.

اين را در برنامه اي در رابطه با فولادهاي آلياژي توضيح خواهيم داد و حال فقط منحني استحاله همه ما را در نظر خواهيم گرفت.

اين يك دياگرام TTT براي فولاد معيني با مقدار كربن 77/. درصد است. همين طور كه مقدار كربن فولاد تغيير مي كند. ttt آن هم نيز تغيير خواهد كرد. منحني اول زمان شروع استحاله زير ساختار فولاد را نشان مي دهد.

منحني دوم ، تمام آن استحاله را نشان مي دهد. پس در اين منطقه دمايي در مواجهه با زمان ما زير ساختار آستنتيتي خواهيم داشت. اگر ما منحني را بين شروع و خاتمه منحني قطعه كنيم مخلوطي از زير ساختارها را خواهيم داشت آستنتيت در مرحله تغيير به يك  ريز ساختار متفاوت خواهد بود و در منطقه قبل از خاتمه منحني ريز ساختارهايي از فولاد را خواهيم داشت كه پرليت و بينيت خوانده مي شوند بسته به زمان و دمايي كه آن سرد مي شوند. ريز ساختار رو منحني متفاوتي خواهند داشت.

آستنتيت را خيلي سريع خنك كنيم. منحني شروع پرليت را در خواهيم كرد به نقطه مارتزيتي خواهيم برخورد. خنك كردن بيشتر منجر به استحاله تكامل ريز ساختار به مارتزيت خواهد شد. پس دياگرام زمان دما دگرگوني نشاندهنده زماني است كه آستنتيت مي گيرد تا به ريز ساختاري مشخص خواهد مشخص رسد. با كنترل زماني كه در آن فولاد را از دماي آستنتيتي سرد مي كنيم يا زماني كه فولاد را در دماي ثابتي نگه مي داريم. مي توانيم استحاله فولاد را به محدوده وسيعي از سختي ها زير ساختارها كنترل مي كنيم. ريز ساختار به وسيله جدول بندي استحاله فولاد روي دياگرام ttt بين فرآيند سرد كردن و زماني كه فولاد در هر دمايي گرم مي شود مشخص شود. براي مثال اگر فولاد با 77/.% كربن را تا دماي استحاله A1 آن و جاييكه ريز ساختار آن كاملا آستنتيت است گرم كنيم و سپس سريعا آن را كوئيچ نماييم مثلا در كمتر از 1 ثانيه ما مارتزيت را خواهيم داشت.

مارتزيت ريز ساختار مشخصي دارد هرچند اگر ما دوباره فولاد را به تا آستنتيت گرم كنيم و بعد به آن جازه سرد شدن آرام بدهيم يا سرد شدن را در دمايي معين نگه داريم.

بسته به حرارت و زماني كه دما را نگه مي داريم . ريز ساختار متفاوتي پديدار خواهد شد. اگر ما دما را جايي حدود 1000 تا 1335 درجه براي زماني بيشتر از 1 ثانيه بطور ثابت نگه داريم. ريز ساختاري به نام پرليت شروع به تشكيل مي كند. در هر زماني بين يك دقيقه و يك ساعت يا چنين زماني بسته دمايي كه فلز را در آن نگهداري مي كنيم. فولاد كاملا به پرليت استحاله مي دهد.

گله داشتن دوباره زمان سرد كردن در دماي ثاتبي زير 100 درجه فار نهايت ريز ساختاري را به وجود مي آورد كه بينيت ناميده مي شود.

دياگرام زمان دما دگرگوني يا ttt يك نقشه با جزييات كامل راهنمايي براي عمليات حرارتي كنندگان در خم زير ساختاري و سازنده خواص مطلوب در انوع مختلف فولاد است. ريز ساختار به وسيله دما و زمان سرد كردن قابل كنترل است.

در زير ساختار مارتزيت سختي در حداكثر قابل دسترسي براي همان نوع فولاد خواهد بود.

در پرليتي كه با سرد كردن فولاد در زمان دماي مناسب تشكيل شده زير ساختار نشاندهنده لايه هاي يك در ميان مزيتي و لايه هاي سمنيت است بخاطر وجود اين لايه هاي يك در ميان اين شكل پرليت همچنين پرليت ورقه اي هم خوانده مي شود.

در فولاد با 77/. درصد كربن پرليت داراي لختي حدود 32 تا 38 راكول سي است اگر فولاد را در زمان دماي مناسب سرد كنيم تا را بدست بياوريم لختي ممكن است چيز حدود 40 تا 50 را كول شود و ريز ساختاري آن نشاندهنده مخلوطي از مارتزيت  است اما كار بيدها در رگه ها يا سوزنهاي خوبي را تشكيل داده اند. بينيت از پرليت لخت تر است و مارتزيت فولاد لخت تري است مارتزيتي كه از فولاد با 77/. درصد كربن تشكيل شده داراي لختي بين 64 تا 66 راكول سي است.

ريز ساختاري آن ممكن است خوب يا رگه باشد معمولا سوزني شكل به ياد داشته باشيد كه اتمهاي كربن در  مارتزيت بين كريستالها گير افتاده اند .و پرليت و بينيت ريز ساختارهاي نرم تري از فولاد نسبت به مارتزيت هستند چون در دماي بالاتري شكل گرفته اند و هيچ كربني در كريستالها گير نكرده است. پرليت و بيينيت مخلوطي از مزيت و كاربيد آهن هستند اما تمامي اين ريز ساختارها پرليت و مارتزيت مي توانند در ميان هم در شكل جديدي از فولاد باشند كه نرم افزار اصلي است.

براي مثال اگر ما بخواهيم ريز ساختارها مارتزيت را تغيير دهيم تا فلزي نرم تر و با قابليت ماشينكاري راحتر داشته باشيم.

آن را تبديل به ريز ساختاري كروي مي كنيم. كروي شكلي از فولاد است كه در آن كاربيد آهن به شكل كروي در آمده است. كروي كردن آنيل زير دماي بحراني و با حرارت دادن فولاد مارتزيتي تا تقريبا 1300 درجه فار نهايت انجام مي شود. توجه كنيد كه 1300درجه فار نهايت تنها كمي زير دماي بحراني تشكيل آستنتيت است. براي كروي كردن همچنين لازم است كه دما بطور كافي بالا نگه داشته شود تا بدين وسيله ذرات كار بيد آهن به هم نزديك شوند تا ذرات كروي بزرگتر پديد آيد و سپس فولاد سريعا سرد مي شود. از آنجاييكه هيچ آستنتيتي وجود ندارد فولاد نمي تواند ساختار كريستالي خود را تغيير دهد و نتيجه آن يك ساختار نرم و آنيل شده است.

اين كار آنيل زير دماي بحراني ناميده مي شود و ريز ساختار نهايي آن كروي خواهد بود.

مخلوطي از مزيت و سمنتيت هستند . كار بيدها در زمينه مزيت بصورت گرد شده و مشخص هستند و ابزارها توانايي بريدن فولاد بدون مواجهه با مارتزيت لخت را دارند. مقادير عظيمي از فولادهاي كربني براي بهبود خواص ماشينكاري و شكل پذيري كروي مي شوند زير ساختار كروي يك ضرورت براي فولادهاي دامنه لختي آن تاثير دارد هرچه مقدار كربن تا حدود 6/. بيشتر باشد لختي مارتزيت لخت تر  است.

با نگاه به جدول لختي راكول سي و درصد كربن و مارتزيتي كه يك فولاد دارد فولادي با حدود 6/.% كربن با لختي 62 راكول سي سنتي بيشتر خواهد داشت نسبت به فولادي داراي 4/.% كربن و 55  به اين خاطر ريز ساختار كروي براي ماشينكاري فولاد با كربن متوسط زياد ضروري است . مهم فولاد كربني هنگام تغيير فرم سرد روي قطعه كروي شده باشند .و مثل  خم كاري ، كله زني نورد فرج سركاري سرد و فرآيندهاي ديگر فرآيندهاي ديگري براي كروي سازي توليدات فله اي شامل حرارت دادن فولادهاي ورقه اي گرم تا نقطه كمي پايين تر از دماي استحاله حدود 1300 به كار مي رود در اين جا دماي زير بحراني تا حدود 15 ساعت نگه داشته مي شود سپس بجاي سرد كردن ، فولاد تا دمايي حدود 1370 درجه فار نهايت بين A3,A1 گرم مي شودفولاد در دماي فوق تا حدود 1 ساعت نگه داشتيم و آراسته ، حدود 1270 درجه فار نهايت با سرعت 20 درجه فار نهايت در ساعت سرد مي شود. سپس در 1250 درجه براي يك ساعت نگه داشته مي شود و سپس تا دماي اتاق سرد مي شود. آنيل در زير دماي بحراني كه در آن فولاد لخت تر تا دماي قبل از دماي استحاله آستنتيتي گرم مي شود. معمولا براي كروي سازي مارتزيت پرليت به كار مي رود. محدوده وسيعي از قطعاتي كه از فولاد پر كربن ساخته مي شوند ، به وسيله فرآيند آستمپرينگ عمليات حرارتي مي شوند. آستنتيت به بينت تبديل مي شود.

آستمپر كردن فولاد از محدوده آستنتيتي تا دماييكه در آن بينيت تشكيل مي شود سرد مي شود و پس از آن ثابت نگه داشته باشد تا استحاله كامل شود. آستمپر كردن با آستنتيته كردن و سپس كوئيچ در حمام نمك مذاب انجام مي شود.

فولاد در كوئيچ داغ سرد مي شود تا در 800 درجه فار نهايت عمليات سرد كردن وقفه بيافتد. نگهداري همه ما در 800 بينت را تشكيل مي دهد و سپس فولاد تا دماي اتاق سرد مي شود. كوئيچ سريع بعضي قطعات فولادي ممكن است با تشكيل ماتزيت همرا باشد كه موجب كج شدن يا شكستگي مي شود ترك خوردن هم ممكن است اتفاق بيافتد همراه با تنش هاي باقي مي ماند.

استمپر كردن مستقيم از آستنتيت و كنترل سرد شدن براي تشكيل منتج حداقل به تغيير شكل و افزايش چقر مگي و داكتليلته  مي شود. و دامنه سختي نهايي چيزي حدود 50 تا 54 راكول است و مارتزيت شده  با دامنه سختي مشابه داكتليلته و چقرمگي بسيار كمتري دارد.

 تعداد زيادي از قطعات در گروه فولادهاي فنر فولادهاي پر كربن مثل A1 تا A/s/109s معمولا آستمپر شده اند. موقع آستمپر كردن قطعات فولاد كربني در كوبا با اتمسفر محافظت شده گرم مي شود تا سطوح كربن فولاد حفظ شود. اتمسفر معمولا بر پايه هيدروژن تجاري گازهاي گرماگير حمام خشك يا واسطه ديگري است . هرچه مقدار كربن زيادتر باشد ، احتمال از دست دادن مقداري از كربن  از سطح فولاد طي عملياتي حرارتي بيشتر است . با وجود اتمسفر محافظت شده كوره تا محدوده دمايي 1400 تا 1500 درجه فاز نهايت و بسته به مقدار كربن گرم مي شود. زمانيكه قطعات كاملا آستنتته شدند ، آنها به حمام نمك مذاب در محدوده 600 تا 700 درجه فار نهايت بسته به سختي مشخص شده انتقال مي يابند. در 600 درجه فاز نهايت ذرات كربن در بهتر از آنهايي هستند كه در 700 درجه توليد شده اند. هرچه دماي استحاله براي تشكيل بينت پايين تر باشد ، فولاد سخت تر است . ذرات در حمام نرم نمك باقي مي مانند تا وقتيكه استحاله كامل شود. اين حدود 15 تا 50 دقيقه طول مي كشد.

قطعات سپس براي براي زدودن نمك و با آب شسته مي شوند و سپس در محلول ضد زنگ غوطه ور مي شوند.  آستمپر كردن قابليت بدست آوردن  دقيقي را دارند  در حاليكه ترك ها بايد كاملا تغيير شكل يبايد به حداقل برسد‘ آستمپر كردن خيلي زياد مورد استفاده قرار مي گيرد.

حال ما مي دانيم طي عمليات حرارتي در داخل فولاد مي گذرد، پس به مغازه هاي بيرون مي رويم تا ببينيم چطور اين تغييرات فرآيندها و تجهيزات در فروشگاههاي مختلف با هم تفاوت دارند.

فرآيندهاي عمليات حرارتي و تمام اسامي و روشها ممكن است با توجه به نوع فولاد مشخصات آنها متنوع مي باشند.

مهرة تجهیزات از تانکهای ساده کوئیچ تا کوره های پیوسته پیچیده است اما فرآیندها و تجهیزات فقط 3 عملیات پایه را انجام می دهند.

نرماله کردن، آنیل و لخت کاری، همانطور که بعدا بحث خواهیم کرد، لخت کاری شامل استحکام به وسیله کوئیچ تغییر و زیر ساختار به آستینت، نرماله کردن عموما با افزایش دما تا 1000 درجه و بیشتر از استحاله A3 انجام می‌شود و سپس در هوا سرد می گردد. نرماله کردن زیر ساختار را همگن یک شکل می سازد و دانه ها را کوچک کردن آنها بازیافت می کند. توضیح آنیل کردن کمی مشکل است. آنیل کردن کمی مشکل است آنیل کروی 25 یا بیشتر از آن راه د ارد. آنیل سیاه، آنیل آبی آنیل جعبه ای، آنیل خشک، آنیل شعله ای خیلی انواع دیگر و ... عموما آنیل بدون توضیحات مشخص یعنی آنیل کامل، آنیل کامل به عنوان آشتیته کردن و خنک کردن آرام در محدوده استحاله تشریح می شود. آنیل معمولا برای بازیابی زیر ساختار و نرم کردن فولاد سازه به کار می رود. این یک مرحله میانی در فرآوری فولاد مثلا در کار سرد است. برای کار بیشتر فولاد، باید آنرا برای بازیابی زیر ساختار و دانه ها آنیل کرد کار تغییر شکل بیشتری بتوان روی آن انجام داد. زمانی که فولاد شکل داده شد یا ساخته شده و به شکل نهایی می رسید، آماده لخت کاری به وسیلة کوئیچ و تمپر کردن است. فرآیند لخت کاری شامل می شود از: اول: آشتیته کردن و سپس کوئیچ کردن برای لخت کردن فولاد و بعد از آن تمیز کردن برای فرو نشاندن تنش های گسترش یافته در فرآیند لخت کاری.

حال ما می خواهیم ببینیم چطور این رویه ها در بازار مطرح می شوند؟ نرماله کردن برای بازیابی زیر ساختار، آنیل و سپس لخت کردن بوسیلة کوئیچ و تمیز کردن و دیگر فرآیندها، به این رویه ها با تشریح عملیات طوری فولادهای کم کربن، متوسط کربن و و پرکربن می نگریم. برای سادگی و شفافیت عملیات حرارتی کاربردی ؟؟؟ فولادهای کربنی بنا به دامنه کردن آنها به 3 مرحله تقسیم شده است.

فولاد کم کربن بین 8/0 تا 29/0 درصد کربن دارد، فولاد با کربن متوسط 30/0 تا 50/0 درصد کربن دارد و فولاد پر کربن که 51/0 تا 95/0 درصد کربن دارد. یکی از دلایل این کار هم این است که عملیات حرارتی مشخص ممکن است با توجه به مقدار کربن فولاد تفاوت داشته باشد، فرآیند عملیاتی مشابه برای فولاد کم کربن ممکن است کاملا متفاوت با عملیات روی فولاد پر کربن مشابه باشد. مثلا ما باید فولاد کم کربن 1010 را نرماله کنیم ولی احتمالا باید فولاد پر کربن 1080 را نرماله و تمیز نمائید. تنوع در روشهای عملیات حرارتی همچنین ممکن است وابسته باشد به نقطه ای که روی آن عملیات انجام می دهیم، سایز آن، شکل آن و استفادة نهایی آن نقطه دانش مبانی عملیات حرارتی و تجربة خوب روی جامدات و تمامی انواع فولادها و همه قطعات می تواند سطح کار عملیات شما را از مرحله ای از مهارت به مرحله ای از هنر تبدیل کند.

خوب، چیزی که الان انجام می دهیم ترسیم نکاتی برای شروع فرآیند عملیات حرارتی است. چیزهایی که باید بدانیم و چیزهایی که برای این فرآیندهای مشخصص، کارا هستند.

نرماله کردن: بسته به نوع فولاد، ما ممکن است خیلی ساده نرماله کنیم یا نرماله و سپس تمیز کنیم.

آنیل کردن: ما می توانیم کاملا آنیل کنیم تا پرلیت را به دست بیاوریم همچنین آنیل کردن برای ماشین کاری راحتر یا آنیل تحت دمای بحرانی برای آرام کردن تنش ها.

و بالاخره سخت کاری با کوئیچ و تمیز کردن.

کار نخست: نرماله کردن یاتاقان فرج شده است. انجام نرماله به تنهایی یا نرماله با تمیز؟

خوب، فولاد، AISI 1514 است. چقدر زمان به آن بدهیم و در چه دمایی درخواست بازار برای این نقطه ممکن است چیزی شبیه این باشد:

کار ما نرماله و تمیز کردن برای سختی برنیل بین 160 و 200 است. سپس تا 1575 درجه فارنهایت نرماله کردن و سپس تمیز کردن در 1200 درجه چرا باید تمیز کنیم. جواب ما داخل فولاد است و جائیکه ما می خوانیم از آن استفاده کنیم. فولاد AISI1514 است. 15 به ما می گوید که این نمونه، یک فولاد کربنی است با سنگنزی بیشتر از حالت طبیعی پس نمونه باید مانند فولاد آلیاژی تحت عملیات قرار گیرد. اینجاست که شما باید هوشیار باشید. نمونه فرج گرم شده و به شکل  است. بعد از فرج پلیه ها بعدی سطح باید لب بری شوند. که این قبلا لب بری شده چون فولاد AISI 1514 منگنز بالایی دارد. قطعه باید نرماله شود تا زیر ساختار آن بهبود بیابد و تمیز شود. تا پیله های فرج آن نرم شود. اگر، لبه های فرج آن را قبل از لب بری نرم نکنیم ؟؟؟ لبه های می شکنیم و آنها را کاملا می سائیم.

پس نمونه احتیاج به عملیات نرماله و تمیز کردن دارد، ما قطعه ای 20000 پوندی داریم پس کورة پوسته ای ؟؟؟ برای تولیدات بالا را استفاده می کنیم. مقدار کربن 41/0 درصد است. دیاگرام فازی آهن لمینت برای فولاد ٪41/0 کربن دمای A3­ را در 1475 درجه فارنهایت می دهد. که دمای نرماله کردن ما حدود 100 درجه بالاتر از آن یعنی 1575 درجه فارنهایت است.

پس قعطات می توانند تا دمای 1575 درجه گرم شوند و سپس بسته به سایز قطعه در آن دما برای نفوذ نگهداری شوند. و بعد از آن در هوای ثابت یا اتمسفر محافظت شده خنک شوند. قطعات سپس باید در 1200 درجه فارنهایت برای 1 ساعت تمیز شوند و در هوا خنک شوند. زیر ساختار قطعات نرماله شده و تمیز شده حالا حدودا نصف فریت و نصف پریت است.

فرآیند تمیز حتما مقداری از لختی که به وسیله نرماله کردن به وجود آمده از میان بر می دارد و این ساختار مطلوب ما در سخت کاری با کوئیچ است.

فولاد کم کربن

در بازار عملیات حرارتی بسیار با نورد سرد و ؟؟ سر و کار داریم. این کار معمولا احتیاج به آنیل کاری دارد. آنیل اصولا به صورت اولیه برای بهبود زیر ساختار و بر طرف کردن تنش های باقیمانده است.

اینجا ما سفارشی داریم که 500 پوند است و احتیاج به آنیل دارد. شمشهای تخت فولادی نورد سرد شده AISI 1020  مشتری از ما خواسته تا برای مصارف خم کاری، و ؟؟؟ آن را افزایش دهیم. 1020 یک فولاد کم کربن است اما از حالیکه سخت کاری شده، زیر ساختار آن چیزی شبیه این است: زیر ساختار نشاندهندة دانه های تغییر شکل یافته و کشیدة بر اثر کار سرد است. این نشاندهندة استحکام بسیار بالایی است و خم شدن فولاد با این زیر ساختار باعث ترک و شکستگی می شود. آنیل کردن، استحکام تسلیم را پائین می آورد. این سفارش با در است . راهی که ما می توانیم فرآیند خودمان را با آن مشخص کنیم. برای آنیل کامل فولادهای کربنی، دمای آنیل و سیکل خنک کردن در جدولی از دماها و سیکلهای خنک کردن پیشنهادی برای فولادهای کم کربن فرج شدة کوچک آمده است. آهنگ سرد کردن در پانوست جدول داده شده: 50 درجه فارنهایت در ساعت پس قدم اول در آنیل کردن فولاد AISI 1020، گرم کردن تا بالای دمای آستنة است.م تا دمای 1575 درجه فارنهایت. در 1575 درجة فارنهایت کار ما بر اساس اندازة قطعه در حرارت نگه داشته می شود. نگهداری در دما برای اطمینان از اینکه قطعه کاملا آستیشته شده انجام می شود و ساختار کریستالی آن کاملا مکعب با سطوح مرکز دار است.

قطعه سپس در کوره با سرعت 50 درجه در ساعت و تا 1275 درجه خنک می شود که زیر خط A1 است. هدف از آرام سرد کردن با 50 درجه در ساعت، یکنواخت نگه داشتن دمای قطعه است هنگامیکه آستینت از مکعب با سطوح در مرکز دار به مکعب مرکز دار و سمینت تبدیل می شود. در زیر دمای A1، تمامی فولاد، فریت BCC به علاوه سمینت است. در 1275 درجه فارنهایت هیچ آستینتی دیگر در فولاد وجود ندارد پس دیگر برای خنک کردن سریع، تا دمای اتناق مطمئن است. بعد از آنیل 75 درصد و 25 درصد پرلیت لایه ای می بینیم. اما به اختلاف زیر ساختار نگاه کنید.

قبل از آنیل،‌ فولاد دارای دانه های دراز و بد شکلی است. بعد از آنیل دانه ها با زاویه های یکسان داریم حال شما می توانید در زیر ساختار حاصله ببینید که فولاد نورد شده سرد شده اما حالا دیگر آنقدر داکتیل شده که می توان بدون شکسته شدن، آن را خم کرد.

همسانی دانه در تمامی انواع فولادها مهم است. هر چه اندازة دانه ها یکسان باشد، خواص فولاد یکسان است. برای این کار ما 10000 پوند حلقه های فولاد ریخته گیری شده داریم. قطعه ریخته گری شده ما AISI 1040 است. و از آنجا که بعد از ریخته گری، ماشینکاری می شود، باید کاملا آنیل شود همانطور که از هر لحاظ قطعه را برای فرآیندهای متعاقب دقیقا همانند ساختار ریخته شده نامناسب گرداند.

این درخواست سفارش بازار برای آنیل است. می توانید ببینید اختلاف بین آنیل فولاد کم کربن و فولاد پر کربن در دما است. ما فولاد AISI 1020 را تا 1575 درجه فارنهایت گرم کردیم. طبق جدولمان فولاد AISI 1040 می تواند تا محدودة دمای آنیل، بین 1400 تا 1500، و 1600 درجه فارنهایت گرم شود. در دمای 1565 هم می توانیم کار کنیم. اما اینجا از دمای کمتر برای صرفه جویی در گرم کردن استفاده می کنیم. دمای آنیل را تا محدودة پائنتر دما پائین می آوریم و در محدودة 1500 درجه فارنهایت در نظر می گیریم. حداقل دما در هیچ جایی استفاده نمی شود و فقط محدوده های پائین تر دمای پایانی مورد استفاده قرار می گیرد. قطعات تا دمای 1500 درجة فارنهایت گرم می شوند و بر اساس اندازة آنها را در دما نگهداری می شوند. حالا قطعه می تواند در کوره تا 1200 درجه و با آهنگ استاندارد 500 درجه در ساعت خنک شود و وقتی به 1200 درجه رسیدیم، می توانیم آن را سریعا تا دمای اتاق خنک کنیم. برای این کار ما از کورة ویژة (car botton) استفاده می کنیم. در 4 ساعت تا 1500 درجه گرم می کنیم و 6 ساعت خنک می کنیم. اتمسفر مورد استفاده شامل محصولات کمباسین می شود به زیر ساختار قطعه ریخته گری شده نگاه کنید: دانه های بسیار درشت و ساختار ضعیف اما بعد از آنیل ما مخلوط خوبی از فریت و پریت با دانه های مناسب به نسبت 50-50 داریم.

آنیل کروی

کار بعدی ما آنیل کروی است. آنیل کروی شامل چرخة گرم کردن، نگه داشتن و خنک کردن است.

فولادهای کم، متوسط و پر کربن می توانند با عملیات مشابهی کروی می شوند و این چیزی است که طی آنیل کروی کردن روی زیر ساختار اتفاق می افتد. به کاربیدهای دورن ساختار قبل از آنیل کردن توجه کنید بعد از آنیل کار بیدها کرویند و در اندازه و شکل هم سانند و این به این خاطر است که فولاد انتخاب شده هیچ وقت بیشتر از دمای A3 گرم نشده است. در کروی کردن بعضی اوقات فقط آستینت های پراکنده ای شکل می گیرند. طی سرد کردن کنترل شده فقط کاربیدها در فولاد حل و باز پخش می شوند. در این کار، ما می توانیم 3 فولاد مختلف را تنها در یک لحظه آنیل کروی کنیم. AISI10B21، AISI1033 و AISI1062، فولادهای کم، متوسط کربن را می توانیم تمام این 3 فولاد را در حالتی کاملا یکسان کروی کنیم چون هیچ وقت بالاتر از خط A3 گرم نمی کنیم پس هیچ وقت 100٪ تشکیل آستیت نداریم.

تمامی کاری که آنیل کروی انجام می دهد، تغییر شکل کاربیدها در فولاد است. فولادها تا دمای 1300 درجه فارنهایت گرم می شوند و برای 2 تا 3 ساعت نگهداشته می شوند. قطعات سپس تا حدود 1250 درجه فارنهایت با آهنگ 20 درجه فارنهایت در ساعت خنک می شوند. وقتی در این دما سرد شدند، فولاد باید برای یک ساعت در دما نگهداری شود و سپس قطعات در هوا تا حدود 600 درجه فارنهایت سرد می شوند. این چرخه می تواند بسته به درصد منگنز تا حدودی تغییر کند. حال دوباره به زیر ساختارهای قبل و بعد نگاه می کنیم. ببینید چگونه کار بیدها در فریت کروی می شوند. این قطعات مشخصل فولادی پس از شکل دادن، ماشینکاری نشده اند. همچنین برای به حداقل ؟؟؟ شدن، از اتمسفر محافظت شده استفاده شد. اتمسفر استفاده شده در کروی کردن معمولا شامل اکو گازها، نیتروژن با هیدروکربن با مکش نرم می باشد.

آنیل تحت دمای بحرانی

آنیل در زیر دمای بحرانی ساده ترین فرآینده آنیل است. فولاد تا زیر محدودة دمای بحرانی A1 گرم می شود و به اندازة  گرم می شود و به اندازة کافی نگهداشته می شود تا تاثیر مطلوب اعمال شود. آنیل در زیرهای بحرانی اصولا برای دوباره کریستاله کردن دانه های کار سرد شده که طی تغییر شکل فولاد شکل گرفته استفاده می شود. این همچنین برای آرام کردن تنش های قطعات ماشین کاری مانند جوشکاری، فرج، ریخته گری و بقیه بخش هایی که می توانند تنش باقیمانده ایجاد کنند استفاده می شود. فولادهایی مثل AISI 1010، 1030، 1050، چند نوع فولاد هستند که برای این کار در نظر گرفته می شوند. گاهی اوقات که وقتی قطعات کار سرد شده تغییر شکل می دهند در بخش های چند گانه، آنیل زیر دمای بحرانی به عنوان آنیل میانی مورد احتیاج است. یک نمونه8 چرخة بارز، گرم کردن تا محدودة 1300 درجه است. نگه داشتن برای حداقل 1 ساعت و بعد از آن خنک کردن هر چه تغییر فرم طی کار سرد لخت تر باشد، دمای آنیل کردن است. قبل از آنیل در زیر دمای بحرانی زیر ساختار نورد سرد شدة فولاد 1080 نشاندهندة دانه های دراز و سختی است. بعد از آنیل کردن قطعات، زوایه های یکسان می شوند از آنجا که قطعات نورد سرد اغلب تحت ماشینکاری مشخصی قرار نمی گیرند برای جلوگیری از ایرادات، اتمسفر محافظت شده ممکن است لازم شود: 96٪ نیتروژن به علاوة 4٪ هیدروژن اغلب برای فولاد کم کربن استفاده می شود و وقتی گاهی دکر بوره شدن مسئله باز می شود، اگزوگازها به علاوة نیتروژن و هیدروکربن هم استفاده می شود.

؟؟؟؟

حال نگاهی به سخت کاری می اندازیم که گاهی هم به عنوان سخت کاری با کوئیچ و تمیز شناخته می شود.

برای سخت کاری ؟؟؟، فولاد باید آزادانه قبل از کوئیچ شدن، ؟؟؟ آستینه شود. دو چیزی کمتر از آستیته شدن کامل، منجر به از دست رفتن زیر ساختار و خواص مکانیکی ضعیف می شود. برای سخت کاری موفق آلیز کم شدن دما باید آنقدر سریع باشد که به دماغة منحنی نرسد. هدف ما رسیدن به زیر ساختاری کاملا ؟؟؟ است و سپس تمیز کردن برای رسیدن به بهترین ترکیب سختی، استحکام و ؟؟؟ این یک دیاگرام IT کره ها را نشان می دهد. خوبی و برتری آستمژ کردن، بی ترک بودن و تقریبا بدون تغییر شکل اتفاق افتادن آن است و همچنین برخورداری از چقرگلی و ؟؟؟؟ بیشتر و اینکه می تواند در مقایسه با تمیز کردن قطعات ؟؟؟ در سطح سختی یکسان، سختی بالاتری بگیرد. حال بعد از آستمپر کردن، تمیز کردن لازم است چون فولاد هنوز بینیتی است. به دلیل اینکه فولادهای کم کربن و متوسط کربن معمولا آستیچر می شوند، کوره ها اغلب برای استفاده از اتمسفر آندوترمیک و برای جلوگیری از اکربوره شدن طراحی شده اند. فولادهای متوسط تا پر کربن عموما سخت کاری القایی سطحی می شوند. فولادهای کم کربن معمولا با کربوریزه کردن یا ؟؟؟ کردن سطح سختی می شوند. سخت کاری سطحی عنوان برنامه ای دیگر در مجموعة عملیات حرارتی کاربردی است.

حالا شما آشنایی دارید اصول عملیات حرارتی، چیزهایی که درون فولاد کربنی اتفاق می افتد و اموری که در بازار عملیات حرارتی برای دریافت تغییرات در ساختار و خواص فولادها می گذرد. در تماس فلزات و آلیاژها که از نقشه های عملیات حرارتی می گذرند، فولادهای کربنی مشخصا مهمترین هستند. تناژ فولادهای کربنی که روزانه در تمام دنیا تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند، خیلی بیشتر از تمامی فلزات و آلیاژها با هم است که شامل فولادهای آلیاژی، رنگ نزن ابزار، چدن و آلیاژهای غیر آهنی مثل آلومینیوم، مس، تیتانیوم، نیکل، کبالت و آلیاژهای آنها و همچنین فلزات گرانبها و نسوز است. اما اساس متالوژی فولادهای کربنی، به شما پایه های تفهیم تغییرات متالوژیکی و تغییرات مورد استفاده برای عملیات روی تمامی این فلزات و آلیاژها را می دهد. حالا شما می دانید عملیات حرارتی روی فولادهای کربنی شامل چند مرحله فرآیند مهم است. نرماله کردن برای ؟؟؟ و بهبود ساختار، آنیل کردن برای قابلیت کار داشتن روی فولاد و سخت کاری و تمیز کردن برای افزایش و استحکام و استحکام خستگی و بهبود مقدار داکتیلیته و چقرگی.

گمنام بازدید : 228 یکشنبه 27 اسفند 1391 نظرات (0)

فولاد چيست.

فولاد آلياژي است از آهن و كربن ماه اصلي فولاد آهن است. فلزي سفيد نقره اي و كم تنش كه ماليبل و داكتيل است و تقريبا نرم . اما كربن اين خصوصيبات را تغيير مي دهد. اضافه كردن مقدار خيلي جزئي از كربن به آهن آن را به فولاد تغيير مي دهد. آلياژي سخت و خشن و قوي و شكل پذير. بيشتر از ابزارها و تجهيزات ساختماني فولادي براي هزاران سال استفاده مي كرده است.

بشر اوليه بطوريكه مي دانيم و حتي كشف كرد كه گرم كردن ابزارهاي آهني در آتش كيفيت آن را بالاي برآنها را لخت و قابل خميدگي مي كند. و اگر زغال سنگ هم وجود داشته باشد. فلز حتي لخت تر از قبل از آتش بيرون مي آيد. عمليات حرارتي هزاران سال عمر دارد در حاليكه علم عمليات حرارتي عمري بيش از 100 سال ندارد. و اما عمليات حرارتي فلزات هم علم است و هم هنر. با كنترل زمان و درجه حرارت ما مي توانيم فولاد را سخت و شكننده سازيم مثل اين و يا نرم و قابل خميدگي مثل اين ما مي توانيم با عملياتمان به فولاد هر خصوصيتي كه مي خواهيم بدهيم . تفاوت زيادي بين فولادهاي كربني و آنچه كه ما به فولادهاي آلياژي فولادهاي زنگ نزن و فولادهاي ابزار است وجود دارد. اينها تماما انواع مختلفي از فولاد هستند موضوعات. پايه اي عمليات حرارتي ممكن است چيزهايي باشد مشابه آنها به صورت متفاوتي تحت عمليات حرارتي قرار مي گيرند. حال ما قصد مطالعه تنها يكي از فولادها را داريم. فولادهاي ساده كربني اين ساده ترين نوع فولاد است. مخلوطي 2 عنصر پايه آهن و كربن براي توليد فولاد كربن در مقادير بسيار كمي اضافه مي شود چيزي كمتر از 1% اضافه كردن حدود 15/1 درصد كربن خواص فولاد به شكل عجيبي تغيير مي دهد.

سيستم كد بندي  S/A

فولادهاي كربني بسته به مقدار كربن در درجات مختلفي موجود مي باشند. بنابراين انواع زيادي از فولادهاي موجود اند و تعدادي از سيستمها براي شناسايي انواع فولادهاي كربني براي شناسايي مواد و عناصري كه ممكن است با آنها آلياژ شوند به كار گرفته مي شوند.

سيستمي كه گسترده ترين استفاده را دارد سيستم شماره گداري S/ A مي باشد. S/ A آهن و فولاد آمريكا مي باشد. سيستم S/ A از 4 عدد و گاهي 5 مد ساخته شده است. اين اعداد هر دو فلز پايه و بيشتر اوقات درصد تقريبي عنصر اصلي در مخلوط را مشخص مي كند. در اين حالت 2 مداول نشانگر فلز پايه هستند ، 10 نشانگر فولاد كربني است. 10 همچنين نشاندهنده تعدادي عناصر گريز در فولاد هستند مثل توگرد ، فسفر ، منگنز ، سيلسيم كه همچنين ممكن است در مقادير كنترل شده اي باشندو اما تمامي تمركز پاي اين است كه IU نشانگر فولاد ساده كربني است كه از آهن و مقدار معيني كربن تشكيل شده است. 2 رقم باقيمانده در سيستم مصرف AU درصد كربن در فولاد را در 100 براي آن معين مي كند.

آنها با توجه به اين براي S/ A كه مي دانيم يك فولاد كربني است و 10 بيانگر اين است و 40 مقدار كربن در فولاد را مي گويد حتي 0.40 درصد و آن يعني مقدار خيلي اندكي اما همانطور كه خواهيم ديد مقدار خيلي اندكي از كربن تمامي چيزي است كه ، احتياج داريم براي ساختن فولادهاي بسيار متفاوتي و هر كدام با مشخصات مختلف فولاد كم كربن 1010 در شرايط نرم و براي كارهايي كه راكسيتيليه بالا احتياج است استفاده مي شود. فلزات ارزان براي درهاي اتونيل معمولا از فولا 1010 بهره مي گيرند. مقايسه فولاد متوسط كربن 1050 خيلي محكم است وقتي كه سخت سازي تمير شود. فولاد 1050 در بخشهاي ساختاري اتومبيل مانند اكسل و شافت و تورج هاي سنگين پر مصرف استفاده مي شود.

فولاد پر كربن 1080 مي توان سخت كاري و بعد از آن تمير يا شود براي رسيدن به استحكام خيلي بالا و اين فولادي است كه خيلي از فنرها براي آن ساخته شود مثل لخت خواب و فنر اتومبيل كاميون.

در محتواي كربن فولاد هم همچنين محدوديتهايي وجود دارد. فولادهاي كاربردي تا حدود 15% كربن دارند و بيشتر از %15 مقدار كربن اضافي در فولاد است. و آن را به سمت چدن مي برد. آلياژي با آهن بالا ، كربن ، سيليكيون چدن ها داراي خواص مختلفي هستند. معمولا به عنوان فولاد كربني شناخته نمي شوند. اگر ما مي توانستيم اتمهاي دوران يك قطعه فولاد را ببينيم ما چيزي شبيه اين را مي ديديم.

ميلياردها اتم آهن درون قطعه و احتمالا مقدار خيلي جزئي و اتمهاي كربن فولاد كربني هاي بيشترين مقدار استفاده در جدولهايي به وسيله درهاي S/ A ليت شده اند. اين مخلوط فلزي شيميايي آهن و كربن را نشان دهند. توجه داشته باشيد كه اين جدول و همچنين نشاندهنده در حد منيزيم در فولاد است. MN علامت شيميايي عنصر منيزيم مي باشد و C علامت شيميايي كربن تعدادي از اين عناصر اضافي از فولاد وجود دارند. ما آنها را يا عناصر باقيمانده مي ناميم. خيلي كوچكتر از آنكه در جدول تركيب شيميايي عنوان شوند.

با افعال عناصري مثل كردم ، نيكل موليبدن و كربن بعضي اوقات از طريق ضايعات به مذاب ، يا محصول ما مي رسند و نهايتا راهي به فولاد نهايي يا در مراحل نهايي مي يابد. و حتي اگرچه در جدول تركيبات شيميايي قرار نگرفته اند اين عناصر رسوبي  مي توانند در فولاد كربني اختلاف ايجاد كنند. زمانيكه قصد اين عناصر اضافه شوند. به آنها عناصر آلياژي مي گوييم و زمانيكه مقداري اين عناصر به صورت كافي زياد شود فولا ديگر به عنوان فولاد كربني طبقه بندي نمي شود.

به عنوان عمليات حرارتي مي كنند ، خيلي مهم است كه ما با عناصر رسوبي و آلياژي آشنا شويم. چون آنها مي توانند نقش مهمي در خصوصيات فلز ايفا كنند. به عنوان مثال بعضي از درجات فولا به عنوان فولادهاي كربني درجه بندي مي شوند. اما در طبقه فولادهاي با قابليت  ماشينكاري قرار مي گيرند. چون نسبتا داراي مقادير زيادي گوگرد هستند و كد S/ A آنها سري 1100 است كه اغلب با 11 و 2 تا x نشان داده مي شود. ×× فولاد كربني با قابليت  ماشينكاري با گوگرد و فسفر در S/ A به صورت ×× 12 طبقه بندي مي شود. بعضي اوقات مقدار كمي سرب هم براي خواص ماشينكاري به آن اضافه مي شود كه در اين صورت حرف L در بين رقم اول كد S/ A و 2 رقم آخر آن اضافه مي شود. پس 12l14 يك فولاد با قابليت ماشينكاري به علاوه فسفر و گوگرد خواهد بود. كه 12 مصرف آن است و مقدار كمي كه با L نمايش داده شده و 14/. كربن.

متغيير ديگر در فولاد كربني ، افزودن مقدار كمي از بور است و معمولا كمتر از 003/.% بور ممكن است به فولاد اضافه مي شود. اما حتي اين مقدار كم از بور و بعضي اوقات حتي كمتر از آن ، كاملا كافي است براي شامل شدن در كد S/ A.

10B21 يك فولاد كربني است با برد 21/.% كربن وقتي در كد AU ، B را مي بينيم ما مي دانيم كه عمليات حرارتي و كونيچ روي اين فولاد با همان كار در فولاد ساده كربني متفاوت خواهد بود.

خوب ، براي كد گذاري فولادهاي كربني خيلي زير گفتيم. حالا صورت مختصر سيستمهاي كد گذاري مورد استفاده براي شناسايي فلزات و آلياژها را سرور مي كنيم .و چيز مهم براي بخاطر داشتن اينها هستند كه در كد گذاري S/ A 2  رقم اول نشانه فلز پايه است كه 10 براي فولاد كربني است دو رقم آخر نشانه در مقدار كربن فولاد ضربدر در درصد مي باشد.

كريستالهاي فلزي

براي فهميدن اينكه طي عمليات حرارتي چه اتفاقاتي مي افتد ، بايد آنچه كه طي پروسه گرم كردن و سرد كردن روي فلز اتفاق مي افتد را به تصوير بكشيم. اين تغييرات اين مخلوط آهن و كربن ايجاد مي شوند. درون هر اتم جداگانه در مولكول اتفاق مي افتد. اتمهاي آهن براي شكل دادن كريستال آن در طراحي خيلي ساده چيده شده اند. تمامي فلزات ساختاري كريستالي دارند. كريستالهاي فلزي خيلي مشابه به شبكه سنگ و بقيه سنگهاي متنوع هستند.

اما براي ديدن ساختاري كريستالي دارند. كريستالهاي آهن ، ما بايد يك نمونه فلزي را بررسي كنيم و با ميكروسكوپ متالوژيكي سطح آن را ببينيم فلز را از سطح مقطع آن مي بريم و پرداخت مي كنيم اما به لايه اي صاف برسيم ، همچنين آنرا پوشش مي كنيم با اسيد اوج مي مي توانيم تا مرز دانه بين هر كريستال زير ميكروسكوپ كاملا واضح شود. هر كريستال جداگانه در نظر دانه ناميده مي شود. اندازه دانه ها متفير است چدن آنها هنگام بريده شدن در جهاتت مختلفي مي چرخند كم مي شود.

سايه بين دانه ها همچنين متفاوت است چون كريستال درجات مختلفي رشد مي كند. و نور را درجات و با زاويه هاي مختلف و با طول مهرج هاي مختلفي منعكس مي كنند. شكل آنها هم همچنين نامنظم ولي قاعده است چون آنها شكل گيري هم برخورد مي كرده اند.

زمانيكه ميكروسكوپ متالوژيكي يكي اختراع شد دانشمندان چيز زيادي درباره ساختار فلزات نمي دانستند. مرزهاي بين دانه هاي فولادهاي پر كربن به نظر مي رسيدند كه نقش چسب يا سيمان را ايفا مي كنند و كريستالها را كنار هم نگه مي دارند. آنها اين ماده جديد را سمنيت ناميدند و حالا ما مي دانيم كه سمنيت تركيبي از آهن و كربن است كه همچنين به عنوان كاربيد آهن شناخته مي شود كه حين سرد شدن فولاد شكل مي گيرد. فرمول شيميايي كابيت آهن Fe3 است.

هر دانه يا كريستال از يك فلز ، از ميلياردها اتم تشكيل شده براي ديدن اتمها نمونه نبايد بيش از 30 ميليون برابر بزرگ نمايي شود كه كار خيلي مشكلي است. پس ما بايد هر اتم آهن را و رسم كنيم و ساختار آنها را طي تغييرات دما در طول پروسه عمليات حرارتي به تصوير بكشيم اين شبكه كريستالي به هم پيوسته آهن داراي بزرگنمايي يك ميليون برابر است. اتمها بصورت فشرده بسته بندي شده اند ولي بصورت منظمي بسته بندي نشده اند. اتمهاي آهن دماي فلز در ساختاري بسيار مشخصي حل و چيده شده اند. دماي 1800 درجه كار نهايت تقريبا بيشترين دمايي است كه ما توانسته ايم فولاد كربني را در آن تحت عمليات حرارتي قرار دهيم .

در اين دما فلز هنوز جامد است اما اتمها هنوز براي شكل دادن يك طرح مشخص در كريستال در تحركند . اين چيدمان آهن را هر كدام از 8 گوشه مكعب نگه مي دارد و در هر سطح مكعب با اتمهاي آهن مي پوشانند. اين ساختار مكعب با سطوح مركز دار نام دارد. اين ساختار كريستالي تنها موقعي وجود دارد كه دماي آهن بالا باشد عموما فرد يك 1674 درجه فار نهايت زير 1674 درجه اتمهاي مركز سطوح موقعيت خودشان را تغيير مي دهند. در اين ساختار جديد اتمها در 38 گوشه مكعب مي مانند اما حالا طوري چيده شده اند كه هر اتم آهن را در وسط مكعب در برگرفته اند اين مكعب مركز دار ناميده مي شود و اگر ما دوباره آهن را گرم كنيم ساختار مكعبي مركز دارد در صورت مكعب سطوح مركز دارد ناميده مي شود اگر ما دوباره آهن را گرم كنيم ساختار مكعبي مركز دار دوباره  به صورت مكعب سطوح مركز دارد در مي آيد. در زير ميكروسكوپ ما مي توانيم اين انتقال ساختار كريستالي فولاد را ببينيم. ساختار كريستال مكعب سطوح مركز دار اتم تا زماني كه دماي آن حدود 1674درجه گرم باقي مي ماند.

آهن در اين دما آستنيت ناميده مي شود. همين كه آستنيت تا 1674 درجه فار نهايت سرد شود. اتمهاي ساختار كريستالي آستنيت تغيير مكان مي دهند. ساختار مكعب با سطوح مركز دارد يا Fcc به مكعبي مركز داريا Bcc 1674 درجه فار نهايت تغيير مي كند. در اين فرم Bcc و دماي 1674 درجه فار نهايت فلز حالا مزيت ناميده مي شود. آستينت و مزيت عباراتي هستند كه در نقشه هاي عمليات حرارتي براي تشخيص دو فرم كريستالي مختلف فولاد كه در تغييرات فازي در دما هستند. و براي تشريح نقش ذرات كوچك كربن در حين تغييرات ساختاري در حرارت دادن و سرد كردن بكار مي روند. در اين چيزي كه تمام عمليات حرارتي درباره آن است. گرم كردن قطعه اي فولاد تا مرحله آستنيت بيشتر از محدوده 1300 يا 1400 درجه تا 1674 درجه فار نهايت بسته به درصد كربن و بعد اجازه دادن به آن به سرد شدن كنترل زمان و دما.

در اين راه ، انتقال اتمها از آستنيت با سطوح مركز دارد به مزيت مكعبي مركز دارد را كنترل مي كنيم. دانش عمليات حرارتي به آلوتروپي آهن وابسته است. توانايي آهن از انتقال از يك ساختار كربستالي به ديگر ساختار كريستالي با تغيير دما.

محلولهاي جامد :

عمليات حرارتي به سادگي گرم كردن فلز و نگه داشتن در آن دما است بصورتيكه خواهيم ديد و سرد كردن كنترل شده آن بي نهايت مهم است. چيزي كه عمليات حرارتي را كمي پيچيده تر مي كند. اين واقعيت است كه ما با محلول جامدي از آهن و كربن كار مي كنيم فولاد يك محلول جامد است و ديدن اينكه مذاب فولاد مي تواند محلولي از آهن و كربن باشد ساده است اما فولاد در حين عمليات حرارتي ذوب نمي شود در مورد آهن جامد و كربن جامد و بصورت محلول در جامد حرف مي زنيم و اين قابليت آهن و كربن است براي شكل دادن به محلول جامد كه عمليات حرارتي فولاد با موفقيت همراه شود.

اينكه ، چطور مي توانيم كربن جامد را با كريستالهاي جامد آهن و در سطح ملكولي به صورت محلول در بياوريم خيلي ساده است. دماهايي بالا فولاد را آستنيت مي كند. ساختار كريستالي مكعب با سطوح قرار دارد. فضاهاي خالي مناسبي براي نفوذ اتمهاي كربن بين اتمهاي آهن به وجود مي آورد و همانطور كه مي بينيد در كريستال آستنيت فضاي خالي كافي براي اتمهاي كربن وجود دارد تا محرك داشته باشند. اتمهاي كربن كاملا در آستنيت محلولند. اما همينكه دما به آرامي كاهش پيدا كند و آستنيت آرام آرام به شبكه مكعبي مركز دارد مزيت پيدا كند جاي خالي كمتري بين اتمهاي آهن وجود دارد. بيشتر اتمهاي كربن در كريستالهاي Bcc باقي نمي مانند و چون فضاي كافي وجود ندارد اتمهاي كربن موجود به بيرون كريستال نفوذ مي كنند. اين اتمهاي كربن آنرا با اتمهاي آهن ازاد جفت مي شوند و ملكول كار بيد آنها را مي سازد. Te3c كه همچنين سمنتيت خوانده مي شوند .به خاطر داشته باشيد كه 2 يا چند اتم در شرايط مخصوصي ملكول را مي سازند.

اين اتمهاي كربن هستند كه در كريستالهاي گرم شده آستنتيت حل مي شوند و آهن را به فولاد تبديل مي كنند. در تمام دماهاي بالاتر از محدوده 1300 و 1400 تا 1674 درجه فار نهايت آسنتيت با شبكه كريستالي مكعب با سطوح مركز دارد داريم. اتمهاي كربني در اين شبكه كريستالي آزادانه حركت مي كنند اما تصور كنيد كه ما آستنيت را سريعا سرد كنيم. با كوئيچ كردن فولاد در آب سرد ، انتقال از مكعب با سطوح مركز دار خيلي آني خواهد بود و تقريبا بصورت آني درباره دمايي مشخص اتمهاي كربن كه در شبكه مكعبي با سطوح مركز دارد بصورت آزادانه حركت مي كردند.همينكه ساختار ناگهان به وام مي افتند. هرچه اتمهاي كربن به دام افتاده در كريستال بيشتر باشد ، فولاد سخت تر مي شود هرچه بيشتر كريستالهاي مكعبي مركز دارد بيشتر و پيچيده شوند.

اتمهاي آهن به وسيله اتمهاي كربن كريستال از هم جدا مي شوند. اين كريستال جديد پيچيده شده ، ديگر همان مزيت نيست و حالا مار تزيت خوانده مي شود. كار تزيت يك محلول فوق اشباع از كربن در آهن است و ريز ساختار آن كاملا با مزيت متفاوت است.

اين چگونگي ساخته شدن فولاد از اتمهاي آهن و كربن است كه مقادير بسيار كمي از كربن در فلز جامد حل شده وقتي آسنتينت به آرامي خنك شود اتمهاي كربن به بيرون ساختار مكعب با سطوح مركز دار نفوذ مي كنند و با آهن پيوند مي دهند تا كار بيد آهن و فرم مكعب مركز دارد و شكل دهند.

انتقال مزيت از آستنيت به سمنتيت و مزيت طي خنك شدن تدريجي يا به مارتزيت موقع سرد شدن ناگهاني در محدوده مشخص زماني چيزي است كه در يك فولاد مشخص اتفاق مي افتد. فرض كنيد كه ما نمودارهاي دمايي فولادهاي بيشتر و با سطوح مختلف مقدار كربن را رسم كنيم. مقدار كربن فولاد در مواجهه با دمايي كه در آن مزيت و سمنتيت و طي گرم كردن اتفاق مي فتد خطي ثابت و افقي در حدود 1314 درجه فار نهايت است و A خوانده مي شود. همين طور كه درصد كربن فولاد زيادتر مي شوند دماي استحاله بيشتر كاهش پيدا مي كند.

جاييكه آستنيت طي سرد كردن شروع به ساتحاله به مزيت مي كند. خطي از نموار است كه A ناميده مي شود.

نشاندهنده دمايي است كه در آن فولاد طي گرم شدن شروع به استحاله به آستنيت مي كند . اين دماي استحاله تا وقتيكه مقدار كربن آستنيت به 77/. درصد افزايش مي يابد. كاهش پيدا مي كند.

دماي استحاله به عكس شروع به افزايش مي كند همين طور كه مقدار كربن زيادي مي شود. اين خط استحاله جديد Amm خوانده مي شود. در محدوده A3 و A1 فولادد تماما آستنيت در نظر گرفته مي شود. A3 و A1 فولاد مخلوطي از آستنيت و مزيت است و بين Ae و A1 فولاد مخلوطي از آستنيت و سمنتيت است.

تمامي فولادها صرفنظر از مقدار كربن طي گرم كردن در دماي 1314درجه فار نهايت شروع  به استحاله مزيت به آستنيت مي كنند. زير خط استحاله A1 فولاد كاملا مزيت و سمنتيت است و به اين ترتيب همين طور كه فولاد را گرم مي كنيم در A1 مزيت شروع به استحاله آستنيت مي كند و كار بيد آهن يا سمنتيت شروع به رفتن به سمت محلول مي كنند همين طور كه اتمهاي كربن در آستنتيت با مكعب با سطوح مركز دارد وجود دارد .

بين A1 و A3 مخلوطي مزيت و آستنتيت وجود دارد . در بالاتر از A3 و Acm فولاد كاملا آستنتيت است و در زير A1 فولاد مزيت و سمنتيت است.

اينجا ما قسمتي از دياگرام آهن ، سمنتيت را داريم كه در عمليات حرارتي فولادهاي كربني استفاده مي شود. دياگرام آهن سمنتيت با فازهاي آستنتيت مزيت و سمنتيت سروكار دارد كه در اين دماها وجود دارند محدوده  كربن در هز فاز و مخلوط 2 فازي مزيت و آستنتيت مزيت و سمنتيت و آستنتيت و سمنتيت .

آنچه كه  ما در دياگرام فازي آهن ، سمنتيت مي توانيم ببنيم اين است كه منطقه اي كه به عنوان آستنتيت مشخص شده جايست كه آهن مي تواند كربن را حل شده سرو كار بسيار زيادي داشته باشد. كربن بسيار كمي در مزيت حل مي شود. بسياري از عمليات هاي حرارتي مثل آنيل و گرم كردن براي سخت كاري با گرم كردن فولاد اين محدوده زماني شروع مي شوند تا كربن را در آهن مكعبي با سطوح مركز دارد حل مي كنند. دياگرام آهن سمنتيت در پروسه هايي از عمليات حرارتي استفاده مي شوند. كه شامل آرام  كردن و آرام خنك كردن هستند. دياگرامهاي ديگر براي پروسه عمليات حرارتي مختلفي به كار مي روند. و ttt يا تريپل T خوانده مي شوند.

Ttt نشانگر زمان دما دگرگوني مي باشد . 2 نوع دياگرام ttt وجود دارد. يكي از دگرگونيهاي يا همه IT است ايزو يعني ثابت ترمال يعني حرارت و دما دياگرام دگرگوني همه ما براي تشريح عمليات حرارتي در دماي ثابت به كار مي رود. دياگرام نوع دوم خود دارد دگرگوني در سرد شدن پيوسته يا منحني هاي ct است  منحني دياگرام ct عمليات حرارتي طي سرد شدن پيوسته است و همين طور است از پيوسته.

اين را در برنامه اي در رابطه با فولادهاي آلياژي توضيح خواهيم داد و حال فقط منحني استحاله همه ما را در نظر خواهيم گرفت.

اين يك دياگرام TTT براي فولاد معيني با مقدار كربن 77/. درصد است. همين طور كه مقدار كربن فولاد تغيير مي كند. ttt آن هم نيز تغيير خواهد كرد. منحني اول زمان شروع استحاله زير ساختار فولاد را نشان مي دهد.

منحني دوم ، تمام آن استحاله را نشان مي دهد. پس در اين منطقه دمايي در مواجهه با زمان ما زير ساختار آستنتيتي خواهيم داشت. اگر ما منحني را بين شروع و خاتمه منحني قطعه كنيم مخلوطي از زير ساختارها را خواهيم داشت آستنتيت در مرحله تغيير به يك  ريز ساختار متفاوت خواهد بود و در منطقه قبل از خاتمه منحني ريز ساختارهايي از فولاد را خواهيم داشت كه پرليت و بينيت خوانده مي شوند بسته به زمان و دمايي كه آن سرد مي شوند. ريز ساختار رو منحني متفاوتي خواهند داشت.

آستنتيت را خيلي سريع خنك كنيم. منحني شروع پرليت را در خواهيم كرد به نقطه مارتزيتي خواهيم برخورد. خنك كردن بيشتر منجر به استحاله تكامل ريز ساختار به مارتزيت خواهد شد. پس دياگرام زمان دما دگرگوني نشاندهنده زماني است كه آستنتيت مي گيرد تا به ريز ساختاري مشخص خواهد مشخص رسد. با كنترل زماني كه در آن فولاد را از دماي آستنتيتي سرد مي كنيم يا زماني كه فولاد را در دماي ثابتي نگه مي داريم. مي توانيم استحاله فولاد را به محدوده وسيعي از سختي ها زير ساختارها كنترل مي كنيم. ريز ساختار به وسيله جدول بندي استحاله فولاد روي دياگرام ttt بين فرآيند سرد كردن و زماني كه فولاد در هر دمايي گرم مي شود مشخص شود. براي مثال اگر فولاد با 77/.% كربن را تا دماي استحاله A1 آن و جاييكه ريز ساختار آن كاملا آستنتيت است گرم كنيم و سپس سريعا آن را كوئيچ نماييم مثلا در كمتر از 1 ثانيه ما مارتزيت را خواهيم داشت.

مارتزيت ريز ساختار مشخصي دارد هرچند اگر ما دوباره فولاد را به تا آستنتيت گرم كنيم و بعد به آن جازه سرد شدن آرام بدهيم يا سرد شدن را در دمايي معين نگه داريم.

بسته به حرارت و زماني كه دما را نگه مي داريم . ريز ساختار متفاوتي پديدار خواهد شد. اگر ما دما را جايي حدود 1000 تا 1335 درجه براي زماني بيشتر از 1 ثانيه بطور ثابت نگه داريم. ريز ساختاري به نام پرليت شروع به تشكيل مي كند. در هر زماني بين يك دقيقه و يك ساعت يا چنين زماني بسته دمايي كه فلز را در آن نگهداري مي كنيم. فولاد كاملا به پرليت استحاله مي دهد.

گله داشتن دوباره زمان سرد كردن در دماي ثاتبي زير 100 درجه فار نهايت ريز ساختاري را به وجود مي آورد كه بينيت ناميده مي شود.

دياگرام زمان دما دگرگوني يا ttt يك نقشه با جزييات كامل راهنمايي براي عمليات حرارتي كنندگان در خم زير ساختاري و سازنده خواص مطلوب در انوع مختلف فولاد است. ريز ساختار به وسيله دما و زمان سرد كردن قابل كنترل است.

در زير ساختار مارتزيت سختي در حداكثر قابل دسترسي براي همان نوع فولاد خواهد بود.

در پرليتي كه با سرد كردن فولاد در زمان دماي مناسب تشكيل شده زير ساختار نشاندهنده لايه هاي يك در ميان مزيتي و لايه هاي سمنيت است بخاطر وجود اين لايه هاي يك در ميان اين شكل پرليت همچنين پرليت ورقه اي هم خوانده مي شود.

در فولاد با 77/. درصد كربن پرليت داراي لختي حدود 32 تا 38 راكول سي است اگر فولاد را در زمان دماي مناسب سرد كنيم تا را بدست بياوريم لختي ممكن است چيز حدود 40 تا 50 را كول شود و ريز ساختاري آن نشاندهنده مخلوطي از مارتزيت  است اما كار بيدها در رگه ها يا سوزنهاي خوبي را تشكيل داده اند. بينيت از پرليت لخت تر است و مارتزيت فولاد لخت تري است مارتزيتي كه از فولاد با 77/. درصد كربن تشكيل شده داراي لختي بين 64 تا 66 راكول سي است.

ريز ساختاري آن ممكن است خوب يا رگه باشد معمولا سوزني شكل به ياد داشته باشيد كه اتمهاي كربن در  مارتزيت بين كريستالها گير افتاده اند .و پرليت و بينيت ريز ساختارهاي نرم تري از فولاد نسبت به مارتزيت هستند چون در دماي بالاتري شكل گرفته اند و هيچ كربني در كريستالها گير نكرده است. پرليت و بيينيت مخلوطي از مزيت و كاربيد آهن هستند اما تمامي اين ريز ساختارها پرليت و مارتزيت مي توانند در ميان هم در شكل جديدي از فولاد باشند كه نرم افزار اصلي است.

براي مثال اگر ما بخواهيم ريز ساختارها مارتزيت را تغيير دهيم تا فلزي نرم تر و با قابليت ماشينكاري راحتر داشته باشيم.

آن را تبديل به ريز ساختاري كروي مي كنيم. كروي شكلي از فولاد است كه در آن كاربيد آهن به شكل كروي در آمده است. كروي كردن آنيل زير دماي بحراني و با حرارت دادن فولاد مارتزيتي تا تقريبا 1300 درجه فار نهايت انجام مي شود. توجه كنيد كه 1300درجه فار نهايت تنها كمي زير دماي بحراني تشكيل آستنتيت است. براي كروي كردن همچنين لازم است كه دما بطور كافي بالا نگه داشته شود تا بدين وسيله ذرات كار بيد آهن به هم نزديك شوند تا ذرات كروي بزرگتر پديد آيد و سپس فولاد سريعا سرد مي شود. از آنجاييكه هيچ آستنتيتي وجود ندارد فولاد نمي تواند ساختار كريستالي خود را تغيير دهد و نتيجه آن يك ساختار نرم و آنيل شده است.

اين كار آنيل زير دماي بحراني ناميده مي شود و ريز ساختار نهايي آن كروي خواهد بود.

مخلوطي از مزيت و سمنتيت هستند . كار بيدها در زمينه مزيت بصورت گرد شده و مشخص هستند و ابزارها توانايي بريدن فولاد بدون مواجهه با مارتزيت لخت را دارند. مقادير عظيمي از فولادهاي كربني براي بهبود خواص ماشينكاري و شكل پذيري كروي مي شوند زير ساختار كروي يك ضرورت براي فولادهاي دامنه لختي آن تاثير دارد هرچه مقدار كربن تا حدود 6/. بيشتر باشد لختي مارتزيت لخت تر  است.

با نگاه به جدول لختي راكول سي و درصد كربن و مارتزيتي كه يك فولاد دارد فولادي با حدود 6/.% كربن با لختي 62 راكول سي سنتي بيشتر خواهد داشت نسبت به فولادي داراي 4/.% كربن و 55  به اين خاطر ريز ساختار كروي براي ماشينكاري فولاد با كربن متوسط زياد ضروري است . مهم فولاد كربني هنگام تغيير فرم سرد روي قطعه كروي شده باشند .و مثل  خم كاري ، كله زني نورد فرج سركاري سرد و فرآيندهاي ديگر فرآيندهاي ديگري براي كروي سازي توليدات فله اي شامل حرارت دادن فولادهاي ورقه اي گرم تا نقطه كمي پايين تر از دماي استحاله حدود 1300 به كار مي رود در اين جا دماي زير بحراني تا حدود 15 ساعت نگه داشته مي شود سپس بجاي سرد كردن ، فولاد تا دمايي حدود 1370 درجه فار نهايت بين A3,A1 گرم مي شودفولاد در دماي فوق تا حدود 1 ساعت نگه داشتيم و آراسته ، حدود 1270 درجه فار نهايت با سرعت 20 درجه فار نهايت در ساعت سرد مي شود. سپس در 1250 درجه براي يك ساعت نگه داشته مي شود و سپس تا دماي اتاق سرد مي شود. آنيل در زير دماي بحراني كه در آن فولاد لخت تر تا دماي قبل از دماي استحاله آستنتيتي گرم مي شود. معمولا براي كروي سازي مارتزيت پرليت به كار مي رود. محدوده وسيعي از قطعاتي كه از فولاد پر كربن ساخته مي شوند ، به وسيله فرآيند آستمپرينگ عمليات حرارتي مي شوند. آستنتيت به بينت تبديل مي شود.

آستمپر كردن فولاد از محدوده آستنتيتي تا دماييكه در آن بينيت تشكيل مي شود سرد مي شود و پس از آن ثابت نگه داشته باشد تا استحاله كامل شود. آستمپر كردن با آستنتيته كردن و سپس كوئيچ در حمام نمك مذاب انجام مي شود.

فولاد در كوئيچ داغ سرد مي شود تا در 800 درجه فار نهايت عمليات سرد كردن وقفه بيافتد. نگهداري همه ما در 800 بينت را تشكيل مي دهد و سپس فولاد تا دماي اتاق سرد مي شود. كوئيچ سريع بعضي قطعات فولادي ممكن است با تشكيل ماتزيت همرا باشد كه موجب كج شدن يا شكستگي مي شود ترك خوردن هم ممكن است اتفاق بيافتد همراه با تنش هاي باقي مي ماند.

استمپر كردن مستقيم از آستنتيت و كنترل سرد شدن براي تشكيل منتج حداقل به تغيير شكل و افزايش چقر مگي و داكتليلته  مي شود. و دامنه سختي نهايي چيزي حدود 50 تا 54 راكول است و مارتزيت شده  با دامنه سختي مشابه داكتليلته و چقرمگي بسيار كمتري دارد.

 تعداد زيادي از قطعات در گروه فولادهاي فنر فولادهاي پر كربن مثل A1 تا A/s/109s معمولا آستمپر شده اند. موقع آستمپر كردن قطعات فولاد كربني در كوبا با اتمسفر محافظت شده گرم مي شود تا سطوح كربن فولاد حفظ شود. اتمسفر معمولا بر پايه هيدروژن تجاري گازهاي گرماگير حمام خشك يا واسطه ديگري است . هرچه مقدار كربن زيادتر باشد ، احتمال از دست دادن مقداري از كربن  از سطح فولاد طي عملياتي حرارتي بيشتر است . با وجود اتمسفر محافظت شده كوره تا محدوده دمايي 1400 تا 1500 درجه فاز نهايت و بسته به مقدار كربن گرم مي شود. زمانيكه قطعات كاملا آستنتته شدند ، آنها به حمام نمك مذاب در محدوده 600 تا 700 درجه فار نهايت بسته به سختي مشخص شده انتقال مي يابند. در 600 درجه فاز نهايت ذرات كربن در بهتر از آنهايي هستند كه در 700 درجه توليد شده اند. هرچه دماي استحاله براي تشكيل بينت پايين تر باشد ، فولاد سخت تر است . ذرات در حمام نرم نمك باقي مي مانند تا وقتيكه استحاله كامل شود. اين حدود 15 تا 50 دقيقه طول مي كشد.

قطعات سپس براي براي زدودن نمك و با آب شسته مي شوند و سپس در محلول ضد زنگ غوطه ور مي شوند.  آستمپر كردن قابليت بدست آوردن  دقيقي را دارند  در حاليكه ترك ها بايد كاملا تغيير شكل يبايد به حداقل برسد‘ آستمپر كردن خيلي زياد مورد استفاده قرار مي گيرد.

حال ما مي دانيم طي عمليات حرارتي در داخل فولاد مي گذرد، پس به مغازه هاي بيرون مي رويم تا ببينيم چطور اين تغييرات فرآيندها و تجهيزات در فروشگاههاي مختلف با هم تفاوت دارند.

فرآيندهاي عمليات حرارتي و تمام اسامي و روشها ممكن است با توجه به نوع فولاد مشخصات آنها متنوع مي باشند.

مهرة تجهیزات از تانکهای ساده کوئیچ تا کوره های پیوسته پیچیده است اما فرآیندها و تجهیزات فقط 3 عملیات پایه را انجام می دهند.

نرماله کردن، آنیل و لخت کاری، همانطور که بعدا بحث خواهیم کرد، لخت کاری شامل استحکام به وسیله کوئیچ تغییر و زیر ساختار به آستینت، نرماله کردن عموما با افزایش دما تا 1000 درجه و بیشتر از استحاله A3 انجام می‌شود و سپس در هوا سرد می گردد. نرماله کردن زیر ساختار را همگن یک شکل می سازد و دانه ها را کوچک کردن آنها بازیافت می کند. توضیح آنیل کردن کمی مشکل است. آنیل کردن کمی مشکل است آنیل کروی 25 یا بیشتر از آن راه د ارد. آنیل سیاه، آنیل آبی آنیل جعبه ای، آنیل خشک، آنیل شعله ای خیلی انواع دیگر و ... عموما آنیل بدون توضیحات مشخص یعنی آنیل کامل، آنیل کامل به عنوان آشتیته کردن و خنک کردن آرام در محدوده استحاله تشریح می شود. آنیل معمولا برای بازیابی زیر ساختار و نرم کردن فولاد سازه به کار می رود. این یک مرحله میانی در فرآوری فولاد مثلا در کار سرد است. برای کار بیشتر فولاد، باید آنرا برای بازیابی زیر ساختار و دانه ها آنیل کرد کار تغییر شکل بیشتری بتوان روی آن انجام داد. زمانی که فولاد شکل داده شد یا ساخته شده و به شکل نهایی می رسید، آماده لخت کاری به وسیلة کوئیچ و تمپر کردن است. فرآیند لخت کاری شامل می شود از: اول: آشتیته کردن و سپس کوئیچ کردن برای لخت کردن فولاد و بعد از آن تمیز کردن برای فرو نشاندن تنش های گسترش یافته در فرآیند لخت کاری.

حال ما می خواهیم ببینیم چطور این رویه ها در بازار مطرح می شوند؟ نرماله کردن برای بازیابی زیر ساختار، آنیل و سپس لخت کردن بوسیلة کوئیچ و تمیز کردن و دیگر فرآیندها، به این رویه ها با تشریح عملیات طوری فولادهای کم کربن، متوسط کربن و و پرکربن می نگریم. برای سادگی و شفافیت عملیات حرارتی کاربردی ؟؟؟ فولادهای کربنی بنا به دامنه کردن آنها به 3 مرحله تقسیم شده است.

فولاد کم کربن بین 8/0 تا 29/0 درصد کربن دارد، فولاد با کربن متوسط 30/0 تا 50/0 درصد کربن دارد و فولاد پر کربن که 51/0 تا 95/0 درصد کربن دارد. یکی از دلایل این کار هم این است که عملیات حرارتی مشخص ممکن است با توجه به مقدار کربن فولاد تفاوت داشته باشد، فرآیند عملیاتی مشابه برای فولاد کم کربن ممکن است کاملا متفاوت با عملیات روی فولاد پر کربن مشابه باشد. مثلا ما باید فولاد کم کربن 1010 را نرماله کنیم ولی احتمالا باید فولاد پر کربن 1080 را نرماله و تمیز نمائید. تنوع در روشهای عملیات حرارتی همچنین ممکن است وابسته باشد به نقطه ای که روی آن عملیات انجام می دهیم، سایز آن، شکل آن و استفادة نهایی آن نقطه دانش مبانی عملیات حرارتی و تجربة خوب روی جامدات و تمامی انواع فولادها و همه قطعات می تواند سطح کار عملیات شما را از مرحله ای از مهارت به مرحله ای از هنر تبدیل کند.

خوب، چیزی که الان انجام می دهیم ترسیم نکاتی برای شروع فرآیند عملیات حرارتی است. چیزهایی که باید بدانیم و چیزهایی که برای این فرآیندهای مشخصص، کارا هستند.

نرماله کردن: بسته به نوع فولاد، ما ممکن است خیلی ساده نرماله کنیم یا نرماله و سپس تمیز کنیم.

آنیل کردن: ما می توانیم کاملا آنیل کنیم تا پرلیت را به دست بیاوریم همچنین آنیل کردن برای ماشین کاری راحتر یا آنیل تحت دمای بحرانی برای آرام کردن تنش ها.

و بالاخره سخت کاری با کوئیچ و تمیز کردن.

کار نخست: نرماله کردن یاتاقان فرج شده است. انجام نرماله به تنهایی یا نرماله با تمیز؟

خوب، فولاد، AISI 1514 است. چقدر زمان به آن بدهیم و در چه دمایی درخواست بازار برای این نقطه ممکن است چیزی شبیه این باشد:

کار ما نرماله و تمیز کردن برای سختی برنیل بین 160 و 200 است. سپس تا 1575 درجه فارنهایت نرماله کردن و سپس تمیز کردن در 1200 درجه چرا باید تمیز کنیم. جواب ما داخل فولاد است و جائیکه ما می خوانیم از آن استفاده کنیم. فولاد AISI1514 است. 15 به ما می گوید که این نمونه، یک فولاد کربنی است با سنگنزی بیشتر از حالت طبیعی پس نمونه باید مانند فولاد آلیاژی تحت عملیات قرار گیرد. اینجاست که شما باید هوشیار باشید. نمونه فرج گرم شده و به شکل  است. بعد از فرج پلیه ها بعدی سطح باید لب بری شوند. که این قبلا لب بری شده چون فولاد AISI 1514 منگنز بالایی دارد. قطعه باید نرماله شود تا زیر ساختار آن بهبود بیابد و تمیز شود. تا پیله های فرج آن نرم شود. اگر، لبه های فرج آن را قبل از لب بری نرم نکنیم ؟؟؟ لبه های می شکنیم و آنها را کاملا می سائیم.

پس نمونه احتیاج به عملیات نرماله و تمیز کردن دارد، ما قطعه ای 20000 پوندی داریم پس کورة پوسته ای ؟؟؟ برای تولیدات بالا را استفاده می کنیم. مقدار کربن 41/0 درصد است. دیاگرام فازی آهن لمینت برای فولاد ٪41/0 کربن دمای A3­ را در 1475 درجه فارنهایت می دهد. که دمای نرماله کردن ما حدود 100 درجه بالاتر از آن یعنی 1575 درجه فارنهایت است.

پس قعطات می توانند تا دمای 1575 درجه گرم شوند و سپس بسته به سایز قطعه در آن دما برای نفوذ نگهداری شوند. و بعد از آن در هوای ثابت یا اتمسفر محافظت شده خنک شوند. قطعات سپس باید در 1200 درجه فارنهایت برای 1 ساعت تمیز شوند و در هوا خنک شوند. زیر ساختار قطعات نرماله شده و تمیز شده حالا حدودا نصف فریت و نصف پریت است.

فرآیند تمیز حتما مقداری از لختی که به وسیله نرماله کردن به وجود آمده از میان بر می دارد و این ساختار مطلوب ما در سخت کاری با کوئیچ است.

فولاد کم کربن

در بازار عملیات حرارتی بسیار با نورد سرد و ؟؟ سر و کار داریم. این کار معمولا احتیاج به آنیل کاری دارد. آنیل اصولا به صورت اولیه برای بهبود زیر ساختار و بر طرف کردن تنش های باقیمانده است.

اینجا ما سفارشی داریم که 500 پوند است و احتیاج به آنیل دارد. شمشهای تخت فولادی نورد سرد شده AISI 1020  مشتری از ما خواسته تا برای مصارف خم کاری، و ؟؟؟ آن را افزایش دهیم. 1020 یک فولاد کم کربن است اما از حالیکه سخت کاری شده، زیر ساختار آن چیزی شبیه این است: زیر ساختار نشاندهندة دانه های تغییر شکل یافته و کشیدة بر اثر کار سرد است. این نشاندهندة استحکام بسیار بالایی است و خم شدن فولاد با این زیر ساختار باعث ترک و شکستگی می شود. آنیل کردن، استحکام تسلیم را پائین می آورد. این سفارش با در است . راهی که ما می توانیم فرآیند خودمان را با آن مشخص کنیم. برای آنیل کامل فولادهای کربنی، دمای آنیل و سیکل خنک کردن در جدولی از دماها و سیکلهای خنک کردن پیشنهادی برای فولادهای کم کربن فرج شدة کوچک آمده است. آهنگ سرد کردن در پانوست جدول داده شده: 50 درجه فارنهایت در ساعت پس قدم اول در آنیل کردن فولاد AISI 1020، گرم کردن تا بالای دمای آستنة است.م تا دمای 1575 درجه فارنهایت. در 1575 درجة فارنهایت کار ما بر اساس اندازة قطعه در حرارت نگه داشته می شود. نگهداری در دما برای اطمینان از اینکه قطعه کاملا آستیشته شده انجام می شود و ساختار کریستالی آن کاملا مکعب با سطوح مرکز دار است.

قطعه سپس در کوره با سرعت 50 درجه در ساعت و تا 1275 درجه خنک می شود که زیر خط A1 است. هدف از آرام سرد کردن با 50 درجه در ساعت، یکنواخت نگه داشتن دمای قطعه است هنگامیکه آستینت از مکعب با سطوح در مرکز دار به مکعب مرکز دار و سمینت تبدیل می شود. در زیر دمای A1، تمامی فولاد، فریت BCC به علاوه سمینت است. در 1275 درجه فارنهایت هیچ آستینتی دیگر در فولاد وجود ندارد پس دیگر برای خنک کردن سریع، تا دمای اتناق مطمئن است. بعد از آنیل 75 درصد و 25 درصد پرلیت لایه ای می بینیم. اما به اختلاف زیر ساختار نگاه کنید.

قبل از آنیل،‌ فولاد دارای دانه های دراز و بد شکلی است. بعد از آنیل دانه ها با زاویه های یکسان داریم حال شما می توانید در زیر ساختار حاصله ببینید که فولاد نورد شده سرد شده اما حالا دیگر آنقدر داکتیل شده که می توان بدون شکسته شدن، آن را خم کرد.

همسانی دانه در تمامی انواع فولادها مهم است. هر چه اندازة دانه ها یکسان باشد، خواص فولاد یکسان است. برای این کار ما 10000 پوند حلقه های فولاد ریخته گیری شده داریم. قطعه ریخته گری شده ما AISI 1040 است. و از آنجا که بعد از ریخته گری، ماشینکاری می شود، باید کاملا آنیل شود همانطور که از هر لحاظ قطعه را برای فرآیندهای متعاقب دقیقا همانند ساختار ریخته شده نامناسب گرداند.

این درخواست سفارش بازار برای آنیل است. می توانید ببینید اختلاف بین آنیل فولاد کم کربن و فولاد پر کربن در دما است. ما فولاد AISI 1020 را تا 1575 درجه فارنهایت گرم کردیم. طبق جدولمان فولاد AISI 1040 می تواند تا محدودة دمای آنیل، بین 1400 تا 1500، و 1600 درجه فارنهایت گرم شود. در دمای 1565 هم می توانیم کار کنیم. اما اینجا از دمای کمتر برای صرفه جویی در گرم کردن استفاده می کنیم. دمای آنیل را تا محدودة پائنتر دما پائین می آوریم و در محدودة 1500 درجه فارنهایت در نظر می گیریم. حداقل دما در هیچ جایی استفاده نمی شود و فقط محدوده های پائین تر دمای پایانی مورد استفاده قرار می گیرد. قطعات تا دمای 1500 درجة فارنهایت گرم می شوند و بر اساس اندازة آنها را در دما نگهداری می شوند. حالا قطعه می تواند در کوره تا 1200 درجه و با آهنگ استاندارد 500 درجه در ساعت خنک شود و وقتی به 1200 درجه رسیدیم، می توانیم آن را سریعا تا دمای اتاق خنک کنیم. برای این کار ما از کورة ویژة (car botton) استفاده می کنیم. در 4 ساعت تا 1500 درجه گرم می کنیم و 6 ساعت خنک می کنیم. اتمسفر مورد استفاده شامل محصولات کمباسین می شود به زیر ساختار قطعه ریخته گری شده نگاه کنید: دانه های بسیار درشت و ساختار ضعیف اما بعد از آنیل ما مخلوط خوبی از فریت و پریت با دانه های مناسب به نسبت 50-50 داریم.

آنیل کروی

کار بعدی ما آنیل کروی است. آنیل کروی شامل چرخة گرم کردن، نگه داشتن و خنک کردن است.

فولادهای کم، متوسط و پر کربن می توانند با عملیات مشابهی کروی می شوند و این چیزی است که طی آنیل کروی کردن روی زیر ساختار اتفاق می افتد. به کاربیدهای دورن ساختار قبل از آنیل کردن توجه کنید بعد از آنیل کار بیدها کرویند و در اندازه و شکل هم سانند و این به این خاطر است که فولاد انتخاب شده هیچ وقت بیشتر از دمای A3 گرم نشده است. در کروی کردن بعضی اوقات فقط آستینت های پراکنده ای شکل می گیرند. طی سرد کردن کنترل شده فقط کاربیدها در فولاد حل و باز پخش می شوند. در این کار، ما می توانیم 3 فولاد مختلف را تنها در یک لحظه آنیل کروی کنیم. AISI10B21، AISI1033 و AISI1062، فولادهای کم، متوسط کربن را می توانیم تمام این 3 فولاد را در حالتی کاملا یکسان کروی کنیم چون هیچ وقت بالاتر از خط A3 گرم نمی کنیم پس هیچ وقت 100٪ تشکیل آستیت نداریم.

تمامی کاری که آنیل کروی انجام می دهد، تغییر شکل کاربیدها در فولاد است. فولادها تا دمای 1300 درجه فارنهایت گرم می شوند و برای 2 تا 3 ساعت نگهداشته می شوند. قطعات سپس تا حدود 1250 درجه فارنهایت با آهنگ 20 درجه فارنهایت در ساعت خنک می شوند. وقتی در این دما سرد شدند، فولاد باید برای یک ساعت در دما نگهداری شود و سپس قطعات در هوا تا حدود 600 درجه فارنهایت سرد می شوند. این چرخه می تواند بسته به درصد منگنز تا حدودی تغییر کند. حال دوباره به زیر ساختارهای قبل و بعد نگاه می کنیم. ببینید چگونه کار بیدها در فریت کروی می شوند. این قطعات مشخصل فولادی پس از شکل دادن، ماشینکاری نشده اند. همچنین برای به حداقل ؟؟؟ شدن، از اتمسفر محافظت شده استفاده شد. اتمسفر استفاده شده در کروی کردن معمولا شامل اکو گازها، نیتروژن با هیدروکربن با مکش نرم می باشد.

آنیل تحت دمای بحرانی

آنیل در زیر دمای بحرانی ساده ترین فرآینده آنیل است. فولاد تا زیر محدودة دمای بحرانی A1 گرم می شود و به اندازة  گرم می شود و به اندازة کافی نگهداشته می شود تا تاثیر مطلوب اعمال شود. آنیل در زیرهای بحرانی اصولا برای دوباره کریستاله کردن دانه های کار سرد شده که طی تغییر شکل فولاد شکل گرفته استفاده می شود. این همچنین برای آرام کردن تنش های قطعات ماشین کاری مانند جوشکاری، فرج، ریخته گری و بقیه بخش هایی که می توانند تنش باقیمانده ایجاد کنند استفاده می شود. فولادهایی مثل AISI 1010، 1030، 1050، چند نوع فولاد هستند که برای این کار در نظر گرفته می شوند. گاهی اوقات که وقتی قطعات کار سرد شده تغییر شکل می دهند در بخش های چند گانه، آنیل زیر دمای بحرانی به عنوان آنیل میانی مورد احتیاج است. یک نمونه8 چرخة بارز، گرم کردن تا محدودة 1300 درجه است. نگه داشتن برای حداقل 1 ساعت و بعد از آن خنک کردن هر چه تغییر فرم طی کار سرد لخت تر باشد، دمای آنیل کردن است. قبل از آنیل در زیر دمای بحرانی زیر ساختار نورد سرد شدة فولاد 1080 نشاندهندة دانه های دراز و سختی است. بعد از آنیل کردن قطعات، زوایه های یکسان می شوند از آنجا که قطعات نورد سرد اغلب تحت ماشینکاری مشخصی قرار نمی گیرند برای جلوگیری از ایرادات، اتمسفر محافظت شده ممکن است لازم شود: 96٪ نیتروژن به علاوة 4٪ هیدروژن اغلب برای فولاد کم کربن استفاده می شود و وقتی گاهی دکر بوره شدن مسئله باز می شود، اگزوگازها به علاوة نیتروژن و هیدروکربن هم استفاده می شود.

؟؟؟؟

حال نگاهی به سخت کاری می اندازیم که گاهی هم به عنوان سخت کاری با کوئیچ و تمیز شناخته می شود.

برای سخت کاری ؟؟؟، فولاد باید آزادانه قبل از کوئیچ شدن، ؟؟؟ آستینه شود. دو چیزی کمتر از آستیته شدن کامل، منجر به از دست رفتن زیر ساختار و خواص مکانیکی ضعیف می شود. برای سخت کاری موفق آلیز کم شدن دما باید آنقدر سریع باشد که به دماغة منحنی نرسد. هدف ما رسیدن به زیر ساختاری کاملا ؟؟؟ است و سپس تمیز کردن برای رسیدن به بهترین ترکیب سختی، استحکام و ؟؟؟ این یک دیاگرام IT کره ها را نشان می دهد. خوبی و برتری آستمژ کردن، بی ترک بودن و تقریبا بدون تغییر شکل اتفاق افتادن آن است و همچنین برخورداری از چقرگلی و ؟؟؟؟ بیشتر و اینکه می تواند در مقایسه با تمیز کردن قطعات ؟؟؟ در سطح سختی یکسان، سختی بالاتری بگیرد. حال بعد از آستمپر کردن، تمیز کردن لازم است چون فولاد هنوز بینیتی است. به دلیل اینکه فولادهای کم کربن و متوسط کربن معمولا آستیچر می شوند، کوره ها اغلب برای استفاده از اتمسفر آندوترمیک و برای جلوگیری از اکربوره شدن طراحی شده اند. فولادهای متوسط تا پر کربن عموما سخت کاری القایی سطحی می شوند. فولادهای کم کربن معمولا با کربوریزه کردن یا ؟؟؟ کردن سطح سختی می شوند. سخت کاری سطحی عنوان برنامه ای دیگر در مجموعة عملیات حرارتی کاربردی است.

حالا شما آشنایی دارید اصول عملیات حرارتی، چیزهایی که درون فولاد کربنی اتفاق می افتد و اموری که در بازار عملیات حرارتی برای دریافت تغییرات در ساختار و خواص فولادها می گذرد. در تماس فلزات و آلیاژها که از نقشه های عملیات حرارتی می گذرند، فولادهای کربنی مشخصا مهمترین هستند. تناژ فولادهای کربنی که روزانه در تمام دنیا تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند، خیلی بیشتر از تمامی فلزات و آلیاژها با هم است که شامل فولادهای آلیاژی، رنگ نزن ابزار، چدن و آلیاژهای غیر آهنی مثل آلومینیوم، مس، تیتانیوم، نیکل، کبالت و آلیاژهای آنها و همچنین فلزات گرانبها و نسوز است. اما اساس متالوژی فولادهای کربنی، به شما پایه های تفهیم تغییرات متالوژیکی و تغییرات مورد استفاده برای عملیات روی تمامی این فلزات و آلیاژها را می دهد. حالا شما می دانید عملیات حرارتی روی فولادهای کربنی شامل چند مرحله فرآیند مهم است. نرماله کردن برای ؟؟؟ و بهبود ساختار، آنیل کردن برای قابلیت کار داشتن روی فولاد و سخت کاری و تمیز کردن برای افزایش و استحکام و استحکام خستگی و بهبود مقدار داکتیلیته و چقرگی.

گمنام بازدید : 1357 یکشنبه 27 اسفند 1391 نظرات (0)

 

َ تقطیر

،اجزای سازنده یک محلول با روش تبخیر و تراکم است. روش جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول گوناگونند. یکی از این روش‌ها فرآیند تقطیر است که خود روش‌های مختلفی دارد و از جمله کاربردهای مهم آن در پالایش جداسازی مواد نفت و جدا سازی اجزایی آن است.

انواع تقطیر:تقطیر ساده: اجزای سازنده محلولی از یک ماده حل شده غیر فعال را می‌توان با تقطیر ساده از هم جدا کرد. برای این کار محلول را می‌جوشانیم تا حلال فرار، تبخیر و از ماده حل شده جدا شود. با سرد کردن بخار (میعان)، حلال مایع جمع آوری می‌شود و ماده حل شده به صورت باقی مانده تقطیر باقی می‌ماند.

هنگامی که ناخالصی غیر فراری (مانند شکر یا نمک) به مایع خالصی اضافه میشود فشار بخار مایع تنزل می یابد و به این دلیل که مولکولهایی که در سطح مایع هستند فقط مولکولهای جسم فرار نیستند قابلیت تبخیر مایع کم میشود. در هنگام تقطیر یک مایع خالص چنانچه مایع زیاده از حد گرم نشود درجه حرارتی که در گرماسنج دیده میشود، یعنی درجه حرارت دهانه خروجی، با درجه حرارت مایع جوشان در ظرف تقطیر، یعنی درجه حرارت ظرف، یکسان است.

درجه حرارت دهانه خروجی، که به این ترتیب به نقطه جوش مایع مربوط میشود، در طول تقطیر ثابت می ماند.

هرگاه در مایعی که تقطیر میشود ناخالصی غیر فراری موجود باشد، درجه حرارت دهانه خروجی همان درجه حرارت مایع خالص است زیرا ماده ای که بر روی حباب گرما سنج متراکم میشود به ناخالصی آلوده نیست. ولی درجه حرارت ظرف به علت کاهش فشار بخار محلول بالا میرود


ب) تقطیر جزء به جزء:
 

          برای جداکردن موادی که نقطه جوش آنها خیلی به هم نزدیک باشد از تقطیر جزء به جزء استفاده میکنند. اختلاف این روش با تقطیر ساده آن است که در این حالت از یک ستون تقطیر جزء به جزء استفاده میشود.

          ستونهای تقطیر جزء به جزء انواع متعددی دارند ولی در تمام آنها چند خصلت کلی مشاهده میشود. این ستونها مسیر عمودی را به وجود می آورند که باید بخار در انتقال از ظرف تقطیر به مبرد از آن بگذرد، این مسیر به مقدار قابل ملاحظه ای از مسیر دستگاه تقطیر ساده طویلتر است. هنگام انتقال بخار از ظرف تقطیر به بالای ستون مقداری از بخار متراکم میشود. مایع متراکم شده، در حالی که به پایین ستون می ریزد دوباره در تماس با بخاری که از پایین به بالا در جریان است به طور جزئی تبخیر میشود و به سمت بالا میرود و طی این میعان و تبخیر شدنهای متوالی بخار از جزء فرار تر غنی تر میشود، یعنی هرچه به سمت بالای ستون پیش میرویم غلظت جزء فرار تر بیشتر و هر چه به سمت پایین می آییم غلظت جزء غیر فرار بیشتر میشود.

          از نقطه نظر تئوری، جدا کردن دو ترکیب فرار به طور کامل، بوسیله تقطیر حتی زمانیکه اختلاف در نقطه جوش آنها زیاد باشد امکان پذیر نیست زیرا همیشه جزء دارای نقطه جوش پایین تر فشار بخارش را بر روی نقطه جوش جزء دیگر اعمال نموده و پاره ای از مولکولهای با نقطه جوش بالاتر نیز تقطیر میگردند. اما بهرحال در امور تجربی، بوسیله تقطیر جزء به جزء میتوان مخلوط اینگونه مایعات را در حد مطلوبی جدا نمود.

مخلوط دو ماده با هم در برخی مواد تولید آزئوتروپ میکند، یعنی مخلوط با درصد معینی تا آخرین قطره تقطیر میشود. در اینگونه موارد نمیتوان مخلوط را بوسیله تقطیر جزء به جزء از یکدیگر جدا کرد. برای از بین بردن این حالت یا ماده دیگری به مخلوط اضافه میکنند تا آزئوتروپ دیگری که مطلوب باشد بدست آید و یا فشار را تغییر میدهند. مثلا الکل 95 درصد تشکیل آزئوتروپ میدهد که برای از بین بردن نقطه آزئوتروپ، بنزن به آن اضافه میکنند که در نتیجه نقطه آزئوتروپ دیگری با درصد آب بیشتر ایجاد میشود که بدین ترتیب آب خارج شده، الکل و بنزن باقی میماند که بوسیله تقطیر جزء به جزء به راحتی جدا میشودسیستمهای که از قانون رائول انحراف دارند بر دو نوع هستند :                                                    @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@൦ಘ౦౔ಊಎൎಘŀ౒ಎ@౎౤@಄౎ಌಐಌ@ౢ౎ౌಐಈ@౎ಌౚౢ౎ಂ@ಊౖ౐౔@౞౎ౢಌ౞t@౞ౢ@ൎಘಌ@ౚ౎ಈ౔@౞ౢ@ಊಌౚඌಘ@ಂ౨౎ౢŀ౒ಈఘ@ಊൎ౒൦ಘಊඊಘ@ಐౘಐ౞@౞౎ౢ౞\@ൎಘಌ@൐ಘ൨ಘಌಎ@Pಊൎ౒൦ಘಊR@ಊౢ౐ಐ౮@౐ಎ@ಊౚಈಐඈಘఘ@౐౎@౔ൢ൒ಘ౐@౞ౢ౪౞@ಊ൲ಘඌಘ@౎౦౔ŀ౒ಎ@ಂ౨౎ౢ@౐౜౎ౢ@ౄಌ@౐౎ಈ౎౔ౢ@౎౤@ಂ౨౎ౢ@౐౜౎ౢ@ಎౢŀ඘౒@౎ౘ౤ൎಘ@౜౎ಈ౪@౎౦౔\@ൎಘಌ@وع محلول که محلول آزئوتروپ با نقطه جوش کمینه نام دارد، در دمایی به جوش می‌آید که پایین‌تر از نقطه جوش هر یک از اجزای آن در حالت خاص است.
سیستمهای که از قانون رائول انحراف منفی دارند: اگر سیستمی انحراف منفی از قانون رائول نشان دهد، در منحنی فشار کل مینیممی وجود خواهد داشت. محلولی که غلظت متناظر با این کمینه دارد، فشار بخاری خواهد داشت که در هر دمایی، پایین‌تر از فشار بخار هر یک از اجزای آن در حالت خاص است. چنین محلولی در دمایی بالاتر از نقطه جوش هر یک از اجزای سازنده در حالت خاص، می‌جوشد. این محلول آزئوتروپ با نقطه جوش بیشینه نامیده می‌شودبخار در حالت تعادل با مایع همگن که نقطه جوش بیشینه یا کمینه دارد، دارای همان غلظتی است که مایع آن دارد. از این رو آزئوتروپ‌ها، مانند مواد خالص، بدون تغییر تقطیر می‌شوند. از محلول جز به جز یک محلول دو جزئی که آزئوتروپی تشکیل می‌دهند، سرانجام یک جز خالص، و آزئوتروپ حاصل می‌شود ولی دو جز آن به صورت خالص به دست نمی‌آید.

   تبلور مجدد   
         

در واکنشهای آلی محصولات بندرت به صورت خالص به دستمی آیند. وقتی ماده به صورت جامد باشد معمولا آنرا در حلالی حل کرده و مجددا بهصورت بلور رسوب میدهند. این عمل را تبلور مجدد می نامند.

ترکیبی که میخواهیممتبلور کنیم را باید در یک حلال یا مخلوطی از حلالهای داغ، محلول بوده و در حالتسرد همان حلالها نامحلول باشد. عمل تخلیص در صورتی انجام میشود که ناخالصی یا درحلال سرد محلول باشد و یا در حلال داغ نامحلول باشد. در حالت دوم محلول را بصورتداغ صاف میکنیم تا ناخالصیهای محلول جدا شوند. اگر محلول رنگی باشد و ما بدانیم کهجسم مورد نظر بیرنگ است مقدار کمی از زغال رنگبر به محلول سرد اضافه نموده سپس آنراحرارت داده، بصورت داغ صاف میکنیم. زغال رنگبر، ناخالصیهای رنگی را جذب میکند.

انتخاب محیط تبلور کارساده ای نیست، رفتار حلالیت ترکیب یا باید شناخته شده باشد و یا باید به طریق تجربیمشخص گردد. مثلا وقتی که تبلور پارادی بروموبنزن مورد نظر باشد مخلوطی از اتانل وآب به کار میرود. ترکیب هم در اتانل سرد و هم در اتانل داغ محلول است: از اینرواتانل تنها، برای این کار مفید نیست. از طرف دیگر این ترکیب چه در آب سرد و چه درآب داغ کم محلول است بنابر این آب تنها نیز برای این کار مفید نیست. اما مخلوطمساوی از الکل و آب در حالت داغ حلال خوبی برای جسم است و در حالت سرد حلالیت آنجزئی است از اینرو از مخلوط این دو حلال برای تبلور پارادی بروموبنزن استفادهمیشود.

بعضی مواقع عمل تبلورخودبخود صورت نمیگیرد و باید آنرا بر اثر تحریک متبلور نمود. بدین منظور یا جدارداخلی ظرف در سطح محلول را میخراشند و یا ذراتی خالص از همان جسم را در محلول سردوارد میکنند تا تبلور شروع شود. بسیاری از ترکیبات بر اثر سرد کردن محلول یا سردکردن به همراه هم زدن به صورت بلور در میآیند. برخی ترکیبات به صورت روغن در آمده چندین ساعتو حتی گاهی چندین روز وقت لازم است تا بلور تشکیل شود.

 

بطور خلاصه تبلور مجدد به روش انحلال شامل مراحل زیراست:

(1)-انتخاب حلال مناسب،(2)- انحلال جسم مورد تخلیص در نقطه جوش حلالیا نزدیک به آن،(3)- صاف کردن محلول داغ برای جداکردن ناخالصیهاینامحلول،(4)- تبلور از محلولی که در حال سرد شدن است،(5)- جداکردن بلورها از محلولی که در آن شناور هستند،(6)- شستشوی بلورها برای خارج کردن محلولی که به آنها آغشته است،(7)- خشک کردن بلورها

بخشعملی

 

          خالص سازی بنزوئیک اسید: یک گرم بنزوئیک اسید ناخالص را در ظرف ارلن مایر 50 میلی لیتری تمیزی قرار دهید. حدود 10 میلی لیتر آب به آن اضافه کنید. با چراغ گاز حرارت دهید تا به آرامی به جوش آید. در قسمتهای یک میلی لیتری به اندازه لازم آب اضافه کنید تا دیگر جسم جامدی در محلول جوشان حل نشود.

          اگر محلول رنگین است (توجه داشته باشید که بنزوئیک اسید خالص بیرنگ است) محلول را کمی سرد کنید (احتیاط: هیچگاه به محلول جوشان زغال رنگبر اضافه نکنید) حدود 1/0 گرم زغال رنگبر اضافه کنید و دوباره مخلوط را همراه با همزدن گرم کنید تا برای چند دقیقه بجوشد. مخلوط داغ را مطابق شکل (1) بصورت داغ صاف کنید. ظرف خالی را با 1 تا 2 میلی لیتر آب داغ بشویید و محلول شستشو را از صافی عبور دهید. در صورتی که محلول صاف شده هنوز رنگی باشد، عمل با زغال رنگبر را تکرار کنید. اگر طی صاف کردن بلور تشکیل شد محلول را دوباره حرارت دهید تا بلورها حل شود سپس ظرف را با شیشه ساعت یا بشر معکوسی بپوشانید و اجازه دهید به آرامی سرد شود تا به دمای اتاق برسد (اگر سریع سرد شود بلورهای ریز ایجاد میشود). سپس ظرف را برای حدود 15 دقیقه در آب یخ قرار دهید.

 

شکل (1)

 

          به کمک صافی مکنده ای (تکه ای از کاغذ صافی را به اندازه کف قیف بوخنر بریده و در ته قیف قرار داده و با کمی حلال خیس کنید تا به کف قیف بوخنر بچسبد و مطابق شکل (2) دستگاه را ببندید.) بلورها را جمع آوری کنید و توده رسوب روی صافی را با دو قسمت کم آب سرد بشویید.

 

 

شکل (2)

1-  ارلن تصفیه (ارلن تخلیه)

2-  قیف بوخنر

3-  شلنگ خلاء

 بلور ها را بر روی تکه ای کاغذ صافی یا بهتر از آن بر روی شیشه ساعتی، پخش کنید و بگذارید تا در هوا کاملا خشک شود. وزن و نقطه ذوب محصول خالص شده را پس از اینکه کاملا خشک شد اندازه بگیرید. درصد بازده را حساب کنید.

 

 

   تقطیر با بخار آب   

غالبا به کمک تقطیر با بخار آب میتوان ترکیبات آلی فراری را که با آب مخلوط نمیشوند یا تقریبا با آن غیر قابل اختلاط هستند تفکیک و تخلیص کرد. در این روش مخلوط آب و جسم آلی با هم تقطیر میشوند. که به دو صورت امکان پذیر است:

1)  روش مستقیم: که مخلوط آب و ماده آلی با همدیگر حرارت داده میشوند (تقطیر بوسیله آب).

2)  روش غیر مستقیم: که بخار آب را در ظرف دیگری ایجاد کرده و از داخل ماده آلی عبور میدهند.

در تقطیر با بخار آب طبق قانون دالتون فشار بخارهای حاصله در درجه حرارت معین، برابر با مجموع فشارهای جزئی همان بخارها است:                                             PT = P1 + P2 + P3 + …  

از این عبارت چنین بر می آید که همواره در هر درجه حرارتی فشار بخار کل مخلوط حتی از فشار بخار فرار ترین جزء در آن درجه حرارت بیشتر است، زیرا که فشار بخار اجزای دیگر مخلوط هم دخالت میکنند. بنابر این باید درجه جوش مخلوط ترکیبهای غیر قابل اختلاط کمتر از جزئی باشد که کمترین نقطه جوش را دارد.

آب (با نقطه جوش 100 درجه) و بروموبنزن (با نقطه جوش 156 درجه) در یکدیگر نامحلولند. این مخلوط در حدود 95 درجه سانتیگراد میجوشد. در این درجه، فشار بخار کل مخلوط برابر با فشار آتمسفر است. همانگونه که طبق نظریه دالتون پیش بینی میشد این درجه کمتر از نقطه جوش هر یک از این دو ماده به صورت خالص است.

مزیت استفاده از تقطیر با بخار آب در این است که در جه حرارت در این تقطیر نسبتا پایین است (کمتر از 100 درجه) و این روش برای خالص سازی موادی به کار میرود که نسبت به حرارت حساسند و در حرارتهای بالا تجزیه میشوند. همچنین این روش برای جدا کردن ترکیب، از مخلوط واکنشی که محتوی مقدار زیادی از مواد قیر مانند باشد مفید است.

 

 

بخش عملی

 

تقطیر با بخار آب بروموبنزن

 

در یک بالن ته گرد مقدار 20 میلی لیتر بروموبنزن و 10 میلی لیتر آب بریزید و دستگاه تقطیر با بخار آب را مطابق شکل ببندید.

 

شکل دستگاه تقطیر با بخار آب:

1-  حرارت

2-  آب

3-  ماده آلی

4-  مخلوط آب و ماده آلی تقطیر شده

5-  لوله اطمینان (طول 36-24 اینچ، قطر داخلی بزرگتر یا مساوی 8 میلیمتر)

 

 

حرارت را آغاز کنید. برای جلوگیری از جمع شدن آب در ظرف حاوی ماده آلی (ظرف3) آنرا نیز حرارت دهید محصول را جمع آوری نمایید و هنگامی که دیگر بر اثر افزوده شدن محصول تقطیر حجم بروموبنزن تقطیر شده تغییر نکرد زمان پایان تقطیر است. حجم کل محصول تقطیر جمع آوری شده و حجم بروموبنزن موجود در

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   تقطیر   

تقطیر، معمولترین روشی است که برای تخلیص مایعات به کار می رود. در این عمل مایع را به کمک حرارت تبخیر می کنند و بخار مربوطه را در ظرف جداگانه ای متراکم می کنند و محصول تقطیر را بدست می آورند. چنانچه ناخالصیهای موجود در مایع اولیه فرار نباشند، در باقی مانده تقطیر به جا می مانند و تقطیر ساده جسم را خالص میکند. در صورتی که ناخالصیها فرار باشند، تقطیر جزء به جزء مورد احتیاج خواهد بود.

 

الف) تقطیر ساده:

 

هنگامی که ناخالصی غیر فراری (مانند شکر یا نمک) به مایع خالصی اضافه میشود فشار بخار مایع تنزل می یابد و به این دلیل که مولکولهایی که در سطح مایع هستند فقط مولکولهای جسم فرار نیستند قابلیت تبخیر مایع کم میشود. در هنگام تقطیر یک مایع خالص چنانچه مایع زیاده از حد گرم نشود درجه حرارتی که در گرماسنج دیده میشود، یعنی درجه حرارت دهانه خروجی، با درجه حرارت مایع جوشان در ظرف تقطیر، یعنی درجه حرارت ظرف، یکسان است.

شکل دستگاه تقطیر ساده:

1-  شعله

2-  بالن ته گرد

3-  سه راهی تقطیر

4-  دماسنج

5-  سرد کننده

6-  ورودی آب

7-  خروجی آب

8-  بالن

9-  خروج هوا وبخار

10-   رابط خلاء

درجه حرارت دهانه خروجی، که به این ترتیب به نقطه جوش مایع مربوط میشود، در طول تقطیر ثابت می ماند.

هرگاه در مایعی که تقطیر میشود ناخالصی غیر فراری موجود باشد، درجه حرارت دهانه خروجی همان درجه حرارت مایع خالص است زیرا ماده ای که بر روی حباب گرما سنج متراکم میشود به ناخالصی آلوده نیست. ولی درجه حرارت ظرف به علت کاهش فشار بخار محلول بالا میرود.

 

ب) تقطیر جزء به جزء:

 

          برای جداکردن موادی که نقطه جوش آنها خیلی به هم نزدیک باشد از تقطیر جزء به جزء استفاده میکنند. اختلاف این روش با تقطیر ساده آن است که در این حالت از یک ستون تقطیر جزء به جزء استفاده میشود.

          ستونهای تقطیر جزء به جزء انواع متعددی دارند ولی در تمام آنها چند خصلت کلی مشاهده میشود. این ستونها مسیر عمودی را به وجود می آورند که باید بخار در انتقال از ظرف تقطیر به مبرد از آن بگذرد، این مسیر به مقدار قابل ملاحظه ای از مسیر دستگاه تقطیر ساده طویلتر است. هنگام انتقال بخار از ظرف تقطیر به بالای ستون مقداری از بخار متراکم میشود. مایع متراکم شده، در حالی که به پایین ستون می ریزد دوباره در تماس با بخاری که از پایین به بالا در جریان است به طور جزئی تبخیر میشود و به سمت بالا میرود و طی این میعان و تبخیر شدنهای متوالی بخار از جزء فرار تر غنی تر میشود، یعنی هرچه به سمت بالای ستون پیش میرویم غلظت جزء فرار تر بیشتر و هر چه به سمت پایین می آییم غلظت جزء غیر فرار بیشتر میشود.

          از نقطه نظر تئوری، جدا کردن دو ترکیب فرار به طور کامل، بوسیله تقطیر حتی زمانیکه اختلاف در نقطه جوش آنها زیاد باشد امکان پذیر نیست زیرا همیشه جزء دارای نقطه جوش پایین تر فشار بخارش را بر روی نقطه جوش جزء دیگر اعمال نموده و پاره ای از مولکولهای با نقطه جوش بالاتر نیز تقطیر میگردند. اما بهرحال در امور تجربی، بوسیله تقطیر جزء به جزء میتوان مخلوط اینگونه مایعات را در حد مطلوبی جدا نمود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل دستگاه تقطیر جزء به جزء:

1-    سنگ جوش

2-    مخلوط دو یا چند ماده

3-    گرم کننده

4-    ظرف تقطیر (بالن)

5-    ستون تقطیر

6-    دماسنج

7-    خروجی آب

8-    ورودی آب

9-    سرد کننده

10-   رابط خمیده ساده

11-  ظرف گیرنده (استوانه مدرج)

12-   محصول تقطیر

 

 

 

مخلوط دو ماده با هم در برخی مواد تولید آزئوتروپ میکند، یعنی مخلوط با درصد معینی تا آخرین قطره تقطیر میشود. در اینگونه موارد نمیتوان مخلوط را بوسیله تقطیر جزء به جزء از یکدیگر جدا کرد. برای از بین بردن این حالت یا ماده دیگری به مخلوط اضافه میکنند تا آزئوتروپ دیگری که مطلوب باشد بدست آید و یا فشار را تغییر میدهند. مثلا الکل 95 درصد تشکیل آزئوتروپ میدهد که برای از بین بردن نقطه آزئوتروپ، بنزن به آن اضافه میکنند که در نتیجه نقطه آزئوتروپ دیگری با درصد آب بیشتر ایجاد میشود که بدین ترتیب آب خارج شده، الکل و بنزن باقی میماند که بوسیله تقطیر جزء به جزء به راحتی جدا میشود.

 

تعداد صفحات : 10

درباره ما
سلام بر تمام بازدید کنند گان عزیز و گرامی ممنون که وبلاگ منو واسه مطالعه انتخاب کردید. امیدوارم از مطالب علمی و جدید من لذت ببرید. راستی اگر هر سوالی در زمینه کامپیوتر نظر بدین مرسی
اطلاعات کاربری
  • فراموشی رمز عبور؟
  • آرشیو
    نظرسنجی
    طرفدار کدام تیم در لیگ برتر هستید؟
    آمار سایت
  • کل مطالب : 97
  • کل نظرات : 1
  • افراد آنلاین : 6
  • تعداد اعضا : 6
  • آی پی امروز : 58
  • آی پی دیروز : 0
  • بازدید امروز : 75
  • باردید دیروز : 1
  • گوگل امروز : 0
  • گوگل دیروز : 0
  • بازدید هفته : 184
  • بازدید ماه : 184
  • بازدید سال : 2,042
  • بازدید کلی : 18,952
  • کدهای اختصاصی