Tisħiħ ta' soluzzjoni solida

1. Definizzjoni

Fenomenu fejn elementi ta' liga jinħallu fil-metall bażi biex jikkawżaw ċertu grad ta' distorsjoni tal-kannizzata u b'hekk iżidu s-saħħa tal-liga.

2. Prinċipju

L-atomi tas-solut maħlula fis-soluzzjoni solida jikkawżaw distorsjoni tal-kannizzata, li żżid ir-reżistenza tal-moviment tad-dislokazzjoni, tagħmilha diffiċli li tiżloq, u żżid is-saħħa u l-ebusija tas-soluzzjoni solida tal-liga. Dan il-fenomenu tat-tisħiħ tal-metall billi jiġi dissolt ċertu element tas-solut biex jifforma soluzzjoni solida jissejjaħ tisħiħ tas-soluzzjoni solida. Meta l-konċentrazzjoni tal-atomi tas-solut tkun xierqa, is-saħħa u l-ebusija tal-materjal jistgħu jiżdiedu, iżda r-reżistenza u l-plastiċità tiegħu jitnaqqsu.

3. Fatturi li jinfluwenzaw

Iktar ma tkun għolja l-frazzjoni atomika tal-atomi tas-solut, iktar ikun kbir l-effett tat-tisħiħ, speċjalment meta l-frazzjoni atomika tkun baxxa ħafna, l-effett tat-tisħiħ ikun aktar sinifikanti.

Iktar ma tkun kbira d-differenza bejn l-atomi tas-solut u d-daqs atomiku tal-metall bażi, iktar ikun kbir l-effett tat-tisħiħ.

L-atomi tas-solut interstizjali għandhom effett ta' tisħiħ tas-soluzzjoni solida akbar mill-atomi ta' sostituzzjoni, u minħabba li d-distorsjoni tal-kannizzata tal-atomi interstizjali fil-kristalli kubiċi ċċentrati fuq il-ġisem hija asimmetrika, l-effett ta' tisħiħ tagħhom huwa akbar minn dak tal-kristalli kubiċi ċċentrati fuq il-wiċċ; iżda s-solubilità solida tal-atomi interstizjali hija limitata ħafna, għalhekk l-effett ta' tisħiħ attwali huwa wkoll limitat.

Iktar ma tkun kbira d-differenza fin-numru ta' elettroni tal-valenza bejn l-atomi tas-solut u l-metall bażi, iktar ikun ovvju l-effett tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida, jiġifieri, is-saħħa tar-rendiment tas-soluzzjoni solida tiżdied biż-żieda tal-konċentrazzjoni tal-elettroni tal-valenza.

4. Il-grad ta' tisħiħ tas-soluzzjoni solida jiddependi prinċipalment fuq il-fatturi li ġejjin

Id-differenza fid-daqs bejn l-atomi tal-matriċi u l-atomi tas-solut. Iktar ma tkun kbira d-differenza fid-daqs, iktar tkun kbira l-interferenza għall-istruttura kristallina oriġinali, u iktar ikun diffiċli li tiżloq id-dislokazzjoni.

L-ammont ta' elementi ta' liga. Iktar ma jiżdiedu elementi ta' liga, iktar ikun kbir l-effett ta' tisħiħ. Jekk wisq atomi jkunu kbar wisq jew żgħar wisq, is-solubilità tinqabeż. Dan jinvolvi mekkaniżmu ieħor ta' tisħiħ, it-tisħiħ tal-fażi mxerrda.

L-atomi tas-solut interstizjali għandhom effett ta' tisħiħ tas-soluzzjoni solida akbar mill-atomi ta' sostituzzjoni.

Iktar ma tkun kbira d-differenza fin-numru ta' elettroni tal-valenza bejn l-atomi tas-solut u l-metall bażi, iktar ikun sinifikanti l-effett tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida.

5. Effett

Is-saħħa tar-rendiment, is-saħħa tat-tensjoni u l-ebusija huma aktar b'saħħithom minn metalli puri;

Fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, id-duttilità hija inqas minn dik tal-metall pur;

Il-konduttività hija ħafna aktar baxxa minn dik tal-metall pur;

Ir-reżistenza għall-creep, jew it-telf tas-saħħa f'temperaturi għoljin, tista' tittejjeb bit-tisħiħ ta' soluzzjoni solida.

Twebbis tax-xogħol

1. Definizzjoni

Hekk kif jiżdied il-grad ta' deformazzjoni kiesħa, is-saħħa u l-ebusija tal-materjali tal-metall jiżdiedu, iżda l-plastiċità u t-toughness jonqsu.

2. Introduzzjoni

Fenomenu fejn is-saħħa u l-ebusija tal-materjali tal-metall jiżdiedu meta jiġu deformati plastikament taħt it-temperatura tar-rikristallizzazzjoni, filwaqt li l-plastiċità u t-toughness jonqsu. Magħruf ukoll bħala twebbis bix-xogħol kiesaħ. Ir-raġuni hija li meta l-metall jiġi deformat plastikament, il-qmuħ tal-kristall jiżolqu u d-dislokazzjonijiet jitħabblu, u dan jikkawża li l-qmuħ tal-kristall jittawlu, jinkisru u jsiru fibri, u jiġu ġġenerati stress residwu fil-metall. Il-grad ta' twebbis bix-xogħol ġeneralment jiġi espress bil-proporzjon tal-mikroebusija tas-saff tal-wiċċ wara l-ipproċessar għal dak qabel l-ipproċessar u l-fond tas-saff imwebbes.

3. Interpretazzjoni mill-perspettiva tat-teorija tad-dislokazzjoni

(1) Isseħħ intersezzjoni bejn dislokazzjonijiet, u l-qtugħ li jirriżulta jfixkel il-moviment tad-dislokazzjonijiet;

(2) Isseħħ reazzjoni bejn id-dislokazzjonijiet, u d-dislokazzjoni fissa li tkun iffurmata xxekkel il-moviment tad-dislokazzjoni;

(3) Isseħħ il-proliferazzjoni tad-dislokazzjonijiet, u ż-żieda fid-densità tad-dislokazzjoni tkompli żżid ir-reżistenza għall-moviment tad-dislokazzjoni.

4. Ħsara

It-twebbis tax-xogħol iġib diffikultajiet għall-ipproċessar ulterjuri tal-partijiet tal-metall. Pereżempju, fil-proċess tal-irrumblar kiesaħ tal-pjanċa tal-azzar, din issir dejjem aktar diffiċli biex tiġi rrumblata, għalhekk huwa meħtieġ li jiġi rranġat ittemprar intermedju matul il-proċess tal-ipproċessar biex jiġi eliminat it-twebbis tax-xogħol tagħha permezz tat-tisħin. Eżempju ieħor huwa li l-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol isir fraġli u iebes fil-proċess tat-tqattigħ, u b'hekk jiġi aċċellerat l-użu tal-għodda u tiżdied il-forza tat-tqattigħ.

5. Benefiċċji

Jista' jtejjeb is-saħħa, l-ebusija u r-reżistenza għall-użu tal-metalli, speċjalment għal dawk il-metalli puri u ċerti ligi li ma jistgħux jittejbu bit-trattament bis-sħana. Pereżempju, wajer tal-azzar ta' saħħa għolja miġbud fil-kesħa u molla mkebba fil-kesħa, eċċ., jużaw deformazzjoni tax-xogħol fil-kesħa biex itejbu s-saħħa u l-limitu elastiku tagħhom. Eżempju ieħor huwa l-użu tat-twebbis tax-xogħol biex tittejjeb l-ebusija u r-reżistenza għall-użu tat-tankijiet, il-linji tat-tratturi, il-ponot tal-crusher u l-irbit tal-ferrovija.

6. Ir-rwol fl-inġinerija mekkanika

Wara t-tpinġija fil-kesħa, it-tidwir u t-tqattigħ bil-magna (ara t-tisħiħ tal-wiċċ) u proċessi oħra, is-saħħa tal-wiċċ tal-materjali, il-partijiet u l-komponenti tal-metall tista' titjieb b'mod sinifikanti;

Wara li l-partijiet ikunu stressati, l-istress lokali ta' ċerti partijiet spiss jaqbeż il-limitu tar-rendiment tal-materjal, u jikkawża deformazzjoni tal-plastik. Minħabba t-twebbis tax-xogħol, l-iżvilupp kontinwu tad-deformazzjoni tal-plastik huwa ristrett, u dan jista' jtejjeb is-sigurtà tal-partijiet u l-komponenti;

Meta parti jew komponent tal-metall jiġi ttimbrat, id-deformazzjoni plastika tiegħu tkun akkumpanjata minn tisħiħ, sabiex id-deformazzjoni tiġi trasferita lill-parti mwebbsa mhux maħduma ta' madwaru. Wara azzjonijiet alternanti ripetuti bħal dawn, jistgħu jinkisbu partijiet tal-ittimbrar kiesaħ b'deformazzjoni trasversali uniformi;

Jista' jtejjeb il-prestazzjoni tat-tqattigħ tal-azzar b'livell baxx ta' karbonju u jagħmel iċ-ċipep faċli biex jiġu separati. Iżda t-twebbis tax-xogħol iġib ukoll diffikultajiet għall-ipproċessar ulterjuri tal-partijiet tal-metall. Pereżempju, il-wajer tal-azzar miġbud fil-kesħa jikkonsma ħafna enerġija għal aktar ġbid minħabba t-twebbis tax-xogħol, u jista' saħansitra jinkiser. Għalhekk, irid jiġi ttemprat biex jiġi eliminat it-twebbis tax-xogħol qabel it-tqattigħ. Eżempju ieħor huwa li sabiex il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol isir fraġli u iebes waqt it-tqattigħ, il-forza tat-tqattigħ tiżdied waqt it-tqattigħ mill-ġdid, u l-użu tal-għodda jiġi aċċellerat.

Tisħiħ tal-qamħ fin

1. Definizzjoni

Il-metodu li bih jittejbu l-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali tal-metall billi jiġu rraffinati l-qmuħ tal-kristall jissejjaħ tisħiħ tar-raffinar tal-kristall. Fl-industrija, is-saħħa tal-materjal titjieb billi jiġu rraffinati l-qmuħ tal-kristall.

2. Prinċipju

Il-metalli ġeneralment ikunu polikristalli magħmula minn ħafna qmuħ tal-kristall. Id-daqs tal-qmuħ tal-kristall jista' jiġi espress bin-numru ta' qmuħ tal-kristall għal kull unità ta' volum. Iktar ma jkun kbir in-numru, iktar ikunu fini l-qmuħ tal-kristall. L-esperimenti juru li l-metalli b'qamħ fin f'temperatura tal-kamra għandhom saħħa, ebusija, plastiċità u reżistenza ogħla mill-metalli b'qamħ oħxon. Dan għaliex il-qmuħ fini jgħaddu minn deformazzjoni plastika taħt forza esterna u jistgħu jiġu mxerrda f'aktar qmuħ, id-deformazzjoni plastika hija aktar uniformi, u l-konċentrazzjoni tal-istress hija inqas; barra minn hekk, iktar ma jkunu fini l-qmuħ, iktar tkun kbira l-erja tal-konfini tal-qmuħ u iktar ikunu tortużi l-konfini tal-qmuħ. Iktar ma tkun sfavorevoli l-propagazzjoni tax-xquq. Għalhekk, il-metodu biex tittejjeb is-saħħa tal-materjal billi jiġu rfinuti l-qmuħ tal-kristall jissejjaħ tisħiħ tar-raffinar tal-qmuħ fl-industrija.

3. Effett

Iktar ma jkun żgħir id-daqs tal-qamħ, iżgħar ikun in-numru ta' dislokazzjonijiet (n) fil-grupp ta' dislokazzjonijiet. Skont τ=nτ0, iktar ma tkun żgħira l-konċentrazzjoni tal-istress, iktar tkun għolja s-saħħa tal-materjal;

Il-liġi tat-tisħiħ tal-qamħ fin hija li iktar ma jkun hemm konfini tal-qamħ, iktar ikunu fini l-qamħ. Skont ir-relazzjoni Hall-Peiqi, iktar ma jkun żgħir il-valur medju (d) tal-qamħ, iktar tkun għolja s-saħħa tar-rendiment tal-materjal.

4. Il-metodu tar-raffinar tal-qamħ

Żid il-grad ta' subcooling;

Trattament għad-deterjorament;

Vibrazzjoni u tħawwid;

Għal metalli deformati bil-kesħa, il-qmuħ tal-kristall jistgħu jiġu raffinati billi jiġi kkontrollat ​​il-grad ta' deformazzjoni u t-temperatura tat-temprar.

Tisħiħ tat-tieni fażi

1. Definizzjoni

Meta mqabbla mal-ligi b'fażi waħda, il-ligi b'fażijiet multipli għandhom it-tieni fażi flimkien mal-fażi tal-matriċi. Meta t-tieni fażi tkun imqassma b'mod uniformi fil-fażi tal-matriċi b'partiċelli fini mxerrda, ikollha effett ta' tisħiħ sinifikanti. Dan l-effett ta' tisħiħ jissejjaħ it-tisħiħ tat-tieni fażi.

2. Klassifikazzjoni

Għall-moviment tad-dislokazzjonijiet, it-tieni fażi li tinsab fil-liga għandha ż-żewġ sitwazzjonijiet li ġejjin:

(1) Tisħiħ ta' partiċelli mhux deformabbli (mekkaniżmu ta' bypass).

(2) Tisħiħ ta' partiċelli deformabbli (mekkaniżmu ta' qtugħ).

Kemm it-tisħiħ tad-dispersjoni kif ukoll it-tisħiħ tal-preċipitazzjoni huma każijiet speċjali ta' tisħiħ tat-tieni fażi.

3. Effett

Ir-raġuni ewlenija għat-tisħiħ tat-tieni fażi hija l-interazzjoni bejniethom u d-dislokazzjoni, li tfixkel il-moviment tad-dislokazzjoni u ttejjeb ir-reżistenza għad-deformazzjoni tal-liga.

biex nagħmlu sommarju

L-aktar fatturi importanti li jaffettwaw is-saħħa huma l-kompożizzjoni, l-istruttura u l-istat tal-wiċċ tal-materjal innifsu; it-tieni huwa l-istat tal-forza, bħall-veloċità tal-forza, il-metodu tat-tagħbija, it-tiġbid sempliċi jew il-forza ripetuta, se juru qawwiet differenti; Barra minn hekk, il-ġeometrija u d-daqs tal-kampjun u l-mezz tat-test għandhom ukoll influwenza kbira, xi kultant anke deċiżiva. Pereżempju, is-saħħa tat-tensjoni tal-azzar b'saħħa ultra-għolja f'atmosfera ta' idroġenu tista' tonqos b'mod esponenzjali.

Hemm żewġ modi biss biex jissaħħu l-materjali tal-metall. Wieħed huwa li tiżdied il-forza ta' twaħħil interatomika tal-liga, tiżdied is-saħħa teoretika tagħha, u tipprepara kristall komplut mingħajr difetti, bħal whiskers. Huwa magħruf li s-saħħa tal-whiskers tal-ħadid hija qrib il-valur teoretiku. Jista' jiġi kkunsidrat li dan huwa minħabba li m'hemm l-ebda dislokazzjonijiet fil-whiskers, jew biss ammont żgħir ta' dislokazzjonijiet li ma jistgħux jipproliferaw matul il-proċess ta' deformazzjoni. Sfortunatament, meta d-dijametru tal-whisker ikun akbar, is-saħħa tonqos sew. Approċċ ieħor ta' tisħiħ huwa li jiġi introdott numru kbir ta' difetti tal-kristall fil-kristall, bħal dislokazzjonijiet, difetti puntwali, atomi eteroġenji, konfini tal-qamħ, partiċelli mxerrda ħafna jew inomoġenjitajiet (bħal segregazzjoni), eċċ. Dawn id-difetti jfixklu l-moviment tad-dislokazzjonijiet u jtejbu wkoll b'mod sinifikanti s-saħħa tal-metall. Il-fatti wrew li dan huwa l-aktar mod effettiv biex tiżdied is-saħħa tal-metalli. Għal materjali tal-inġinerija, ġeneralment huwa permezz ta' effetti ta' tisħiħ komprensivi biex tinkiseb prestazzjoni komprensiva aħjar.