Tisħiħ tas-soluzzjoni solida

1. Definizzjoni

Fenomenu li fih l-elementi tal-liga huma maħlula fil-metall bażiku biex jikkawżaw ċertu grad ta 'distorsjoni tal-kannizzata u b'hekk iżidu s-saħħa tal-liga.

2. Prinċipju

L-atomi tas-solut maħlul fis-soluzzjoni solida jikkawżaw distorsjoni tal-kannizzata, li żżid ir-reżistenza tal-moviment ta 'dislokazzjoni, tagħmel iż-żlieq diffiċli, u żżid is-saħħa u l-ebusija tas-soluzzjoni solida tal-liga. Dan il-fenomenu tat-tisħiħ tal-metall billi jinħall ċertu element tas-solut biex jifforma soluzzjoni solida jissejjaħ tisħiħ tas-soluzzjoni solida. Meta l-konċentrazzjoni tal-atomi tas-soluzzjoni hija xierqa, is-saħħa u l-ebusija tal-materjal jistgħu jiżdiedu, iżda t-toughness u l-plastiċità tiegħu naqsu.

3. Fatturi li jinfluwenzaw

Aktar 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 huwa aktar sinifikanti.

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

L-atomi tas-soluti interstizjali għandhom effett ta 'tisħiħ tas-soluzzjoni solida akbar minn atomi ta' sostituzzjoni, u minħabba li d-distorsjoni tal-kannizzata ta 'atomi interstizjali fi kristalli kubi ċċentrata fuq il-ġisem hija asimmetrika, l-effett ta' tisħiħ tagħhom huwa akbar minn dak ta 'kristalli kubi ċċentrati fuq il-wiċċ; iżda atomi interstizjali Is-solubilità solida hija limitata ħafna, għalhekk l-effett ta 'tisħiħ attwali huwa limitat ukoll.

Iktar ma tkun kbira d-differenza fin-numru ta 'elettroni ta' valenza bejn l-atomi tas-solut u l-metall bażiku, aktar 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 tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida jiddependi prinċipalment fuq il-fatturi li ġejjin

Id-differenza fid-daqs bejn l-atomi tal-matriċi u l-atomi tas-soluti. Iktar ma tkun kbira d-differenza fid-daqs, iktar ikun kbir l-interferenza għall-istruttura tal-kristall oriġinali, u aktar ikun diffiċli għal żlieq ta 'dislokazzjoni.

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

L-atomi tas-soluti interstizjali għandhom effett akbar ta 'tisħiħ tas-soluzzjoni solida minn atomi ta' sostituzzjoni.

Iktar ma tkun kbira d-differenza fin-numru ta 'elettroni ta' valenza bejn l-atomi tas-solut u l-metall bażiku, 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;

F'ħafna każijiet, id-duttilità hija aktar baxxa minn dik tal-metall pur;

Il-konduttività hija ħafna inqas minn metall pur;

Ir-reżistenza għat-tkessiq, jew it-telf tas-saħħa f'temperaturi għoljin, jistgħu jitjiebu bit-tisħiħ tas-soluzzjoni solida.

Ebusija tax-xogħol

1. Definizzjoni

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

2. Introduzzjoni

Fenomenu li fih is-saħħa u l-ebusija tal-materjali tal-metall jiżdiedu meta jkunu deformati plastikament taħt it-temperatura tar-rikristallizzazzjoni, filwaqt li l-plastiċità u t-toughness jonqsu. Magħruf ukoll bħala ebusija tax-xogħol kiesaħ. Ir-raġuni hija li meta l-metall jiġi deformat plastikament, il-ħbub tal-kristall jiżolqu u d-dislokazzjonijiet huma mħabblin, li jikkawża li l-ħbub tal-kristall jittawwal, jinkisru, u jfiber, u tensjonijiet residwi huma ġġenerati fil-metall. Il-grad ta 'twebbis tax-xogħol huwa ġeneralment espress mill-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) L-intersezzjoni sseħħ bejn id-dislokazzjonijiet, u l-qatgħat li jirriżultaw ifixklu l-moviment tad-dislokazzjonijiet;

(2) Isseħħ reazzjoni bejn id-dislokazzjonijiet, u d-dislokazzjoni fissa ffurmata tfixkel il-moviment tad-dislokazzjoni;

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

4. Ħsara

It-twebbis tax-xogħol iġib diffikultajiet għall-ipproċessar ulterjuri ta 'partijiet tal-metall. Pereżempju, fil-proċess tal-irrumblar fil-kesħa tal-pjanċa tal-azzar, se jsir aktar diffiċli u aktar diffiċli biex irrombla, għalhekk huwa meħtieġ li jiġi rranġat ittemprar intermedju matul il-proċess tal-ipproċessar biex jiġi eliminat it-twebbis tax-xogħol tiegħu bit-tisħin. Eżempju ieħor huwa li tagħmel il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol fraġli u iebes fil-proċess tat-tqattigħ, u b'hekk taċċellera l-użu tal-għodda u tiżdied il-forza tat-tqattigħ.

5. Benefiċċji

Jista 'jtejjeb is-saħħa, l-ebusija u r-reżistenza għall-ilbies tal-metalli, speċjalment għal dawk il-metalli puri u ċerti ligi li ma jistgħux jittejbu bit-trattament tas-sħana. Pereżempju, wajer ta 'l-azzar ta' saħħa għolja miġbud fil-kesħa u rebbiegħa mkessħa bil-kesħa, eċċ., Uża deformazzjoni tax-xogħol kiesaħ biex ittejjeb is-saħħa u l-limitu elastiku tagħha. Eżempju ieħor huwa l-użu tat-twebbis tax-xogħol biex tittejjeb l-ebusija u r-reżistenza għall-ilbies tat-tankijiet, il-binarji tat-tratturi, ix-xedaq tal-crusher u t-turnouts tal-ferrovija.

6. Rwol fl-inġinerija mekkanika

Wara tpinġija kiesħa, rolling u shot peening (ara t-tisħiħ tal-wiċċ) u proċessi oħra, is-saħħa tal-wiċċ ta 'materjali, partijiet u komponenti tal-metall tista' tittejjeb b'mod sinifikanti;

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

Meta parti jew komponent tal-metall jiġi ttimbrat, id-deformazzjoni tal-plastik tagħha tkun akkumpanjata minn tisħiħ, sabiex id-deformazzjoni tiġi trasferita għall-parti mwebbsa mhux maħduma ta 'madwarha. Wara tali azzjonijiet alternanti ripetuti, jistgħu jinkisbu partijiet tal-ittimbrar kiesaħ b'deformazzjoni ta 'sezzjoni trasversali uniformi;

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

Tisħiħ tal-qamħ fin

1. Definizzjoni

Il-metodu tat-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali tal-metall billi jirfina l-ħbub tal-kristall jissejjaħ tisħiħ tar-raffinar tal-kristall. Fl-industrija, is-saħħa tal-materjal titjieb billi tirfina l-ħbub tal-kristall.

2. Prinċipju

Il-metalli huma ġeneralment polikristalli magħmulin minn ħafna ħbub tal-kristall. Id-daqs tal-ħbub tal-kristall jista 'jiġi espress bin-numru ta' ħbub tal-kristall għal kull volum ta 'unità. Iktar ma n-numru, iktar il-ħbub tal-kristall ikunu fini. L-esperimenti juru li l-metalli ta 'qamħa fin f'temperatura tal-kamra għandhom saħħa, ebusija, plastiċità u toughness ogħla minn metalli ta' qamħ oħxon. Dan huwa minħabba li l-ħbub fini jgħaddu minn deformazzjoni tal-plastik taħt forza esterna u jistgħu jiġu mxerrda f'aktar ħbub, id-deformazzjoni tal-plastik hija aktar uniformi, u l-konċentrazzjoni tal-istress hija inqas; barra minn hekk, l-ifjen il-ħbub, l-akbar l-erja tal-konfini tal-qamħ u l-konfini tal-qamħ aktar tortuous. L-aktar sfavorevoli l-propagazzjoni ta 'xquq. Għalhekk, il-metodu tat-titjib tas-saħħa tal-materjal billi jirfina l-ħbub tal-kristall jissejjaħ it-tisħiħ tar-raffinament tal-qamħ fl-industrija.

3. Effett

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

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

4. Il-metodu ta 'raffinament tal-qamħ

Żid il-grad ta 'subcooling;

Trattament ta' deterjorament;

Vibrazzjoni u tħawwad;

Għal metalli deformati fil-kesħa, il-ħbub tal-kristall jistgħu jiġu rfinuti billi jikkontrollaw il-grad ta 'deformazzjoni u t-temperatura ta' l-ittemprar.

Tisħiħ tat-tieni fażi

1. Definizzjoni

Meta mqabbla ma 'ligi ta' fażi waħda, ligi b'ħafna fażijiet għandhom it-tieni fażi minbarra l-fażi tal-matriċi. Meta t-tieni fażi titqassam b'mod uniformi fil-fażi tal-matriċi b'partiċelli fini mxerrda, ikollha effett sinifikanti ta 'tisħiħ. 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 tiġbor

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, tiġbid sempliċi jew forza ripetuta, se juru saħħiet 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 ta 'l-azzar ta' saħħa ultra-għolja f'atmosfera ta 'idroġenu tista' tinżel b'mod esponenzjali.

Hemm biss żewġ modi biex isaħħu l-materjali tal-metall. Waħda hija li żżid il-forza tat-twaħħil interatomika tal-liga, iżżid 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 'jitqies li dan huwa minħabba li m'hemm l-ebda dislokazzjonijiet fil-whiskers, jew ammont żgħir biss ta' dislokazzjonijiet li ma jistgħux jipproliferaw matul il-proċess ta 'deformazzjoni. Sfortunatament, meta d-dijametru tal-whisker ikun akbar, is-saħħa tinżel drastikament. Approċċ ieħor ta 'tisħiħ huwa li jintroduċi numru kbir ta' difetti tal-kristall fil-kristall, bħal dislokazzjonijiet, difetti tal-punt, atomi eteroġenji, konfini tal-qamħ, partiċelli mxerrda ħafna jew inomoġeneitajiet (bħal segregazzjoni), eċċ Dawn id-difetti jfixklu l-moviment ta 'dislokazzjonijiet u wkoll ittejjeb 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 ta 'inġinerija, huwa ġeneralment permezz ta' effetti ta 'tisħiħ komprensivi biex tinkiseb prestazzjoni komprensiva aħjar.