Nguatkeun solusi padet

1. Harti

Fenomena dimana unsur-unsur paduan leyur dina logam dasar pikeun nyababkeun tingkat distorsi kisi anu tangtu sahingga ningkatkeun kakuatan alloy.

2. Prinsipna

Atom solute leyur dina leyuran padet ngabalukarkeun distorsi kisi, nu ngaronjatkeun daya tahan gerak dislocation, ngajadikeun slipping hésé, sarta ngaronjatkeun kakuatan sarta karasa solusi padet alloy. Fenomena ieu nguatkeun logam ku cara ngabubarkeun unsur solute anu tangtu pikeun ngabentuk solusi padet disebut penguatan solusi padet. Nalika konsentrasi atom solute luyu, kakuatan sarta karasa bahan bisa ngaronjat, tapi kateguhan sarta plasticity geus turun.

3. Faktor anu mangaruhan

Nu leuwih luhur fraksi atom tina atom solute, nu gede pangaruh strengthening, utamana lamun fraksi atom pisan low, pangaruh strengthening leuwih signifikan.

Beuki gede bédana antara atom solute jeung ukuran atom tina logam dasar, nu gede pangaruh strengthening.

Atom solute interstitial gaduh pangaruh penguatan solusi padet anu langkung ageung tibatan atom panggantian, sareng kusabab distorsi kisi atom interstitial dina kristal kubik anu dipuseurkeun kana awak asimétri, pangaruh penguatanana langkung ageung tibatan kristal kubik anu dipuseurkeun kana raray; tapi atom interstitial Kalarutan padet pisan kawates, jadi pangaruh strengthening sabenerna ogé kawates.

Beuki gede bédana jumlah éléktron valénsi antara atom solute jeung logam dasar, beuki écés pangaruh strengthening solusi padet, nyaeta, kakuatan ngahasilkeun leyuran padet naek kalawan ngaronjatna konsentrasi éléktron valénsi.

4. Darajat strengthening solusi solid utamana gumantung kana faktor di handap ieu

Bedana ukuran antara atom matriks jeung atom solute. Beuki ageung bédana ukuran, langkung ageung gangguan kana struktur kristal asli, sareng langkung hese pikeun dislokasi slip.

Jumlah elemen alloying. Beuki elemen alloying ditambahkeun, nu gede pangaruh strengthening. Lamun loba teuing atom badag teuing atawa leutik teuing, kaleyuran bakal ngaleuwihan. Ieu ngawengku mékanisme strengthening sejen, fase dispersed strengthening.

Atom solute interstitial gaduh pangaruh penguatan solusi padet anu langkung ageung tibatan atom pangganti.

Beuki gede bédana jumlah éléktron valénsi antara atom solute jeung logam dasar, beuki signifikan pangaruh strengthening solusi padet.

5. Pangaruh

kakuatan ngahasilkeun, kakuatan tensile jeung karasa leuwih kuat batan logam murni;

Dina kalolobaan kasus, ductility nu leuwih handap tina logam murni;

konduktivitas jauh leuwih handap logam murni;

Résistansi ngarayap, atanapi leungitna kakuatan dina suhu anu luhur, tiasa dironjatkeun ku nguatkeun solusi padet.

Kerja keras

1. Harti

Salaku darajat deformasi tiis naek, kakuatan sarta karasa bahan logam naek, tapi plasticity sarta kateguhan nurun.

2. Bubuka

Fenomena dimana kakuatan sareng karasa bahan logam ningkat nalika aranjeunna cacad plastis sahandapeun suhu rekristalisasi, sedengkeun plastisitas sareng kateguhan turun. Ogé kawanoh salaku hardening karya tiis. Alesanna nyaéta nalika logam cacad sacara plastik, séréal kristal dieunakeun sareng dislokasi kabeungkeut, anu nyababkeun séréal kristal manjang, pegat, sareng serat, sareng tegangan sésa-sésa dibangkitkeun dina logam. Darajat hardening karya biasana dinyatakeun ku babandingan microhardness tina lapisan permukaan sanggeus ngolah jeung nu saméméh ngolah jeung jero lapisan hardened.

3. Interprétasi tina jihat téori dislokasi

(1) Intersection lumangsung antara dislocations, sarta motong anu dihasilkeun ngahalangan gerakan dislocations;

(2) Réaksi lumangsung antara dislocations, sarta dislocation tetep kabentuk hinders gerakan dislocation nu;

(3) Proliferasi dislocations lumangsung, sarta kanaékan dénsitas dislokasi salajengna ngaronjatkeun daya tahan kana gerakan dislocation.

4. Cilaka

Hardening gawé brings kasusah ka processing salajengna bagian logam. Contona, dina prosés tiis-rolling plat baja, éta bakal jadi harder sarta harder gulung, jadi perlu pikeun ngatur annealing panengah salila prosés ngolah pikeun ngaleungitkeun hardening karya na ku pemanasan. Conto sanésna nyaéta ngajantenkeun permukaan workpiece rapuh sareng teuas dina prosés motong, ku kituna ngagancangkeun ngagem alat sareng ningkatkeun gaya motong.

5. Mangpaat

Éta tiasa ningkatkeun kakuatan, karasa sareng résistansi ngagem tina logam, khususna pikeun logam murni sareng paduan anu tangtu anu teu tiasa ningkat ku perlakuan panas. Contona, kawat baja kakuatan tinggi-digambar tiis jeung spring tiis-coiled, jsb, make deformasi kerja tiis pikeun ngaronjatkeun kakuatan sarta wates elastis. Conto anu sanésna nyaéta pamakean kerja keras pikeun ningkatkeun kekerasan sareng tahan ngagem tank, trek traktor, rahang crusher sareng turnouts karéta api.

6. Peran dina rékayasa mékanis

Saatos gambar tiis, rolling na shot peening (tingali surfacer strengthening) jeung prosés lianna, kakuatan permukaan bahan logam, bagian sareng komponenana bisa nyata ningkat;

Saatos bagian anu stressed, stress lokal bagian nu tangtu mindeng ngaleuwihan wates ngahasilkeun bahan, ngabalukarkeun deformasi plastik. Alatan hardening gawé, ngembangkeun terus deformasi plastik diwatesan, nu bisa ngaronjatkeun kasalametan bagian sareng komponenana;

Nalika bagian logam atanapi komponén dicap, deformasi palastik na dipirig ku strengthening, ku kituna deformasi ditransferkeun ka bagian hardened unworked sabudeureun éta. Saatos lampah bolak-terusan sapertos kitu, bagian stamping tiis kalayan deformasi cross-sectional seragam tiasa didapet;

Bisa ngaronjatkeun kinerja motong tina baja karbon lemah sareng nyieun chip gampang pikeun misahkeun. Tapi hardening gawé ogé brings kasusah ka processing salajengna bagian logam. Contona, kawat baja tiis-digambar meakeun loba énergi pikeun gambar salajengna alatan hardening karya, komo bisa jadi pegat. Ku alatan éta, éta kudu annealed pikeun ngaleungitkeun hardening karya saméméh ngagambar. Conto sanésna nyaéta pikeun ngajantenkeun permukaan workpiece rapuh sareng teuas nalika motong, gaya motong ningkat nalika motong deui, sareng ngagem alat gancangan.

Penguatan gandum halus

1. Harti

Métode pikeun ningkatkeun sipat mékanis bahan logam ku ngamurnikeun séréal kristal disebut penguatan pemurnian kristal. Dina industri, kakuatan bahan ningkat ku pemurnian séréal kristal.

2. Prinsipna

Logam biasana polycrystals diwangun ku loba séréal kristal. Ukuran séréal kristal bisa ditembongkeun ku jumlah séréal kristal per unit volume. Langkung seueur jumlahna, langkung saé séréal kristal. Percobaan némbongkeun yén logam rupa-grained dina suhu kamar boga kakuatan leuwih luhur, karasa, plasticity sarta kateguhan batan logam kasar-grained. Ieu kusabab séréal rupa ngalaman deformasi plastik dina gaya éksternal sarta bisa dispersed dina séréal leuwih, deformasi palastik leuwih seragam, sarta konsentrasi stress kirang; Sajaba ti éta, nu finer séréal, nu leuwih badag wewengkon wates sisikian jeung wates sisikian beuki tortuous. Beuki teu nguntungkeun rambatan retakan. Ku alatan éta, métode ngaronjatkeun kakuatan bahan ku pemurnian séréal kristal disebut séréal refinement strengthening di industri.

3. Pangaruh

Beuki leutik ukuran butir, beuki leutik jumlah dislokasi (n) dina klaster dislokasi. Nurutkeun τ=nτ0, nu leuwih leutik konsentrasi stress, nu leuwih luhur kakuatan bahan;

Hukum strengthening of fine-grain strengthening nyaéta yén leuwih wates sisikian, leuwih halus séréal. Numutkeun hubungan Hall-Peiqi, nu leutik nilai rata-rata (d) tina séréal, nu leuwih luhur kakuatan ngahasilkeun bahan.

4. Métode pemurnian sisikian

Ningkatkeun darajat subcooling;

perlakuan deterioration;

Geter jeung aduk;

Pikeun logam tiis-deformed, séréal kristal bisa disampurnakeun ku ngadalikeun darajat deformasi jeung annealing hawa.

Tulangan fase kadua

1. Harti

Dibandingkeun jeung alloy fase tunggal, alloy multi-fase boga fase kadua salian fase matrix. Nalika fase kadua disebarkeun sacara merata dina fase matriks kalayan partikel anu kasebar rupa, éta bakal gaduh pangaruh penguatan anu signifikan. Pangaruh strengthening ieu disebut strengthening fase kadua.

2. Klasifikasi

Pikeun gerakan dislocations, fase kadua dikandung dina alloy ngabogaan dua kaayaan di handap:

(1) Tulangan partikel non-deformable (mekanisme bypass).

(2) Tulangan partikel deformable (mekanisme cut-liwat).

Duanana penguatan dispersi sareng penguatan curah hujan mangrupikeun kasus khusus penguatan fase kadua.

3. Pangaruh

Alesan utama pikeun nguatkeun fase kadua nyaéta interaksi antara aranjeunna sareng dislokasi, anu ngahalangan gerakan dislokasi sareng ningkatkeun résistansi deformasi alloy.

jumlahna

Faktor anu paling penting anu mangaruhan kakuatan nyaéta komposisi, struktur sareng kaayaan permukaan bahan éta sorangan; kadua nyaéta kaayaan gaya, kayaning laju gaya, métode loading, manjang basajan atawa gaya diulang, bakal némbongkeun kakuatan béda; Salaku tambahan, géométri sareng ukuran sampel sareng médium tés ogé gaduh pangaruh anu ageung, sakapeung malah decisive. Contona, kakuatan tensile baja ultra-kakuatan luhur dina atmosfir hidrogén bisa turun éksponénsial.

Aya ngan dua cara pikeun nguatkeun bahan logam. Salah sahijina nyaéta ningkatkeun kakuatan beungkeutan interatomik tina alloy, ningkatkeun kakuatan téoritisna, sareng nyiapkeun kristal lengkep tanpa cacad, sapertos kumis. Perlu dipikanyaho yén kakuatan kumis beusi deukeut jeung nilai teoritis. Ieu bisa dianggap yén ieu téh alatan euweuh dislocations dina kumis, atawa ngan jumlah leutik dislocations nu teu bisa proliferate salila prosés deformasi. Hanjakal, nalika diaméter kumis leuwih badag, kakuatan turun sharply. pendekatan strengthening sejen nyaeta pikeun ngawanohkeun angka nu gede ngarupakeun defects kristal kana kristal, kayaning dislocations, defects titik, atom hétérogén, wates sisikian, partikel kacida dispersed atanapi inhomogeneities (kayaning segregation), jsb defects ieu ngahalangan gerak dislocations sarta ogé nyata ngaronjatkeun kakuatan logam. Fakta geus ngabuktikeun yén ieu téh cara paling éféktif pikeun ngaronjatkeun kakuatan logam. Pikeun bahan rékayasa, éta umumna ngaliwatan épék strengthening komprehensif pikeun ngahontal kinerja komprehensif hadé.