Panguatan larutan padet

1. Définisi

Hiji fénoména dimana unsur paduan leyur dina logam dasar pikeun nyababkeun distorsi kisi dina tingkat anu tangtu sahingga ningkatkeun kakuatan paduan.

2. Prinsip

Atom-atom zat terlarut anu leyur dina larutan padet nyababkeun distorsi kisi, anu ningkatkeun résistansi gerakan dislokasi, ngajantenkeun hésé ngageser, sareng ningkatkeun kakuatan sareng karasana larutan padet paduan. Fenomena nguatkeun logam ku cara ngaleyurkeun unsur zat terlarut anu tangtu pikeun ngabentuk larutan padet ieu disebut penguatan larutan padet. Nalika konsentrasi atom zat terlarut luyu, kakuatan sareng karasana bahan tiasa ningkat, tapi kateguhan sareng plastisitasna parantos turun.

3. Faktor anu mangaruhan

Beuki luhur fraksi atom atom zat terlarut, beuki ageung pangaruh panguatanna, khususna nalika fraksi atomna handap pisan, pangaruh panguatanna langkung signifikan.

Beuki gedé bédana antara atom zat terlarut jeung ukuran atom logam dasar, beuki gedé éfék panguatanna.

Atom zat terlarut interstitial gaduh pangaruh penguatan larutan padet anu langkung ageung tibatan atom pangganti, sareng kusabab distorsi kisi atom interstitial dina kristal kubik anu berpusat awak henteu simetris, pangaruh penguatanana langkung ageung tibatan kristal kubik anu berpusat beungeut; tapi atom interstitial Kalarutan padet terbatas pisan, janten pangaruh penguatan anu saleresna ogé terbatas.

Beuki gedé bédana jumlah éléktron valénsi antara atom zat terlarut jeung logam dasar, beuki atra éfék panguatan larutan padet, nyaéta, kakuatan luluh larutan padet ningkat kalawan ningkatna konsentrasi éléktron valénsi.

4. Darajat panguatan larutan padet utamina gumantung kana faktor-faktor ieu

Bédana ukuran antara atom matriks sareng atom zat terlarut. Beuki ageung bédana ukuran, beuki ageung gangguan kana struktur kristal aslina, sareng beuki hésé pikeun slip dislokasi.

Jumlah unsur paduan. Beuki loba unsur paduan anu ditambahkeun, beuki gede pangaruh panguatanna. Upami seueur teuing atom anu ageung teuing atanapi alit teuing, kalarutan bakal kaleuleuwihi. Ieu ngalibatkeun mékanisme panguatan anu sanés, nyaéta panguatan fase anu sumebar.

Atom zat terlarut interstisial gaduh pangaruh penguatan larutan padet anu langkung ageung tibatan atom pangganti.

Beuki gedé bédana jumlah éléktron valénsi antara atom zat terlarut jeung logam dasar, beuki signifikan pangaruh panguatan larutan padetna.

5. Pangaruh

Kakuatan luluh, kakuatan tarik sareng karasana langkung kuat tibatan logam murni;

Dina kalolobaan kasus, daktilitasna leuwih handap tibatan logam murni;

Konduktivitasna jauh leuwih handap tibatan logam murni;

Résistansi creep, atanapi leungitna kakuatan dina suhu anu luhur, tiasa ditingkatkeun ku cara nguatkeun larutan padet.

Pangerasan padamelan

1. Définisi

Sabot tingkat deformasi tiis ningkat, kakuatan sareng karasana bahan logam ningkat, tapi plastisitas sareng kateguhanana nurun.

2. Bubuka

Hiji fénoména dimana kakuatan sareng karasana bahan logam ningkat nalika aranjeunna dideformasi sacara plastis di handap suhu rekristalisasi, sedengkeun plastisitas sareng kateguhanana nurun. Ogé katelah pengerasan kerja tiis. Alesanna nyaéta nalika logam dideformasi sacara plastis, butiran kristalna ngageser sareng dislokasina nyangkut, anu nyababkeun butiran kristal manjang, pegat, sareng serat, sareng tegangan sésa dihasilkeun dina logam. Darajat pengerasan kerja biasana dikedalkeun ku babandingan mikrokekerasan lapisan permukaan saatos diprosés sareng sateuacan diprosés sareng jerona lapisan anu dikeraskeun.

3. Interpretasi tina sudut pandang téori dislokasi

(1) Panyimpangan lumangsung antara dislokasi, sareng potongan anu dihasilkeun ngahalangan gerakan dislokasi;

(2) Réaksi lumangsung antara dislokasi, sareng dislokasi tetep anu kabentuk ngahalangan gerakan dislokasi;

(3) Ngaronjatna dislokasi lumangsung, sareng paningkatan kapadetan dislokasi langkung ningkatkeun résistansi kana gerakan dislokasi.

4. Karugian

Pangerasan kerja nyababkeun kasusah dina pamrosésan salajengna bagian logam. Salaku conto, dina prosés ngagulung pelat baja tiis, éta bakal beuki hésé digulung, janten perlu ngatur annealing antara salami prosés pamrosésan pikeun ngaleungitkeun pangerasan kerjana ku cara dipanaskeun. Conto sanésna nyaéta ngajantenkeun permukaan benda kerja rapuh sareng teuas dina prosés motong, sahingga ngagancangkeun makéna alat sareng ningkatkeun gaya motong.

5. Mangpaat

Ieu tiasa ningkatkeun kakuatan, karasa, sareng résistansi aus logam, khususna pikeun logam murni sareng logam campuran tertentu anu teu tiasa ditingkatkeun ku perlakuan panas. Salaku conto, kawat baja kakuatan tinggi anu ditarik tiis sareng pegas anu digulung tiis, jsb., nganggo deformasi kerja tiis pikeun ningkatkeun kakuatan sareng wates élastisna. Conto sanésna nyaéta panggunaan pengerasan kerja pikeun ningkatkeun karasa sareng résistansi aus tank, trek traktor, rahang crusher, sareng belokan karéta api.

6. Kalungguhan dina rékayasa mékanis

Saatos ngagambar tiis, ngagulung sareng shot peening (tingali panguatan permukaan) sareng prosés sanésna, kakuatan permukaan bahan logam, bagian sareng komponén tiasa ningkat sacara signifikan;

Saatos bagian-bagianna diteken, tegangan lokal bagian-bagian tertentu sering ngaleuwihan wates luluh bahan, nyababkeun deformasi plastik. Kusabab pengerasan kerja, perkembangan deformasi plastik anu terus-terusan diwatesan, anu tiasa ningkatkeun kaamanan bagian sareng komponén;

Nalika bagian atanapi komponén logam dicap, deformasi plastikna dibarengan ku penguatan, sahingga deformasi ditransfer ka bagian anu teu acan dikerjakeun sareng dikeraskeun di sakurilingna. Saatos tindakan silih ganti anu diulang-ulang sapertos kitu, bagian cap tiis kalayan deformasi penampang anu seragam tiasa didapet;

Éta tiasa ningkatkeun kinerja motong baja karbon rendah sareng ngajantenkeun serpihan gampang dipisahkeun. Tapi pengerasan kerja ogé nyababkeun kasusah dina pamrosésan salajengna tina bagian logam. Salaku conto, kawat baja anu ditarik tiis nyéépkeun seueur énergi pikeun ditarik salajengna kusabab pengerasan kerja, sareng bahkan tiasa rusak. Ku alatan éta, éta kedah dipanaskeun pikeun ngaleungitkeun pengerasan kerja sateuacan ditarik. Conto sanésna nyaéta pikeun ngajantenkeun permukaan benda kerja rapuh sareng keras nalika motong, gaya motong ningkat nalika motong deui, sareng keausan alat dipercepat.

Panguatan butir anu lemes

1. Définisi

Métode pikeun ningkatkeun sipat mékanis bahan logam ku cara ngamurnikeun butiran kristal disebut panguatan pamurnian kristal. Dina industri, kakuatan bahan ditingkatkeun ku cara ngamurnikeun butiran kristal.

2. Prinsip

Logam biasana polikristal anu diwangun ku seueur butiran kristal. Ukuran butiran kristal tiasa dikedalkeun ku jumlah butiran kristal per unit volume. Beuki seueur jumlahna, beuki ipis butiran kristalna. Ékspérimén nunjukkeun yén logam butiran lemes dina suhu kamar gaduh kakuatan, karasana, plastisitas sareng kateguhan anu langkung luhur tibatan logam butiran kasar. Ieu kusabab butiran lemes ngalaman deformasi plastik dina gaya éksternal sareng tiasa sumebar dina langkung seueur butiran, deformasi plastik langkung seragam, sareng konsentrasi tegangan kirang; salian ti éta, beuki ipis butiranna, beuki ageung daérah wates butiran sareng wates butiran anu langkung liku-liku. Beuki teu nguntungkeun panyebaran retakan. Ku alatan éta, metode pikeun ningkatkeun kakuatan bahan ku cara ngamurnikeun butiran kristal disebut penguatan pamurnian butiran dina industri.

3. Pangaruh

Beuki leutik ukuran butirna, beuki leutik jumlah dislokasi (n) dina gugusan dislokasi. Numutkeun τ=nτ0, beuki leutik konsentrasi teganganna, beuki luhur kakuatan bahanna;

Hukum panguatan tina panguatan butir halus nyaéta beuki loba wates butirna, beuki lemes butirna. Numutkeun hubungan Hall-Peiqi, beuki leutik nilai rata-rata (d) butirna, beuki luhur kakuatan luluh bahanna.

4. Métode panyaringan gandum

Ningkatkeun darajat subcooling;

Perawatan karusakan;

Geter jeung aduk;

Pikeun logam anu cacad tiis, butiran kristalna tiasa dimurnikeun ku cara ngontrol tingkat deformasi sareng suhu anil.

Panguatan fase kadua

1. Définisi

Dibandingkeun sareng paduan fase tunggal, paduan multi-fase gaduh fase kadua salian ti fase matriks. Nalika fase kadua kasebar rata dina fase matriks kalayan partikel anu sumebar lemes, éta bakal gaduh pangaruh penguatan anu signifikan. Pangaruh penguatan ieu disebut penguatan fase kadua.

2. Klasifikasi

Pikeun gerakan dislokasi, fase kadua anu aya dina paduan ngagaduhan dua kaayaan ieu:

(1) Panguatan partikel anu teu tiasa dideformasi (mékanisme bypass).

(2) Panguatan partikel anu tiasa dideformasi (mékanisme motong).

Boh panguatan dispersi sareng panguatan présipitasi mangrupikeun kasus khusus tina panguatan fase kadua.

3. Pangaruh

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

jumlahna

Faktor anu paling penting anu mangaruhan kakuatan nyaéta komposisi, struktur sareng kaayaan permukaan bahan éta sorangan; anu kadua nyaéta kaayaan gaya, sapertos kecepatan gaya, metode pemuatan, peregangan saderhana atanapi gaya anu diulang-ulang, bakal nunjukkeun kakuatan anu béda; Salian ti éta, géométri sareng ukuran sampel sareng média uji ogé gaduh pangaruh anu ageung, sakapeung malah nangtukeun. Salaku conto, kakuatan tarik baja kakuatan ultra-luhur dina atmosfir hidrogén tiasa turun sacara éksponénsial.

Ngan aya dua cara pikeun nguatkeun bahan logam. Anu kahiji nyaéta ningkatkeun gaya beungkeutan interatomik tina logam campuran, ningkatkeun kakuatan téoritisna, sareng nyiapkeun kristal anu lengkep tanpa cacad, sapertos kumis. Dipikanyaho yén kakuatan kumis beusi caket kana nilai téoritisna. Bisa dianggap yén ieu kusabab teu aya dislokasi dina kumis, atanapi ngan ukur saeutik dislokasi anu teu tiasa nyebar nalika prosés deformasi. Hanjakalna, nalika diaméter kumis langkung ageung, kakuatan turun drastis. Pendekatan panguatan anu sanés nyaéta ngenalkeun sajumlah ageung cacad kristal kana kristal, sapertos dislokasi, cacad titik, atom hétérogén, wates butir, partikel anu sumebar pisan atanapi inhomogenitas (sapertos segregasi), jsb. Cacat ieu ngahalangan gerakan dislokasi sareng ogé ningkatkeun kakuatan logam sacara signifikan. Fakta parantos ngabuktikeun yén ieu mangrupikeun cara anu paling efektif pikeun ningkatkeun kakuatan logam. Pikeun bahan rékayasa, umumna ngalangkungan épék panguatan komprehensif pikeun ngahontal kinerja komprehensif anu langkung saé.