Solida solvaĵo plifortigo

1. Difino

Fenomeno, en kiu alojaj elementoj dissolviĝas en la bazmetalo por kaŭzi certan gradon de kradmisprezento kaj tiel pliigi la forton de la alojo.

2. Principo

La solvitaj solvitaj atomoj en la solida solvaĵo kaŭzas kradan misprezenton, kiu pliigas la reziston al dislokacia movado, malfaciligas glitadon, kaj pliigas la forton kaj malmolecon de la aloja solida solvaĵo. Ĉi tiu fenomeno de fortigo de la metalo per dissolvo de certa solvita elemento por formi solidan solvaĵon nomiĝas fortigo de solida solvaĵo. Kiam la koncentriĝo de solvitaj atomoj estas taŭga, la forto kaj malmoleco de la materialo povas esti pliigitaj, sed ĝia dureco kaj plastikeco malpliiĝas.

3. Influaj faktoroj

Ju pli alta estas la atomfrakcio de solutaj atomoj, des pli granda estas la fortiga efiko, precipe kiam la atomfrakcio estas tre malalta, la fortiga efiko estas pli signifa.

Ju pli granda estas la diferenco inter la solutaj atomoj kaj la atomgrandeco de la bazmetalo, des pli granda estas la fortiga efiko.

Intersticaj solutaj atomoj havas pli grandan fortigan efikon en solida solvaĵo ol anstataŭigaj atomoj, kaj ĉar la krada misprezento de intersticaj atomoj en korp-centraj kubaj kristaloj estas nesimetria, ilia fortiga efiko estas pli granda ol tiu de fac-centraj kubaj kristaloj; sed la solvebleco en solida solvaĵo de intersticaj atomoj estas tre limigita, do la efektiva fortiga efiko ankaŭ estas limigita.

Ju pli granda estas la diferenco en la nombro de valentaj elektronoj inter la solutaj atomoj kaj la bazmetalo, des pli evidenta estas la fortiga efiko de la solida solvaĵo, tio estas, la streĉa forto de la solida solvaĵo pliiĝas kun la pliiĝo de la valenta elektrona koncentriĝo.

4. La grado de solida solvaĵo plifortigo ĉefe dependas de la jenaj faktoroj

La diferenco en grandeco inter matricaj atomoj kaj solutaj atomoj. Ju pli granda la diferenco en grandeco, des pli granda la interfero al la originala kristala strukturo, kaj des pli malfacila estas la disloka glitado.

La kvanto de alojaj elementoj. Ju pli da alojaj elementoj aldoniĝas, des pli granda estas la fortiga efiko. Se tro multaj atomoj estas tro grandaj aŭ tro malgrandaj, la solvebleco estos superita. Tio implikas alian fortigan mekanismon, la fortigon de dispersita fazo.

Intersticaj solutaj atomoj havas pli grandan solidsolvaĵan fortigan efikon ol anstataŭigaj atomoj.

Ju pli granda estas la diferenco en la nombro de valentaj elektronoj inter la solutaj atomoj kaj la bazmetalo, des pli signifa estas la fortiga efiko de la solida solvaĵo.

5. Efiko

Elstreco, streĉo-rezisto kaj malmoleco estas pli fortaj ol en puraj metaloj;

En plej multaj kazoj, la duktileco estas pli malalta ol tiu de pura metalo;

La konduktiveco estas multe pli malalta ol pura metalo;

Fiuporezisto, aŭ fortperdo ĉe altaj temperaturoj, povas esti plibonigita per solida solvaĵo plifortigo.

Labormalmoliĝo

1. Difino

Dum la grado de malvarma deformado pliiĝas, la forto kaj malmoleco de metalaj materialoj pliiĝas, sed la plastikeco kaj dureco malpliiĝas.

2. Enkonduko

Fenomeno, en kiu la forto kaj malmoleco de metalaj materialoj pliiĝas kiam ili estas plastike deformitaj sub la rekristaliĝa temperaturo, dum la plastikeco kaj tenaceco malpliiĝas. Ankaŭ konata kiel malvarma labormalmoliĝo. La kialo estas, ke kiam la metalo estas plastike deformita, la kristalaj grajnoj glitas kaj dislokiĝoj implikiĝas, kio kaŭzas plilongiĝon, rompiĝon kaj fibroformiĝon de la kristalaj grajnoj, kaj restaj streĉoj generiĝas en la metalo. La grado de labormalmoliĝo kutime esprimiĝas per la rilatumo de la mikromalmoleco de la surfaca tavolo post prilaborado al tiu antaŭ prilaborado kaj la profundo de la hardita tavolo.

3. Interpreto el la perspektivo de la teorio de dislokacio

(1) Intersekco okazas inter dislokacioj, kaj la rezultantaj tranĉoj malhelpas la movadon de la dislokacioj;

(2) Reakcio okazas inter dislokacioj, kaj la formita fiksa dislokacio malhelpas la movadon de la dislokacio;

(3) Okazas la proliferado de dislokacioj, kaj la pliiĝo de la denseco de dislokacioj plue pliigas la reziston al la movado de dislokacioj.

4. Damaĝo

Labor-malmoliĝo alportas malfacilaĵojn al la plia prilaborado de metalaj partoj. Ekzemple, dum la procezo de malvarma rulado de ŝtalplato, ĝi fariĝos pli kaj pli malfacile rulebla, do necesas aranĝi mezan kalcinadon dum la prilaborado por forigi ĝian labor-malmoliĝon per varmigo. Alia ekzemplo estas igi la surfacon de la laborpeco fragila kaj malmola dum la tranĉprocezo, tiel akcelante ilan eluziĝon kaj pliigante tranĉforton.

5. Avantaĝoj

Ĝi povas plibonigi la forton, malmolecon kaj eluziĝreziston de metaloj, precipe por tiuj puraj metaloj kaj certaj alojoj, kiujn oni ne povas plibonigi per varmotraktado. Ekzemple, malvarme tirita alt-forta ŝtaldrato kaj malvarme volvitaj risortoj, ktp., uzas malvarman prilaboran deformadon por plibonigi sian forton kaj elastan limon. Alia ekzemplo estas la uzo de labormalmoliĝo por plibonigi la malmolecon kaj eluziĝreziston de tankoj, traktoraj reloj, dispremilaj makzeloj kaj fervojaj ŝaltiloj.

6. Rolo en mekanika inĝenierarto

Post malvarma tirado, rulado kaj ŝmirgaltelado (vidu surfacan fortigon) kaj aliaj procezoj, la surfaca forto de metalaj materialoj, partoj kaj komponantoj povas esti signife plibonigita;

Post kiam la partoj estas streĉitaj, la loka streĉo de certaj partoj ofte superas la limon de streĉo de la materialo, kaŭzante plastan deformadon. Pro labormalmoliĝo, la daŭra evoluo de plasta deformado estas limigita, kio povas plibonigi la sekurecon de partoj kaj komponantoj;

Kiam metala parto aŭ komponanto estas stampita, ĝia plasta deformado estas akompanata de plifortigo, tiel ke la deformado transdoniĝas al la neprilaborita hardita parto ĉirkaŭ ĝi. Post tiaj ripetaj alternaj agoj, oni povas akiri malvarmstampitajn partojn kun unuforma transversa sekca deformado;

Ĝi povas plibonigi la tranĉan rendimenton de malalt-karbona ŝtalo kaj faciligi la apartigon de la pecetoj. Sed labormalmoliĝo ankaŭ alportas malfacilaĵojn al la plia prilaborado de metalaj partoj. Ekzemple, malvarme tirita ŝtaldrato konsumas multan energion por plia tirado pro labormalmoliĝo, kaj eĉ povas rompiĝi. Tial, ĝi devas esti kalcinigita por eviti labormalmoliĝon antaŭ tirado. Alia ekzemplo estas, ke por igi la surfacon de la laborpeco fragila kaj malmola dum tranĉado, la tranĉforto estas pliigita dum retranĉado, kaj la ileluziĝo estas akcelita.

Fortigo de fajna greno

1. Difino

La metodo por plibonigi la mekanikajn ecojn de metalaj materialoj per rafinado de la kristalaj grajnoj nomiĝas kristala rafinada fortigo. En la industrio, la forto de la materialo estas plibonigita per rafinado de la kristalaj grajnoj.

2. Principo

Metaloj estas kutime polikristaloj konsistantaj el multaj kristalaj grajnoj. La grandeco de la kristalaj grajnoj povas esti esprimita per la nombro de kristalaj grajnoj por unuo de volumeno. Ju pli granda estas la nombro, des pli fajnaj estas la kristalaj grajnoj. Eksperimentoj montras, ke fajngrajnaj metaloj je ĉambra temperaturo havas pli altan forton, malmolecon, plastikecon kaj durecon ol krudgrajnaj metaloj. Ĉi tio estas ĉar la fajnaj grajnoj spertas plastan deformadon sub ekstera forto kaj povas esti dispersigitaj en pli da grajnoj, la plasta deformado estas pli unuforma, kaj la streĉa koncentriĝo estas malpli granda; krome, ju pli fajnaj estas la grajnoj, des pli granda estas la grenlima areo kaj des pli torditaj estas la grenlimoj. Des pli malfavora estas la disvastiĝo de fendetoj. Tial, la metodo por plibonigi la forton de la materialo per rafinado de la kristalaj grajnoj nomiĝas grenrafinada fortigo en la industrio.

3. Efiko

Ju pli malgranda la grenograndeco, des pli malgranda la nombro da dislokacioj (n) en la dislokacia aro. Laŭ τ=nτ0, ju pli malgranda la streĉkoncentriĝo, des pli alta la forto de la materialo;

La leĝo pri plifortigo de fajngrajnoj estas, ke ju pli da grenlimoj, des pli fajnaj la grajnoj. Laŭ la rilato de Hall-Peiqi, ju pli malgranda la averaĝa valoro (d) de la grajnoj, des pli alta la streĉa limo de la materialo.

4. La metodo de grenrafinado

Pliigu la gradon de submalvarmigo;

Traktado de difektiĝo;

Vibrado kaj kirlado;

Por malvarme deformitaj metaloj, la kristalaj grajnoj povas esti rafinitaj per kontrolado de la grado de deformiĝo kaj la kalcina temperaturo.

Dua fazo plifortigo

1. Difino

Kompare kun unufazaj alojoj, plurfazaj alojoj havas duan fazon aldone al la matrica fazo. Kiam la dua fazo estas unuforme distribuita en la matrica fazo kun fajne disigitaj partikloj, ĝi havos signifan fortigan efikon. Ĉi tiu fortiga efiko nomiĝas la duafaza fortigo.

2. Klasifiko

Por la movado de dislokacioj, la dua fazo enhavita en la alojo havas la jenajn du situaciojn:

(1) Plifortigo de nedeformeblaj partikloj (pretervoja mekanismo).

(2) Plifortigo de deformeblaj partikloj (tratranĉa mekanismo).

Kaj dispersfortigo kaj precipitaĵfortigo estas specialaj kazoj de duafaza fortigo.

3. Efiko

La ĉefa kialo por la plifortigo de la dua fazo estas la interago inter ili kaj la dislokacio, kiu malhelpas la movadon de la dislokacio kaj plibonigas la deformadan reziston de la alojo.

resumi

La plej gravaj faktoroj influantaj la forton estas la konsisto, strukturo kaj surfaca stato de la materialo mem; la dua estas la stato de forto, kiel ekzemple la rapido de la forto, la metodo de ŝarĝo, simpla streĉado aŭ ripetata forto, montros malsamajn fortojn; Krome, la geometrio kaj grandeco de la specimeno kaj la testmedio ankaŭ havas grandan influon, foje eĉ decidan. Ekzemple, la streĉa forto de ultra-alt-forta ŝtalo en hidrogena atmosfero povas fali eksponente.

Ekzistas nur du manieroj plifortigi metalajn materialojn. Unu estas pliigi la interatoman ligforton de la alojo, pliigi ĝian teorian forton, kaj prepari kompletan kristalon sen difektoj, kiel ekzemple lipharoj. Oni scias, ke la forto de feraj lipharoj estas proksima al la teoria valoro. Oni povas konsideri, ke tio estas ĉar ne estas dislokigoj en la lipharoj, aŭ nur malgranda kvanto da dislokigoj, kiuj ne povas multiĝi dum la deforma procezo. Bedaŭrinde, kiam la diametro de la lipharo estas pli granda, la forto akre malpliiĝas. Alia plifortiga aliro estas enkonduki grandan nombron da kristalaj difektoj en la kristalon, kiel ekzemple dislokigoj, punktaj difektoj, heterogenaj atomoj, grenlimoj, tre disigitaj partikloj aŭ enhomogenecoj (kiel ekzemple apartigo), ktp. Ĉi tiuj difektoj malhelpas la movadon de dislokigoj kaj ankaŭ signife plibonigas la forton de la metalo. Faktoj pruvis, ke ĉi tio estas la plej efika maniero pliigi la forton de metaloj. Por inĝenieraj materialoj, ĝenerale per ampleksaj plifortigaj efikoj oni atingas pli bonan ampleksan funkciadon.