Pagpalig-on sa solidong solusyon

1. Kahulugan

Usa ka panghitabo diin ang mga elemento sa alloying matunaw sa base metal aron makamugna og usa ka piho nga ang-ang sa lattice distortion ug sa ingon makadugang sa kusog sa alloy.

2. Prinsipyo

Ang mga atomo sa solute nga natunaw sa solidong solusyon hinungdan sa lattice distortion, nga nagdugang sa resistensya sa paglihok sa dislocation, nagpalisud sa pag-slide, ug nagdugang sa kusog ug katig-a sa solidong solusyon sa alloy. Kini nga panghitabo sa pagpalig-on sa metal pinaagi sa pagtunaw sa usa ka piho nga elemento sa solute aron maporma ang usa ka solidong solusyon gitawag nga solid solution strengthening. Kung ang konsentrasyon sa mga atomo sa solute angay, ang kusog ug katig-a sa materyal mahimong madugangan, apan ang kalig-on ug plasticity niini mikunhod.

3. Mga hinungdan nga nakaimpluwensya

Kon mas taas ang atomic fraction sa mga solute atoms, mas dako ang strengthening effect, labi na kon ang atomic fraction ubos kaayo, mas dako ang strengthening effect.

Kon mas dako ang kalainan tali sa mga atomo sa solute ug sa atomic size sa base metal, mas dako ang epekto sa pagpalig-on niini.

Ang mga interstitial solute atoms adunay mas dako nga epekto sa pagpalig-on sa solid solution kaysa sa mga replacement atoms, ug tungod kay ang lattice distortion sa mga interstitial atoms sa body-centered cubic crystals dili simetriko, ang ilang epekto sa pagpalig-on mas dako kaysa sa face-centered cubic crystals; apan ang solid solubility sa mga interstitial atoms limitado kaayo, busa ang aktuwal nga epekto sa pagpalig-on limitado usab.

Kon mas dako ang kalainan sa gidaghanon sa mga valence electron tali sa mga atomo sa solute ug sa base metal, mas klaro ang epekto sa pagpalig-on sa solid solution, nga mao, ang kusog sa ani sa solid solution motaas uban sa pagtaas sa konsentrasyon sa valence electron.

4. Ang lebel sa pagpalig-on sa solidong solusyon nagdepende sa mosunod nga mga butang

Ang kalainan sa gidak-on tali sa mga atomo sa matrix ug mga atomo sa solute. Kon mas dako ang kalainan sa gidak-on, mas dako ang pagpanghilabot sa orihinal nga istruktura sa kristal, ug mas lisod ang dislocation slip.

Ang gidaghanon sa mga elemento sa pag-alloy. Kon mas daghang elemento sa pag-alloy ang idugang, mas dako ang epekto sa pagpalig-on. Kon daghan kaayong mga atomo ang dako kaayo o gamay ra kaayo, ang solubility molapas. Naglambigit kini og laing mekanismo sa pagpalig-on, ang pagpalig-on sa dispersed phase.

Ang mga interstitial solute atoms adunay mas dakong epekto sa pagpalig-on sa solid solution kay sa mga replacement atoms.

Kon mas dako ang kalainan sa gidaghanon sa mga valence electron tali sa mga atomo sa solute ug sa base metal, mas dako ang epekto sa pagpalig-on sa solid solution.

5. Epekto

Ang kusog sa pag-ani, kusog sa pag-igting ug katig-a mas lig-on kay sa puro nga mga metal;

Sa kadaghanang mga kaso, ang ductility mas ubos kay sa puro nga metal;

Ang konduktibiti mas ubos kay sa puro nga metal;

Ang resistensya sa pagkibot, o pagkawala sa kusog sa taas nga temperatura, mapaayo pinaagi sa pagpalig-on sa solidong solusyon.

Pagpatig-a sa trabaho

1. Kahulugan

Samtang motaas ang ang-ang sa bugnaw nga deformasyon, motaas usab ang kusog ug katig-a sa mga materyales nga metal, apan mokunhod ang plasticity ug kalig-on.

2. Pasiuna

Usa ka panghitabo diin ang kusog ug katig-a sa mga materyales nga metal motaas kung kini ma-plastic deform ubos sa temperatura sa recrystallization, samtang ang plasticity ug toughness mokunhod. Nailhan usab nga cold work hardening. Ang hinungdan mao nga kung ang metal ma-plastic deform, ang mga lugas sa kristal madulas ug ang mga dislocation magkagubot, nga hinungdan sa pag-inat, pagkabuak, ug pag-fiberize sa mga lugas sa kristal, ug ang mga residual stress mamugna sa metal. Ang degree sa work hardening kasagaran gipahayag sa ratio sa microhardness sa surface layer human sa pagproseso ngadto sa wala pa ang pagproseso ug ang giladmon sa gahi nga layer.

3. Interpretasyon gikan sa perspektibo sa teorya sa dislokasyon

(1) Adunay interseksyon tali sa mga dislokasyon, ug ang resulta nga mga pagputol makababag sa paglihok sa mga dislokasyon;

(2) Usa ka reaksyon ang mahitabo taliwala sa mga dislokasyon, ug ang naporma nga piho nga dislokasyon makababag sa paglihok sa dislokasyon;

(3) Ang pagdaghan sa mga dislokasyon mahitabo, ug ang pagtaas sa densidad sa dislokasyon dugang nga nagdugang sa resistensya sa paglihok sa dislokasyon.

4. Kadaot

Ang work hardening nagdala og mga kalisud sa dugang nga pagproseso sa mga metal nga parte. Pananglitan, sa proseso sa cold-rolling sa steel plate, kini mogahi ug molisod sa pagpaligid, busa gikinahanglan ang pag-arrange og intermediate annealing atol sa proseso sa pagproseso aron mawagtang ang work hardening niini pinaagi sa pagpainit. Laing pananglitan mao ang paghimo sa nawong sa workpiece nga brittle ug gahi sa proseso sa pagputol, sa ingon nagpadali sa pagkaguba sa himan ug nagdugang sa kusog sa pagputol.

5. Mga Kaayohan

Mahimo niini nga mapaayo ang kusog, katig-a, ug resistensya sa pagkaguba sa mga metal, labi na alang sa mga puro nga metal ug pipila ka mga haluang metal nga dili mapaayo pinaagi sa heat treatment. Pananglitan, ang cold-drawn high-strength steel wire ug cold-coiled spring, ug uban pa, naggamit ug cold working deformation aron mapaayo ang kusog ug elastic limit niini. Laing pananglitan mao ang paggamit sa work hardening aron mapaayo ang katig-a ug resistensya sa pagkaguba sa mga tangke, tractor track, crusher jaws, ug railway turnouts.

6. Papel sa mekanikal nga inhenyeriya

Human sa cold drawing, rolling ug shot peening (tan-awa ang surface strengthening) ug uban pang mga proseso, ang kalig-on sa nawong sa mga materyales nga metal, mga piyesa ug mga sangkap mahimong mouswag pag-ayo;

Human ma-stress ang mga parte, ang local stress sa pipila ka parte kasagaran molapas sa yield limit sa materyal, nga moresulta sa plastic deformation. Tungod sa work hardening, ang padayon nga pag-uswag sa plastic deformation mapugngan, nga makapauswag sa kaluwasan sa mga parte ug components;

Kon ang usa ka metal nga bahin o sangkap gi-stamp, ang plastik nga deformasyon niini giubanan sa pagpalig-on, aron ang deformasyon mabalhin ngadto sa wala pa matrabaho nga gahi nga bahin sa palibot niini. Human sa balik-balik nga pagpuli-puli nga mga aksyon, ang mga bahin sa cold stamping nga adunay parehas nga cross-sectional deformation mahimong makuha;

Mahimo niini nga mapaayo ang performance sa pagputol sa low carbon steel ug himuon nga dali nga mabulag ang mga chips. Apan ang work hardening nagdala usab og mga kalisud sa dugang nga pagproseso sa mga metal nga bahin. Pananglitan, ang cold-drawn steel wire mokonsumo og daghang enerhiya alang sa dugang nga pagbira tungod sa work hardening, ug mahimo pa gani nga mabuak. Busa, kinahanglan kini nga ipainit aron mawala ang work hardening sa dili pa kini ibira. Laing pananglitan mao nga aron mahimong brittle ug gahi ang nawong sa workpiece atol sa pagputol, ang kusog sa pagputol madugangan atol sa pagputol pag-usab, ug ang pagkaguba sa himan mopaspas.

Pagpalig-on sa pino nga lugas

1. Kahulugan

Ang pamaagi sa pagpauswag sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga materyales nga metal pinaagi sa pagpino sa mga lugas sa kristal gitawag nga pagpalig-on sa pagpino sa kristal. Sa industriya, ang kusog sa materyal gipauswag pinaagi sa pagpino sa mga lugas sa kristal.

2. Prinsipyo

Ang mga metal kasagaran mga polycrystal nga gilangkoban sa daghang mga lugas sa kristal. Ang gidak-on sa mga lugas sa kristal mahimong ipahayag sa gidaghanon sa mga lugas sa kristal kada yunit sa gidaghanon. Kon mas daghan ang gidaghanon, mas pino ang mga lugas sa kristal. Gipakita sa mga eksperimento nga ang mga pino nga metal sa temperatura sa kwarto adunay mas taas nga kusog, katig-a, plasticity ug toughness kaysa mga coarse-grained nga metal. Kini tungod kay ang pino nga mga lugas moagi sa plastic deformation ubos sa eksternal nga puwersa ug mahimong magkatibulaag sa daghang mga lugas, ang plastic deformation mas uniporme, ug ang stress concentration mas gamay; dugang pa, kon mas pino ang mga lugas, mas dako ang grain boundary area ug mas tortuous grain boundaries. Mas dili maayo ang pagkaylap sa mga liki. Busa, ang pamaagi sa pagpauswag sa kusog sa materyal pinaagi sa pagpino sa mga lugas sa kristal gitawag nga grain refinement strengthening sa industriya.

3. Epekto

Kon mas gamay ang gidak-on sa lugas, mas gamay ang gidaghanon sa mga dislocation (n) sa dislocation cluster. Sumala sa τ=nτ0, kon mas gamay ang stress concentration, mas taas ang kusog sa materyal;

Ang balaod sa pagpalig-on sa pino nga lugas mao nga kon mas daghan ang mga utlanan sa lugas, mas pino ang mga lugas. Sumala sa relasyon ni Hall-Peiqi, kon mas gamay ang aberids nga bili (d) sa mga lugas, mas taas ang kusog sa ani sa materyal.

4. Ang pamaagi sa pagpino sa lugas

Dugangi ang lebel sa subcooling;

Pagtambal sa pagkadaot;

Pag-uyog ug pagkutaw;

Para sa mga metal nga bugnaw ang pagka-deform, ang mga kristal nga lugas mahimong mapino pinaagi sa pagkontrol sa ang-ang sa pagka-deform ug temperatura sa pag-annealing.

Ikaduhang hugna nga pagpalig-on

1. Kahulugan

Kon itandi sa single-phase alloys, ang multi-phase alloys adunay ikaduhang hugna dugang sa matrix phase. Kung ang ikaduhang hugna parehas nga giapod-apod sa matrix phase nga adunay pino nga nagkatibulaag nga mga partikulo, kini adunay dakong epekto sa pagpalig-on. Kini nga epekto sa pagpalig-on gitawag nga ikaduhang hugna nga pagpalig-on.

2. Klasipikasyon

Alang sa paglihok sa mga dislokasyon, ang ikaduhang hugna nga anaa sa haluang metal adunay mosunod nga duha ka sitwasyon:

(1) Pagpalig-on sa mga partikulo nga dili mausab ang porma (mekanismo sa bypass).

(2) Pagpalig-on sa mga partikulo nga mausab ang porma (mekanismo sa pagputol).

Ang pagkusog sa pagkatibulaag ug ang pagkusog sa presipitasyon parehong mga espesyal nga kaso sa pagkusog sa ikaduhang hugna.

3. Epekto

Ang pangunang hinungdan sa pagpalig-on sa ikaduhang hugna mao ang interaksyon tali kanila ug sa dislokasyon, nga nakababag sa paglihok sa dislokasyon ug nagpauswag sa resistensya sa deformasyon sa haluang metal.

aron sumahon

Ang labing importante nga mga butang nga makaapekto sa kusog mao ang komposisyon, istruktura ug kahimtang sa ibabaw sa materyal mismo; ang ikaduha mao ang kahimtang sa puwersa, sama sa katulin sa puwersa, ang pamaagi sa pagkarga, yano nga pag-inat o balik-balik nga puwersa, magpakita sa lainlaing mga kusog; Dugang pa, ang geometry ug gidak-on sa sample ug ang test medium adunay usab dako nga impluwensya, usahay bisan determinado. Pananglitan, ang tensile strength sa ultra-high-strength steel sa usa ka hydrogen atmosphere mahimong moubos pag-ayo.

Duha ra ka paagi aron mapalig-on ang mga materyales nga metal. Ang usa mao ang pagdugang sa interatomic bonding force sa alloy, pagdugang sa teoretikal nga kusog niini, ug pag-andam og kompleto nga kristal nga walay mga depekto, sama sa mga whisker. Nahibal-an nga ang kusog sa mga whisker nga puthaw hapit sa teoretikal nga kantidad. Mahimong isipon nga kini tungod kay walay mga dislocation sa mga whisker, o gamay ra nga gidaghanon sa mga dislocation nga dili modaghan atol sa proseso sa deformation. Ikasubo, kung mas dako ang diametro sa whisker, ang kusog moubos pag-ayo. Laing pamaagi sa pagpalig-on mao ang pagpaila sa daghang mga depekto sa kristal sa kristal, sama sa mga dislocation, mga depekto sa punto, mga heterogeneous nga atomo, mga utlanan sa lugas, mga partikulo nga nagkatibulaag pag-ayo o mga inhomogeneity (sama sa segregation), ug uban pa. Kini nga mga depekto nakababag sa paglihok sa mga dislocation ug labi usab nga nagpauswag sa kusog sa metal. Napamatud-an sa mga kamatuoran nga kini ang labing epektibo nga paagi aron madugangan ang kusog sa mga metal. Alang sa mga materyales sa inhenyeriya, kasagaran pinaagi sa komprehensibo nga mga epekto sa pagpalig-on aron makab-ot ang mas maayo nga komprehensibo nga performance.