Pagpalig-on sa solid nga solusyon

1. Kahubitan

Usa ka panghitabo diin ang mga elemento sa pag-alloy natunaw sa base nga metal nga hinungdan sa usa ka piho nga lebel sa pagtuis sa lattice ug sa ingon nagdugang ang kalig-on sa alloy.

2. Prinsipyo

Ang mga atomo sa solute nga natunaw sa solidong solusyon maoy hinungdan sa pagtuis sa lattice, nga nagdugang sa pagsukol sa paglihok sa dislokasyon, nagpalisud sa pagdasdas, ug nagdugang sa kalig-on ug katig-a sa solidong solusyon. Kini nga panghitabo sa pagpalig-on sa metal pinaagi sa pagtunaw sa usa ka piho nga elemento sa solute aron mahimong usa ka solid nga solusyon gitawag nga solid solution strengthening. Kung ang konsentrasyon sa mga atomo sa solute angay, ang kalig-on ug katig-a sa materyal mahimong madugangan, apan ang pagkagahi ug pagkaplastikan niini mikunhod.

3. Makaimpluwensya nga mga hinungdan

Ang mas taas nga atomic fraction sa solute atoms, mas dako ang pagpalig-on nga epekto, ilabi na kung ang atomic fraction ubos kaayo, ang pagpalig-on nga epekto mas mahinungdanon.

Ang mas dako nga kalainan tali sa mga atomo sa solute ug sa atomic nga gidak-on sa base nga metal, mas dako ang epekto sa pagpalig-on.

Ang interstitial solute atoms adunay mas dako nga solid solution nga makapalig-on nga epekto kay sa puli nga mga atomo, ug tungod kay ang lattice distortion sa interstitial atoms sa body-centered cubic crystals kay asymmetric, ang ilang pagpalig-on nga epekto mas dako kay sa face-centered cubic crystals; apan interstitial atoms Ang solid solubility limitado kaayo, busa ang aktwal nga pagpalig-on nga epekto limitado usab.

Ang mas dako nga kalainan sa gidaghanon sa mga valence electron sa taliwala sa mga atomo sa solute ug sa base metal, ang mas dayag sa solid nga solusyon sa pagpalig-on nga epekto, nga mao, ang abot nga kusog sa solid nga solusyon nagdugang uban sa pagtaas sa valence electron konsentrasyon.

4. Ang lebel sa lig-on nga pagpalig-on sa solusyon nag-una nagdepende sa mosunod nga mga hinungdan

Ang kalainan sa gidak-on tali sa matrix atoms ug solute atoms. Kon mas dako ang kalainan sa gidak-on, mas dako ang interference sa orihinal nga kristal nga gambalay, ug mas lisud kini alang sa dislokasyon slip.

Ang gidaghanon sa mga elemento sa alloying. Ang dugang nga mga elemento sa alloying idugang, mas dako ang epekto sa pagpalig-on. Kung daghan kaayo nga mga atomo dako kaayo o gamay ra kaayo, ang solubility molapas. Naglakip kini sa laing mekanismo sa pagpalig-on, ang nagkatibulaag nga hugna sa pagpalig-on.

Ang interstitial solute nga mga atomo adunay mas dako nga solid nga solusyon sa pagpalig-on nga epekto kay sa kapuli nga mga atomo.

Ang mas dako nga kalainan sa gidaghanon sa mga valence electron sa taliwala sa mga atomo sa solute ug sa base metal, mas mahinungdanon ang solid nga solusyon sa pagpalig-on nga epekto.

5. Epekto

Ang kalig-on sa ani, kusog sa tensile ug katig-a mas lig-on kay sa lunsay nga mga metal;

Sa kadaghanan nga mga kaso, ang ductility mas ubos kaysa sa purong metal;

Ang conductivity mas ubos kay sa purong metal;

Ang pagsukol sa creep, o pagkawala sa kusog sa taas nga temperatura, mahimong mapauswag pinaagi sa pagpalig-on sa solidong solusyon.

Pagpagahi sa trabaho

1. Kahubitan

Samtang ang lebel sa bugnaw nga deformation nagdugang, ang kalig-on ug katig-a sa metal nga mga materyales nagdugang, apan ang plasticity ug kalig-on mikunhod.

2. Pasiuna

Usa ka panghitabo diin ang kalig-on ug katig-a sa metal nga mga materyales nagdugang sa diha nga sila plastically deformed ubos sa recrystallization temperatura, samtang ang plasticity ug kalig-on mikunhod. Nailhan usab nga cold work hardening. Ang rason mao nga sa diha nga ang metal mao ang plastically deformed, ang kristal nga mga lugas slip ug mga dislokasyon masalapid, nga maoy hinungdan sa kristal nga mga lugas sa elongate, break, ug fiberize, ug ang nahabilin nga mga stress namugna sa metal. Ang lebel sa pagpatig-a sa trabaho kasagarang gipahayag sa ratio sa microhardness sa ibabaw nga layer human sa pagproseso sa sa wala pa pagproseso ug ang giladmon sa gipagahi nga layer.

3. Paghubad gikan sa panglantaw sa dislokasyon nga teorya

(1) Ang intersection mahitabo tali sa mga dislokasyon, ug ang resulta nga mga pagtibhang makababag sa paglihok sa mga dislokasyon;

(2) Ang usa ka reaksyon mahitabo tali sa mga dislokasyon, ug ang naporma nga fixed dislokasyon makababag sa paglihok sa dislokasyon;

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

4. Kadaot

Ang pagpagahi sa trabaho nagdala og mga kalisdanan sa dugang nga pagproseso sa mga bahin sa metal. Pananglitan, sa proseso sa cold-rolling sa steel plate, kini mahimong mas lisud ug mas lisud sa roll, mao nga kini mao ang gikinahanglan nga sa paghikay sa intermediate annealing sa panahon sa proseso sa pagproseso sa pagwagtang sa iyang buhat hardening pinaagi sa pagpainit. Ang laing pananglitan mao ang paghimo sa nawong sa workpiece nga brittle ug gahi sa proseso sa pagputol, sa ingon pagpadali sa pagsul-ob sa himan ug pagdugang sa pwersa sa pagputol.

5. Mga kaayohan

Kini makapauswag sa kalig-on, katig-a ug pagsul-ob sa pagsukol sa mga metal, labi na sa mga puro nga metal ug pipila ka mga haluang metal nga dili mapauswag pinaagi sa pagtambal sa init. Pananglitan, ang cold-drawn high-strength steel wire ug cold-coiled spring, ug uban pa, mogamit ug cold working deformation aron mapalambo ang kusog niini ug pagkamaunat-unat nga limitasyon. Ang laing pananglitan mao ang paggamit sa pagpagahi sa trabaho aron mapalambo ang katig-a ug pagsukol sa mga tangke, mga agianan sa traktora, mga apapangig sa crusher ug mga turnout sa tren.

6. Papel sa mechanical engineering

Human sa bugnaw nga drowing, rolling ug shot peening (tan-awa ang pagpalig-on sa nawong) ug uban pang mga proseso, ang kalig-on sa nawong sa metal nga mga materyales, mga bahin ug mga sangkap mahimong mapalambo pag-ayo;

Human ma-stress ang mga bahin, ang lokal nga kapit-os sa pipila ka mga bahin sagad molapas sa limitasyon sa abot sa materyal, nga maoy hinungdan sa deformasyon sa plastik. Tungod sa pagpagahi sa trabaho, ang padayon nga pag-uswag sa plastic deformation gipugngan, nga makapauswag sa kaluwasan sa mga bahin ug mga sangkap;

Kung ang usa ka metal nga bahin o sangkap giselyohan, ang plastic deformation niini giubanan sa pagpalig-on, aron ang deformation mabalhin sa wala mabuhat nga gahi nga bahin sa palibot niini. Human sa ingon nga balik-balik nga alternating aksyon, ang bugnaw nga stamping nga mga bahin nga adunay uniporme nga cross-sectional deformation mahimong makuha;

Kini makapauswag sa pagputol sa performance sa ubos nga carbon steel ug sa paghimo sa mga chips sayon ​​sa pagbulag. Apan ang pagpagahi sa trabaho nagdala usab ug mga kalisdanan sa dugang nga pagproseso sa mga bahin sa metal. Pananglitan, ang cold-drawn nga steel wire naggamit ug daghang enerhiya para sa dugang nga pagdrowing tungod sa pagpagahi sa trabaho, ug mahimong mabuak pa. Busa, kini kinahanglan nga annealed aron mawagtang ang pagpagahi sa trabaho sa dili pa magdrowing. Ang laing pananglitan mao nga aron mahimo ang nawong sa workpiece nga brittle ug gahi sa panahon sa pagputol, ang pwersa sa pagputol gipataas sa panahon sa pagputol pag-usab, ug ang pagsul-ob sa himan gipadali.

Pagpalig-on sa pinong lugas

1. Kahubitan

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

2. Prinsipyo

Ang mga metal kasagarang polycrystals nga gilangkoban sa daghang kristal nga mga lugas. Ang gidak-on sa kristal nga mga lugas mahimong ipahayag pinaagi sa gidaghanon sa kristal nga mga lugas kada yunit nga gidaghanon. Kon mas daghan ang numero, mas maayo ang kristal nga mga lugas. Gipakita sa mga eksperimento nga ang pino nga grano nga mga metal sa temperatura sa lawak adunay mas taas nga kalig-on, katig-a, plasticity ug katig-a kay sa coarse-grained nga mga metal. Kini tungod kay ang lino nga fino nga mga lugas moagi sa plastic deformation ubos sa eksternal nga pwersa ug mahimong magkatibulaag sa dugang nga mga lugas, ang plastik nga deformation mao ang mas uniporme, ug ang stress konsentrasyon mao ang dili kaayo; Dugang pa, ang labi ka pino nga mga lugas, labi ka dako ang lugar sa utlanan sa lugas ug labi ka labi ka liko nga mga utlanan sa lugas. Ang mas dili paborable ang pagpadaghan sa mga liki. Busa, ang pamaagi sa pagpauswag sa kalig-on sa materyal pinaagi sa pagpino sa kristal nga mga lugas gitawag nga grain refinement nga pagpalig-on sa industriya.

3. Epekto

Ang mas gamay nga gidak-on sa lugas, mas gamay ang gidaghanon sa mga dislokasyon (n) sa dislokasyon cluster. Sumala sa τ=nτ0, mas gamay ang konsentrasyon sa stress, mas taas ang kusog sa materyal;

Ang nagpalig-on nga balaod sa pagpalig-on sa pino nga lugas mao nga ang labi nga mga utlanan sa lugas, labi ka maayo ang mga lugas. Sumala sa relasyon sa Hall-Peiqi, mas gamay ang kasagaran nga kantidad (d) sa mga lugas, mas taas ang kusog sa ani sa materyal.

4. Ang paagi sa pagdalisay sa lugas

Dugangi ang lebel sa subcooling;

Pagtambal sa pagkadaot;

Pagkurog ug pagkutaw;

Alang sa bugnaw nga deformed nga mga metal, ang kristal nga mga lugas mahimong dalisay pinaagi sa pagkontrol sa lebel sa deformation ug annealing temperature.

Pagpalig-on sa ikaduhang hugna

1. Kahubitan

Kung itandi sa single-phase alloys, ang multi-phase alloys adunay ikaduhang hugna dugang sa matrix phase. Kung ang ikaduha nga hugna parehas nga giapod-apod sa yugto sa matrix nga adunay maayong pagkatag nga mga partikulo, kini adunay usa ka hinungdanon nga epekto sa pagpalig-on. Kini nga pagpalig-on nga epekto gitawag nga ikaduhang hugna sa pagpalig-on.

2. Klasipikasyon

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

(1) Pagpalig-on sa mga non-deformable nga mga partikulo (bypass nga mekanismo).

(2) Pagpalig-on sa deformable nga mga partikulo (cut-through nga mekanismo).

Parehong pagpalig-on sa dispersion ug pagpalig-on sa ulan mga espesyal nga kaso sa pagpalig-on sa ikaduhang hugna.

3. Epekto

Ang nag-unang rason alang sa pagpalig-on sa ikaduhang hugna mao ang interaksyon tali kanila ug sa dislokasyon, nga makababag sa paglihok sa dislokasyon ug sa pagpalambo sa deformation pagsukol sa haluang metal.

sa pagsumada

Ang labing hinungdanon nga mga hinungdan nga nakaapekto sa kusog mao ang komposisyon, istruktura ug kahimtang sa nawong 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 medium sa pagsulay adunay dako usab nga impluwensya, usahay mahukmanon pa. Pananglitan, ang kusog nga tensile sa ultra-high-strength nga asero sa atmospera sa hydrogen mahimong mous-os pag-ayo.

Adunay duha lamang ka paagi sa pagpalig-on sa metal nga mga materyales. Ang usa mao ang pagdugang sa interatomic bonding force sa alloy, pagdugang sa teoretikal nga kusog niini, ug pag-andam sa usa ka kompleto nga kristal nga walay mga depekto, sama sa whiskers. Nahibal-an nga ang kalig-on sa iron whiskers duol sa theoretical value. Mahimong isipon nga kini tungod kay walay mga dislokasyon sa mga bungot, o gamay lamang nga mga dislokasyon nga dili makadaghan sa panahon sa proseso sa deformation. Ikasubo, kung ang diametro sa whisker mas dako, ang kusog mous-os pag-ayo. Ang laing makapalig-on nga paagi mao ang pagpaila sa daghang mga depekto sa kristal ngadto sa kristal, sama sa mga dislokasyon, mga depekto sa punto, mga heterogenous nga atomo, mga utlanan sa lugas, mga partikulo nga nagkatag kaayo o inhomogeneities (sama sa paglainlain), ug uban pa. Kini nga mga depekto nakababag sa paglihok sa mga dislokasyon ug usab Mahinungdanon nga pagpalambo sa kalig-on sa metal. Ang mga kamatuoran nagpamatuod nga kini ang labing epektibo nga paagi aron madugangan ang kusog sa mga metal. Alang sa mga materyales sa engineering, kasagaran pinaagi sa komprehensibo nga pagpalig-on nga mga epekto aron makab-ot ang mas maayo nga komprehensibo nga pasundayag.