Styrking fastrar lausnar

1. Skilgreining

Fyrirbæri þar sem málmblöndur leysast upp í grunnmálminum til að valda ákveðinni grindarröskun og auka þannig styrk málmblöndunnar.

2. Meginregla

Uppleyst efnisatóm í föstu lausninni valda grindarröskun, sem eykur viðnám gegn tilfærslu, gerir það erfitt að renna og eykur styrk og hörku málmblöndunnar í föstu lausninni. Þetta fyrirbæri þar sem málmurinn er styrktur með því að leysa upp ákveðið uppleyst frumefni til að mynda fasta lausn kallast styrking í föstu lausn. Þegar styrkur uppleystra atóma er viðeigandi getur styrkur og hörka efnisins aukist en seigja þess og mýkt minnkar.

3. Áhrifaþættir

Því hærra sem atómhlutfall uppleystra efna er, því meiri eru styrkingaráhrifin, sérstaklega þegar atómhlutfallið er mjög lágt eru styrkingaráhrifin meiri.

Því meiri sem munurinn er á atómum leystu efnisins og atómstærð grunnmálmsins, því meiri verður styrkingaráhrifin.

Millifrumuatóm í leystum efnum hafa meiri styrkingaráhrif í föstu formi en staðgengilsatóm, og vegna þess að grindarröskun millifrumuatóma í líkamsmiðjulegum teningskristallum er ósamhverf, eru styrkingaráhrif þeirra meiri en í fletimiðjulegum teningskristallum; en leysni millifrumuatóma í föstu formi er mjög takmörkuð, þannig að raunveruleg styrkingaráhrif eru einnig takmörkuð.

Því meiri sem munurinn er á fjölda gildisrafeinda milli uppleystra atómanna og grunnmálmsins, því augljósari eru styrkingaráhrif fastrar lausnar, það er að segja, aflögunarstyrkur fastrar lausnar eykst með aukinni styrk gildisrafeindanna.

4. Styrking fastrar lausnar fer aðallega eftir eftirfarandi þáttum

Stærðarmunurinn á milli atóma í grunnefni og atóma í leystum efnum. Því meiri sem stærðarmunurinn er, því meiri truflun verður á upprunalegu kristalbyggingunni og því erfiðara er fyrir tilfærslur.

Magn álfelgjuþátta. Því fleiri álfelgjuþáttum sem bætt er við, því meiri verður styrkingaráhrifin. Ef of mörg atóm eru of stór eða of lítil, verður leysnimörkin umfram leyfilegt gildi. Þetta felur í sér annan styrkingarferil, styrkingu dreifðra fasa.

Millifrumuatóm í leystum efnum hafa meiri styrkjandi áhrif á fasta lausn en staðgengilsatóm.

Því meiri sem munurinn er á fjölda valensrafeinda milli uppleystra atóma og grunnmálmsins, því meiri verður styrkingaráhrif fasta lausnarinnar.

5. Áhrif

Afkastastyrkur, togstyrkur og hörku eru sterkari en hreinir málmar;

Í flestum tilfellum er teygjanleikinn minni en hjá hreinum málmi;

Leiðni er mun lægri en hjá hreinum málmi;

Hægt er að bæta skriðþol, eða styrktap við hátt hitastig, með styrkingu í föstu formi.

Vinnuherðing

1. Skilgreining

Þegar kuldaaflögun eykst eykst styrkur og hörku málmefna, en mýkt og seigja minnkar.

2. Inngangur

Fyrirbæri þar sem styrkur og hörku málmefna eykst þegar þau eru plastískt aflöguð undir endurkristöllunarhita, en mýkt og seigja minnka. Einnig þekkt sem kaldherðing. Ástæðan er sú að þegar málmur er plastískt aflögaður, renna kristalkornin til og tilfærslur flækjast, sem veldur því að kristalkornin lengjast, brotna og trefjamyndast, og leifarspenna myndast í málminum. Stig herðingar er venjulega gefið upp með hlutfalli örhörku yfirborðslagsins eftir vinnslu samanborið við það fyrir vinnslu og dýpt herða lagsins.

3. Túlkun frá sjónarhóli tilfærslukenningarinnar

(1) Skurðpunktur á sér stað milli liða og skurðirnir sem myndast hindra hreyfingu liðanna;

(2) Viðbrögð eiga sér stað milli liðskipta og mynduð föst liðskipti hindrar hreyfingu liðskipta;

(3) Fjölgun liðhlaupa á sér stað og aukning á liðhlaupaþéttleika eykur enn frekar viðnám gegn liðhlaupahreyfingu.

4. Skaði

Vinnuherðing veldur erfiðleikum við frekari vinnslu málmhluta. Til dæmis, við kaldvalsun stálplötunnar verður hún harðari og harðari í valsun, þannig að nauðsynlegt er að framkvæma milliglæðingu meðan á vinnsluferlinu stendur til að koma í veg fyrir vinnuherðingu hennar við upphitun. Annað dæmi er að gera yfirborð vinnustykkisins brothætt og hart í skurðarferlinu, sem flýtir fyrir sliti verkfæra og eykur skurðkraftinn.

5. Kostir

Það getur bætt styrk, hörku og slitþol málma, sérstaklega fyrir þá hreinu málma og ákveðnar málmblöndur sem ekki er hægt að bæta með hitameðferð. Til dæmis er kaltdreginn hástyrktur stálvír og kaltvafðir fjaðrir o.s.frv. notaður til að bæta styrk og teygjanleika við kaldvinnslu. Annað dæmi er notkun vinnuherðingar til að bæta hörku og slitþol skriðdreka, dráttarvélabrauta, mulningskjálka og járnbrautarspora.

6. Hlutverk í vélaverkfræði

Eftir kalteikningu, valsun og skotblásun (sjá yfirborðsstyrkingu) og aðrar aðferðir er hægt að bæta yfirborðsstyrk málmefna, hluta og íhluta verulega;

Eftir að hlutar eru undir álagi fer staðbundin spenna ákveðinna hluta oft yfir sveigjanleikamörk efnisins, sem veldur plastaflögun. Vegna vinnuherðingar er áframhaldandi þróun plastaflögunar takmörkuð, sem getur aukið öryggi hluta og íhluta;

Þegar málmhluti eða íhlutur er pressaður fylgir plastaflögun hans styrking, þannig að aflögunin flyst yfir á óunninn, hertan hlut í kring. Eftir slíkar endurteknar skiptingaraðgerðir er hægt að fá kalda pressunarhluta með einsleitri þversniðsaflögun;

Það getur bætt skurðargetu lágkolefnisstáls og gert flísarnar auðveldar að aðskilja. En vinnsluherðing veldur einnig erfiðleikum við frekari vinnslu málmhluta. Til dæmis notar kalt dreginn stálvír mikla orku við frekari teikningu vegna vinnsluherðingar og getur jafnvel brotnað. Þess vegna verður að glóða hann til að útrýma vinnsluherðingu áður en hann er dreginn. Annað dæmi er að til að gera yfirborð vinnustykkisins brothætt og hart við skurð, eykst skurðkrafturinn við endurskurð og slit verkfærisins hraðar.

Fínkornastyrking

1. Skilgreining

Aðferðin til að bæta vélræna eiginleika málmefna með því að fínpússa kristalkornin kallast kristalfínpússunarstyrking. Í iðnaði er styrkur efnisins aukinn með því að fínpússa kristalkornin.

2. Meginregla

Málmar eru yfirleitt fjölkristallar sem eru samsettir úr mörgum kristalkornum. Stærð kristalkornanna má tákna með fjölda kristalkorna á rúmmálseiningu. Því fleiri sem talan er, því fínni eru kristalkornin. Tilraunir sýna að fínkornaðir málmar við stofuhita hafa meiri styrk, hörku, mýkt og seiglu en grófkornaðir málmar. Þetta er vegna þess að fínkornin verða fyrir plastaflögun undir áhrifum utanaðkomandi krafta og geta dreift sér í fleiri korn, plastaflögunin er jafnari og spennuþéttnin er minni; auk þess, því fínni sem kornin eru, því stærra eru kornamörkin og því flóknari eru kornamörkin. Því óhagstæðari er útbreiðsla sprungna. Þess vegna er aðferðin til að bæta styrk efnisins með því að fínpússa kristalkornin kölluð styrking kornafínpússunar í iðnaði.

3. Áhrif

Því minni sem kornastærðin er, því minni er fjöldi tilfærslu (n) í tilfærsluklasanum. Samkvæmt τ=nτ0, því minni sem spennuþéttnin er, því meiri er styrkur efnisins;

Styrkingarlögmál fínkornastyrkingar er að því fleiri kornamörk, því fínni eru kornin. Samkvæmt Hall-Peiqi sambandinu, því minna sem meðalgildi (d) kornanna er, því hærri er sveigjanleiki efnisins.

4. Aðferð við kornhreinsun

Auka undirkælingu;

Meðferð við hnignun;

Titringur og hrærsla;

Fyrir kalt-aflöguð málma er hægt að fínpússa kristalkornin með því að stjórna aflögunargráðu og glæðingarhita.

Styrking annars áfanga

1. Skilgreining

Í samanburði við einfasa málmblöndur hafa fjölfasa málmblöndur annað stig auk grunnefnisfasans. Þegar annað stigið er jafnt dreift í grunnefnisfasanum með fínum dreifðum ögnum mun það hafa veruleg styrkingaráhrif. Þessi styrkingaráhrif eru kölluð styrking annars stigs.

2. Flokkun

Fyrir hreyfingu tilfærslu hefur seinni fasinn sem er í málmblöndunni eftirfarandi tvær aðstæður:

(1) Styrking óaflagara agna (framhjáhlaupskerfi).

(2) Styrking á aflögunarhæfum ögnum (skurðarkerfi).

Bæði dreifingarstyrking og úrkomustyrking eru sértilfelli af styrkingu annars stigs.

3. Áhrif

Helsta ástæðan fyrir styrkingu annars áfanga er samspil þeirra og tilfærslunnar, sem hindrar hreyfingu tilfærslunnar og bætir aflögunarþol málmblöndunnar.

að draga saman

Mikilvægustu þættirnir sem hafa áhrif á styrk eru samsetning, uppbygging og yfirborðsástand efnisins sjálfs; í öðru lagi er kraftástandið, svo sem hraði kraftsins, álagsaðferð, einföld teygja eða endurtekinn kraftur, mun sýna mismunandi styrk; Að auki hafa lögun og stærð sýnisins og prófunarmiðilsins einnig mikil áhrif, stundum jafnvel afgerandi. Til dæmis getur togstyrkur ofurhástyrks stáls í vetnisandrúmslofti lækkað veldishraða.

Það eru aðeins tvær leiðir til að styrkja málmefni. Önnur er að auka milliatómabindingarkraft málmblöndunnar, auka fræðilegan styrk hennar og búa til heilan kristal án galla, svo sem hvirfilsteina. Það er vitað að styrkur járnhvirfilsteina er nálægt fræðilegu gildi. Það má telja að þetta sé vegna þess að það eru engar tilfærslur í hvirfilsteinunum, eða aðeins lítill fjöldi tilfærslu sem getur ekki fjölgað sér við aflögunarferlið. Því miður, þegar þvermál hvirfilsteinsins er stærra, lækkar styrkurinn skarpt. Önnur styrkingaraðferð er að koma með fjölda kristalsgalla í kristalinn, svo sem tilfærslur, punktgalla, ólíkar atóm, kornamörk, mjög dreifðar agnir eða óeinsleitni (eins og aðskilnað) o.s.frv. Þessir gallar hindra hreyfingu tilfærslunnar og bæta einnig verulega styrk málmsins. Staðreyndir hafa sannað að þetta er áhrifaríkasta leiðin til að auka styrk málma. Fyrir verkfræðiefni er það almennt með alhliða styrkingaráhrifum til að ná betri alhliða afköstum.