Хатуу уусмалыг бэхжүүлэх

1. Тодорхойлолт

Хайлшийн элементүүд нь үндсэн металлд уусч, торны тодорхой хэмжээний гажуудал үүсгэж, улмаар хайлшийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг үзэгдэл.

2. Зарчим

Хатуу уусмалд ууссан ууссан бодисын атомууд нь торны гажуудлыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хөдөлгөөний эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, гулсалтыг хүндрүүлж, хайлшийн хатуу уусмалын бат бөх, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг. Тодорхой ууссан элементийг уусгаж хатуу уусмал үүсгэх замаар металлыг бэхжүүлэх энэ үзэгдлийг хатуу уусмалын бэхжилт гэж нэрлэдэг. Ууссан бодисын атомуудын концентраци тохиромжтой үед материалын бат бөх, хатуулгийг нэмэгдүүлж болох боловч түүний хатуулаг, уян хатан чанар буурдаг.

3. Нөлөөлөх хүчин зүйлс

Ууссан бодисын атомын атомын фракц өндөр байх тусам бэхжүүлэх нөлөө их байх бөгөөд ялангуяа атомын фракц маш бага байх үед бэхжүүлэх нөлөө илүү ач холбогдолтой байдаг.

Ууссан бодисын атомууд болон үндсэн металлын атомын хэмжээний зөрүү их байх тусам бэхжүүлэх нөлөө их байна.

Завсрын ууссан бодисын атомууд нь орлуулах атомуудаас илүү хатуу уусмалыг бэхжүүлэх нөлөөтэй байдаг бөгөөд бие төвтэй куб талстууд дахь завсрын атомуудын торны гажуудал нь тэгш бус байдаг тул тэдгээрийн бэхжүүлэх нөлөө нь нүүр төвтэй куб талстуудаас илүү байдаг; гэхдээ завсрын атомууд Хатуу уусах чадвар нь маш хязгаарлагдмал тул бодит бэхжүүлэх нөлөө нь бас хязгаарлагдмал байдаг.

Ууссан бодисын атомууд болон үндсэн металлын хоорондох валентийн электронуудын тооны зөрүү их байх тусам хатуу уусмалын бэхжүүлэх нөлөө илүү тодорхой болно, өөрөөр хэлбэл хатуу уусмалын урсацын бат бэх нь валентийн электроны концентраци нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгддэг.

4. Хатуу уусмалын бэхжилтийн зэрэг нь голчлон дараах хүчин зүйлээс хамаарна

Матрицын атомууд болон ууссан бодисын атомуудын хэмжээний ялгаа. Хэмжээний ялгаа их байх тусам анхны талст бүтцэд үзүүлэх хөндлөнгийн оролцоо ихсэх бөгөөд дислокацийн гулсалт улам хэцүү болно.

Хайлшлах элементүүдийн хэмжээ. Хайлшлах элементүүд нэмэгдэх тусам бэхжүүлэх нөлөө их байх болно. Хэрэв хэт олон атом хэт том эсвэл хэт жижиг байвал уусах чадвар хэтэрнэ. Энэ нь тархсан фазын бэхжүүлэлт болох өөр нэг бэхжүүлэх механизмыг хамарна.

Завсрын ууссан бодисын атомууд нь орлуулах атомуудаас илүү хатуу уусмалыг бэхжүүлэх нөлөөтэй байдаг.

Ууссан бодисын атомууд болон үндсэн металлын хоорондох валентийн электронуудын тооны зөрүү их байх тусам хатуу уусмалын бэхжүүлэх нөлөө илүү мэдэгдэхүйц болно.

5. Үр нөлөө

Урсалтын бат бэх, суналтын бат бэх, хатуулаг нь цэвэр металлаас илүү хүчтэй;

Ихэнх тохиолдолд уян хатан чанар нь цэвэр металлынхаас бага байдаг;

Цахилгаан дамжуулах чанар нь цэвэр металлаас хамаагүй бага;

Хатуу уусмалыг бэхжүүлснээр мөлхөх эсэргүүцэл буюу өндөр температурт бат бөх чанараа алдах чадварыг сайжруулж болно.

Ажлын хатуурал

1. Тодорхойлолт

Хүйтэн деформацийн зэрэг нэмэгдэхийн хэрээр металл материалын бат бөх, хатуулаг нэмэгдэх боловч уян хатан чанар, хатуулаг буурдаг.

2. Оршил

Металл материалын бат бөх чанар, хатуулаг нь дахин талстжих температураас доош хуванцар деформацид ороход нэмэгдэж, уян хатан чанар, хатуулаг нь буурдаг үзэгдэл юм. Үүнийг хүйтэн ажлын хатуурал гэж нэрлэдэг. Учир нь металл хуванцар деформацид ороход талстын ширхэгүүд гулсаж, мултрал үүсдэг бөгөөд энэ нь талстын ширхэгүүд сунаж, хугарч, ширхэглэгжиж, металлд үлдэгдэл стресс үүсдэг. Ажлын хатуурлын зэргийг ихэвчлэн боловсруулалтын дараах гадаргуугийн давхаргын бичил хатуулгийн боловсруулалтын өмнөхтэй харьцуулсан харьцаа болон хатуурсан давхаргын гүнээр илэрхийлдэг.

3. Дислокацийн онолын үүднээс тайлбарлах

(1) Муурны мултралуудын хооронд огтлолцол үүсч, үүнээс үүдэлтэй зүсэлт нь мултралуудын хөдөлгөөнд саад учруулдаг;

(2) Мулгуурын хооронд урвал явагддаг бөгөөд үүссэн тогтмол мултрал нь мултралын хөдөлгөөнд саад болдог;

(3) Мулгуурын тархалт үүсдэг бөгөөд мулгуурын нягтрал нэмэгдэх нь мулгуурын хөдөлгөөнд тэсвэртэй байдлыг улам нэмэгдүүлдэг.

4. Хор хөнөөл

Ажлын хатуурал нь металл эд ангиудыг цаашид боловсруулахад хүндрэл учруулдаг. Жишээлбэл, ган хавтанг хүйтэн өнхрүүлэх явцад өнхрүүлэхэд улам бүр хэцүү болдог тул халаах замаар ажлын хатууралтыг арилгахын тулд боловсруулах явцад завсрын шарах ажлыг зохион байгуулах шаардлагатай болдог. Өөр нэг жишээ бол зүсэх явцад ажлын хэсгийн гадаргууг хэврэг, хатуу болгож, улмаар багажны элэгдлийг хурдасгаж, зүсэх хүчийг нэмэгдүүлдэг.

5. Давуу талууд

Энэ нь металлын бат бөх, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулж чадна, ялангуяа дулааны боловсруулалтаар сайжруулж чадахгүй цэвэр металл болон зарим хайлшийн хувьд. Жишээлбэл, хүйтэн татсан өндөр бат бэхтэй ган утас болон хүйтэн ороомогтой пүрш гэх мэт нь бат бөх чанар болон уян хатан байдлын хязгаарыг сайжруулахын тулд хүйтэн ажлын деформацийг ашигладаг. Өөр нэг жишээ бол цистерн, тракторын зам, бутлуурын эрүү, төмөр замын эргэлтийн хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд ажлын хатууралтыг ашиглах явдал юм.

6. Механик инженерчлэл дэх үүрэг

Хүйтэн зурах, өнхрүүлэх болон цоолох аргаар нунтаглах (гадаргууг бэхжүүлэхийг үзнэ үү) болон бусад процессын дараа металл материал, эд анги, эд ангийн гадаргуугийн бат бөх чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулж болно;

Эд ангиудад ачаалал өгсний дараа зарим эд ангийн орон нутгийн ачаалал нь материалын урсацын хязгаараас давж, хуванцар деформаци үүсгэдэг. Ажлын хатууралаас болж хуванцар деформацийн цаашдын хөгжил хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд энэ нь эд анги, эд ангийн аюулгүй байдлыг сайжруулж чадна;

Металл эд анги эсвэл эд ангийг тамгалах үед түүний хуванцар деформаци нь бэхжилттэй хамт явагддаг тул деформаци нь түүний эргэн тойрон дахь боловсруулагдаагүй хатуурсан хэсэгт шилждэг. Ийм давтан ээлжлэн үйлдлүүдийн дараа жигд хөндлөн огтлолын деформацитай хүйтэн тамгалах эд ангиудыг гаргаж авах боломжтой;

Энэ нь бага нүүрстөрөгчийн гангийн зүсэх чадварыг сайжруулж, үйрмэгийг салгахад хялбар болгодог. Гэхдээ ажлын хатуурал нь металл эд ангиудыг цаашид боловсруулахад бэрхшээл учруулдаг. Жишээлбэл, хүйтэн зураастай ган утас нь ажлын хатууралаас болж цаашдын зурахад маш их энерги зарцуулдаг бөгөөд тэр ч байтугай эвдэрч болзошгүй. Тиймээс зурахаас өмнө ажлын хатуурлыг арилгахын тулд үүнийг хатаах шаардлагатай. Өөр нэг жишээ бол зүсэх явцад ажлын хэсгийн гадаргууг хэврэг, хатуу болгохын тулд дахин зүсэх үед зүсэх хүч нэмэгдэж, багажны элэгдэл хурдасдаг.

Нарийн ширхэгийн бэхжүүлэлт

1. Тодорхойлолт

Металл материалын механик шинж чанарыг талст мөхлөгүүдийг цэвэршүүлэх замаар сайжруулах аргыг талст цэвэршүүлэх бэхжүүлэлт гэж нэрлэдэг. Аж үйлдвэрт талст мөхлөгүүдийг цэвэршүүлснээр материалын бат бөх чанарыг сайжруулдаг.

2. Зарчим

Металлууд нь ихэвчлэн олон талст мөхлөгөөс бүрдсэн поликристалууд юм. Талст мөхлөгүүдийн хэмжээг нэгж эзэлхүүн дэх талст мөхлөгүүдийн тоогоор илэрхийлж болно. Тоо нь их байх тусам талст мөхлөгүүд нь нарийн байдаг. Туршилтууд нь өрөөний температурт нарийн мөхлөгт металлууд нь бүдүүн мөхлөгт металлуудаас илүү бат бөх, хатуулаг, уян хатан чанар, хатуулагтай байдаг болохыг харуулж байна. Учир нь нарийн мөхлөгүүд нь гадны хүчний нөлөөгөөр хуванцар деформацид орж, илүү олон мөхлөгт тархаж чаддаг, хуванцар деформаци нь илүү жигд, стрессийн концентраци бага байдаг; үүнээс гадна мөхлөгүүд нь нарийн байх тусам мөхлөгийн хил хязгаарын талбай том, мөхлөгийн хил хязгаар нь муруй байдаг. Хагарлын тархалт нь илүү тааламжгүй байдаг. Тиймээс талст мөхлөгүүдийг цэвэршүүлэх замаар материалын бат бөх чанарыг сайжруулах аргыг үйлдвэрлэлд мөхлөгийн цэвэршүүлэлт гэж нэрлэдэг.

3. Үр нөлөө

Мөхлөгийн хэмжээ бага байх тусам дислокацийн бөөгнөрөл дэх дислокацийн тоо (n) бага байна. τ=nτ0-ийн дагуу стрессийн концентраци бага байх тусам материалын бат бэх чанар өндөр байна;

Нарийн ширхэгийн бэхжүүлэлтийн бэхжүүлэх хууль нь ширхэгийн хил хязгаар их байх тусам ширхэгүүд нь нарийн байдаг. Холл-Пейкигийн хамаарлын дагуу ширхэгүүдийн дундаж утга (d) бага байх тусам материалын урсацын бат бэх чанар өндөр байдаг.

4. Үр тариа цэвэршүүлэх арга

Хөргөлтийн түвшинг нэмэгдүүлэх;

Муудлын эмчилгээ;

Чичиргээ ба хутгах;

Хүйтэн деформацид орсон металлын хувьд деформацийн зэрэг болон хайлуулах температурыг хянах замаар талст мөхлөгүүдийг цэвэршүүлж болно.

Хоёрдугаар үе шатны арматур

1. Тодорхойлолт

Нэг фазын хайлштай харьцуулахад олон фазын хайлш нь матриц фазаас гадна хоёр дахь фазтай байдаг. Хоёр дахь фаз нь нарийн тархсан хэсгүүдтэй матриц фазад жигд тархсан үед мэдэгдэхүйц бэхжүүлэх нөлөө үзүүлнэ. Энэхүү бэхжүүлэх нөлөөг хоёр дахь фазын бэхжүүлэлт гэж нэрлэдэг.

2. Ангилал

Дислокацийн хөдөлгөөний хувьд хайлшинд агуулагдах хоёр дахь фаз нь дараах хоёр нөхцөл байдалтай байна:

(1) Деформацид ордоггүй бөөмсийг бэхжүүлэх (тойрч өнгөрөх механизм).

(2) Деформацид ордог бөөмсийг бэхжүүлэх (зүсэх механизм).

Дисперсийн бэхжилт болон хур тунадасны бэхжилт хоёулаа хоёрдугаар фазын бэхжилтийн онцгой тохиолдол юм.

3. Үр нөлөө

Хоёр дахь фазыг бэхжүүлэх гол шалтгаан нь тэдгээрийн болон мултрал хоорондын харилцан үйлчлэл бөгөөд энэ нь мултрал хөдөлгөөнийг саатуулж, хайлшийн деформацийн эсэргүүцлийг сайжруулдаг.

нэгтгэн дүгнэх

Бат бөх чанарт нөлөөлдөг хамгийн чухал хүчин зүйлүүд нь материалын өөрийнх нь найрлага, бүтэц, гадаргуугийн төлөв байдал юм; хоёр дахь нь хүчний төлөв байдал, тухайлбал хүчний хурд, ачаалах арга, энгийн суналт эсвэл давтагдсан хүч нь өөр өөр давуу талыг харуулах болно; Үүнээс гадна дээжийн геометр, хэмжээ болон туршилтын орчин нь бас маш их нөлөө үзүүлдэг бөгөөд заримдаа бүр шийдвэрлэх нөлөөтэй байдаг. Жишээлбэл, устөрөгчийн агаар мандалд хэт өндөр бат бэхтэй гангийн суналтын бат бэх нь экспоненциал байдлаар буурч болно.

Металл материалыг бэхжүүлэх хоёрхон арга бий. Нэг нь хайлшийн атом хоорондын холбооны хүчийг нэмэгдүүлэх, онолын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх, сахал гэх мэт согоггүй бүрэн талст бэлтгэх явдал юм. Төмөр сахалны бат бөх чанар нь онолын утгатай ойролцоо байдаг нь мэдэгдэж байна. Энэ нь сахалд ямар ч мултрал байхгүй эсвэл деформацийн процессын үед үржиж чадахгүй бага хэмжээний мултрал байгаатай холбоотой гэж үзэж болно. Харамсалтай нь сахлын диаметр том байх үед бат бөх чанар огцом буурдаг. Өөр нэг бэхжүүлэх арга бол болор дотор мултрал, цэгийн согог, олон янзын атом, ширхэгийн хил хязгаар, өндөр тархсан бөөмс эсвэл жигд бус байдал (тухайлбал тусгаарлалт) гэх мэт олон тооны талст согогийг оруулах явдал юм. Эдгээр согогууд нь мултралын хөдөлгөөнд саад учруулж, мөн металлын бат бөх чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг. Энэ нь металлын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх хамгийн үр дүнтэй арга гэдгийг баримтууд нотолсон. Инженерийн материалын хувьд ерөнхийдөө илүү сайн цогц гүйцэтгэлд хүрэхийн тулд цогц бэхжүүлэлтийн нөлөөгөөр дамжуулан хийдэг.