Uimarishaji wa suluhisho thabiti

1. Ufafanuzi

Jambo ambalo vipengele vya aloi huyeyushwa katika chuma cha msingi ili kusababisha kiwango fulani cha kuvuruga kwa kimiani na hivyo kuongeza nguvu ya aloi.

2. Kanuni

atomi solute kufutwa katika ufumbuzi imara kusababisha kuvuruga kimiani, ambayo huongeza upinzani wa harakati dislocation, hufanya slipping vigumu, na kuongeza nguvu na ugumu wa aloi ufumbuzi imara. Jambo hili la kuimarisha chuma kwa kufuta kipengele fulani cha solute ili kuunda suluhisho imara inaitwa kuimarisha ufumbuzi imara. Wakati mkusanyiko wa atomi za solute unafaa, nguvu na ugumu wa nyenzo zinaweza kuongezeka, lakini ugumu wake na plastiki imepungua.

3. Mambo yanayoathiri

Kadiri sehemu ya atomiki ya atomi za solute inavyoongezeka, ndivyo athari ya kuimarisha inavyoongezeka, haswa wakati sehemu ya atomiki iko chini sana, athari ya kuimarisha ni muhimu zaidi.

Tofauti kubwa kati ya atomi za solute na saizi ya atomiki ya chuma cha msingi, ndivyo athari ya kuimarisha inavyoongezeka.

Atomi za soluti za ndani zina athari kubwa zaidi ya kuimarisha ufumbuzi kuliko atomi za uingizwaji, na kwa sababu upotoshaji wa kimiani wa atomi za unganishi katika fuwele za ujazo zinazozingatia mwili ni linganifu, athari yao ya kuimarisha ni kubwa kuliko ile ya fuwele za ujazo zinazozingatia uso; lakini atomi unganishi Umumunyifu kigumu ni mdogo sana, hivyo athari halisi ya kuimarisha pia ni mdogo.

Tofauti kubwa katika idadi ya elektroni za valence kati ya atomi za solute na chuma cha msingi, ni wazi zaidi athari ya kuimarisha ufumbuzi imara, yaani, nguvu ya mavuno ya ufumbuzi imara huongezeka kwa ongezeko la mkusanyiko wa elektroni ya valence.

4. Kiwango cha kuimarisha ufumbuzi imara hasa inategemea mambo yafuatayo

Tofauti ya saizi kati ya atomi za matrix na atomi solute. Tofauti kubwa ya ukubwa, kuingiliwa zaidi kwa muundo wa awali wa kioo, na ni vigumu zaidi kwa kuteleza kwa dislocation.

Kiasi cha vipengele vya aloi. Vipengele zaidi vya alloying vilivyoongezwa, athari kubwa zaidi ya kuimarisha. Ikiwa atomi nyingi ni kubwa sana au ndogo sana, umumunyifu utapitwa. Hii inahusisha utaratibu mwingine wa kuimarisha, uimarishaji wa awamu iliyotawanyika.

Atomi za soluti za unganishi zina athari kubwa zaidi ya kuimarisha suluhisho kuliko atomi za uingizwaji.

Tofauti kubwa katika idadi ya elektroni za valence kati ya atomi solute na chuma cha msingi, ni muhimu zaidi athari ya kuimarisha ufumbuzi imara.

5. Athari

Nguvu ya mavuno, nguvu ya mkazo na ugumu ni nguvu zaidi kuliko metali safi;

Katika hali nyingi, ductility ni ya chini kuliko ile ya chuma safi;

Conductivity ni chini sana kuliko chuma safi;

Upinzani wa kutambaa, au kupoteza nguvu kwa joto la juu, inaweza kuboreshwa kwa uimarishaji wa suluhisho thabiti.

Kazi ngumu

1. Ufafanuzi

Kadiri kiwango cha deformation ya baridi inavyoongezeka, nguvu na ugumu wa vifaa vya chuma huongezeka, lakini plastiki na ugumu hupungua.

2. Utangulizi

Jambo ambalo uimara na ugumu wa nyenzo za chuma huongezeka wakati zimeharibika plastiki chini ya halijoto ya kusawazisha tena, huku ugumu na ugumu hupungua. Pia inajulikana kama ugumu wa kazi baridi. Sababu ni kwamba wakati chuma kinapoharibika kisastiki, chembe za fuwele huteleza na kutengana hunaswa, ambayo husababisha nafaka za fuwele kurefuka, kuvunjika, na nyuzinyuzi, na mikazo iliyobaki hutolewa kwenye chuma. Kiwango cha ugumu wa kazi kawaida huonyeshwa na uwiano wa ugumu mdogo wa safu ya uso baada ya usindikaji kabla ya usindikaji na kina cha safu ngumu.

3. Ufafanuzi kutoka kwa mtazamo wa nadharia ya kutenganisha

(1) Makutano hutokea kati ya kutengana, na kupunguzwa kwa matokeo kunazuia harakati za kutenganisha;

(2) Mwitikio hutokea kati ya kutengana, na utenganisho ulioundwa huzuia harakati ya kutenganisha;

(3) Kuenea kwa mgawanyiko hutokea, na ongezeko la msongamano wa uhamishaji huongeza zaidi upinzani dhidi ya harakati za kufuta.

4. Madhara

Ugumu wa kazi huleta shida kwa usindikaji zaidi wa sehemu za chuma. Kwa mfano, katika mchakato wa baridi-rolling sahani ya chuma, itakuwa vigumu na vigumu roll, hivyo ni muhimu kupanga annealing kati wakati wa mchakato wa usindikaji ili kuondokana na kazi yake ugumu na joto. Mfano mwingine ni kufanya uso wa workpiece brittle na ngumu katika mchakato wa kukata, na hivyo kuongeza kasi ya kuvaa chombo na kuongeza nguvu ya kukata.

5. Faida

Inaweza kuboresha uimara, ugumu na upinzani kuvaa kwa metali, hasa kwa metali hizo safi na aloi fulani ambazo haziwezi kuboreshwa na matibabu ya joto. Kwa mfano, waya wa chuma wenye nguvu ya juu unaochorwa na baridi na chemchemi ya baridi-coiled, nk, tumia deformation ya kazi ya baridi ili kuboresha nguvu zake na kikomo cha elastic. Mfano mwingine ni matumizi ya ugumu wa kazi ili kuboresha ugumu na upinzani wa kuvaa kwa mizinga, nyimbo za trekta, taya za crusher na turnouts ya reli.

6. Jukumu katika uhandisi wa mitambo

Baada ya kuchora baridi, kusongesha na kupiga risasi (angalia uimarishaji wa uso) na michakato mingine, nguvu ya uso wa vifaa vya chuma, sehemu na vifaa vinaweza kuboreshwa kwa kiasi kikubwa;

Baada ya sehemu kusisitizwa, mkazo wa ndani wa sehemu fulani mara nyingi huzidi kikomo cha mavuno ya nyenzo, na kusababisha deformation ya plastiki. Kutokana na ugumu wa kazi, maendeleo ya kuendelea ya deformation ya plastiki ni vikwazo, ambayo inaweza kuboresha usalama wa sehemu na vipengele;

Wakati sehemu ya chuma au sehemu imepigwa muhuri, deformation yake ya plastiki inaambatana na kuimarisha, ili deformation ihamishwe kwenye sehemu isiyofanya kazi ngumu karibu nayo. Baada ya vitendo vile vya kubadilishana mara kwa mara, sehemu za baridi za kukanyaga na deformation sare ya sehemu ya msalaba zinaweza kupatikana;

Inaweza kuboresha utendakazi wa kukata chuma cha kaboni ya chini na kufanya chips iwe rahisi kutenganisha. Lakini ugumu wa kazi pia huleta shida kwa usindikaji zaidi wa sehemu za chuma. Kwa mfano, waya wa chuma unaotolewa na baridi hutumia nishati nyingi kwa kuchora zaidi kutokana na ugumu wa kazi, na inaweza hata kuvunjika. Kwa hiyo, ni lazima iingizwe ili kuondokana na ugumu wa kazi kabla ya kuchora. Mfano mwingine ni kwamba ili kufanya uso wa workpiece brittle na ngumu wakati wa kukata, nguvu ya kukata ni kuongezeka wakati wa kukata tena, na kuvaa chombo ni kasi.

Kuimarisha nafaka nzuri

1. Ufafanuzi

Njia ya kuboresha mali ya mitambo ya vifaa vya chuma kwa kusafisha nafaka za kioo inaitwa kuimarisha kioo. Katika sekta hiyo, nguvu ya nyenzo inaboreshwa kwa kusafisha nafaka za kioo.

2. Kanuni

Vyuma kawaida ni polycrystals inayojumuisha nafaka nyingi za fuwele. Ukubwa wa nafaka za kioo zinaweza kuonyeshwa kwa idadi ya nafaka za kioo kwa kiasi cha kitengo. Kadiri idadi inavyozidi, ndivyo nafaka za fuwele zinavyokuwa nzuri zaidi. Majaribio yanaonyesha kuwa metali zenye ubora wa kawaida kwenye joto la kawaida huwa na nguvu, ugumu, ugumu na ukakamavu zaidi kuliko metali zisizo na chembechembe. Hii ni kwa sababu nafaka nzuri hupitia deformation ya plastiki chini ya nguvu ya nje na inaweza kutawanywa katika nafaka zaidi, deformation ya plastiki ni sare zaidi, na mkusanyiko wa dhiki ni mdogo; kwa kuongeza, nafaka nzuri zaidi, eneo kubwa la mpaka wa nafaka na mipaka ya nafaka yenye mateso zaidi. mbaya zaidi uenezi wa nyufa. Kwa hiyo, njia ya kuboresha nguvu ya nyenzo kwa kusafisha nafaka za kioo inaitwa kuimarisha uboreshaji wa nafaka katika sekta hiyo.

3. Athari

Kadiri ukubwa wa nafaka unavyopungua, ndivyo idadi ya mitengano inavyopungua (n) kwenye nguzo ya kutenganisha. Kulingana na τ=nτ0, chini ya mkusanyiko wa dhiki, juu ya nguvu ya nyenzo;

Sheria ya kuimarisha ya kuimarisha nafaka nzuri ni kwamba mipaka ya nafaka zaidi, nafaka nzuri zaidi. Kulingana na uhusiano wa Hall-Peiqi, kadiri thamani ya wastani (d) ya nafaka inavyopungua, ndivyo nguvu ya mavuno ya nyenzo inavyoongezeka.

4. Njia ya uboreshaji wa nafaka

Kuongeza kiwango cha subcooling;

Matibabu ya kuzorota;

Vibration na kuchochea;

Kwa metali zilizoharibika kwa baridi, nafaka za fuwele zinaweza kusafishwa kwa kudhibiti kiwango cha deformation na joto la annealing.

Uimarishaji wa awamu ya pili

1. Ufafanuzi

Ikilinganishwa na aloi za awamu moja, aloi za awamu nyingi zina awamu ya pili pamoja na awamu ya matrix. Wakati awamu ya pili inasambazwa sawasawa katika awamu ya matrix na chembe nzuri zilizotawanywa, itakuwa na athari kubwa ya kuimarisha. Athari hii ya kuimarisha inaitwa kuimarisha awamu ya pili.

2. Uainishaji

Kwa harakati ya kuhamishwa, awamu ya pili iliyomo kwenye aloi ina hali mbili zifuatazo:

(1) Kuimarishwa kwa chembe zisizoharibika (utaratibu wa bypass).

(2) Kuimarishwa kwa chembe zinazoweza kuharibika (utaratibu wa kukata).

Uimarishaji wa mtawanyiko na uimarishaji wa mvua ni matukio maalum ya uimarishaji wa awamu ya pili.

3. Athari

Sababu kuu ya kuimarishwa kwa awamu ya pili ni mwingiliano kati yao na kufutwa, ambayo inazuia harakati ya kufuta na kuboresha upinzani wa deformation ya alloy.

kujumlisha

Sababu muhimu zaidi zinazoathiri nguvu ni muundo, muundo na hali ya uso wa nyenzo yenyewe; pili ni hali ya nguvu, kama vile kasi ya nguvu, njia ya upakiaji, kunyoosha rahisi au kurudia nguvu, itaonyesha nguvu tofauti; Kwa kuongeza, jiometri na ukubwa wa sampuli na kati ya mtihani pia ina ushawishi mkubwa, wakati mwingine hata maamuzi. Kwa mfano, nguvu ya mkazo ya chuma yenye nguvu ya juu zaidi katika angahewa ya hidrojeni inaweza kushuka kwa kasi.

Kuna njia mbili tu za kuimarisha vifaa vya chuma. Moja ni kuongeza nguvu ya kuunganisha interatomic ya aloi, kuongeza nguvu yake ya kinadharia, na kuandaa kioo kamili bila kasoro, kama vile whiskers. Inajulikana kuwa nguvu za whiskers za chuma ni karibu na thamani ya kinadharia. Inaweza kuchukuliwa kuwa hii ni kwa sababu hakuna dislocations katika whiskers, au tu kiasi kidogo cha dislocations ambayo haiwezi kuenea wakati wa mchakato deformation. Kwa bahati mbaya, wakati kipenyo cha whisker ni kubwa, nguvu hupungua kwa kasi. Mbinu nyingine ya uimarishaji ni kuanzisha idadi kubwa ya kasoro za fuwele kwenye fuwele, kama vile mtengano, kasoro za uhakika, atomi zisizo za kawaida, mipaka ya nafaka, chembe zilizotawanywa sana au inhomogeneities (kama vile kutenganisha), n.k. Kasoro hizi huzuia harakati za kutenganisha na pia Kuboresha kwa kiasi kikubwa nguvu za chuma. Ukweli umethibitisha kuwa hii ndiyo njia bora zaidi ya kuongeza nguvu za metali. Kwa nyenzo za uhandisi, kwa ujumla ni kupitia athari za uimarishaji wa kina ili kufikia utendaji bora wa kina.