Fersterking fan fêste oplossing

1. Definysje

In ferskynsel wêrby't legeringseleminten oplost wurde yn it basismetaal om in beskate mjitte fan roosterferfoarming te feroarsaakjen en sa de sterkte fan 'e legearing te fergrutsjen.

2. Prinsipe

De oploste atomen dy't oplost binne yn 'e fêste oplossing feroarsaakje roasterferfoarming, wat de wjerstân tsjin dislokaasjebeweging fergruttet, it gliden lestich makket, en de sterkte en hurdens fan 'e fêste oplossing fan 'e legearing fergruttet. Dit ferskynsel fan it fersterkjen fan it metaal troch it oplossen fan in bepaald oplost elemint om in fêste oplossing te foarmjen wurdt fersterking fan fêste oplossing neamd. As de konsintraasje fan oploste atomen passend is, kin de sterkte en hurdens fan it materiaal ferhege wurde, mar de taaiheid en plastisiteit binne ôfnommen.

3. Ynfloedfaktoren

Hoe heger de atomêre fraksje fan oploste atomen, hoe grutter it fersterkende effekt, foaral as de atomêre fraksje tige leech is, is it fersterkende effekt wichtiger.

Hoe grutter it ferskil tusken de atomen fan 'e oploste stof en de atomêre grutte fan it basismetaal, hoe grutter it fersterkende effekt.

Ynterstitiële oploste atomen hawwe in grutter fersterkend effekt fan fêste oplossing as ferfangende atomen, en om't de roasterferfoarming fan ynterstitiële atomen yn lichemssintraal kubyske kristallen asymmetrysk is, is har fersterkend effekt grutter as dat fan flakssintraal kubyske kristallen; mar ynterstitiële atomen De oplosberens yn fêste oplossing is tige beheind, sadat it eigentlike fersterkend effekt ek beheind is.

Hoe grutter it ferskil yn it oantal valenselektronen tusken de oploste atomen en it basismetaal, hoe dúdliker it fersterkende effekt fan 'e fêste oplossing, dat wol sizze, de reksterkte fan 'e fêste oplossing nimt ta mei de tanimming fan 'e valenselektronkonsintraasje.

4. De mjitte fan fersterking fan fêste oplossing hinget benammen ôf fan de folgjende faktoaren.

It ferskil yn grutte tusken matriksatomen en oploste atomen. Hoe grutter it ferskil yn grutte, hoe grutter de ynterferinsje mei de orizjinele kristalstruktuer, en hoe dreger it is foar dislokaasje-slip.

De hoemannichte legeringseleminten. Hoe mear legeringseleminten der tafoege wurde, hoe grutter it fersterkende effekt. As tefolle atomen te grut of te lyts binne, sil de oplosberens oerskreden wurde. Dit giet oer in oar fersterkingmeganisme, de fersprate fazefersterking.

Ynterstitiële oploste atomen hawwe in grutter fersterkend effekt op 'e fêste oplossing as ferfangende atomen.

Hoe grutter it ferskil yn it oantal valenselektronen tusken de oploste atomen en it basismetaal, hoe wichtiger it fersterkende effekt fan 'e fêste oplossing.

5. Effekt

Strooisterkte, treksterkte en hurdens binne sterker as suvere metalen;

Yn 'e measte gefallen is de duktiliteit leger as dy fan suver metaal;

De geliedingsfermogen is folle leger as suver metaal;

Kruipwjerstân, of sterkteferlies by hege temperatueren, kin ferbettere wurde troch fersterking fan fêste oplossingen.

Wurkferhurding

1. Definysje

As de mjitte fan kâlde deformaasje tanimt, nimt de sterkte en hurdens fan metalen materialen ta, mar de plastisiteit en taaiens nimme ôf.

2. Ynlieding

In ferskynsel wêrby't de sterkte en hurdens fan metalen materialen tanimme as se plastysk deformearre wurde ûnder de rekristallisaasjetemperatuer, wylst de plastisiteit en taaiens ôfnimme. Ek wol bekend as kâldwurkferhurding. De reden is dat as it metaal plastysk deformearre wurdt, de kristalkorrels ferskowe en ûntwrichtingen yninoar ferstrikt reitsje, wêrtroch't de kristalkorrels langer wurde, brekke en fezels foarmje, en der restspanningen yn it metaal ûntsteane. De mjitte fan wurkferhurding wurdt meastentiids útdrukt troch de ferhâlding fan 'e mikrohurdens fan 'e oerflaklaach nei ferwurking ta dy foar ferwurking en de djipte fan 'e ferhurde laach.

3. Ynterpretaasje út it perspektyf fan dislokaasjeteory

(1) Der komt in krusing tusken ûntwrichtingen, en de dêrtroch ûntstiene snijwûnen hinderje de beweging fan 'e ûntwrichtingen;

(2) In reaksje fynt plak tusken dislokaasjes, en de foarme fêste dislokaasje hinderet de beweging fan 'e dislokaasje;

(3) De proliferaasje fan dislokaasjes komt foar, en de tanimming fan dislokaasjetichtens fergruttet de wjerstân tsjin dislokaasjebeweging fierder.

4. Skea

Wurkferhurding bringt swierrichheden mei oan de fierdere ferwurking fan metalen ûnderdielen. Bygelyks, yn it proses fan kâldwalsen fan 'e stielen plaat sil it hieltyd dreger wurde om te walsen, dus it is needsaaklik om tuskentiids gloeien te regeljen tidens it ferwurkingsproses om de wurkferhurding troch ferwaarming te eliminearjen. In oar foarbyld is om it oerflak fan it wurkstik bros en hurd te meitsjen yn it snijproses, wêrtroch't de arkfersliten fersnelt en de snijkrêft tanimt.

5. Foardielen

It kin de sterkte, hurdens en slijtvastheid fan metalen ferbetterje, foaral foar dy suvere metalen en bepaalde legearingen dy't net ferbettere wurde kinne troch waarmtebehanneling. Bygelyks, kâldlutsen hege sterkte stieldraad en kâldspiraalfearren, ensfh., brûke kâldbewurkingsdeformaasje om har sterkte en elastisiteitslimyt te ferbetterjen. In oar foarbyld is it brûken fan wurkferhurding om de hurdens en slijtvastheid fan tanks, trekkerspoaren, brekkerkaken en spoarweiwiksels te ferbetterjen.

6. Rol yn meganyske technyk

Nei kâldlûken, walsen en kûgelstraaljen (sjoch oerflakfersterking) en oare prosessen kin de oerflaksterkte fan metalen materialen, ûnderdielen en komponinten signifikant ferbettere wurde;

Nei't de ûnderdielen ûnder spanning steane, giet de lokale spanning fan bepaalde ûnderdielen faak boppe de rekgrins fan it materiaal út, wat plestike deformaasje feroarsaket. Troch wurkferhurding wurdt de trochgeande ûntwikkeling fan plestike deformaasje beheind, wat de feiligens fan ûnderdielen en komponinten ferbetterje kin;

As in metalen ûnderdiel of komponint stampt wurdt, giet de plestike deformaasje mank mei fersterking, sadat de deformaasje oerdroegen wurdt oan it ûnbewurke ferhurde diel deromhinne. Nei sokke werhelle ôfwikseljende aksjes kinne kâldstampende ûnderdielen mei unifoarme dwersdoorsnededeformaasje krigen wurde;

It kin de snijprestaasjes fan leechkoalstofstiel ferbetterje en de spanen maklik te skieden meitsje. Mar wurkferhurding bringt ek swierrichheden mei foar de fierdere ferwurking fan metalen ûnderdielen. Bygelyks, kâldlutsen stieldraad brûkt in soad enerzjy foar fierder lûken fanwegen wurkferhurding, en kin sels brutsen wurde. Dêrom moat it gloeid wurde om wurkferhurding te eliminearjen foar it lûken. In oar foarbyld is dat om it oerflak fan it wurkstik bros en hurd te meitsjen tidens it snijen, de snijkrêft wurdt ferhege tidens it opnij snijen, en de arkfersliting wurdt fersneld.

Fersterking fan fyn nôt

1. Definysje

De metoade foar it ferbetterjen fan de meganyske eigenskippen fan metalen materialen troch it raffinearjen fan de kristalkorrels wurdt kristalferfiningfersterking neamd. Yn 'e yndustry wurdt de sterkte fan it materiaal ferbettere troch it raffinearjen fan 'e kristalkorrels.

2. Prinsipe

Metalen binne meastal polykristallen dy't gearstald binne út in protte kristalkerrels. De grutte fan 'e kristalkerrels kin útdrukt wurde troch it oantal kristalkerrels per ienheid folume. Hoe mear it getal, hoe finer de kristalkerrels. Eksperiminten litte sjen dat fynkorrelige metalen by keamertemperatuer in hegere sterkte, hurdens, plastisiteit en taaiens hawwe as grofkorrelige metalen. Dit komt om't de fynkorrelige metalen ûnder eksterne krêft plestike deformaasje ûndergeane en yn mear kerrels ferspraat wurde kinne, de plestike deformaasje unifoarmer is, en de spanningskonsintraasje minder is; derneist, hoe finer de kerrels, hoe grutter it grinsgebiet fan 'e kerrels en hoe mear kronkelige kerrelsgrinzen. Hoe ûngeunstiger de fersprieding fan skuorren. Dêrom wurdt de metoade foar it ferbetterjen fan 'e sterkte fan it materiaal troch it ferfine fan 'e kristalkerrels yn 'e yndustry kerrelferfiningfersterking neamd.

3. Effekt

Hoe lytser de korrelgrutte, hoe lytser it oantal dislokaasjes (n) yn it dislokaasjekluster. Neffens τ=nτ0, hoe lytser de spanningskonsintraasje, hoe heger de sterkte fan it materiaal;

De fersterkingswet fan fynkerrelfersterking is dat hoe mear kerrelgrinzen, hoe finer de kerrels. Neffens de Hall-Peiqi-relaasje, hoe lytser de gemiddelde wearde (d) fan 'e kerrels, hoe heger de reksterkte fan it materiaal.

4. De metoade fan nôtferfining

Ferheegje de mjitte fan ûnderkoeling;

Behanneling fan ferfal;

Trilling en roerjen;

Foar kâld-deformearre metalen kinne de kristalkorrels ferfine wurde troch de mjitte fan deformaasje en gloeitemperatuer te kontrolearjen.

Twadde faze fersterking

1. Definysje

Yn ferliking mei ienfaselegeringen hawwe mearfaselegeringen in twadde faze neist de matriksfaze. As de twadde faze unifoarm ferdield is yn 'e matriksfaze mei fyn fersprate dieltsjes, sil it in signifikant fersterkend effekt hawwe. Dit fersterkend effekt wurdt de twadde fazefersterking neamd.

2. Klassifikaasje

Foar de beweging fan dislokaasjes hat de twadde faze dy't yn 'e legearing befette is de folgjende twa situaasjes:

(1) Fersterking fan net-deformearbere dieltsjes (bypassmeganisme).

(2) Fersterking fan ferfoarmbere dieltsjes (trochsnijmeganisme).

Sawol ferspriedingsfersterking as delslachfersterking binne spesjale gefallen fan twadde fazefersterking.

3. Effekt

De wichtichste reden foar de fersterking fan 'e twadde faze is de ynteraksje tusken har en de dislokaasje, dy't de beweging fan 'e dislokaasje hinderet en de deformaasjewjerstân fan 'e legearing ferbetteret.

gearfetsje

De wichtichste faktoaren dy't de sterkte beynfloedzje binne de gearstalling, struktuer en oerflaktetastân fan it materiaal sels; de twadde is de tastân fan krêft, lykas de snelheid fan 'e krêft, de metoade fan laden, ienfâldige strekking of werhelle krêft, sille ferskillende sterktes sjen litte; Derneist hawwe de geometry en grutte fan it stekproef en it testmedium ek in grutte ynfloed, soms sels beslissend. Bygelyks, de treksterkte fan ultra-hege sterkte stiel yn in wetterstofatmosfear kin eksponentiell sakje.

Der binne mar twa manieren om metalen materialen te fersterkjen. Ien is it fergrutsjen fan 'e ynteratomyske bondingkrêft fan' e legearing, it fergrutsjen fan syn teoretyske sterkte, en it tarieden fan in folsleine kristal sûnder defekten, lykas whiskers. It is bekend dat de sterkte fan izeren whiskers ticht by de teoretyske wearde leit. Der kin oannommen wurde dat dit komt om't der gjin dislokaasjes yn 'e whiskers binne, of mar in lyts oantal dislokaasjes dy't net kinne proliferearje tidens it deformaasjeproses. Spitigernôch, as de diameter fan 'e whisker grutter is, sakket de sterkte skerp. In oare fersterkingsoanpak is it yntrodusearjen fan in grut oantal kristaldefekten yn it kristal, lykas dislokaasjes, puntdefekten, heterogene atomen, nôtgrinzen, heech fersprate dieltsjes of ynhomogeniteiten (lykas segregaasje), ensfh. Dizze defekten hinderje de beweging fan dislokaasjes en ferbetterje ek de sterkte fan it metaal signifikant. Feiten hawwe bewiisd dat dit de meast effektive manier is om de sterkte fan metalen te fergrutsjen. Foar yngenieursmaterialen is it oer it algemien troch wiidweidige fersterkingseffekten om bettere wiidweidige prestaasjes te berikken.