Solid oplossing fersterking

1. Definysje

In ferskynsel wêrby't legere eleminten yn it basismetaal oplost wurde om in bepaalde graad fan roosterferfoarming te feroarsaakjen en sa de sterkte fan 'e alloy te fergrutsjen.

2. Prinsipe

De solute atomen oplost yn 'e bêst oplossing feroarsaakje lattice ferfoarming, dy't fergruttet de wjerstân fan dislocation beweging, makket slip dreech, en fergruttet de sterkte en hurdens fan de alloy bêst oplossing. Dit ferskynsel fan it fersterkjen fan it metaal troch it oplossen fan in bepaald oplost elemint om in fêste oplossing te foarmjen wurdt solide oplossing fersterking neamd. As de konsintraasje fan oploste atomen passend is, kinne de sterkte en hurdens fan it materiaal wurde ferhege, mar har taaiens en plastykens binne ôfnommen.

3. Beynfloedzjende faktoaren

Hoe heger de atoomfraksje fan oploste atomen, hoe grutter it fersterkende effekt, benammen as de atoomfraksje tige leech is, is it fersterkende effekt wichtiger.

Hoe grutter it ferskil tusken de oploste atomen en de atoomgrutte fan it basismetaal, hoe grutter it fersterkende effekt.

Interstitial solute atomen hawwe in grutter solide oplossing fersterkjen effekt as ferfangende atomen, en omdat de lattice ferfoarming fan interstitial atomen yn lichem-sintraal kubike kristallen is asymmetrysk, harren fersterkjen effekt is grutter as dy fan face-centered kubike kristallen; mar interstitiële atomen De fêste oplosberens is tige beheind, sadat it eigentlike fersterkende effekt ek beheind is.

Hoe grutter it ferskil yn it oantal valenselektroanen tusken de solute atomen en it basismetaal, hoe dúdliker it solide oplossing fersterkjende effekt, dat is, de opbringststerkte fan 'e fêste oplossing nimt ta mei de tanimming fan' e valence-elektronkonsintraasje.

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

It ferskil yn grutte tusken matrix atomen en oploste atomen. Hoe grutter it ferskil yn grutte, hoe grutter de ynterferinsje foar de oarspronklike kristalstruktuer, en hoe dreger it is foar dislokaasjeslip.

It bedrach fan alloying eleminten. Hoe mear legere eleminten tafoege, hoe grutter it fersterkende effekt. As tefolle atomen te grut of te lyts binne, sil de oplosberens te heech wêze. Dit omfettet in oare fersterkingsmeganisme, de ferspriede faze fersterking.

Interstitial solute atomen hawwe in grutter solide oplossing fersterkjend effekt dan ferfangende atomen.

Hoe grutter it ferskil yn it oantal valenselektroanen tusken de oploste atomen en it basismetaal, hoe wichtiger it solide oplossing fersterkjende effekt.

5. Effekt

Opbringststerkte, treksterkte en hurdens binne sterker as suvere metalen;

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

De conductivity is folle leger as suver metaal;

Kruipresistinsje, as sterkteferlies by hege temperatueren, kin ferbettere wurde troch fersterking fan solide oplossing.

Wurk ferhurding

1. Definysje

As de mjitte fan kâlde deformaasje tanimt, nimt de sterkte en hurdens fan metalen materialen ta, mar de plastykens en hurdens ferminderje.

2. Ynlieding

In ferskynsel wêrby't de sterkte en hurdens fan metalen materialen tanimme as se plastysk ferfoarme wurde ûnder de rekristallisaasjetemperatuer, wylst de plastykens en hurdens ôfnimme. Ek bekend as kâld wurk ferhurding. De reden is dat as it metaal plastysk ferfoarme wurdt, de kristalkorrels slipje en dislokaasjes wurde ferwûne, wat feroarsaket dat de kristalkorrels langer wurde, brekke en fiberisearje, en oerbliuwende spanningen wurde generearre yn it metaal. De mjitte fan ferhurding wurdt meastentiids útdrukt troch de ferhâlding fan 'e mikrohardheid fan' e oerflaklaach nei ferwurking oan dy foar it ferwurkjen en de djipte fan 'e ferhurde laach.

3. Ynterpretaasje út it perspektyf fan dislokaasje teory

(1) Krúspunt komt tusken dislokaasjes, en de resultearjende besunigings hinderje de beweging fan 'e dislokaasjes;

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

(3) De proliferaasje fan dislokaasjes komt foar, en de ferheging fan dislokaasjetichtens fergruttet it ferset tsjin dislokaasjebeweging fierder.

4. Harm

Wurkferhurding bringt swierrichheden foar de fierdere ferwurking fan metalen dielen. Bygelyks, yn it proses fan kâld rôljen fan 'e stielen plaat sil it hurder en hurder wurde om te rôljen, dus it is nedich om tuskenlizzende annealing te regeljen tidens it ferwurkingsproses om har wurkferhurding troch ferwaarming te eliminearjen. In oar foarbyld is om it oerflak fan it wurkstik bros en hurd te meitsjen yn it snijproses, wêrtroch de slijtage fan it ark fersnelt en de snijkrêft fergruttet.

5. Foardielen

It kin ferbetterje de sterkte, hurdens en wear ferset fan metalen, benammen foar dy suvere metalen en bepaalde alloys dy't net kinne wurde ferbettere troch waarmte behanneling. Bygelyks, kâld-lutsen hege-sterkte stielen tried en kâld-coiled maitiid, ensfh, Brûk kâld wurkjende deformation te ferbetterjen syn sterkte en elastyske limyt. In oar foarbyld is it brûken fan wurkferhurding om de hurdens en slijtbestriding fan tanks, trekkerbanen, brekbekken en spoarwegen te ferbetterjen.

6. Rol yn meganyske technyk

Nei kâld tekenjen, rôljen en sjitten (sjoch oerflakfersterking) en oare prosessen kinne de oerflaksterkte fan metalen materialen, dielen en komponinten signifikant ferbettere wurde;

Nei't de dielen beklamme binne, is de lokale spanning fan bepaalde dielen faak grutter as de opbringstlimyt fan it materiaal, wêrtroch plastyske deformaasje feroarsaket. Troch it hurdjen fan wurk is de trochgeande ûntwikkeling fan plastyske deformaasje beheind, wat de feiligens fan dielen en komponinten ferbetterje kin;

Wannear't in metalen diel of komponint wurdt stimpele, syn plastyske deformation wurdt beselskippe troch fersterking, sadat de ferfoarming wurdt oerbrocht nei de unworked ferhurde diel der omhinne. Nei sokke werhelle ôfwikseljende aksjes kinne kâld stamping dielen mei unifoarme cross-sectional deformation krije;

It kin ferbetterje de cutting prestaasjes fan lege koalstof stiel en meitsje de chips maklik te skieden. Mar wurk ferhurding bringt ek swierrichheden foar de fierdere ferwurking fan metalen ûnderdielen. Bygelyks, kâld-lutsen stielen tried ferbrûkt in soad enerzjy foar fierdere tekening fanwege wurk ferhurding, en kin sels wurde brutsen. Dêrom moat it annealed wurde om wurkferhurding te eliminearjen foardat it tekenjen wurdt. In oar foarbyld is dat om it oerflak fan it wurkstik bros en hurd te meitsjen by it snijen, wurdt de snijkrêft ferhege by it opnij snijen, en de slijtage fan it ark wurdt fersneld.

Fine nôt fersterking

1. Definysje

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

2. Prinsipe

Metalen binne meastentiids polykristallen gearstald út in protte kristalkorrels. De grutte fan 'e kristalkorrels kin útdrukt wurde troch it oantal kristalkorrels per ienheid folume. Hoe mear it nûmer, hoe fyner de kristalkorrels. Eksperiminten litte sjen dat fynkorrelige metalen by keamertemperatuer hegere sterkte, hurdens, plastykens en taaiens hawwe as grofkorrelige metalen. Dit komt om't de fynkerrels plastyske ferfoarming ûndergeane ûnder eksterne krêft en kinne wurde ferspraat yn mear korrels, de plastyske ferfoarming is unifoarmer, en de stresskonsintraasje is minder; boppedat, hoe fyner de korrels, hoe grutter it nôtgrinsgebiet en de mear kronkeljende nôtgrinzen. De mear ûngeunstige fuortplanting fan skuorren. Dêrom wurdt de metoade foar it ferbetterjen fan de sterkte fan it materiaal troch it raffinearjen fan de kristalkorrels fersterking fan nôtferfining yn 'e yndustry neamd.

3. Effekt

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

De fersterkjende wet fan fynkerrelfersterking is dat hoe mear nôtgrinzen, hoe fyner de korrels. Neffens de Hall-Peiqi-relaasje, hoe lytser de gemiddelde wearde (d) fan 'e korrels, hoe heger de opbringststerkte fan it materiaal.

4. De metoade fan nôtferfining

Fergrutsje de mjitte fan subcooling;

Degeneraasje behanneling;

trilling en stirring;

Foar kâld-ferfoarme metalen kinne de kristalkorrels wurde ferfine troch it kontrolearjen fan de graad fan deformaasje en annealingtemperatuer.

Twadde faze fersterking

1. Definysje

Yn ferliking mei single-fase alloys, multi-fase alloys hawwe in twadde faze neist de matrix faze. As de twadde faze unifoarm ferdield is yn 'e matrixfaze mei fyn ferspraat dieltsjes, sil it in signifikant fersterkjend effekt hawwe. Dit fersterkjende effekt wurdt de twadde faze fersterking neamd.

2. Klassifikaasje

Foar de beweging fan dislokaasjes hat de twadde faze yn 'e alloy de folgjende twa situaasjes:

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

(2) Fersterking fan ferfoarme dieltsjes (trochsneedmeganisme).

Sawol dispersjefersterking as delslachfersterking binne spesjale gefallen fan twadde faze fersterking.

3. Effekt

De wichtichste reden foar it fersterkjen fan 'e twadde faze is de ynteraksje tusken har en de dislokaasje, dy't de beweging fan' e dislokaasje hinderet en de deformaasjebestriding fan 'e alloy ferbettere.

gearfetsje

De wichtichste faktoaren dy't de sterkte beynfloedzje binne de gearstalling, struktuer en oerflakstatus fan it materiaal sels; de twadde is de steat fan krêft, lykas de snelheid fan 'e krêft, de metoade fan laden, ienfâldige stretching of werhelle krêft, sil ferskate sterkte sjen litte; Dêrnjonken hawwe de mjitkunde en grutte fan 'e stekproef en it testmedium ek in grutte ynfloed, soms sels beslissend. Bygelyks, de treksterkte fan ultra-heechsterkte stiel yn in wetterstofsfear kin eksponentiell sakje.

D'r binne mar twa manieren om metalen materialen te fersterkjen. Ien is om de ynteratomyske bondingskrêft fan 'e alloy te fergrutsjen, har teoretyske sterkte te fergrutsjen en in folslein kristal te meitsjen sûnder defekten, lykas whiskers. It is bekend dat de sterkte fan izeren whiskers ticht by de teoretyske wearde is. It kin beskôge wurde dat dit komt om't d'r gjin dislokaasjes binne yn 'e whiskers, of mar in lyts bedrach fan dislokaasjes dy't net kinne proliferearje tidens it deformaasjeproses. Spitigernôch, as de diameter fan 'e whisker grutter is, falt de sterkte skerp. In oare fersterkjende oanpak is it ynfieren fan in grut oantal kristaldefekten yn it kristal, lykas dislokaasjes, puntdefekten, heterogene atomen, nôtgrinzen, sterk ferspraat dieltsjes of inhomogeniteiten (lykas segregaasje), ensfh. ek Signifikant ferbetterje de sterkte fan it metaal. Feiten hawwe bewiisd dat dit de meast effektive manier is om de sterkte fan metalen te fergrutsjen. Foar technyske materialen is it oer it generaal troch wiidweidige fersterkjende effekten om bettere wiidweidige prestaasjes te berikken.