Rigidizarea aliaje metalice, metalurgie
Rigidizarea aliaje metalice. A decis pentru a numi articol, astfel ca acest titlu va acoperi doar o mulțime de materiale metalice: oțelul, și aliaje de nichel și aliaje de cobalt, bronz, aluminiu și aliajele sale, etc.
(. A se vedea articolul privind industria de importanță) După cum știm deja, metale și aliajele lor ne înconjoară, peste tot în lumea modernă: acestea sunt mașini, trenuri, avioane, nave, aceste părți de mașini și mecanisme care funcționează în multe industrii vitale, cum ar fi produsele alimentare, textile și construcții.
Pentru utilizarea materialelor metalice în construcția și detaliile mașinilor de multe ori au nevoie de materiale metalice de armare.
De ce consolidarea? Ca consolidarea? Rigidizarea?
O nevoie de armare pentru mai puțin în vrac și mai multe structuri și componente care au aceleași proprietăți ca și produsul materialelor precursoare mai puțin avansate ușoare.
În articolul despre minunile din oțel mondial am menționat despre Turnul Eiffel, și la fel ca turnul ei în Japonia, a construit 70 de ani mai târziu. Turnul din Japonia are o greutate mai mică de 2 ori comparativ cu Eiffel, datorită utilizării unei oțeluri cu rezistență ridicată. Un alt domeniu promițător este utilizarea de oțeluri de înaltă rezistență în designul auto: greutatea vehiculului este mai mică, apoi mai puțin și consumul de combustibil. Foarte misto! Un alt exemplu, este foarte relevant pentru România, - o țeavă cu diametru mare pentru transportul petrolului și gazelor pe distanțe lungi. Folosirea țeavă de oțel de înaltă rezistență poate reduce greutatea la aceeași capacitate de a rezista la presiunea gazului sau lichidului.
Deci, la subiect.
Mai întâi trebuie să definească conceptul de putere.
Durabilitate - „materiale capacitatea de a rezista la deformare plastică și distrugere datorate sarcinilor externe“ [1, p. 7].
Știm că deformarea plastică în solide cristaline se realizează prin mișcarea dislocațiilor, și, prin urmare, armătura metalică poate fi realizată prin crearea unor bariere pentru avansarea lor [2, p. 29]. Mai multe detalii despre dislocare poate fi citit, de exemplu, în referința [3, pp. 23-48], în cazul în care totul este detaliat foarte scris. Sunt la fel ca întotdeauna simplificând foarte mult, voi încerca să explice esența.
Metal fiind în stare solidă, deși are o structură cristalină, dar nu o acumulare hefty strict aranjate în spațiu a atomilor în rețeaua cristalină. Ie dacă luăm o șurubelniță și să penetreze mental în ea, nu veți găsi un astfel de model care atomii de fier sunt succesiune netede dintr-o parte a cilindrului la altul. Realist metalică are o structură de cereale (pro este menționată în articolul „Evaluarea dimensiunii granulelor și problema potențială“), iar fiecare bob este un singur cristal, rețeaua cristalină care nu este ideal, și ordinea strictă a aranjament atomic se observă nu întotdeauna, pentru că în interiorul corpului de cereale au defecte (luxații, vacante, atomii de impuritate subzorna, celule).
- Cereale - nu un cristal perfect, și au defecte (dislocările, posturile vacante, atomii de impuritate subgrains de celule) în interiorul corpului de cereale.
Să ne insista asupra dislocărilor. Aici este o rețea cristalină perfectă.
Fig. Rețeaua cristalină a metalului.
Dar grătarul real.
Fig. din metal cristalin cu grilaj dislocare margine
După cum puteți vedea, există un „plus“ planul format de atomi. este de extra numit [2, pagina 28], și că sub el - marginea dislocare (există încă în spirală). Și astfel luxații în metale reale mii. De foarte multe ori la fel „a extra“ poate fi văzut în formă de linie nou format la banca sau clinica, când de nicăieri apare un om care, se pare, „a fost mult timp implicat în“, urmat de alte cinci 🙂
Deci, acum înapoi la rețelele noastre. Deformarea cristalului - se deplasează în esență, una în raport cu celelalte straturi ale atomilor [2]. În cazul cristalului perfect pentru a schimba avionul aceeași unul față de celălalt nevoie să se rupă toate legăturile existente între atomii în plan, și, prin urmare, să facă eforturi mari. De aceea, cristalele ideale trebuie să fie foarte puternic.
Acum, uita-te la cristal reale.
Fig. tulpina Schema de forfecare [2, p. 29]
Atunci când se aplică o sarcină externă dislocare începe să se miște, adică, decalaj și legături între atomii din restaurarea rețelei cristaline are loc alternativ, și se dovedește că energia necesară pentru deformarea, va fi mult mai mică în comparație cu cea de a fi cheltuite pe deformarea grilajului ideală [2, p. 28]; și dislocarea noastră trece prin cristal ca un val: nici un transfer de masă, iar mișcarea este.
In cele din urma, o dislocare atinge limita (de exemplu, limita de cereale) și straturile de offset ale atomilor atinge suprafața cristalului.
Ce este o dislocare, mai mult sau mai puțin clare, astfel încât acum înapoi la teza noastră despre întărire prin crearea de obstacole în calea mișcării dislocare.
„Deoarece deformarea plastică se realizează în corpuri cristaline mișcare dislocare, armătura metalică poate fi realizată prin crearea unui obstacol în avansarea lor [2, pag. 29].“
Aceste obstacole pot fi [3, 47-48]:
- atomi ai altor substanțe chimice. Element;
- alte dislocatii sau ciorchini lor și configurație;
- limitele grăunților și elementele substructurii (subzoren, celule);
- Particulele doua faze.
Aceasta a obținut prin adăugarea defectelor în cristal, ne armare.
Fig. dependență schematică rezistență metalică a numărului de defecte zăbrele [2, p. 62].
Din lista de mai sus, vom enumera materialele metalice corespunzătoare calire metode [4, p 139 și 5, paginile 21-22 ..]:
- Soluție solidă întărire (întărire datorită alierea);
- durificării și durificarea prin prelucrarea termică (crearea defectelor cristaline prin deformare sau tratament termic);
- limita granulei și rigidizarea substructură;
- durificare precipitare sau, cu alte cuvinte, precipitarea călire (călire prin precipitarea particulelor de a doua etapă).
Acum să trecem pe scurt peste elementele de mai sus.
Atomii elementelor de aliere și impurități pot fi în rețeaua cristalină,
- ca și atomii substitutionali (atom elementul cade în principalele elemente chimice atom loc formează grilajul .;
- ca atomii interstițiale sunt în interstițiile cu zăbrele.
In aceasta și în alt caz există o denaturare a rețelei cristaline, iar mișcarea dislocare este împiedicată, cum ar fi, de exemplu, creează o „viteză denivelare“ mașină.
Aici mă limitez la faptul că eu spun că dislocarea în mișcare și interacțiunea lor cu alte luxații [2, p. 28] a crea noi luxații, care apoi devin ele însele o barieră în calea libera circulație a acestora. E ca la metrou, la intersecția: dimineața este normal, rapid alunecat, iar în orele de vârf ca oameni nabezhit că atunci marcarea tuturor scărilor rulante, waddling pinguini (în Vladimir, am vizitat de multe ori unul dintre acestea).
limita granulei este un obstacol de netrecut pentru mișcarea de dislocare [1, p. 116]. Cu cat mai multe cereale, limitele medie mai mică de cereale, precum și o mai mare armatura.
Această metodă are unele ce preimuschetvo înainte de cele mai multe alte: limita de cereale care nu este însoțită de întărire fragilizare [1, pag 114.]. Mai mult decât atât, unele părți ale limitelor de cereale în timpul deformării în sine este o sursă de luxații [1, p. 116], iar în cazul dislocărilor în volum devine mai mare, atunci când se mută acestea sunt din ce în ce încep să interfereze unul cu celălalt. Din nou întărire.
Moduri de a se pisa de cereale, există multe. Origine - (. A se vedea articolul despre oțeluri ereditari cu granulație fină) introducerea în oțel elemente, cum ar fi aluminiu, niobiu sau titan, care formează stabil la relativ ridicate temperaturi carburile, nitruri și carbonitruri, care în timpul încălzirii oțelului, de exemplu, pentru laminare, sunt substrat pentru formarea de noi boabe (oțelurilor supuse unor transformări gamma-alfa). Cu cât mai mare dintre aceste particule vor fi în cea mai mare parte a metalului, mai mic este bobul. Mai mult decât atât, atunci când încălzirea în continuare particulele de oțel fiind la limitele granulei de control creșterea de cereale ca o demonstrație a personalului SWAT constrângătoare.
A doua metodă de rafinare de cereale - aplicarea unui tratament termic, de exemplu, termociclare [1, p. 115].
De fapt, există și alte modalități pe care le puteți aplica pentru o altă etapă de solidificare a oțelului, dar acum e vorba nu voi scrie: trebuie să-l numesc o zi - deci nici un articol nu este de ajuns.
In mod similar, deoarece dislocații particulele mici doua faze, cum ar fi carburile de vanadiu sau niobiu, sunt de obstacole serioase de mișcare dislocare, chiar și pietre și roci.
Izolarea particulelor celei de a doua fază are loc la descompunerea unei soluții solide suprasaturată. Pur și simplu pune, (I aici și atributul alierea) în anumite condiții (călire și îmbătrânire, de exemplu), atomii de impuritate în rețeaua devine prea mică, ei ies din ea, cu prihvatyvaya alți atomi de impuritate, și formează un compus.
De exemplu, din niobiu, vanadiu, prihvatyvaya cu carbon și azot în oțelurile soluției și forma sau carbonitrurilor NbxCyNz VxCyNz, dislocarea ei apoi balbai. În aliaje de aluminiu de atomi de nichel ale rețelei și sunt localizate împreună cu atomii de nichel și formează o fază gamma dot-Ni3Al.
De fapt, tratament termic, și diferite tipuri de TMO acționa mai multe mecanisme de întărire. Această creație a crescut densitatea dislocațiilor, iar întârzierea a atomilor în rețeaua cristalină, sau selectarea celei de a doua fază particulelor.
Toate aceste mecanisme sunt consolidarea nu trăiesc vieți separate și pot să apară împreună și se influențează reciproc, care este mai des decât este de fapt: nu există fier absolut pură, fără impurități, pe care le-ar dori să cimenteze numai deformarea, sau nu există nici o rigidizarea pur doping. Deformarea, de exemplu, influențează selectarea celei de a doua faze, și vice-versa. Despre ea (despre deformarea reciprocă și dezintegrarea soluție solidă) este foarte mare este scris în [6].
Asta e tot pentru azi.
- Metallofizika aliaje de înaltă rezistență. Manual pentru licee. Goldstein MI Litvinov VS Bronfin BM M: Metalurgie, 1986. 312 p.
- Gulyaev AP Metalurgie fizică. Manual pentru licee. ediția a 6-a. Revizuit. și ext. M: metalurgie, 1986. 544.
- Metalografice și tratamentul termic al oțelului. Ref. izzh. - 3a. perereb. și ext. La 3 m. T. II Fundamentele tratamentului termic / Ed. Bernstein ML Rahshtadta AG M: Metalurgie, 1983. 368 p.
- Goldstein MI Graciov SV Wexler YG oțel special. Manual pentru licee. M: Metalurgie, 1985, 408 p.
- marinarii YI Litvinenko DA Golovanenko SA Oțel pentru magistrale de gaze, metalurgie M., 1989. 288 p.