Катуу чечим бекемдөө

1. Аныктама

Негизги металлда эритүүчү элементтердин эритип, белгилүү даражадагы тордун бурмаланышын пайда кылуучу жана ошону менен эритменин бекемдигин жогорулатуучу кубулуш.

2. Принцип

Катуу эритмеде эриген ээриген заттын атомдору торчонун бурмаланышын пайда кылат, бул дислокация кыймылынын каршылыгын жогорулатат, тайгалоону кыйындатат жана эритме катуу эритменин бекемдигин жана катуулугун жогорулатат. Катуу эритмени пайда кылуу үчүн белгилүү бир эриген элементти эритип, металлды бекемдөөнүн мындай кубулушу катуу эритмени бекемдөө деп аталат. Эриген заттын атомдорунун концентрациясы ылайыктуу болгондо, материалдын бекемдигин жана катуулугун жогорулатууга болот, бирок анын катуулугу жана пластикасы азайган.

3. Таасир кылуучу факторлор

Эриген заттын атомдорунун атомдук үлүшү канчалык жогору болсо, күчтүүрөөк таасири ошончолук чоң болот, өзгөчө атомдук фракция өтө төмөн болгондо, бекемдөөчү эффект олуттуураак болот.

Эриген заттын атомдору менен негизги металлдын атомдук өлчөмүнүн ортосундагы айырма канчалык чоң болсо, ошончолук бекемдөөчү эффект болот.

Интерстициалдык эриген заттын атомдору алмаштыруучу атомдорго караганда катуу эритмени бекемдөөчү эффектке ээ жана дене-центрлүү куб кристаллдардагы интерстициалдык атомдордун торчо бурмаланышы ассиметриялуу болгондуктан, алардын бекемдөөчү эффектиси бет-борборлуу куб кристаллдарга караганда көбүрөөк болот; бирок интерстициалдык атомдор Катуу эригичтик өтө чектелген, ошондуктан иш жүзүндө бекемдөөчү таасири да чектелген.

Эриген заттын атомдору менен негизги металлдын ортосундагы валенттүү электрондордун санынын айырмасы канчалык чоң болсо, катуу эритмени бекемдөөчү эффект ошончолук айкын болот, башкача айтканда, валенттүү электрондун концентрациясынын көбөйүшү менен катуу эритменин акуу күчү жогорулайт.

4. Катуу эритмени бекемдөө даражасы негизинен төмөнкү факторлордон көз каранды

Матрица атомдору менен эриген заттын атомдорунун өлчөмүнүн айырмасы. Өлчөмдүн айырмасы канчалык чоң болсо, баштапкы кристалл түзүмүнө интерференция ошончолук көп болот жана дислокациянын тайгаланышы ошончолук кыйын болот.

Легирленген элементтердин саны. Канчалык көп легирленген элементтер кошулса, ошончолук бекемдөөчү эффект болот. Эгерде өтө көп атомдор өтө чоң же өтө кичине болсо, эригичтиги ашып кетет. Бул дагы бир күчөтүү механизмин, дисперстүү фазаны күчөтүүнү камтыйт.

Интерстициалдык эриген заттын атомдору алмаштыруучу атомдорго караганда катуу эритмени бекемдөөчү эффектке ээ.

Эриген заттын атомдору менен негизги металлдын ортосундагы валенттүү электрондордун санындагы айырма канчалык чоң болсо, катуу эритмени бекемдөөчү эффект ошончолук маанилүү болот.

5. Эффект

Кирүү күчү, тартылуу күчү жана катуулугу таза металлдардан күчтүү;

Көпчүлүк учурларда ийкемдүүлүк таза металлдыкынан төмөн;

өткөргүчтүк таза металлдан алда канча төмөн;

Соймолорго каршылык, же жогорку температурада күч жоготуу, катуу чечим бекемдөө менен жакшыртылышы мүмкүн.

Ишти бекемдөө

1. Аныктама

Муздак деформациянын даражасы жогорулаган сайын металл материалдарынын бекемдиги жана катуулугу жогорулайт, бирок пластикалык жана катуулугу төмөндөйт.

2. Киришүү

Кайра кристаллдашуу температурасынан төмөн пластикалык деформацияланганда металл материалдарынын бекемдиги жана катуулугу жогорулайт, ал эми пластикалык жана катуулугу төмөндөй турган көрүнүш. Ошондой эле муздак жумуш катаалдануу катары белгилүү. Себеби, металл пластикалык деформацияланганда кристалл бүртүкчөлөрү тайып, дислокациялар чырмалышып, кристалл бүртүкчөлөрү узарып, үзүлүп, жипчеге айланып, металлда калдык чыңалуулар пайда болот. Жумуштун катуулануу даражасы, адатта, кайра иштетүүдөн кийинки беттик катмардын микрокатуулугунун иштетүүгө чейинкиге карата катышы жана катууланган катмардын тереңдиги менен туюнтулат.

3. Дислокация теориясынын көз карашынан интерпретациялоо

(1) Дислокациялардын ортосунда кесилиш пайда болот жана пайда болгон кесүүлөр дислокациялардын кыймылына тоскоол болот;

2) дислокациялардын ортосунда реакция пайда болуп, пайда болгон туруктуу дислокация дислокациянын кыймылына тоскоол болот;

(3) дислокациянын көбөйүшү пайда болот, ал эми дислокациянын тыгыздыгынын өсүшү дислокация кыймылына каршылыкты дагы жогорулатат.

4. Зыян

Жумуштун катууланышы металл тетиктерин андан ары иштетүүдө кыйынчылыктарды жаратат. Мисалы, болотту муздак прокаттоо процессинде аны жылдыруу барган сайын кыйындайт, ошондуктан анын ысытуу жолу менен катуулануусун жоюу үчүн кайра иштетүү процессинде аралык күйгүзүүнү уюштуруу керек. Дагы бир мисал, кесүү процессинде кесүүчү материалдын бети морт жана катуу кылуу, ошону менен инструменттин эскиришин тездетүү жана кесүү күчүн жогорулатуу.

5. Артыкчылыктар

Бул металлдардын бекемдигин, катуулугун жана эскирүү туруктуулугун жакшыртат, өзгөчө таза металлдар жана жылуулук менен дарылоо аркылуу жакшыртылбаган айрым эритмелер үчүн. Мисалы, муздак тартылган жогорку бекем болот зым жана муздак ширелүү пружина ж. Дагы бир мисал, цистерналардын, тракторлордун рельстеринин, майдалагыч жаактарынын жана темир жол бургучтарынын катуулугун жана эскирүүгө туруктуулугун жогорулатуу үчүн катуулатууну колдонуу.

6. Машина куруудагы ролу

Муздак чийүү, прокаттоо жана октоо (бетин чыңдоону караңыз) жана башка процесстерден кийин металл материалдардын, тетиктердин жана тетиктердин беттик бекемдигин бир топ жакшыртса болот;

Бөлүктөргө басым жасалгандан кийин, айрым бөлүктөрүнүн жергиликтүү чыңалуулары көбүнчө материалдын түшүү чегинен ашып, пластикалык деформацияга алып келет. Жумуштун катуулануусунан улам пластикалык деформациянын үзгүлтүксүз өнүгүшү чектелет, бул тетиктердин жана тетиктердин коопсуздугун жакшыртат;

Металл тетикти же тетикти штамптоодо анын пластикалык деформациясы бекемдөө менен коштолот, ошентип деформация айланасындагы иштетилбеген катууланган бөлүккө өтөт. Мындай кайталанма кезектешкен аракеттерден кийин кесилишинин бирдей деформациясы бар муздак штамптоо бөлүктөрүн алууга болот;

Бул аз көмүртектүү болоттун кесүү иштешин жакшыртат жана чиптерди бөлүүнү оңой кыла алат. Бирок жумуштун катууланышы металл тетиктерин андан ары кайра иштетүүдө да кыйынчылыктарды жаратат. Мисалы, муздак тартылган болот зым жумуштун катуулануусунан улам андан ары тартуу үчүн көп энергияны сарптайт, ал тургай үзүлүп калышы да мүмкүн. Ошондуктан, чийүү алдында иштин катуулануусун жоюу үчүн аны күйдүрүү керек. Дагы бир мисал, кесүү учурунда даярдалган материалдын бети морт жана катуу болушу үчүн, кайра кесүүдө кесүүчү күч көбөйтүлүп, инструменттин эскириши тезделет.

Майда данды бекемдөө

1. Аныктама

Кристалл бүртүкчөлөрүн тазалоо аркылуу металл материалдарынын механикалык касиеттерин жакшыртуу ыкмасы кристаллдык тазалоону бекемдөө деп аталат. Өнөр жайда материалдын бекемдиги кристалл бүртүкчөлөрүн тазалоо аркылуу жакшыртат.

2. Принцип

Металлдар, адатта, көп кристалл бүртүкчөлөрүнөн турган поликристаллдар. Кристалл бүртүкчөлөрүнүн өлчөмү көлөм бирдигине кристалл бүртүкчөлөрүнүн саны менен көрсөтүлүшү мүмкүн. Канчалык көп сан болсо, кристалл бүртүкчөлөрү ошончолук майда болот. Тажрыйбалар бөлмө температурасында майда бүртүкчөлүү металлдар орой бүртүкчөлүү металлдарга караганда бекемдигине, катуулугуна, пластикалуулугуна жана бышыктыгына ээ экенин көрсөтүп турат. Себеби, майда бүртүкчөлөр сырткы күчтүн астында пластикалык деформацияга дуушар болот жана көбүрөөк бүртүкчөлөргө чачырап кетиши мүмкүн, пластикалык деформация бир калыпта, стресстин концентрациясы азыраак болот; мындан тышкары, дан эгиндери канчалык майда болсо, дан чек аралары ошончолук чоң жана дан чек аралары ошончолук бурмаланат. жаракалар көбүрөөк жагымсыз жайылтуу. Ошондуктан, кристалл бүртүкчөлөрүн тазалоо аркылуу материалдын бекемдигин жогорулатуу ыкмасы өнөр жайда дан тазалоону күчөтүү деп аталат.

3. Эффект

Дандын өлчөмү канчалык кичине болсо, дислокация кластериндеги дислокациялардын саны (n) ошончолук аз болот. τ=nτ0 боюнча, стресс концентрациясы канчалык аз болсо, материалдын бекемдиги ошончолук жогору болот;

Майда данды бекемдөөнүн бекемдөө мыйзамы дан чектери канчалык көп болсо, дандар ошончолук майда болот. Холл-Пэйки мамилесине ылайык, дандардын орточо мааниси (г) канчалык аз болсо, материалдын түшүмдүүлүгү ошончолук жогору болот.

4. Данды тазалоо ыкмасы

subcooling даражасын жогорулатуу;

начарлоону дарылоо;

титирөө жана козгоо;

Муздак деформацияланган металлдар үчүн кристалл бүртүкчөлөрү деформациянын даражасын жана күйүү температурасын көзөмөлдөө аркылуу тазаланышы мүмкүн.

Экинчи этап бекемдөө

1. Аныктама

Бир фазалуу эритмелерге салыштырмалуу көп фазалуу эритмелер матрицалык фазадан тышкары экинчи фазага ээ. Экинчи фаза матрицалык фазада майда дисперстүү бөлүкчөлөр менен бирдей бөлүштүрүлгөндө, ал олуттуу бекемдөөчү эффектке ээ болот. Бул бекемдөөчү эффект экинчи фазаны бекемдөө деп аталат.

2. Классификация

Дислокациялардын кыймылы үчүн эритмеде камтылган экинчи фаза төмөнкү эки жагдайга ээ:

(1) Деформацияланбаган бөлүкчөлөрдү бекемдөө (айлап өтүү механизми).

(2) Деформациялануучу бөлүкчөлөрдү бекемдөө (кесип өтүүчү механизм).

Дисперсияны чыңдоо жана жаан-чачындын күчөшү да экинчи фазаны бекемдөөнүн өзгөчө учурлары болуп саналат.

3. Эффект

Экинчи фазанын чыңдалышынын негизги себеби, алар менен дислокациянын ортосундагы өз ара аракеттешүү болуп саналат, ал дислокациянын кыймылына тоскоол болот жана эритменин деформацияга туруктуулугун жакшыртат.

жыйынтыктоо

Күчкө таасир этүүчү эң маанилүү факторлор бул материалдын өзүнүн курамы, түзүлүшү жана беттик абалы; экинчиси күчтүн абалы, мисалы, күчтүн ылдамдыгы, жүктөө ыкмасы, жөнөкөй сунуу же кайталанган күч, ар кандай күчтөрдү көрсөтөт; Мындан тышкары, үлгүнүн геометриясы жана өлчөмү жана тест чөйрөсү да чоң таасир этет, кээде ал тургай чечүүчү. Мисалы, водороддук атмосферада өтө күчтүү болоттун тартылуу күчү экспоненциалдуу түрдө төмөндөшү мүмкүн.

Металл материалдарды бекемдөөнүн эки гана жолу бар. Алардын бири эритменин атомдор аралык байланыш күчүн жогорулатуу, анын теориялык бекемдигин жогорулатуу жана муруту сыяктуу кемчиликтери жок толук кристалл даярдоо. Темир муруттун бекемдиги теориялык баалуулукка жакын экени белгилүү. Муну мурутунда эч кандай дислокация болбогондуктан же деформация процессинде көбөйө албаган бир аз гана дислокациялар бар деп эсептесе болот. Тилекке каршы, муруттун диаметри чоңураак болгондо, күчү кескин төмөндөйт. Дагы бир бекемдөөчү ыкма кристаллга дислокациялар, чекит кемчиликтери, гетерогендүү атомдор, дан чектери, өтө дисперстүү бөлүкчөлөр же бир тектүү эместиктер (мисалы, сегрегация) сыяктуу көп сандагы кристаллдык кемчиликтерди киргизүү болуп саналат. Бул кемчиликтер дислокациялардын кыймылына жана ошондой эле металлдын бекемдигин бир кыйла жакшыртат. Бул металлдардын бекемдигин жогорулатуунун эң эффективдүү жолу экендигин фактылар далилдеди. инженердик материалдар үчүн, ал жалпысынан жакшы комплекстүү аткарууга жетүү үчүн ар тараптуу бекемдөө таасирлери аркылуу болот.