01. Cryfhau Ateb Solid
Diffiniad
Cryfhau hydoddiant solet yw'r ffenomen lle mae elfennau aloi yn hydoddi i'r metel sylfaen, gan achosi ystumiad dellt a chynyddu cryfder yr aloi.
Egwyddor
Mae atomau hydoddyn sy'n hydoddi i'r hydoddiant solet yn creu ystumiad dellt, sy'n cynyddu'r ymwrthedd i fudiant dadleoli, gan wneud llithro yn fwy anodd. O ganlyniad, mae cryfder a chaledwch yr ateb solet aloi yn cynyddu. Mae'r mecanwaith cryfhau hwn yn dibynnu ar hydoddi atomau hydoddyn i ffurfio hydoddiant solet. Gyda chrynodiad hydoddyn priodol, mae cryfder a chaledwch y deunydd yn gwella, er y gall ei wydnwch a'i hydwythedd leihau.
Ffactorau Dylanwadol
Po uchaf yw'r ffracsiwn atomig o atomau hydoddyn, y cryfaf yw'r effaith gryfhau, yn enwedig ar grynodiadau isel.
Po fwyaf yw'r gwahaniaeth maint rhwng atomau hydoddyn a metel sylfaen, y mwyaf arwyddocaol yw'r cryfhau.
Mae atomau hydoddyn interstitial yn cael effaith gryfhau gryfach na rhai amnewidiol. Mewn-crisialau ciwbig sy'n canolbwyntio ar y corff, mae atomau rhyngserol yn achosi ystumiad dellt anghymesur, gan arwain at fwy o gryfhau nag mewn-crisialau ciwbig sy'n canolbwyntio ar yr wyneb. Fodd bynnag, mae hydoddedd atomau interstitial yn gyfyngedig.
Po fwyaf yw'r gwahaniaeth mewn niferoedd electronau falens rhwng atomau hydoddyn a sylfaen, y cryfaf yw'r effaith cryfhau. Mae cryfder y cynnyrch yn cynyddu gyda chrynodiad electronau.
Mae Gradd o Gryfhau yn Dibynnu Ar:
Gwahaniaeth maint rhwng hydoddyn a atomau sylfaen: Mae mwy o ddiffyg cyfatebiaeth maint yn cynyddu ymwrthedd dadleoli.
Swm yr elfennau aloi: Mwy o aloio=effaith gryfach, ond gall symiau gormodol fod yn fwy na'r terfyn hydoddedd a bydd angen dulliau cryfhau eraill fel cryfhau ail gam.
Mae atomau interstitial yn cryfhau mwy nag atomau amnewidiol.
Mae gwahaniaeth electron falen rhwng hydoddyn a metel matrics yn cryfhau'r cryfder.
Effeithiau
Mae cryfder cynnyrch, cryfder tynnol, a chaledwch yn fwy na rhai metelau pur.
Hydwythedd is yn gyffredinol o'i gymharu â metelau pur.
Dargludedd trydanol is na metelau pur.
Gwell ymwrthedd ymgripiad a chryfder-tymheredd uchel.
02. Caledu Gwaith (Strain Hardening)
Diffiniad
Wrth i anffurfiad oer gynyddu, mae cryfder a chaledwch metel yn codi, tra bod plastigrwydd a chaledwch yn lleihau.
Trosolwg
Pan fydd metelau'n cael eu dadffurfio'n blastig o dan eu tymheredd ailgrisialu, maent yn dod yn gryfach ac yn galetach ond yn llai hydwyth a chaled. Gelwir hefyd yn galedu gweithio oer. Yn ystod dadffurfiad plastig, mae afleoliadau'n maglu, mae grawn yn ymestyn, yn torri, ac yn dod yn ffibrog. Cyflwynir straen gweddilliol. Mae gradd y caledu fel arfer yn cael ei fesur gan gymhareb microhardness wyneb cyn ac ar ôl anffurfio a dyfnder yr haen caledu.
Eglurhad Theori Dadleoli
Mae dadleoliadau yn croestorri a ffurfio cam-fel rhwystrau i fudiant.
Mae dadleoliadau yn adweithio i ffurfio afleoliadau ansymudol sy'n rhwystro symudiad.
Mae lluosi dadleoliad yn cynyddu dwysedd, gan rwystro symudiad ymhellach.
Anfanteision
Mae caledu gwaith yn cymhlethu prosesu pellach. Er enghraifft, mae dur rholio oer yn dod yn fwyfwy caled ac anymarferol, gan olygu bod angen anelio canolraddol i'w feddalu. Mewn peiriannu, mae caledu wyneb yn cynyddu grym torri a gwisgo offer.
Budd-daliadau
Yn gwella cryfder metel, caledwch, a gwrthsefyll traul, yn enwedig ar gyfer metelau pur ac aloion na ellir eu cryfhau gan driniaeth wres (ee, oer -gwifrau cryfder uchel -, oerfel -ffynhonnau rholio, traciau tanc, safnau mathru, switshis rheilffordd).
Cymwysiadau mewn Peirianneg Fecanyddol
Mae lluniadu oer, rholio a saethiad yn cynyddu cryfder wyneb deunyddiau a chydrannau yn fawr.
Gall anffurfiad plastig lleol dan straen fod yn gyfyngedig oherwydd caledu gwaith, gan wella diogelwch cydrannau.
Wrth stampio, mae ardaloedd caledu yn uniongyrchol anffurfiad i ranbarthau meddalach, gan ganiatáu anffurfiad unffurf ar draws adrannau.
Mae'n gwella peiriannu dur carbon isel trwy wneud sglodion yn haws i'w gwahanu. Fodd bynnag, mae'n cynyddu'r defnydd o ynni mewn prosesu pellach a gwisgo offer mewn peiriannu.
03. Cryfhau Coethder Grawn
Diffiniad
Mae cryfhau mireinio grawn yn gwella eiddo mecanyddol trwy leihau maint grawn.
Egwyddor
Mae metelau yn amlgrisialog. Mae grawn llai (hy, mwy o rawn fesul uned cyfaint) yn arwain at gryfder uwch, caledwch, plastigrwydd a chaledwch. Mae grawn mân yn dosbarthu anffurfiad yn fwy cyfartal, yn lleihau crynodiad straen, ac yn rhwystro lluosogi crac. Felly, mae mireinio grawn yn gwella cryfder.
Effeithiau
Mae grawn mân yn lleihau pentwr dadleoli-i fyny straen, gan gynyddu cryfder.
Yn ôl y berthynas Hall-Petch, mae ddd maint grawn llai yn arwain at gryfder cynnyrch uwch.
Dulliau i Goethi Grawn
Cynyddu tan-oeri.
Triniaeth brechiad.
Dirgryniad a throi yn ystod solidiad.
Mewn-metelau anffurfiedig oer: rheoli gradd anffurfiad a thymheredd anelio.
04. Cryfhau Ail Gam
Diffiniad
Mewn aloion multiphase, ar wahân i'r cyfnod matrics, mae ail gam yn bodoli. Pan fydd gronynnau ail gyfnod wedi'u gwasgaru'n fân yn cael eu dosbarthu'n unffurf yn y matrics, maent yn cryfhau'r aloi yn sylweddol. Gelwir hyn yn atgyfnerthu{-cyfnod.
Mathau
O safbwynt symudiad dadleoli, mae gronynnau ail-gyfnod yn cael eu dosbarthu i:
Gronynnau anffurfadwy: cryfhau trwy fecanwaith dargyfeiriol (mecanwaith Orowan).
Gronynnau anffurfadwy: cryfhau trwy fecanwaith torri.
Mae cryfhau gwasgariad a chaledu dyddodiad yn ffurfiau penodol o atgyfnerthu ail gyfnod.
Effeithiau
Mae gronynnau ail gyfnod yn rhyngweithio â dadleoliadau, gan rwystro eu symudiad a chynyddu ymwrthedd yr aloi i anffurfiad.
Ffactorau Eraill sy'n Effeithio ar Gryfder
Cyfansoddiad, microstrwythur a chyflwr arwyneb yr aloi.
Cyflwr llwytho: cyfradd, modd (tynnol vs. cylchol).
Geometreg sampl ac amgylchedd profi (ee, gall embrittlement hydrogen leihau cryfder yn sylweddol).
Crynodeb o Ymagweddau Cryfhau
Dau brif lwybr i gryfhau metelau:
Cynyddu grym bondio atomig a chreu-crisialau rhydd o ddiffyg (ee, wisgers).
Cyflwyno diffygion (dislocations, atomau hydoddyn, ffiniau grawn, ac ati) i rwystro symudiad dadleoli - profi i fod y dull mwyaf effeithiol.
Mae deunyddiau peirianneg fel arfer yn dibynnu ar gyfuniad o fecanweithiau cryfhau i gyflawni'r perfformiad gorau posibl.
