Mis qotishma materiallarini mustahkamlash usullarini tahlil qiling
Mis va mis qotishmalari uchun keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladigan mustahkamlash usullari quyidagilardan iborat: deformatsiyani mustahkamlash, nozik donni mustahkamlash, qattiq eritmani mustahkamlash, yosh yog'ingarchilik (yog'in) mustahkamlash, dispersiyani mustahkamlash, kompozit materiallarni mustahkamlash va iz elementlarini qo'shish.
1. Deformatsiyani kuchaytirish
Deformatsiyani mustahkamlash - plastik deformatsiya orqali mis qotishmasining mustahkamligi va qattiqligini yaxshilash. Bu mis qotishmasining eng ko'p qo'llaniladigan mustahkamlash usullaridan biridir. Sovuq ishlov berish natijasida hosil bo'lgan kristall nuqsonlari materialning o'tkazuvchanligiga kam ta'sir qilganligi sababli, bu mustahkamlash usuli qotishmani yuqori o'tkazuvchan holga keltirish bilan birga kuchni yaxshilaydi. Deformatsiyani mustahkamlashning xarakteristikasi shundaki, materialning mustahkamligi ortib borishi bilan uning plastikligi tez pasayadi va dislokatsiya zichligi oshishi tufayli elektr o'tkazuvchanligi ham biroz kamayadi. Bunga qo'shimcha ravishda, xizmat ko'rsatish harorati ko'tarilganda, material tiklanish va qayta kristallanish jarayonlaridan o'tadi va yumshaydi va yagona deformatsiyani mustahkamlash faqat qotishma kuchini cheklangan darajada oshirishi mumkin, shuning uchun u ko'pincha boshqa mustahkamlash usullari bilan birgalikda ishlatiladi.
2. Nozik donani mustahkamlash
Nozik donni mustahkamlash - quyish paytida nozik donlarni olish uchun tez qotib qolish choralarini yoki issiqlik bilan ishlov berish usullarini qo'llashdir. Donalarni tozalash uchun ma'lum iz qotishma elementlari ham qo'shilishi mumkin. Don hajmi kamayadi, qotishmaning mustahkamligi oshadi va qotishmaning elektr o'tkazuvchanligiga unchalik ta'sir qilmaydi. Shu sababli, nozik donni mustahkamlash mis qotishmalari uchun asosiy mustahkamlash usullaridan biriga aylandi. Nozik donni mustahkamlashning ajoyib afzalligi shundaki, u materialning mustahkamligini oshirish bilan birga materialning plastikligini yaxshilashi mumkin. Buning sababi shundaki, donni tozalashdan so'ng, material deformatsiyalanganda, don chegarasida dislokatsiya to'planishi natijasida yuzaga keladigan stress kontsentratsiyasi samarali tarzda yumshatilishi, yoriqlar boshlanishini kechiktirishi va materialning sinishidan oldin katta miqdorda deformatsiyaga erishish mumkin. Ushbu afzallik tufayli donni tozalash keng qo'llaniladi.
3. Qattiq eritmani mustahkamlash
Qattiq eritma hosil qilish uchun ma'lum erigan elementlarni qo'shish orqali metallning mustahkamligi va qattiqligini oshirish hodisasi qattiq eritmaning mustahkamlanishi deb ataladi. Qattiq eritmaning mustahkamlanishi erigan moddaning atomlarining erishi erituvchi metallning kristall panjarasida buzilishlarni keltirib chiqaradi va shu bilan dislokatsiya harakatiga qarshilikni oshiradi. Amaliyot shuni ko'rsatdiki, qattiq eritmadagi erigan moddalar miqdorini to'g'ri nazorat qilish materialning mustahkamligi va qattiqligini sezilarli darajada yaxshilaydi, shu bilan birga yaxshi plastiklik va qattiqlikni saqlab qoladi. Masalan: misga 19% nikel qo‘shilishi qotishmaning fibini 220MPa dan 380~400MPa gacha, qattiqligini HB44 dan HB70 gacha oshirishi mumkin, shu bilan birga plastiklik hali ham p=50% ni saqlab qoladi. Agar mis boshqa vositalar yordamida bir xil mustahkamlovchi ta'sirga erishsa (masalan, sovuq deformatsiya paytida ishning qattiqlashishi), uning plastikligi deyarli butunlay yo'qoladi. Qattiq eritmani mustahkamlash - bu oqim kuchlanishining kuchayishiga olib keladigan qattiq eritmadagi erigan moddalar atomlari va harakatlanuvchi dislokatsiyalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirdan foydalanadigan mustahkamlash usuli. Qattiq eritma hosil qilish uchun asosga tegishli miqdordagi qotishma elementlarni qo'shish orqali qotishmaning mustahkamligi odatda yaxshilanadi. Mott-Nabbaro nazariyasiga ko'ra, yupqa qattiq eritmalar uchun erigan elementlarning konsentratsiyasi bilan oquvchanlikning o'zgarishini quyidagicha ifodalash mumkin: b=bo+kCm. Formulada b - qotishmaning oquvchanligi; bo - sof metallning oquvchanligi; C - erigan moddaning atom massasi konsentratsiyasi; k va m matritsa va qotishma elementlarning xossalari bilan belgilanadigan doimiylar bo'lib, bu erda m qiymati 0,5 dan 1 gacha.
4. Qarish yog'ingarchilik (yog'in) mustahkamlash
Yosh yog'ingarchilikni kuchaytirishning asosiy printsipi misga xona haroratida juda kichik qattiq eruvchanligi va yuqori haroratlarda katta qattiq eruvchanligi bo'lgan qotishma elementlarni qo'shishdir. Yuqori haroratli qattiq eritma bilan ishlov berish orqali qotishma elementlar asosda o'ta to'yingan qattiq eritma hosil qiladi. Bu sof misga nisbatan mustahkamlik yaxshilanadi. Keyin qarish orqali o'ta to'yingan qattiq eritma parchalanadi, qotishma elementlar ma'lum bir shaklda cho'kadi va yog'ingarchilik fazasini hosil qilish uchun asosda tarqaladi va taqsimlanadi. Cho'kma fazasi don chegaralari va dislokatsiyalarning harakatlanishini samarali ravishda oldini oladi va shu bilan qotishma kuchini sezilarli darajada yaxshilaydi. Yog'ingarchilikni kuchaytirishni ishlab chiqaradigan qotishma elementlar quyidagi ikkita shartga javob berishi kerak: birinchidan, yuqori va past haroratlarda misdagi qattiq eruvchanligi ancha farq qiladi, shuning uchun qarish jarayonida etarli darajada mustahkamlash fazalarini ishlab chiqarish mumkin; ikkinchidan, xona haroratida misning qattiq eruvchanligi juda farq qiladi. Matritsaning yuqori o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun eruvchanlik juda kichik. Yog'ingarchilikni mustahkamlash yuqori quvvatli, yuqori o'tkazuvchanlik mis qotishmalarida eng ko'p qo'llaniladigan mustahkamlash usuli hisoblanadi. Mis qotishmalarida yog'ingarchilikning qarishini kuchaytirish ta'sirini yaratish uchun qo'shilgan elementlarga Ti, Co, P, Ni, Si, Mg, Cr, Zr, Be, Fe va boshqalar kiradi. Qarish yog'ingarchiliklarini kuchaytirishning eng katta afzalligi shundaki, u juda katta. elektr o'tkazuvchanligiga zararni kamaytirish bilan birga materialning mustahkamligini yaxshilaydi.
5. Diffuziyani kuchaytirish
Dispersiyani mustahkamlash - ma'lum bir shakl va o'lchamdagi dispersiyani mustahkamlash fazasi kukunini mis kukuni bilan to'liq aralashtirgandan so'ng, chang metallurgiyasi va boshqa usullar bilan tayyorlangan material. Ikkinchi faza zarralari (Al2O3, ThO2, Zro2 va boshqalar) mis matritsada tarqaladi va tarqaladi va dispersiyani kuchaytirish ta'siri tufayli mis qotishmasining mustahkamligi yaxshilanadi. Ushbu usul misning elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ozgina ta'sir qiladi, shu bilan birga kuchini oshiradi. Mis matritsadagi dispers taqsimlangan ikkinchi faza zarralarini olish uchun mis matritsaga ikkinchi fazali zarrachalar qo'shiladi yoki dispers ravishda taqsimlangan ikkinchi faza zarralari ma'lum bir jarayon orqali mis matritsada in situ hosil bo'ladi deb hisoblash mumkin. Maxsus usullarga quyidagilar kiradi: mexanik aralashtirish usuli, birgalikda cho'ktirish usuli, ichki oksidlanish usuli, teskari gel cho'ktirish usuli, elektrolitik cho'kma usuli va boshqalar. Dispersiyani mustahkamlashning asosiy mexanizmlari Olowan mexanizmi va Ansel-Lenier mexanizmini o'z ichiga oladi.
(1) Orowan mexanizmi. Plastik deformatsiya paytida dislokatsiya chizig'i ikkinchi faza zarrachasini to'g'ridan-to'g'ri kesib o'tolmaydi, lekin tashqi kuch ta'sirida dislokatsiya chizig'i ikkinchi faza zarrasi atrofida egilishi mumkin va nihoyat ikkinchi faza zarrachasi atrofida dislokatsiya halqasi qoladi va o'z o'rnini beradi. . Noto'g'ri pas. Dislokatsiyalarning egilishi dislokatsiyadan ta'sirlangan hududda panjara buzilish energiyasini oshiradi, bu esa dislokatsiya chiziqlarining harakatiga qarshilikni oshiradi va sirpanish qarshiligini oshiradi.
(2) (2) Ansel-Lenier mexanizmi. GS Ansell va boshqalar. dispersiya bilan mustahkamlangan qotishmalarni olish uchun boshqa dislokatsiya modelini taklif qildi. Ular hosildorlik mezoni sifatida dislokatsiya to'planishi tufayli tarqalgan ikkinchi faza zarralarining sinishidan foydalanganlar. Zarrachalardagi siljish kuchlanishi dispers zarrachalarning sinish kuchlanishiga teng bo'lsa, dispersiya bilan mustahkamlangan qotishma hosil bo'ladi.
6. Elyafni in-situ kompozitsion mustahkamlash
Bu usul, asosan, ikki fazali kompozitsiyani olish uchun misga ortiqcha qotishma elementlarni (Cr, Fe, V, Nb va boshqalar) qo'shishni nazarda tutadi. Ortiqcha elementlar qotib qolgan qotishmada bir fazali va dendritik struktura shaklida mavjud. Shundan so'ng, qotishma katta deformatsiya bilan cho'ziladi, shuning uchun qotishma elementlarning dendritik tuzilishi tolali tuzilishga aylanadi. Elyaflarning mavjudligi dislokatsiya harakatiga qarshilikni oshiradi va shu bilan materialni mustahkamlaydi.
7. Mikroelementlarni qo'shing
Qotishma uchun bazaga ma'lum mikroelementlarni qo'shish nafaqat qotishmani mustahkamlashi mumkin, balki korroziyaga chidamli materiallarni ishlab chiqish uchun samarali vositadir. Ushbu iz elementlarning ba'zilari dispers fazalarni hosil qilish orqali qotishmani mustahkamlaydi, ba'zilari esa matritsa strukturasini tozalash orqali, lekin ularning hech biri uning korroziyaga chidamliligini sezilarli darajada kamaytirmaydi va shu bilan qotishmaning umumiy ish faoliyatini yaxshilaydi.
