انجام عملیات حرارتی به منظور افزایش مقاومت قطعات ماشین آلات راهسازی و معدنی

توسعه راه تولید کننده و عرضه کننده ی انواع دنده اسپراکت بیلی و بلدوزری
2019/08/17
باکت بیل مکانیکی
انواع مختلف باکت بیل مکانیکی و لودر
2019/08/17
نمایش همه

انجام عملیات حرارتی به منظور افزایش مقاومت قطعات ماشین آلات راهسازی و معدنی

روش های افزایش مقاومت کفشک،پین،بوش،تیغه،قلم پیکور هیدرولیکی و سایر قطعات ماشین آلات راهسازی و معدنی توسعه راه

روش‌های مختلفی برای تغییر تنش تسلیم، شکل‌پذیری و سختی کفشک،قلم چکش هیدرولیکی،شیم و …کریستال‌ها و آمورف‌ها ابداع شده. این مکانیزم‌های استحکام بخشی به مهندسین این توانایی را می‌دهند که خواص مکانیکی مواد را طوری تغییر دهند که برای کاربردهای متعدد مناسب باشد. برای مثال خواص مطلوب فولاد، ناشی از تلفیق بینابینی کربن در شبکه آهن است. بر اثر یک مکانیزم استحکام بخشی، برنج، یک آلیاژ دوتایی از مس و روی، دارای خواص مکانیکی برتر در مقایسه با عناصر سازنده خود است. سخت کاری (مثل ضربه زدن به یک قطعه فلز داغ و سرخ شده روی سندان) هم برای قرن‌ها توسط آهنگران استفاده شده تا نابجایی را در مواد ایجاد کند که تنش تسلیم آن‌ها را افزایش دهد.

استحکام بخشی چیست؟

تغییر شکل پلاستیک وقتی به وجود می‌آید که تعداد زیادی نابحایی حرکت می‌کنند و بیشتر می‌شوند تا جایی که باعث ایجاد تغییر فرم ماکروسکوپیک می‌شوند. به عبارت دیگر، این حرکت نابجایی‌ها در ماده است که اجازه تغییر شکلمی‌دهد. اگر بخواهیم خواص مکانیکی ماده را بهبود ببخشیم، باید مکانیزمی را درست کنیم که مانع حرکت این نابجایی‌ها شود. مکانیزم هرچه که باشد (کار سختی، کاهش اندازه دانه‌ها و…)، مانع این حرکت‌ها شده و ماده را قوی تر از قبل می‌کند.

تنش مورد نیاز برای به حرکت درآوردن نابجایی‌ها چند برابر کمتر از تنش مورد نیاز در تئوری برای انتقال یک صفحه از اتم هاست. از این رو، سختی و استحکام به اینکه نابجایی‌ها به چه آسانی جابه‌جا می‌شوند بستگی دارد. نقاط پین یا همان نقاطی در کریستال که از حرکت نابجایی‌ها ممانعت می‌کنند را هم می‌توان در شبکه اضافه کرد تا استحکام مکانیکی افزایش یابد. نابجایی‌ها ممکن است به خاطر تداخل محل تنش با دیگر نابجایی‌ها و اجزای محلول، پین شوند که ایجاد مرزهای فیزیکی از فاز دوم باعث تسریع تشکیل مرز دانه‌ها می‌شود.

چهار مکانیزم اصلی برای تقویت فلزات وجود دارد که هر کدام روشی است برای جلوگیری از حرکت نابجایی‌ها و انتشار است یا اینکه شرایط را از نظر انرژی برای نابجایی برای حرکت کردن نا مساعد می‌کند. برای ماده‌ای که با روشی مستحکم شده، مقدار نیروی مورد نیاز برای شروع تغییر شکل پلاستیک، بیشتر از همین مقدار برای ماده اصلی است.

در آمورف‌ها از جمله، پلی مرها، شیشه و فلزهای آمورفی، عدم وجود نظم دوربرد باعث تسلیم شدن ماده و شکست ترد، ترک برداشتن و تغییر شکل برشی می‌شود. در این سیستم‌ها، مکانیزم‌های استحکام بخشی شامل نابجایی‌ها نمی‌شوند بلکه شامل تغییر در ساختار شیمیایی و پردازش ماده تشکیل دهنده می‌شوند. استحکام مواد را نمی‌توان بی‌نهایت افزایش داد. هر یک از مکانیزم‌هایی که در ذیل توضیح داده شده شامل برخی مبادله‌ها هستند که خواص مواد در طول پروسه استحکام بخشی توسط آن‌ها تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

مکانیزم‌های استحکام بخشی در فلزات

کار سختی

گونه‌های اصلی عامل کار سختی نابجایی‌ها هستند. نابجایی‌ها با یکدیگر با ایجاد استرس فیلد در ماده تعامل می‌کنند. تعامل میان استرس فیلدهای نابجایی‌ها می‌تواند مانع حرکت نابجایی با دفع یا جذب شود. به علاوه اگر دو نابجایی از هم عبور کنند، گیر افتادن خط نابجایی اتفاق می‌افتد که باعث ایجاد بی قاعدگی می‌شود که مانع حرکت نابجایی می‌شود. این گیرها و بی قاعدگی‌ها مانند نقاط پین عمل می‌کنند که مانع حرکت نابجایی‌ها می‌شود. احتمال وقوع این دو پروسه زمانی بیشتر است که نابجایی‌های زیادی وجود داشته باشد. ارتباط بین تراکم نابجایی و استحکام تسلیم عبارت است از:

جایی که در آن {\displaystyle G} مدول برشی، {\displaystyle b} بردار برگرز و {\displaystyle \rho _{\perp }} تراکم نابجایی است. افزایش تراکم نابجایی، استحکام تسلیم را افزایش می‌دهد که به این معنی است که تنش برشی بیشتری برای حرکت دادن نابجایی‌ها لازم است. این پروسه هنگام کار روی فلز به راحتی قابل مشاهده است.

در تئوری، استحکام ماده‌ای که هیچ نابجایی ندارد بسیار زیاد است چون برای تغییر شکل پلاستیک به شکستن همزمان تعداد زیادی پیوند نیاز است. اما در تراکم‌های متوسط (حدود ۱۰۷-۱۰۹ نابجایی /m2) ماده استحکام مکانیکی بسیار کمتری از خود نشان خواهد داد. به‌طور مشابه، حرکت دادن یک قالی لاستیکی روی یک سطح با ایجاد موج در آن راحت‌تر است تا کشیدن کل قالی. در تراکم‌های ۱۰۱۴ نابجایی/m2 یا بیشتر، استحکام ماده دوباره زیاد می‌شود. همچنین می‌دانیم که تراکم نابجایی نمی‌تواند بی‌نهایت زیاد باشد چرا که ماده در این صورت ساختار کریستالی خود را از دست می‌دهد.

امتیاز بدید post

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *