Dadansoddwch ddulliau cryfhau deunyddiau aloi copr
Mae'r dulliau cryfhau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer aloion copr a chopr yn cynnwys: cryfhau anffurfiad, cryfhau grawn mân, cryfhau hydoddiant solet, cryfhau dyddodiad oedran (dyodiad), cryfhau gwasgariad, cryfhau deunydd cyfansawdd, ac ychwanegu elfennau hybrin.
1. Cryfhau dadffurfiad
Cryfhau anffurfiad yw gwella cryfder a chaledwch aloi copr trwy ddadffurfiad plastig. Mae'n un o'r dulliau cryfhau a ddefnyddir amlaf o aloi copr. Gan nad yw'r diffygion grisial a gynhyrchir gan weithio oer yn cael fawr o effaith ar ddargludedd y deunydd, mae'r dull cryfhau hwn yn gwella cryfder tra'n dal i wneud yr aloi yn ddargludol iawn. Nodwedd cryfhau anffurfiad yw, er bod cryfder y deunydd yn cynyddu, mae ei blastigrwydd yn gostwng yn gyflym, a bydd y dargludedd trydanol hefyd yn gostwng ychydig oherwydd y cynnydd mewn dwysedd dadleoli. Yn ogystal, pan fydd tymheredd y gwasanaeth yn codi, bydd y deunydd yn cael prosesau adfer ac ailgrisialu a meddalu, a gall cryfhau anffurfiad sengl gynyddu cryfder yr aloi i raddau cyfyngedig yn unig, felly fe'i defnyddir yn aml ynghyd â dulliau cryfhau eraill.
2. Cryfhau grawn cain
Cryfhau grawn mân yw defnyddio mesurau solidification cyflym neu ddulliau triniaeth wres i gael grawn mân yn ystod castio. Gellir ychwanegu rhai elfennau aloi hybrin hefyd i fireinio'r grawn. Mae maint y grawn yn cael ei leihau, mae cryfder yr aloi yn cynyddu, ac nid yw'n cael fawr o effaith ar ddargludedd trydanol yr aloi. Felly, mae cryfhau grawn mân wedi dod yn un o'r prif ddulliau cryfhau ar gyfer aloion copr. Mantais ragorol cryfhau grawn mân yw y gall wella plastigrwydd y deunydd wrth wella cryfder y deunydd. Mae hyn oherwydd ar ôl mireinio grawn, gellir lliniaru'r crynodiad straen a achosir gan groniad dadleoli ar y ffin grawn pan fydd y deunydd yn cael ei ddadffurfio yn effeithiol, gan ohirio cychwyn craciau, a gellir cyflawni mwy o anffurfiad cyn i'r deunydd dorri. Defnyddir mireinio grawn yn eang oherwydd y fantais hon.
3. cryfhau ateb solet
Gelwir y ffenomen o gynyddu cryfder a chaledwch metel trwy ymgorffori rhai elfennau hydoddyn i ffurfio hydoddiant solet yn cryfhau hydoddiant solet. Mae cryfhau hydoddiant solet yn digwydd oherwydd bod diddymu atomau hydoddyn yn achosi ystumiad yn dellt grisial y metel toddydd, a thrwy hynny gynyddu'r ymwrthedd i symudiad dadleoli. Mae ymarfer wedi profi y gall rheolaeth briodol ar y cynnwys hydoddyn yn yr hydoddiant solet wella cryfder a chaledwch y deunydd yn sylweddol wrth barhau i gynnal plastigrwydd a chaledwch da. Er enghraifft: gall ychwanegu 19% o nicel at gopr gynyddu phib yr aloi o 220MPa i 380 ~ 400MPa, a'r caledwch o HB44 i HB70, tra bod y plastigrwydd yn dal i gynnal ψ=50%. Pe bai copr yn cyflawni'r un effaith gryfhau trwy ddulliau eraill (fel caledu gwaith yn ystod anffurfiad oer), byddai ei blastigrwydd bron yn cael ei golli'n llwyr. Mae cryfhau hydoddiant solet yn ddull cryfhau sy'n defnyddio'r rhyngweithio rhwng atomau hydoddyn a symud afleoliadau yn yr hydoddiant solet i achosi cynnydd mewn straen llif. Trwy ychwanegu swm priodol o elfennau aloi i'r sylfaen i ffurfio datrysiad solet, bydd cryfder yr aloi yn cael ei wella'n gyffredinol. Yn ôl damcaniaeth Mott-Nabbaro, ar gyfer hydoddiannau solet tenau, gellir mynegi'r newid mewn cryfder cnwd gyda chrynodiad yr elfennau hydoddyn fel: б=бo+kCm. Yn y fformiwla, б yw cryfder cynnyrch aloi; б yw cryfder cnwd metel pur; C yw'r crynodiad màs atomig hydoddyn; Mae k ac m yn gysonion a bennir gan briodweddau'r elfennau matrics ac aloi, lle mae gwerth m rhwng 0.5 ac 1.
4. Cryfhau dyddodiad heneiddio (dyddodiad).
Egwyddor sylfaenol cryfhau dyddodiad oedran yw ychwanegu elfennau aloi at gopr sydd â hydoddedd solet bach iawn ar dymheredd ystafell a hydoddedd solet mawr ar dymheredd uchel. Trwy driniaeth hydoddiant solet tymheredd uchel, mae'r elfennau aloi yn ffurfio hydoddiant solet wedi'i or-dirlawn yn y gwaelod. Mae hyn Mae cryfder yn gwella o gymharu â chopr pur. Yna trwy heneiddio, mae'r hydoddiant solet supersaturated yn dadelfennu, mae'r elfennau aloi yn dyddodi ar ffurf benodol, ac yn cael eu gwasgaru a'u dosbarthu yn y gwaelod i ffurfio cyfnod dyddodiad. Gall y cyfnod dyddodiad atal symud ffiniau grawn a dadleoliadau yn effeithiol, a thrwy hynny wella cryfder yr aloi yn fawr. Dylai'r elfennau aloi sy'n cynhyrchu cryfhau dyddodiad fodloni'r ddau gyflwr canlynol: yn gyntaf, mae hydoddedd solet copr ar dymheredd uchel ac isel yn dra gwahanol, fel y gellir cynhyrchu digon o gamau cryfhau yn ystod heneiddio; yn ail, mae'r hydoddedd solet mewn copr ar dymheredd ystafell yn wahanol iawn. Mae'r hydoddedd yn fach iawn i sicrhau dargludedd uchel y matrics. Cryfhau dyodiad yw'r dull cryfhau a ddefnyddir fwyaf mewn aloion copr cryfder uchel, dargludedd uchel. Mewn aloion copr, er mwyn cynhyrchu'r effaith cryfhau dyddodiad heneiddio, mae'r elfennau a ychwanegir yn cynnwys Ti, Co, P, Ni, Si, Mg, Cr, Zr, Be, Fe, ac ati Y fantais fwyaf o gryfhau dyddodiad heneiddio yw ei fod yn fawr yn gwella cryfder y deunydd tra'n lleihau difrod i'r dargludedd trydanol.
5. Gwella trylediad
Cryfhau gwasgariad yn ddeunydd a baratowyd gan meteleg powdr a dulliau eraill ar ôl cymysgu llawn gwasgariad cryfhau powdr cyfnod o siâp a maint penodol gyda powdr copr. Mae'r gronynnau ail gam (Al2O3, ThO2, Zro2, ac ati) yn cael eu gwasgaru a'u dosbarthu yn y matrics copr, ac mae cryfder yr aloi copr yn cael ei wella oherwydd yr effaith cryfhau gwasgariad. Ychydig o effaith a gaiff y dull hwn ar ddargludedd trydanol a thermol copr wrth wella cryfder. Er mwyn cael gronynnau ail gam wedi'u dosbarthu'n wasgaredig yn y matrics copr, gellir ystyried bod gronynnau ail gam yn cael eu hychwanegu at y matrics copr neu fod gronynnau ail gam wedi'u dosbarthu'n wasgaredig yn cael eu cynhyrchu yn y fan a'r lle yn y matrics copr trwy broses benodol. Mae'r dulliau penodol yn cynnwys: dull cymysgu mecanyddol, dull cyd-dyodiad, dull ocsideiddio mewnol, dull dyddodiad gel gwrthdro, dull dyddodiad electrolytig, ac ati Mae prif fecanweithiau cryfhau gwasgariad yn cynnwys mecanwaith Olowan a mecanwaith Ansel-Lenier.
(1) Orowan mecanwaith. Yn ystod dadffurfiad plastig, ni all y llinell ddadleoli dorri'n uniongyrchol trwy'r gronyn ail gam, ond o dan weithred grym allanol, gall y llinell ddadleoli blygu o amgylch y gronyn ail gam, ac yn olaf mae cylch dadleoli yn cael ei adael o amgylch y gronyn ail gam ac yn ildio . Pas anghywir. Bydd plygu dadleoliadau yn cynyddu'r egni ystumio dellt yn yr ardal yr effeithir arni gan y dadleoliad, sy'n cynyddu'r ymwrthedd i symudiad llinellau dadleoli ac yn cynyddu'r ymwrthedd llithro.
(2) (2) mecanwaith Ansel-Lenier. GS Ansell et al. cynnig model dadleoli arall ar gyfer cynhyrchu aloion gwasgariad-cryfhau. Roeddent yn defnyddio toriad gronynnau ail gam gwasgaredig oherwydd croniad dadleoli fel maen prawf ar gyfer cnwd. Pan fo'r straen cneifio ar y gronynnau yn hafal i straen torri asgwrn y gronynnau gwasgaredig, mae'r aloi gwasgariad-gryfhau yn cynhyrchu.
6. Atgyfnerthiad cyfansawdd ffibr in-situ
Mae'r dull hwn yn cyfeirio'n bennaf at ychwanegu elfennau aloi gormodol (Cr, Fe, V, Nb, ac ati) at gopr i gael cyfansawdd dau gam. Mae'r elfennau gormodol yn bodoli yn yr aloi solidified ar ffurf un cam a strwythur dendritig. Ar ôl hynny, mae'r aloi yn cael ei ymestyn gydag anffurfiad mawr, fel bod strwythur dendritig yr elfennau aloi yn cael ei drawsnewid yn strwythur ffibr. Mae presenoldeb ffibrau yn cynyddu'r ymwrthedd i symudiad dadleoli, a thrwy hynny gryfhau'r deunydd.
7. Ychwanegu elfennau hybrin
Gall ychwanegu rhai elfennau hybrin at y sylfaen i aloi nid yn unig gryfhau'r aloi, ond mae hefyd yn ffordd effeithiol o ddatblygu deunyddiau sy'n gwrthsefyll cyrydiad. Mae rhai o'r elfennau hybrin hyn yn cryfhau'r aloi trwy ffurfio cyfnodau gwasgaredig, a rhai trwy buro'r strwythur matrics, ond nid yw'r un ohonynt yn lleihau ei wrthwynebiad cyrydiad yn sylweddol, a thrwy hynny wella perfformiad cyffredinol yr aloi.
