Cov teebmeem ntawm Kev Nyuaj Siab thiab Kub rau Cov Khoom Hlau
Cov hlau yog cov khoom siv tseem ceeb hauv lub neej niaj hnub no, txij li kev tsim kho vaj tse thiab kev siv tsheb mus rau cov khoom siv hauv tsev thiab cov khoom siv thev naus laus zis siab xws li turbines, reactors, thiab cov khoom siv hluav taws xob. Lub zog ntawm cov hlau yog nyob rau hauv lawv cov kev sib xyaw ua ke ntawm cov khoom siv kho tshuab thiab lub cev: lub zog, ductility, hluav taws xob thiab cua sov conductivity, thiab yooj yim ntawm kev ua duab los ntawm cov txheej txheem tsim khoom. Txawm li cas los xij, cov khoom no tsis ruaj khov. Ob qho tib si ib puag ncig thiab cov txheej txheem uas feem ntau txiav txim siab qhov kev hloov pauv hauv cov khoom siv hlau yog siab thiab kub. Cov no tuaj yeem hloov pauv microstructure, cuam tshuam rau atomic bonds, hloov cov theem siv lead ua, thiab thaum kawg txiav txim siab seb cov hlau puas yuav muaj zog dua, brittle dua, lossis txawm tias tsis ua haujlwm.
1. Microstructure ua tus yuam sij rau kev hloov pauv khoom vaj khoom tsev
Yuav kom nkag siab txog cov teebmeem ntawm lub siab thiab kub, peb yuav tsum saib cov hlau ntawm qhov ntsuas me me. Cov hlau yog tsim los ntawm cov noob siv lead ua uas sib cais los ntawm cov ciam teb noob. Hauv cov siv lead ua, cov qhov tsis zoo xws li kev tawg ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev hloov pauv yas. Thaum ib lub hlau raug rau lub nra hnyav, kev hloov pauv feem ntau tshwm sim los ntawm kev txav mus los ntawm kev tawg. Kub thiab siab tuaj yeem ua kom nrawm lossis tiv thaiv kev txav mus los ntawm cov kev tawg no, nrog rau hloov qhov loj me ntawm cov noob thiab tus lej ntawm cov qhov tsis zoo uas tsim. Yog li ntawd, kev hloov pauv me me hauv cov xwm txheej ua haujlwm tuaj yeem ua rau muaj kev hloov pauv loj hauv lub zog, kev ua haujlwm, kev tawv, thiab kev tiv thaiv kev hnav.
2. Qhov Cuam Tshuam ntawm Kub rau Cov Khoom Hlau
a. Lub Zog thiab Qhov Nyuaj
Feem ntau, qhov kub thiab txias nce ntxiv ua rau lub zog thiab qhov tawv ntawm cov hlau txo qis. Thaum kub siab, cov atoms co ntau dua, ua rau cov kev sib txuas ntawm cov atoms "txav tau." Kev tawg txav tau yooj yim dua, ua rau cov hlau yooj yim rau kev hloov pauv. Qhov no yog vim li cas cov hlau uas muaj zog ntawm chav tsev kub tuaj yeem qaug zog ntawm qhov kub siab, piv txwv li hauv cov khoom siv cav lossis cov kav dej pa.
Ntawm qhov tod tes, thaum qhov kub qis dua, cov hlau feem ntau yuav muaj zog dua vim tias qhov kev tawg ntawm cov hlau muaj lub sijhawm nyuaj dua rau kev txav mus los. Txawm li cas los xij, qhov kev nce ntxiv ntawm lub zog no feem ntau los nrog lwm qhov tshwm sim: ib qho khoom seem yog qhov ua rau muaj kev tawg yooj yim hauv qee cov hlau.
b. Kev yoog tau thiab kev tawv
Feem ntau qhov kev ywj pheej yuav nce ntxiv thaum qhov kub nce ntxiv, vim tias cov hlau yooj yim hloov pauv yam tsis muaj kev tawg. Hauv cov txheej txheem tsim khoom xws li kev sib tsoo lossis kev dov kub, cov hlau raug cua sov kom ua rau lawv yoog tau ntau dua kom lawv tuaj yeem ua tau zoo li yam tsis muaj kev tawg.
Thaum qhov kub qis, qee cov hlau (tshwj xeeb tshaj yog cov uas muaj cov qauv BCC xws li cov hlau carbon) dhau los ua qhov hloov pauv ductile-rau-brittle. Qhov no txhais tau tias qis dua qee qhov kub, cov hlau tuaj yeem ua rau brittle dua. Qhov no tseem ceeb rau kev siv hauv qhov chaw txias (piv txwv li, cov qauv hauv dej hiav txwv, cov choj hauv thaj chaw daus) vim tias qhov kev pheej hmoo ntawm kev tawg brittle nce ntxiv.
c. Kev Ua Hluav Taws Xob thiab Kev Ua Kub
Qhov kub kuj cuam tshuam rau lub peev xwm ntawm cov hlau kom coj hluav taws xob thiab cua sov. Feem ntau, qhov kev coj hluav taws xob ntawm cov hlau txo qis thaum qhov kub nce ntxiv. Qhov no tshwm sim vim tias qhov kev co ntawm cov atoms cuam tshuam kev ntws ntawm cov electrons. Vim yog lub hauv paus ntsiab lus no, qhov kev tiv thaiv ntawm cov hlau tooj liab nce ntxiv thaum cua sov, thiab cov khoom siv hluav taws xob yuav tsum xav txog cov teebmeem ntawm cua sov kom tsis txhob poob hluav taws xob ntau dhau.
d. Kev Hloov Pauv Theem thiab Kev Hloov Pauv Qauv
Qee cov hlau thiab cov hlau sib xyaw ua ke raug hloov pauv theem dhau ntawm qhov kub thiab txias tshwj xeeb. Ib qho piv txwv zoo yog hlau: ntawm qee qhov kub thiab txias, nws cov qauv siv lead ua hloov pauv (piv txwv li, los ntawm ferrite mus rau austenite). Qhov kev hloov pauv theem no cuam tshuam rau cov khoom siv kho tshuab. Cov txheej txheem kho cua sov xws li annealing, quenching, thiab tempering vam khom kev tswj kub kom ua tiav qhov sib xyaw ua ke ntawm qhov nyuaj thiab kev tawv.
e. Kev puas tsuaj los ntawm cua sov thiab kev puas tsuaj mus sij hawm ntev
Thaum kub thiab hnyav tas li, cov hlau tuaj yeem muaj kev nkag mus, qhov kev hloov pauv qeeb uas tshwm sim dhau sijhawm. Kev nkag mus yog qhov tseem ceeb heev rau cov roj turbines, boilers, thiab cov khoom siv fais fab. Txawm hais tias qhov kev ntxhov siab tseem nyob ruaj khov, cov hlau maj mam "ntws," ua rau muaj kev hloov pauv loj thiab ua rau muaj kev puas tsuaj. Yog li ntawd, kev tsim cov khoom siv kub siab yuav tsum xav txog cov yam ntxwv nkag mus, tsis yog tsuas yog lub zog tensile ntawm chav tsev kub.
3. Kev Cuam Tshuam ntawm Kev Nyuaj Siab rau Cov Khoom Hlau
Kev siab nyob rau hauv cov ntsiab lus ntawm cov ntaub ntawv tuaj yeem xa mus rau qhov siab hydrostatic (siv sib npaug los ntawm txhua qhov kev taw qhia) lossis siab vim yog kev thauj khoom xws li kev nias thiab kev sib cuag. Qhov cuam tshuam ntawm kev siab rau cov khoom hlau feem ntau pom hauv kev tsim yas, kev hloov pauv ntawm qhov ceev, thiab kev ruaj khov theem.
a. Kev Kaw Qhov Ceev thiab Qhov Porosity Ntau Ntxiv
Kev siab siab tuaj yeem ua rau muaj kev sib zog, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov khoom siv hmoov (hmoov metallurgy). Hauv sintering thiab kub isostatic pressing (HIP) cov txheej txheem, kev siab yog siv los kaw cov qhov sab hauv, ua kom muaj qhov ceev, thiab txhim kho cov khoom siv kho tshuab xws li lub zog qaug zog thiab kev tawv. Cov hlau ntom ntom muaj lub sijhawm nyuaj dua los tsim cov kab nrib pleb, ua rau lawv feem ntau txhim khu kev qha dua.
b. Kev cuam tshuam rau kev hloov pauv yas
Kev nias, tshwj xeeb tshaj yog kev nias, feem ntau ua rau cov hlau muaj peev xwm hloov pauv yam tsis tawg. Qhov no yog vim tias cov kab nrib pleb qhib tau yooj yim dua thaum muaj kev nruj dua li thaum muaj kev nias. Hauv cov txheej txheem extrusion lossis forging, kev sib xyaw ua ke ntawm kev nias siab pab cov khoom ntws thiab sau cov pwm kom raug. Kev nias kuj tseem tuaj yeem txhawb kev ua haujlwm tawv hauv qee qhov xwm txheej, vim muaj kev sib sau ua ke ntawm kev tawg los ntawm kev hloov pauv.
c. Kev Hloov Pauv Theem Uas Ua Los Ntawm Kev Siab
Kev siab siab tuaj yeem ua rau qee theem ruaj khov lossis txawm tias ua rau muaj cov theem tshiab. Txawm hais tias qhov cuam tshuam no feem ntau tham txog hauv cov zaub mov thiab cov khoom siv tsis yog hlau, qee cov hlau kuj tuaj yeem hloov pauv hauv lawv cov qauv siv lead ua nyob rau hauv kev siab siab heev. Hauv kev xyaum ua lag luam, qhov cuam tshuam no tshwm sim hauv cov txheej txheem tshwj xeeb lossis cov xwm txheej hnyav, piv txwv li, hauv cov khoom ua haujlwm ntawm dej hiav txwv, cov txheej txheem siab, lossis hauv kev tshawb fawb cov ntaub ntawv hauv chav kuaj.
d. Kev cuam tshuam rau Melting Point thiab Diffusion
Feem ntau qhov siab ua rau cov hlau yaj, txawm hais tias qhov cuam tshuam tsis yog qhov tseem ceeb ntawm qhov siab uas feem ntau pom hauv kev lag luam. Ntxiv mus, qhov siab tuaj yeem cuam tshuam rau qhov nrawm ntawm atomic diffusion, tshwj xeeb tshaj yog thaum ua ke nrog qhov kub. Diffusion yog qhov tseem ceeb hauv cov txheej txheem xws li vuam, sintering, thiab txheej txheej saum npoo (piv txwv li, kev kho diffusion).
4. Kev Sib Cuam Tshuam ntawm Kev Siab thiab Kub: Cov Kev Sib Xyaws Ua Ke
Hauv ntau daim ntawv thov hauv ntiaj teb tiag tiag, lub siab thiab qhov kub ua haujlwm ua ke. Piv txwv li, hauv kev kub forging, hlau raug cua sov kom ua rau nws ductile, tom qab ntawd nias kom ruaj khov los ua pwm. Hauv cov khoom siv turbine, hlau raug rau qhov kub thiab txias siab thiab kev ntxhov siab (cuam tshuam nrog lub siab / thauj khoom) rau ntau xyoo. Kev sib xyaw ua ke no tuaj yeem ua rau kom nrawm dua, oxidation, thiab kev puas tsuaj microstructural.
Qhov kev sib xyaw ua ke ntawm siab thiab kub kuj txiav txim siab qhov nrawm ntawm kev rov qab, recrystallization, thiab kev loj hlob ntawm cov noob. Thaum ib lub hlau raug hloov pauv yas, cov dislocations sib sau ua ke. Yog tias tom qab ntawd cua sov, cov hlau tuaj yeem recrystallize: cov noob tshiab tsim thiab nws cov khoom ua ductile ntau dua tab sis nws lub zog txo qis. Qhov no yog qhov uas kev tswj hwm cov txheej txheem parameter dhau los ua qhov tseem ceeb kom ua tiav cov khoom kawg xav tau.
5. Kev cuam tshuam rau cov txheej txheem tsim khoom thiab tsim qauv
Kev nkag siab txog cov teebmeem ntawm lub siab thiab qhov kub ua rau peb ua tau zoo tshaj plaws thiab tiv thaiv kev ua tsis tiav. Hauv cov txheej txheem tsim khoom, kev xaiv qhov kub ua haujlwm txiav txim siab lub zog xav tau, qhov zoo ntawm qhov chaw, thiab qhov yuav tawg. Hauv kev vuam, cov cua sov nkag cuam tshuam rau thaj chaw cuam tshuam los ntawm cua sov (HAZ), qhov loj ntawm cov noob, thiab kev tsim cov kev ntxhov siab seem. Lub caij no, lub siab ua haujlwm thiab lub nra hnyav hauv qab kev ua haujlwm yuav tsum tau coj mus rau hauv tus account kom tiv thaiv cov khoom nkag lossis tawg.
Hauv kev tsim qauv engineering, kev xaiv cov hlau sib xyaw feem ntau kuj yog raws li kev ruaj khov ntawm cov khoom dhau qhov kub thiab txias. Piv txwv li, cov superalloys ua los ntawm nickel raug xaiv rau qhov kub siab vim tias lawv muaj kev tiv thaiv zoo rau kev nkag mus. Qee cov hlau raug xaiv rau qhov chaw txias vim tias lawv muaj kev tawv txaus ntawm qhov kub qis.
Xaus
Siab thiab kub yog ob qho tseem ceeb uas tuaj yeem hloov pauv cov yam ntxwv ntawm cov hlau. Kub cuam tshuam rau kev txav mus los, kev hloov pauv theem, kev coj ua, thiab cov xwm txheej ntev xws li creep. Siab cuam tshuam rau qhov ceev, deformability, porosity, thiab, nyob rau hauv cov xwm txheej hnyav, tuaj yeem hloov pauv theem siv lead ua. Hauv ntau daim ntawv thov kev lag luam, ob yam no ua haujlwm tib lub sijhawm, yog li lawv cov txiaj ntsig ua ke txiav txim siab qhov kev ua tau zoo kawg ntawm cov khoom siv. Los ntawm kev nkag siab txog kev sib raug zoo ntawm siab, kub, thiab microstructure, cov engineers thiab cov kws tshaj lij tsim khoom tuaj yeem xaiv cov khoom siv tsim nyog, tswj cov txheej txheem, thiab tsim cov khoom siv nyab xeeb thiab ruaj khov.
Yog tias koj xav tau, kuv tuaj yeem hloov kho tsab xov xwm no kom "kev txawj ntse" (nrog cov duab kos, cov qauv yooj yim, thiab cov piv txwv tshwj xeeb) lossis "nrov" rau tus nyeem ntawv dav dav.
