Çawa Pêvajoya Rolling Bandorê li Taybetmendiyên Mekanîkî yên Metalan Dike
Pêvajoya gêrkirinê yek ji rêbazên çêkirina metalê yên herî berbelav di pîşesaziya çêkirinê de ye, bi giranî ji bo hilberandina plaka, pel, çîp û profîlên bi qalindahiyek an xaçerêyek diyarkirî. Di bingeh de, gêrkirin derbaskirina materyalê metal di navbera du an bêtir çerxên zivirî de vedihewîne, ku dibe sedema deformasyona plastîk a metal û guhertina şeklê wê li gorî valahiya di navbera çerxên de. Her çend xuya bike hêsan be jî, gêrkirin bandorek girîng li ser taybetmendiyên mekanîkî yên metal dike - ji hêz, nermbûn, hişkbûn, bigire heya berxwedana westandinê. Ev guhertin çêdibin ji ber ku gêrkirin mîkroavahiyê û belavbûna stresê ya metal diguherîne.
Prensîbên bingehîn ên deformasyona gêrkirin û plastîk
Dema ku metal bi tekerên pêçandinê tê pêlkirin, materyal deformasyona plastîk derbas dike, ku piştî ku sînorê elastîk ê wê derbas dibe, guherînek mayînde ya şeklê wê çêdibe. Ev deformasyon ji ber tevgera dislokasyonên di nav krîstala metal de çêdibe. Kêmbûna qalindahî an rûbera xaçerê çiqas mezintir be, deformasyona plastîk jî ewqas mezintir dibe. Di encamê de, pêçandin dikare hin guhertinên mîkroavahî "qefilîne", bi vî rengî taybetmendiyên mekanîkî yên metal diguherîne.
Bi gelemperî, gêrkirin li du kategoriyên sereke tê dabeşkirin: gêrkirina germ, ku li jor germahiya ji nû ve krîstalîzasyona metal tê kirin, û gêrkirina sar, ku li jêr germahiya ji nû ve krîstalîzasyonê tê kirin. Ev cûdahiya di germahiya pêvajoyê de faktorek sereke ye di destnîşankirina celebê guherîna mîkroavahî û di dawiyê de, taybetmendiyên mekanîkî yên hilberê de.
Bandora Gerandinê li ser Hêz û Hişkbûnê
Yek ji bandorên herî yekser ên pêçandinê - nemaze pêçandina sar - zêdebûna hêza berdestbûnê û hêza kişandinê ye. Ev ji ber ku deformasyona plastîk hejmar û tîrbûna dislokasyonan zêde dike çêdibe. Zêdetir dislokasyon tevgera dislokasyonên paşîn dijwartir dike, di encamê de metalek bihêztir çêdibe. Ev diyarde wekî hişkbûna bi zorê an hişkbûna bi kar tê zanîn.
Ji bilî xurtbûnê, gerandin hişkbûnê jî zêde dike. Metalê sar-gerandî bi gelemperî ji rewşa xwe ya eslî hişktir e (mînakî, piştî germkirinê). Di hin karan de, ev hişkbûna zêde avantajek e, wekî di pola pelê de ji bo laşên wesayîtan, ku hewceyê hêzek mezintir in. Lêbelê, hişkbûna zêde bi gelemperî bi hesabê kêmbûna nermbûnê tê.
Di gerandina germ de, qezencên hêzê ne her gav bi qasî gerandina sar girîng in ji ber ku başbûn û ji nû ve krîstalîzasyon dikarin di germahiyên bilindtir de çêbibin, ku bi qismî bandorên hişkbûna zorê telafî dikin. Digel vê yekê, gerandina germ hîn jî dikare bi safîkirina mîkroavahîyê û kontrolkirina mezinahiya dendikan hêzê zêde bike, nemaze dema ku bi kontrola germahî û rêjeya sarkirinê ya guncaw were kirin.
Bandora Gerandinê li ser Berxwedan û Berxwedanê
Duktilîte şiyana materyalek e ku berî şikestinê deformasyona plastîk derbas bike. Di gêrkirina sar de, duktilîte bi gelemperî kêm dibe ji ber ku zêdebûna dendika dislokasyonê metal hişktir dike, ev tê vê wateyê ku bêyî şikestinê deformasyona wê dijwar e. Di encamê de, materyalên sar-gêrkirî di dema şekildana bêtir de bêyî dermankirina germê wekî germkirinê, meyla wan heye ku bêtir şikestinan derbas bikin.
Di heman demê de, gerandina germ bi gelemperî hilberên bi nermbûnek çêtir ji gerandina sar çêdike, ji ber ku ji nû ve krîstalîzasyon di dema pêvajoyê de avahiyek danî ya nisbeten "tezetir" diafirîne û jihevketinê kêm dike. Ev nermbûna bilindtir ji bo pêkhateyên ku hewceyê şiyanên deformasyonê ne, wekî pêvajoyên şekildana pêşkeftî (kişandina kûr, xwarbûn, û hwd.) kêrhatî ye.
Berxwedanî, ku bi şiyana vegirtina enerjiyê berî şikestinê ve girêdayî ye, ji hêla gerandinê ve jî bandor dibe. Mîkroavahîya ji ber gerandinê çêdibe (mînak, mezinahiya dendikên ziravtir) dikare berxwedanê zêde bike, lê anîzotropî û stresên mayî dikarin wê kêm bikin ger neyên kontrol kirin.
Guhertinên Mîkroavahî: Mezinahiya Dendikan, Tekstûr, û Anîzotropî
Gerandin ne tenê pîvanan diguherîne, lê di heman demê de mîkroavahîyê jî ji nû ve şekil dide. Di gerandina germ de, dendikên metal dikarin deformasyonê bibînin û dûv re jî ji nû ve krîstalîze bibin, û dendikên nû yên ziravtir çêbikin. Mezinahiya dendikên zirav bi gelemperî hêzê zêde dike (li gorî têkiliya Hall-Petch) û her weha dikare hişkbûnê jî baştir bike.
Di gerandina sar de, dendik di dema pêvajoyê de ji nû ve krîstalîze nabin (ji ber germahiya nizm), lê di şûna wê de li gorî rêça gerandinê dirêj dibin. Ev tevn û anîzotropiya krîstalografîk diafirîne, ku cûdahiyek di taybetmendiyên mekanîkî de li gorî rêça gerandinê ye. Mînakî, hêz û westandina şikestinê dikare di navbera rêça paralel bi rêça gerandinê û rêça li seranserê wê de cûda bibe. Di pîşesaziyê de, girîng e ku ev anîzotropî were hesibandin ji ber ku ew dikare bandorê li performansa pêkhateyan bike, nemaze di çêkirina pelan de.
Tekstûr dikare bandorê li taybetmendiyên wekî kişandina kûr di pelê metal de jî bike. Ji bo pelê pola an aluminiumê ku ji bo pakkirinê tê bikar anîn, kontrolkirina tekstûrê ji bo şekildana stabîl bêyî çirîn an çirandina zêde pir girîng e.
Stresa Mayînde û Bandora Wê li ser Çewisandinê
Gerandina bizivirandinê, nemaze gerandina bizivir ...
Di gerandina germ de, stresên mayî hîn jî dikarin çêbibin, lê ew pir caran kêmtir in ji ber ku sistkirina stresê di germahiyên bilindtir de bi hêsanî çêdibe. Lêbelê, gradyana sarbûnê piştî gerandina germ jî dikare stresên mayî çêbike heke sarbûn ne yekreng be.
Bandora Gerandinê li ser Berxwedana Westandinê
Hêza westandinê şiyana materyalek e ku li hember barên dubarekirî bêyî şikestinê bisekine. Gerandin dikare li gorî çend faktoran hêza westandinê zêde bike an kêm bike: asta hişkbûna zorê, kalîteya rûberê, û hebûna stresên mayî.
Ger gêrkirina sar, ku hêz û hişkbûnê zêde dike, di hin rewşan de dikare sînorê westandinê baştir bike. Lêbelê, heke gêrkirin rûyek bi kêmasiyên mîkro, xêzik, an jî stresên kişandinê yên mayî çêbike, berxwedana westandinê bi rastî dikare kêm bibe ji ber ku şikestinên westandinê meyla wan heye ku li ser rûyê dest pê bikin. Berevajî vê, heke gêrkirin rûyek baş çêbike û stresên pêçandinê yên mayî li ser rûyê çêbike, berxwedana westandinê dikare baştir bibe.
Germkirin û Têkelkirin bi Dermankirina Germê re
Di pratîka pîşesaziyê de, gêrkirin bi gelemperî bi dermankirina germî re tê hev kirin da ku kombînasyonek xwestî ya taybetmendiyên mekanîkî were bidestxistin. Mînakî, piştî gêrkirina sar, germkirin tê kirin da ku bi rêya ji nû ve krîstalîzasyonê nermbûn were sererast kirin, di heman demê de hişkbûn kêm dibe da ku materyal nermtir bibe. Guhertinên wekî gêrkirina nermkirinê an derbasbûna çerm li ser pelê pola jî têne kirin da ku rûtbûnê baştir bikin, taybetmendiyên berdêlê kontrol bikin, û pirsgirêkên wekî zorên dirêjkirinê kêm bikin.
Di hin alloyan de, gerandina germ dikare bibe gaveke pêşîn berî hişkkirina dermankirinên germê (wekî dermankirina çareseriyê û pîrbûn li ser aluminiumê) da ku hêza dawîn herî zêde bike.
Xelasî
Pêvajoyên gerandinê bi rêya deformasyona plastîk, guhertinên mîkroavahî, avakirina tekstûrê û pêşveçûna stresên mayî bandorek girîng li ser taybetmendiyên mekanîkî yên metalan dike. Gerandina sar bi gelemperî bi rêya hişkbûna kar hêz û hişkbûnê zêde dike, lê nermbûnê kêm dike û dikare anîzotropiyê zêde bike. Gerandina germ meyla wê heye ku ji ber ji nû ve krîstalîzasyonê nermbûnek çêtir û mîkroavahiyek homojentir çêbike, her çend kontrola pêvajoyê hîn jî ji bo dûrketina ji kêmasî û stresên mayî pêwîst e. Bi têgihîştina têkiliya di navbera parametreyên gerandinê û guhertinên mîkroavahî de, pîşesazî dikare pêvajoyên ku materyalên bi taybetmendiyên mekanîkî yên li gorî hewcedariyên serîlêdanê çêdikin - çi ji bo pêkhateyên avahîsaziyê, otomatîv, înşaetê, an hilberên pelên metal ên rastîn - sêwirîne.
Heke hûn bixwazin, ez dikarim vê gotarê biguherînim da ku teknîkîtir be (bi têgehên wekî zor, zor-zor-berxwedana rastîn, ji nû ve krîstalîzasyona dînamîk, û Hall-Petch) an jî ji bo xwendevanê giştî populertir be, di nav de lê zêdekirina mînakên dozê li ser pola, aluminium, an sifir.
