Ny Hevitra momba ny Fiparitahana amin'ny Metallurgia
Ny fiparitahana dia iray amin'ireo foto-kevitra fototra indrindra amin'ny metallurgia satria mifehy ny fihetsiky ny atôma ao anatin'ny akora mivaingana. Mety ho toa "tsy hita maso" amin'ny ambaratonga lehibe io fihetsehana atôma io, saingy tena misy ny fiantraikany: ny fiparitahana dia misy fiantraikany amin'ny tahan'ny fitsaboana hafanana, ny fiforonan'ny dingana, ny fanoherana ny harafesina, ny tanjaka mekanika, ary na dia ny androm-piainan'ny singa aza. Raha tsy mahatakatra ny fiparitahana dia sarotra ny manazava ny antony mahatonga ny vy ho mafy orina, ny antony mahatonga ny firaka sasany ho mora vaky rehefa avy nafanaina ela, na ny antony mahatonga ny sosona fiarovana amin'ny velaran'ny metaly hiforona sy haharitra.
Fahatakarana ny Diffusion sy ny Mekanisma Fototra
Raha fintinina, ny diffusion dia ny famindrana lanja noho ny gradient concentration, izany hoe ny fahasamihafan'ny concentration an'ny singa iray avy amin'ny toerana iray mankany amin'ny iray hafa. Amin'ny fitaovana mivaingana toy ny metaly, ny atôma dia tsy mihetsika malalaka toy ny amin'ny ranoka na entona. Na izany aza, amin'ny mari-pana sasany, ny atôma dia afaka "mitsambikina" avy amin'ny toerana iray ao amin'ny kristaly matrix mankany amin'ny iray hafa, indrindra raha misy toerana banga na interstitial. Io dingana io dia mahatonga ny atôma hiparitaka avy amin'ny faritra misy concentration avo mankany amin'ny faritra misy concentration ambany mandra-pahatongan'ny fizarana mitovy kokoa.
Ao amin'ny metallurgia, misy fomba roa lehibe amin'ny fanaparitahana:
1. Fiparitahana amin'ny alalan'ny fanoloana
Mitranga rehefa mipetraka eo amin'ny toerana misy harato ireo atôma solute fa tsy eo amin'ny atôma metaly fototra (ohatra, Ni ao amin'ny Fe ao amin'ny vy firaka). Mifindra monina amin'ny alàlan'ny fampiasana ny banga ny atôma. Satria mitaky ny fisian'ny banga sy ny toetra "mavesatra" amin'ny famindrana izany, dia miadana kokoa ny fiparitahan'ny substitution amin'ny ankapobeny.
2. Fiparitahana eo amin'ny sela
Mitranga rehefa misy atôma kely mipetraka eo amin'ny toerana interstitial (ohatra, C na N ao amin'ny Fe). Ireo atôma kely ireo dia afaka mitsambikina eo anelanelan'ny toerana interstitial tsy mila miandry banga, ary noho izany dia mazàna haingana kokoa noho ny diffusion substitutional. Izany no mahatonga ny karbônina afaka miparitaka haingana ao anaty vy amin'ny mari-pana avo - zava-misy izay tena ilaina amin'ny fanamafisana ny ety ambonin'ny vy sy ny fitsaboana amin'ny hafanana.
Hery manosika ny fiparitahana: Fiovaovan'ny fifantohana sy ny angovo malalaka
Mitranga ny fiparitahana satria mirona mankany amin'ny toetry ny angovo malalaka ambany kokoa ny rafitra iray. Ny gradient fifantohana no hery manosika mahazatra indrindra: mihetsika midina amin'ny gradient fifantohana ny atôma mba hampihenana ny tsy fitoviana amin'ny firafitra. Na izany aza, amin'ny fampiharana metallurgique, ny hery manosika ny fiparitahana dia mety ho sarotra kokoa, toy ny gradient mety ho simika, ny gradient stress (fiparitahana tohanan'ny stress), na ny gradient mari-pana (thermodiffusion). Na izany aza, ho an'ny fampiharana injeniera maro, ny gradient fifantohana no modely voalohany amin'ny famakafakana ny fiparitahana.
Lalàn'i Fick: Rafitra ara-kajy ho an'ny fiparitahana
Ny fanadihadiana momba ny diffusion amin'ny metallurgia dia matetika mampiasa ny Lalàn'i Fick, izay mampifandray ny fivezivezen'ny atomika amin'ny gradient fifantohana.
– Ny Lalàna Voalohan'i Fick dia milaza fa ny fivezivezen'ny diffusion dia mifanandrify amin'ny gradient fifantohana: ny atôma dia mikoriana avy amin'ny fifantohana avo mankany amin'ny fifantohana ambany. Ara-kevitra, arakaraka ny maha-midina ny gradient fifantohana no maha-lehibe ny tahan'ny diffusion.
– Ny lalàn'i Fick faharoa dia manazava ny fiovan'ny fifantohana arakaraka ny fotoana. Tena ilaina ity lalàna ity amin'ny faminaniana ny mombamomba ny fifantohana aorian'ny dingana toy ny carburization, nitriding, na ny diffusion alloying mandritra ny fitsaboana hafanana maharitra.
Amin'ny alalan'ny Lalàn'i Fick II, dia afaka manombana ny faharetan'ny fanafanana ilaina mba hahatongavana amin'ny halaliny iray amin'ny fiparitahan'ny singa iray ireo injeniera.
Koefisien'ny fiparitahana sy ny fiantraikan'ny mari-pana
Ny tahan'ny fiparitahana dia voafaritry ny coefficient diffusion (D). Matetika mitombo be ny sandan'ny D rehefa miakatra ny mari-pana, ary matetika manaraka ny equation Arrhenius ny fiankinany:
– Mitombo haingana dia haingana ny D miaraka amin'ny mari-pana,
– voafaritry ny angovo fampahavitrihana (Q) ho an'ny fifindran'ny atôma.
Raha lazaina amin'ny teny azo ampiharina, midika izany fa ny fiakaran'ny mari-pana am-polony ka hatramin'ny an-jatony degre dia afaka manafaingana ny fiparitahana imbetsaka. Noho izany, ny dingana metallurgical toy ny homogenization alloy, ny sintering metaly vovoka, na ny fitsaboana amin'ny hafanana dia mampiasa mari-pana avo mba hanafaingana ny fihetsehan'ny atomika sy hahazoana ny microstructure irina ao anatin'ny fotoana famokarana mety.
Fiparitahana ao amin'ny rafitra bitika: Fifandraisana amin'ny fiovan'ny dingana
Mifandray mivantana amin'ny fiovan'ny dingana ao amin'ny firaka ny fiparitahana. Maro amin'ny fiovan'ny metaly no fehezin'ny fiparitahana, midika izany fa ny tahan'ny fiforonan'ny dingana vaovao dia voafaritry ny hafainganam-pandehan'ny atôma mihetsika.
Ohatra iray:
– Ao amin'ny vy, ny fiforonan'ny perlita avy amin'ny austenite dia mitaky fiparitahan'ny karbônina.
– Ny fiforonan'ny mivaingana ao amin'ny firaka aliminioma (ohatra ny Al-Cu) mandritra ny fahanterana dia miankina amin'ny fiparitahan'ny atôma levona mba hamorona poti-javatra manamafy.
Na izany aza, tsy ny fiovana rehetra no mitaky diffusion. Ny fiovana toy ny martensite amin'ny vy dia mitranga haingana dia haingana ary saika tsy misy diffusion, satria ny fiovan'ny rafitra kristaly dia mitranga amin'ny alàlan'ny fiovan'ny atomika mitambatra. Ity fampitahana eo amin'ny fiovana diffusion sy tsy diffusion ity dia zava-dehibe amin'ny fahatakarana ny fomba ahafahana mifehy ny toetra mekanika amin'ny alàlan'ny fitsaboana amin'ny hafanana.
Fiparitahana eo amin'ny sisin-tany sy ny fihetsehan'ny voamaina: Ny lalana haingana
Tsy mitovy foana ny fiparitahana ao anatin'ny metaly manerana ny akora. Misy lalana manafaingana ny fiparitahana, dia ny:
- Fetra voamaina
Manana rafitra tsy milamina kokoa noho ny ao anatin'ny voamaina ity faritra ity, ka mamela ny atôma hihetsika mora kokoa. Zava-dehibe ny fiparitahan'ny sisin'ny voamaina amin'ny trangan-javatra toy ny fivezivezena amin'ny mari-pana avo sy ny fisaratsarahan'ny singa sasany eo amin'ny sisin'ny voamaina, izay mety hiteraka faharefoana.
- Fifindran'ny toerana (fiparitahan'ny fantsona)
Mety hiasa toy ny "fantsona" ho an'ny fiparitahana haingana ny fihetsehana. Indraindray, ny fiparitahana amin'ny alàlan'ny fihetsehana dia mandray anjara amin'ny fiovan'ny rafitra bitika mandritra ny fiovaovan'ny endrika sy ny famerenana amin'ny laoniny amin'ny hafanana.
Ity lalan'ny fiparitahana haingana ity dia manazava ny antony mahatonga ireo fitaovana madinika na manana hakitroky ny fivezivezena avo lenta afaka mampiseho fihetsika fiparitahana hafa noho ireo fitaovana kristaly "tonga lafatra" kokoa.
Fampiharana ny Diffusion amin'ny Fizotran'ny Metallurgique
Tsy teoria fotsiny ny diffusion; ampiasaina mivantana amin'ny dingana indostrialy maro izy io:
1. Fandrarahana karbônina sy fanitrihana
Ny dingan'ny fanamafisana ny velaran'ny vy amin'ny alàlan'ny fampidirana karbônina na azota ao amin'ny sosona amboniny. Ny fiparitahana no mifehy ny halalin'ny fonony sy ny hamafin'ny vy.
2. Fampitoviana ny firaka
Aorian'ny fanariana dia matetika mitranga ny fisarahana ara-drafitra. Ny fitsaboana amin'ny hafanana homogenizing dia mampiasa diffusion mba hampitovy ny fizarana ireo singa firaka.
3. Sintering amin'ny metaly vovoka
Amin'ny sintering, mifamatotra ireo poti-pofona ary mihena ny mason-koditra noho ny fiparitahan'ny atomika eo amin'ny velaran'ny poti-pofona, ny sisin-tany voamaina ary ny habeny.
4. Fandrakofana fiparitahana
Ohatra, ny fanaovana aluminize na chromize dia afaka mampitombo ny fanoherana ny oksidasiona/harafesina amin'ny mari-pana avo. Miforona ny coating rehefa miparitaka ao anaty substrate ireo singa coating ary mamorona singa intermetallic manokana.
5. Fiparitahana sy fahasimbana amin'ny mari-pana avo
Rehefa ampiasaina maharitra amin'ny mari-pana avo (turbine, boiler), ny diffusion dia mitana anjara toerana amin'ny fiovan'ny sisin'ny voam-bary, ny fihamafisan'ny vongan-javatra, ary ny fitomboan'ny lavaka izay mampihena ny herin'ny fitaovana.
Ireo anton-javatra misy fiantraikany amin'ny fiparitahana
Ireto misy lafin-javatra manan-danja sasany izay mifehy ny fiparitahana amin'ny metalurgia:
– Mari-pana (manjaka indrindra): arakaraka ny maha-avo azy no haingana kokoa.
– Haben'ny atôma sy ny karazana mekanisma: haingana kokoa ny atôma kely eo anelanelany.
– Rafitra kristaly: ny hakitroky ny harato dia misy fiantraikany amin'ny fahafahan'ny atôma mitsambikina.
– Fifantohana banga: mitombo miaraka amin'ny mari-pana ary misy fiantraikany amin'ny fiparitahan'ny singa fanolo.
– Ny fisian'ny lesoka kristaly: ny sisin'ny voa, ny fifindran'ny toerana, ary ny mason-koditra dia afaka manafaingana ny fiparitahana.
– Firafitry ny firaka: ny fifandraisan'ny singa dia mety hampitombo na hampihena ny fivezivezen'ny atôma.
Penutup
Ny foto-kevitry ny diffusion amin'ny metallurgia dia zava-dehibe amin'ny fahatakarana ny fomba ahafahana manamboatra ny toetran'ny metaly sy ny firaka. Manomboka amin'ny fitsaboana amin'ny hafanana ny vy, ka hatramin'ny fanamafisana ny firaka maivana, ka hatramin'ny faharetan'ny fitaovana amin'ny mari-pana avo, ny zava-drehetra dia miorim-paka amin'ny fahafahan'ny atôma mihetsika ao anatin'ny zavatra mafy orina. Miaraka amin'ny rafitry ny Lalàn'i Fick sy ny fahatakarana ny mekanisma diffusion substitutional sy interstitial, ny injeniera dia afaka maminavina ny tahan'ny dingana, manatsara ny masontsivana famokarana, ary misoroka ny tsy fahombiazan'ny singa eny an-kianja. Amin'ny farany, ny diffusion no "motera" amin'ny rafitra bitika - ary ny rafitra bitika no mamaritra voalohany ny fahombiazan'ny fitaovana metaly.
Raha tianao, afaka manampy kisarisary foto-kevitra aho (ohatra, mombamomba ny fifantohana amin'ny karburizasiona), ohatra tsotra amin'ny kajy mifototra amin'ny Lalàn'i Fick, na miresaka lalindalina kokoa momba ny diffusion manokana ao amin'ny rafitra Fe–C.
