သတ္တုဗေဒတွင် ပျံ့နှံ့မှု၏ အယူအဆ
ပျံ့နှံ့မှုသည် သတ္တုဗေဒတွင် အခြေခံအကျဆုံး သဘောတရားများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် အစိုင်အခဲပစ္စည်းများအတွင်း အက်တမ်များ မည်သို့ရွေ့လျားသည်ကို ထိန်းချုပ်ပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ဤအက်တမ်ရွေ့လျားမှုသည် မက်ခရိုစကေးတွင် "မမြင်ရသော" ဟုထင်ရသော်လည်း ၎င်း၏သက်ရောက်မှုမှာ အလွန်လက်တွေ့ကျပါသည်- ပျံ့နှံ့မှုသည် အပူကုသမှုနှုန်း၊ အဆင့်ဖွဲ့စည်းမှု၊ ချေးခံနိုင်ရည်၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခိုင်ခံ့မှုနှင့် အစိတ်အပိုင်းများ၏ ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းကိုပင် လွှမ်းမိုးသည်။ ပျံ့နှံ့မှုကို နားမလည်ဘဲ သံမဏိကို အဘယ်ကြောင့် မာကျောစေနိုင်သည်၊ အချို့သောသတ္တုစပ်များသည် ကြာရှည်စွာအပူပေးပြီးနောက် အဘယ်ကြောင့် ကြွပ်ဆတ်လာသနည်း သို့မဟုတ် သတ္တုမျက်နှာပြင်များပေါ်ရှိ အကာအကွယ်အလွှာများ အဘယ်ကြောင့် ဖွဲ့စည်းပြီး တည်တံ့နိုင်သနည်းဟု ရှင်းပြရန် ခက်ခဲပါသည်။
ပျံ့နှံ့မှုနှင့် အခြေခံယန္တရားများကို နားလည်ခြင်း
ရိုးရိုးလေးပြောရရင် ပျံ့နှံ့မှုဆိုတာ အာရုံစူးစိုက်မှု gradient ကြောင့် ဒြပ်စင်တစ်ခုရဲ့ အာရုံစူးစိုက်မှု ကွာခြားချက်၊ ဆိုလိုတာကတော့ တစ်နေရာကနေ တစ်နေရာကို အာရုံစူးစိုက်မှု ကွာခြားချက်ပါ။ သတ္တုလိုမျိုး အစိုင်အခဲပစ္စည်းတွေမှာ အက်တမ်တွေဟာ အရည်တွေ ဒါမှမဟုတ် ဓာတ်ငွေ့တွေမှာလို လွတ်လပ်စွာ မရွေ့လျားပါဘူး။ ဒါပေမယ့် အပူချိန်အချို့မှာ အက်တမ်တွေဟာ ပုံဆောင်ခဲကွက်ကြားထဲက နေရာတစ်ခုကနေ နောက်တစ်နေရာကို "ခုန်" နိုင်ပါတယ်၊ အထူးသဖြင့် လစ်လပ်နေရာတွေ ဒါမှမဟုတ် ကြားခံနေရာတွေ ရှိနေရင်ပေါ့။ ဒီလုပ်ငန်းစဉ်ဟာ အက်တမ်တွေကို ပိုမိုညီမျှတဲ့ ဖြန့်ဖြူးမှုရရှိတဲ့အထိ အာရုံစူးစိုက်မှု မြင့်မားတဲ့ နေရာတွေကနေ အာရုံစူးစိုက်မှု နည်းပါးတဲ့ နေရာတွေကို ပျံ့နှံ့စေပါတယ်။
သတ္တုဗေဒတွင် အဓိကပျံ့နှံ့မှုယန္တရားနှစ်ခုရှိသည်-
၁။ အစားထိုးပျံ့နှံ့မှု
အခြေခံသတ္တုအက်တမ်များအစား ပျော်ဝင်နိုင်သောအက်တမ်များသည် ကွက်တိအနေအထားများတွင် နေရာယူထားသည့်အခါ ဖြစ်ပေါ်သည် (ဥပမာ၊ သတ္တုစပ်သံမဏိတွင် Ni သည် Fe ဖြစ်သည်)။ အက်တမ်များသည် လစ်လပ်နေရာများကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ရွှေ့ပြောင်းကြသည်။ လစ်လပ်နေရာများ ရှိနေခြင်းနှင့် လွှဲပြောင်းမှု၏ "လေးလံသော" သဘောသဘာဝ လိုအပ်သောကြောင့် အစားထိုးပျံ့နှံ့မှုသည် ယေဘုယျအားဖြင့် နှေးကွေးသည်။
၂။ ကြားခံပျံ့နှံ့မှု
အက်တမ်ငယ်များသည် ကြားခံနေရာများကို နေရာယူထားသည့်အခါ (ဥပမာ၊ Fe တွင် C သို့မဟုတ် N) ဖြစ်ပေါ်သည်။ ဤအက်တမ်ငယ်များသည် ကြားခံနေရာများအကြား ခုန်ပျံကျော်လွှားနိုင်ပြီး အစားထိုးပျံ့နှံ့မှုထက် များစွာပိုမြန်သည်။ ထို့ကြောင့် ကာဗွန်သည် မြင့်မားသောအပူချိန်များတွင် သံတွင် အတော်လေးလျင်မြန်စွာ ပျံ့နှံ့နိုင်သည် - ၎င်းသည် သံမဏိ၏ မျက်နှာပြင်မာကျောခြင်းနှင့် အပူပေးကုသမှုတွင် အရေးကြီးသောအချက်ဖြစ်သည်။
ပျံ့နှံ့မှု၏ မောင်းနှင်အားများ- အာရုံစူးစိုက်မှု ပြောင်းလဲမှုနှင့် အခမဲ့စွမ်းအင်
စနစ်တစ်ခုသည် လွတ်လပ်သောစွမ်းအင်နိမ့်သောအခြေအနေသို့ ဦးတည်သွားသောကြောင့် ပျံ့နှံ့မှုဖြစ်ပေါ်သည်။ အာရုံစူးစိုက်မှု gradient သည် အသုံးအများဆုံး မောင်းနှင်အားဖြစ်သည်- အက်တမ်များသည် ဖွဲ့စည်းမှုကွဲပြားမှုကို လျှော့ချရန် အာရုံစူးစိုက်မှု gradient အောက်သို့ ရွေ့လျားသည်။ သို့သော် သတ္တုဗေဒဆိုင်ရာလက်တွေ့တွင် ပျံ့နှံ့မှုအတွက် မောင်းနှင်အားသည် ဓာတုဗေဒအလားအလာ gradient၊ ဖိစီးမှု gradient (ဖိစီးမှုအကူအညီဖြင့် ပျံ့နှံ့ခြင်း) သို့မဟုတ် အပူချိန် gradient (သာမိုဒီဖရှင်း) ကဲ့သို့သော ပိုမိုရှုပ်ထွေးနိုင်သည်။ သို့သော်လည်း အင်ဂျင်နီယာအသုံးချမှုများစွာအတွက် အာရုံစူးစိုက်မှု gradient သည် ပျံ့နှံ့မှုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် အဓိကမော်ဒယ်အဖြစ် ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။
Fick ရဲ့ ဥပဒေ- ပျံ့နှံ့မှုအတွက် ပမာဏဆိုင်ရာ မူဘောင်
သတ္တုဗေဒတွင် ပျံ့နှံ့မှုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုသည် အက်တမ်စီးကြောင်းကို အာရုံစူးစိုက်မှု gradient နှင့် ဆက်စပ်ပေးသည့် Fick ၏ဥပဒေကို မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိသည်။
– Fick ၏ ပထမနိယာမတွင် ပျံ့နှံ့မှုစီးကြောင်းသည် အာရုံစူးစိုက်မှု gradient နှင့် အချိုးကျသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ အက်တမ်များသည် အာရုံစူးစိုက်မှု မြင့်မားရာမှ နိမ့်ရာသို့ စီးဆင်းသည်။ သဘောတရားအရ၊ အာရုံစူးစိုက်မှု gradient မတ်စောက်လေ၊ ပျံ့နှံ့မှုနှုန်း မြင့်မားလေဖြစ်သည်။
– Fick ၏ ဒုတိယနိယာမသည် အာရုံစူးစိုက်မှု မည်သို့အချိန်နှင့်အမျှ ပြောင်းလဲပုံကို ရှင်းပြသည်။ ဤနိယာမသည် ရေရှည်အပူပေးမှုအတွင်း carburization၊ nitriding သို့မဟုတ် alloying element diffusion ကဲ့သို့သော လုပ်ငန်းစဉ်များပြီးနောက် အာရုံစူးစိုက်မှုပရိုဖိုင်များကို ခန့်မှန်းရန်အတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။
Fick's Law II မှတစ်ဆင့် အင်ဂျင်နီယာများသည် အစိတ်အပိုင်းတစ်ခု၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ပျံ့နှံ့မှုအနက်တစ်ခုသို့ ရောက်ရှိရန် အပူပေးချိန် မည်မျှကြာအောင် လိုအပ်သည်ကို ခန့်မှန်းနိုင်သည်။
ပျံ့နှံ့မှုကိန်းနှင့် အပူချိန်အကျိုးသက်ရောက်မှု
ပျံ့နှံ့မှုနှုန်းကို ပျံ့နှံ့မှုကိန်း (D) ဖြင့် အများအားဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။ D ၏တန်ဖိုးသည် အပူချိန်မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ သိသိသာသာ မြင့်တက်လာလေ့ရှိပြီး ၎င်း၏မှီခိုမှုသည် Arrhenius ညီမျှခြင်းကို မကြာခဏ လိုက်နာလေ့ရှိသည်-
– D သည် အပူချိန်နှင့်အတူ အဆမတန်မြင့်တက်လာသည်၊
– အက်တမ်ရွှေ့ပြောင်းမှုအတွက် အသက်ဝင်စွမ်းအင် (Q) ဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။
လက်တွေ့အားဖြင့် အပူချိန် ဆယ်ဂဏန်းမှ ရာဂဏန်းအထိ မြင့်တက်လာခြင်းသည် ပျံ့နှံ့မှုကို အဆပေါင်းများစွာ အရှိန်မြှင့်ပေးနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် သတ္တုစပ် homogenization၊ သတ္တုမှုန့် sintering သို့မဟုတ် အပူကုသမှုကဲ့သို့သော သတ္တုဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များသည် အက်တမ်လှုပ်ရှားမှုကို အရှိန်မြှင့်ရန်နှင့် သင့်တင့်သော ထုတ်လုပ်မှုအချိန်အတွင်း လိုချင်သော microstructure ကို ရရှိရန် မြင့်မားသောအပူချိန်များကို အသုံးပြုကြသည်။
မိုက်ခရိုဖွဲ့စည်းပုံတွင် ပျံ့နှံ့မှု- အဆင့်ပြောင်းလဲမှုနှင့် ဆက်နွယ်မှု
ပျံ့နှံ့မှုသည် သတ္တုစပ်များတွင် အဆင့်ပြောင်းလဲမှုများနှင့် တိုက်ရိုက်ဆက်စပ်နေသည်။ သတ္တုများရှိ ပြောင်းလဲမှုများစွာကို ပျံ့နှံ့မှုဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ အဆင့်အသစ်များ ဖွဲ့စည်းမှုနှုန်းကို အက်တမ်များ မည်မျှမြန်မြန် ရွေ့လျားနိုင်သည်အပေါ် မူတည်၍ ဆုံးဖြတ်သည်။
ဥပမာတစ်ခုအနေနဲ့-
– သံမဏိတွင်၊ austenite မှ pearlite ဖွဲ့စည်းရန်အတွက် ကာဗွန်ပျံ့နှံ့မှု လိုအပ်သည်။
– အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်များ (ဥပမာ Al-Cu) တွင် အိုမင်းရင့်ရော်မှုကာလအတွင်း အနည်အနှစ်များဖွဲ့စည်းခြင်းသည် ပျော်ဝင်နေသော အက်တမ်များ အားဖြည့်အမှုန်များဖွဲ့စည်းရန် ပျံ့နှံ့ခြင်းအပေါ်တွင်လည်း မူတည်ပါသည်။
သို့သော်၊ အသွင်ပြောင်းမှုအားလုံးသည် ပျံ့နှံ့ရန် မလိုအပ်ပါ။ သံမဏိရှိ martensite ကဲ့သို့သော အသွင်ပြောင်းမှုများသည် အလွန်လျင်မြန်စွာ ဖြစ်ပေါ်ပြီး ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံပြောင်းလဲမှုသည် စုပေါင်းအက်တမ်ပြောင်းလဲမှုများမှတစ်ဆင့် ဖြစ်ပေါ်သောကြောင့် ပျံ့နှံ့မှုမရှိပါ။ ပျံ့နှံ့မှုနှင့် မပျံ့နှံ့မှုအသွင်ပြောင်းမှုအကြား ဤနှိုင်းယှဉ်ချက်သည် အပူကုသမှုမှတစ်ဆင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို မည်သို့ထိန်းချုပ်နိုင်သည်ကို နားလည်ရန် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည်။
ဂျုံစေ့နယ်နိမိတ်များနှင့် အလျားလိုက်နေရာချထားမှုများတွင် ပျံ့နှံ့ခြင်း- အမြန်လမ်းကြောင်း
သတ္တုများတွင် ပျံ့နှံ့မှုသည် ပစ္စည်းတစ်လျှောက်တွင် အမြဲတမ်းတူညီနေခြင်းမဟုတ်ပါ။ ပျံ့နှံ့မှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည့် လမ်းကြောင်းများ ရှိပြီး ၎င်းတို့မှာ-
– ကောက်ပဲသီးနှံနယ်နိမိတ်များ
ဤဒေသသည် အမှုန်အတွင်းပိုင်းထက် ပိုမိုစနစ်တကျမရှိသောဖွဲ့စည်းပုံရှိပြီး အက်တမ်များကို ပိုမိုလွယ်ကူစွာ ရွေ့လျားနိုင်စေပါသည်။ အမှုန်နယ်နိမိတ်ပျံ့နှံ့မှုသည် အပူချိန်မြင့်မားသောအခါ တွားသွားခြင်းနှင့် အမှုန်နယ်နိမိတ်များတွင် အချို့သောဒြပ်စင်များ ခွဲထွက်ခြင်းကဲ့သို့သော ဖြစ်စဉ်များတွင် အရေးကြီးပြီး ၎င်းသည် ကြွပ်ဆတ်မှုကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။
– လမ်းကြောင်းပြောင်းခြင်း (ပိုက်ပျံ့နှံ့ခြင်း)
အရိုးအဆစ်လွဲခြင်းသည် လျင်မြန်စွာပျံ့နှံ့စေရန်အတွက် "ပိုက်များ" ကဲ့သို့ လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ အချို့ကိစ္စများတွင် အရိုးအဆစ်လွဲခြင်းများမှတစ်ဆင့် ပျံ့နှံ့ခြင်းသည် အပူပေးပုံပျက်ခြင်းနှင့် ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာခြင်းအတွင်း အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
ဤမြန်ဆန်သော ပျံ့နှံ့မှုလမ်းကြောင်းသည် အမှုန်အမွှားများသော သို့မဟုတ် ရွေ့လျားမှုသိပ်သည်းဆမြင့်မားသော ပစ္စည်းများသည် ပိုမို “ပြီးပြည့်စုံသော” ပုံဆောင်ခဲပစ္စည်းများထက် ကွဲပြားသော ပျံ့နှံ့မှုအပြုအမူကို ပြသနိုင်သည့်အကြောင်းရင်းကို ရှင်းပြသည်။
သတ္တုဗေဒလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ပျံ့နှံ့မှုကို အသုံးချခြင်း
ပျံ့နှံ့မှုသည် သီအိုရီတစ်ခုမျှသာ မဟုတ်ပါ။ ၎င်းကို စက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များစွာတွင် တိုက်ရိုက်အသုံးပြုပါသည်။
၁။ ကာဘူရိုက်ဇေးရှင်းနှင့် နိုက်ထရိုက်ဒင်း
မျက်နှာပြင်အလွှာထဲသို့ ကာဗွန် သို့မဟုတ် နိုက်ထရိုဂျင်ထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် သံမဏိမျက်နှာပြင်ကို မာကျောစေသည့် လုပ်ငန်းစဉ်။ ပျံ့နှံ့မှုသည် ဘူးအနက်နှင့် မာကျောမှုပရိုဖိုင်ကို ထိန်းချုပ်ပေးသည်။
၂။ အလွိုင်း၏ တစ်သားတည်းဖြစ်ခြင်း
ပုံသွင်းပြီးနောက်၊ ဖွဲ့စည်းမှုဆိုင်ရာ ခွဲခြားမှု ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသည်။ အပူပေးကုသမှုများကို တစ်သားတည်းဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် သတ္တုစပ်ဒြပ်စင်များ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ညီမျှစေသည်။
၃။ အမှုန့်သတ္တုဗေဒ sintering
မီးပူးခြင်းတွင်၊ အမှုန့်အမှုန်များသည် အတူတကွ ကပ်ငြိပြီး အမှုန်မျက်နှာပြင်၊ အမှုန်နယ်နိမိတ်နှင့် ထုထည်အကြား အက်တမ်ပျံ့နှံ့မှုကြောင့် အပေါက်များ ကျုံ့သွားသည်။
၄။ ပျံ့နှံ့မှုအပေါ်ယံလွှာ
ဥပမာအားဖြင့်၊ အလူမီနိတ်ပြုလုပ်ခြင်း သို့မဟုတ် ခရိုမီယမ်ပြုလုပ်ခြင်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်များတွင် အောက်ဆီဒေးရှင်း/ချေးခြင်းခံနိုင်ရည်ကို တိုးစေနိုင်သည်။ အပေါ်ယံလွှာသည် အပေါ်ယံလွှာရှိ အစိတ်အပိုင်းများသည် အောက်ခံလွှာထဲသို့ ပျံ့နှံ့သွားပြီး သီးခြားသတ္တုဒြပ်ပေါင်းများကို ဖွဲ့စည်းသောအခါတွင် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။
၅။ အပူချိန်မြင့်မားခြင်း တွားသွားခြင်းနှင့် ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်း
အပူချိန်မြင့်မားခြင်း (တာဘိုင်များ၊ boiler များ) တွင် ရေရှည်အသုံးပြုရာတွင် ပျံ့နှံ့မှုသည် အမှုန်အမွှားနယ်နိမိတ်ပြောင်းလဲခြင်း၊ အမှုန်အမွှားများ ကြမ်းတမ်းလာခြင်းနှင့် အပေါက်များ ကျယ်လာခြင်းတို့တွင် အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပြီး၊ နောက်ဆုံးတွင် ပစ္စည်းကို အားနည်းစေသည်။
ပျံ့နှံ့မှုကို သက်ရောက်မှုရှိသော အချက်များ
သတ္တုဗေဒတွင် ပျံ့နှံ့မှုကို ထိန်းချုပ်သည့် အရေးကြီးသောအချက်အချို့တွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-
– အပူချိန် (အထင်ရှားဆုံး): မြင့်လေ မြန်လေဖြစ်သည်။
– အက်တမ်အရွယ်အစားနှင့် ယန္တရားအမျိုးအစား- သေးငယ်သော ကြားခံအက်တမ်များသည် ပိုမိုမြန်ဆန်သည်။
– ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ- ကွက်တိသိပ်သည်းဆသည် အက်တမ်များ ခုန်ပေါက်လွယ်ကူမှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။
– လစ်လပ်နေသော ပါဝင်မှု- အပူချိန်နှင့်အတူ မြင့်တက်လာပြီး အစားထိုးပျံ့နှံ့မှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။
– ပုံဆောင်ခဲ ချို့ယွင်းချက်များ ရှိနေခြင်း- အမှုန်အမွှား နယ်နိမိတ်များ၊ နေရာရွေ့ခြင်းနှင့် အပေါက်ငယ်များသည် ပျံ့နှံ့မှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးနိုင်သည်။
– သတ္တုစပ်ဖွဲ့စည်းမှု- ဒြပ်စင်များအကြား အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများသည် အက်တမ် ရွေ့လျားနိုင်မှုကို တိုးမြင့်စေသည် သို့မဟုတ် လျော့ပါးစေနိုင်သည်။
ပိတ်
သတ္တုဗေဒတွင် ပျံ့နှံ့မှုသဘောတရားသည် သတ္တုနှင့် အလွိုင်းများ၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို မည်သို့အင်ဂျင်နီယာပြုလုပ်နိုင်သည်ကို နားလည်ရန် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည်။ သံမဏိ၏ အပူပေးကုသမှုမှသည် အလေးချိန်ပေါ့ပါးသော အလွိုင်းများ၏ ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಸಿ ...
သင်အလိုရှိပါက concept diagram (ဥပမာ carburization concentration profile)၊ Fick's Law ကိုအခြေခံသည့် ရိုးရှင်းသော တွက်ချက်မှု ဥပမာတစ်ခု သို့မဟုတ် Fe-C စနစ်ရှိ သီးခြားပျံ့နှံ့မှုအကြောင်းကို ပိုမိုနက်ရှိုင်းစွာ ဆွေးနွေးနိုင်ပါသည်။
