သတ္တုအဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံအပေါ် အအေးခံနှုန်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု

သတ္တုအဏုဇီဝဖွဲ့စည်းပုံအပေါ် အအေးခံနှုန်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု

ပစ္စည်းသိပ္ပံနှင့် သတ္တုဗေဒတွင် အအေးခံနှုန်းသည် သတ္တုများ၏ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့် မြင်နိုင်သော ဖွဲ့စည်းပုံကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် အရေးကြီးဆုံးအချက်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်သာ မြင်နိုင်သော အတိုင်းအတာဖြင့် အမှုန်အမွှားများ၊ အဆင့်များ၏ အစီအစဉ်နှင့် ၎င်းတို့၏ ဖြန့်ဖြူးမှုတို့သည် မာကျောမှု၊ ဆွဲဆန့်နိုင်အား၊ ပုံသွင်းနိုင်စွမ်း၊ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် ယိုယွင်းပျက်စီးမှုနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိမှုကဲ့သို့သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို သိသိသာသာ လွှမ်းမိုးသည်။ မတူညီသော အအေးခံနည်းလမ်းများ (မြန်ဆန်၊ အလတ်စား သို့မဟုတ် နှေးကွေး) သည် တူညီသော ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုဖြင့်ပင် မတူညီသော အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းများဖြင့်ပင် မတူညီသော အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းများဖြင့် ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် အအေးခံနှုန်းကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် အပူပေးခြင်း၊ ပုံမှန်ဖြစ်စေခြင်း၊ ငြိမ်းသတ်ခြင်းနှင့် အပူပေးပြုပြင်ခြင်းကဲ့သို့သော အပူကုသမှုလုပ်ငန်းစဉ်အမျိုးမျိုး၏ အဓိကအချက်ဖြစ်သည်။

၁။ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အဆင့်ပြောင်းလဲမှု၏ အခြေခံသဘောတရားများ

သတ္တုများနှင့် အလွိုင်းများသည် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများနှင့်အတူ အဆင့်ပြောင်းလဲမှုများ၏ ရလဒ်အနေဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အဆင့်များ (ဥပမာ သံမဏိတွင် ferrite၊ austenite၊ cementite) ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားလေ့ရှိသည်။ အပူချိန်မြင့်မားသောအခါ၊ အချို့သော သတ္တုများသည် ထိုအပူချိန်တွင် ပိုမိုတည်ငြိမ်သော အဆင့်တွင် တည်ရှိပြီး၊ အအေးခံလိုက်သောအခါ၊ ထိုအဆင့်သည် အပူချိန်နိမ့်သော အဆင့်တွင် တည်ငြိမ်သော အခြားအဆင့်သို့ ပြောင်းလဲသွားနိုင်သည်။ ဤပြောင်းလဲမှုများသည် ပျံ့နှံ့ခြင်း (ပျံ့နှံ့ခြင်းမှတစ်ဆင့် အက်တမ်များ ရွေ့လျားရန် လိုအပ်ခြင်း) သို့မဟုတ် ပျံ့နှံ့ခြင်းမရှိခြင်း (ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ၊ ပျံ့နှံ့မှုအပေါ် မမှီခိုဘဲ၊ ဥပမာ သံမဏိတွင် martensite) ဖြစ်နိုင်သည်။

အအေးခံနှုန်းသည် အက်တမ်များတွင် ပျံ့နှံ့ပြီး မျှခြေအဆင့်တစ်ခု ဖွဲ့စည်းရန် အချိန်လုံလောက်မှု ရှိ၊ မရှိ သို့မဟုတ် တည်ငြိမ်သောအဆင့်တွင် "ပိတ်မိ" နေခြင်း ရှိ၊ မရှိကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်-

– နှေးကွေးစွာ အအေးခံခြင်း → အက်တမ်များသည် ပျံ့နှံ့ရန် အချိန်ရှိသည် → အဆင့်သို့ ချဉ်းကပ်လာသောအခါ မျှခြေသို့ ရောက်ရှိလာသည် → အမှုန်အမွှားများသည် ပိုကြီးလာလေ့ရှိသည်။
– လျင်မြန်စွာ အအေးခံခြင်း → ပျံ့နှံ့မှုကို တားဆီးခြင်း → ပျံ့နှံ့လွယ်သော/အမှုန်အမွှားအဆင့် ဖြစ်ပေါ်လာခြင်း → အမှုန်အမွှားငယ်များ သို့မဟုတ် အပ်/အလွှာဖွဲ့စည်းပုံ သေးငယ်ခြင်း။

၂။ ဖြည်းဖြည်းချင်းအအေးခံခြင်း- ဖွဲ့စည်းပုံသည် ပိုမိုကြမ်းတမ်းပြီး မျှခြေသို့ ချဉ်းကပ်လာသည်။

အပူပေးအအေးခံခြင်း သို့မဟုတ် မီးဖိုအအေးခံခြင်းအတွင်း နှေးကွေးစွာအအေးခံခြင်း ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသည်။ အအေးခံနှုန်းနည်းသောကြောင့် အက်တမ်များသည် ၎င်းတို့၏ အနိမ့်ဆုံးစွမ်းအင်နေရာများသို့ ရွှေ့ပြောင်းရန် အခွင့်အလမ်းများစွာရှိပြီး မျှခြေအဆင့်ပုံနှင့် ကိုက်ညီသော အဆင့်များကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။

နှေးကွေးစွာအအေးခံခြင်း၏ အဓိက အဏုဇီဝဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ သက်ရောက်မှုများမှာ-

၁။ ကောက်ပဲသီးနှံများ ကြီးထွားမှု
အမှုန်အမွှားများ၏ နယ်နိမိတ်များသည် ရွေ့လျားရန်နှင့် စနစ်၏ စုစုပေါင်းစွမ်းအင်ကို လျှော့ချရန် အချိန်ရှိသောကြောင့် အမှုန်အမွှားကြီးများ ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ဤကြမ်းတမ်းသော အဏုဇီဝဖွဲ့စည်းပုံသည် အောက်ပါတို့ကို မကြာခဏ ဖြစ်စေသည်-
- ခိုင်ခံ့မှုနှင့် မာကျောမှု လျော့နည်းလာခြင်း၊
- ဇွဲလုံ့လ တိုးပွားလာတတ်သည် (အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ)၊
- အစေ့များ အလွန်ကြီးပါက ခိုင်ခံ့မှု လျော့နည်းသွားနိုင်သည်။

၂။ မျှခြေအဆင့်ဖွဲ့စည်းခြင်း
ကာဗွန်သံမဏိတွင် austenite ဖြည်းဖြည်းချင်းအအေးခံခြင်းဖြင့် ကြမ်းတမ်းသော pearlite (ferrite နှင့် cementite lamellae ရောနှော) ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ကြမ်းတမ်းသော pearlite သည် ယေဘုယျအားဖြင့် ကောင်းမွန်သော pearlite ထက် ပိုမိုပျော့ပျောင်းပြီး ပိုမိုပုံသွင်းရလွယ်ကူသည်။

၃။ အတွင်းပိုင်းတင်းမာမှုကို ပြေလျော့စေခြင်း
အပူချိန်ပြောင်းလဲမှု နှေးကွေးသောကြောင့် အပူပြောင်းလဲမှုနည်းပါးပြီး ကျန်ရှိသောဖိစီးမှုများကို လျော့နည်းစေသည်။ ၎င်းသည် အအေးခံခြင်းကြောင့် အက်ကွဲခြင်းအန္တရာယ်ကို လျော့နည်းစေသည်။

လက်တွေ့တွင်၊ လုပ်ငန်းစဉ်၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ ပုံသွင်းနိုင်စွမ်းကို မြှင့်တင်ရန်၊ စက်ဖြင့်ပြုပြင်နိုင်မှုကို မြှင့်တင်ရန် သို့မဟုတ် အအေးခံအလုပ်လုပ်ပြီးနောက် ကျန်ရှိနေသော ဖိစီးမှုများကို ဖယ်ရှားရန်ဖြစ်သည့်အခါ ဖြည်းဖြည်းချင်းအအေးခံခြင်းကို ရွေးချယ်လေ့ရှိသည်။

၃။ အလယ်အလတ်အအေးပေးစနစ်- ခိုင်ခံ့မှုနှင့် ကြံ့ခိုင်မှုအကြား ညှိနှိုင်းမှု

အအေးခံခြင်းသည် ပုံမှန်ဖြစ်စေခြင်း (သံမဏိကို austenite ဒေသသို့ အပူပေးပြီးနောက် လေထဲတွင် အအေးခံခြင်း) ကဲ့သို့သော လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ဖြစ်ပေါ်သည်။ အအေးခံနှုန်းသည် အပူပေးခြင်းထက် ပိုမိုမြန်ဆန်သော်လည်း quenching လောက် မမြန်ပါ။

ရလဒ်အနေနှင့်:

– အမှုန်အရွယ်အစားသည် အပူပေးခြင်းထက် ပုံမှန်အားဖြင့် သေးငယ်သည်။
– pearlite သည် ပိုမိုသေးငယ်စွာ ဖွဲ့စည်းထားသည်၊
– စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများသည် ဟန်ချက်ညီလေ့ရှိသည်- အပူပေးခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ခိုင်ခံ့မှုနှင့် မာကျောမှု တိုးလာသော်လည်း၊ ပျော့ပြောင်းမှုမှာ အတော်လေး ကောင်းမွန်နေဆဲဖြစ်သည်။

ပုံမှန်ဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းကို ပုံသွင်းခြင်း သို့မဟုတ် အပူပေးလှိမ့်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များပြီးနောက် အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံကို "ပုံမှန်ဖြစ်စေရန်" မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ အဏုကြည့်ခွဲခြားမှုကို လျှော့ချခြင်း၊ ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ တသမတ်တည်းဖြစ်မှုကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေခြင်းနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ တည်ငြိမ်စွာပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိစေပါသည်။

၄။ လျင်မြန်စွာအအေးခံခြင်း (ငြိမ်းသတ်ခြင်း): သေးငယ်သော သို့မဟုတ် တည်ငြိမ်သောဖွဲ့စည်းပုံ

ရေ၊ ဆီ သို့မဟုတ် ပိုလီမာအရည်များတွင် အအေးခံခြင်းကဲ့သို့သော လျင်မြန်စွာအအေးခံခြင်းသည် အက်တမ်ပျံ့နှံ့မှုကို ရပ်တန့်စေနိုင်သော မြင့်မားသောအအေးနှုန်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ အချို့သောစနစ်များတွင် ၎င်းသည် ပိုမိုခက်ခဲပြီး ပျံ့နှံ့လွယ်သောအဆင့်များဖွဲ့စည်းခြင်းကို လှုံ့ဆော်ပေးသည်။

အထင်ရှားဆုံး ဥပမာကတော့ သံမဏိပါ။

- သံမဏိကို အော်စတီနိုက်ဖြစ်လာသည်အထိ အပူပေးသည်။
– အလွန်လျင်မြန်စွာ အအေးခံပါက၊ austenite သည် ferrite + cementite (pearlite/bainite) အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် အချိန်မရှိပါ။
– Martensite ကို ဖွဲ့စည်းထားပြီး၊ အလွန်မာကျောသော အပ်/ပြားပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော ကာဗွန် supersaturated microstructure တစ်ခုဖြစ်သည်။

လျင်မြန်စွာအေးခြင်း၏ ဝိသေသလက္ခဏာများ-

၁။ အကြမ်းဖက်မှုများ သိသိသာသာ မြင့်တက်လာခြင်း
မာတန်ဆိုက်သည် အလွန်မာကျောသော်လည်း ကြွပ်ဆတ်သည်။ ထို့ကြောင့် မီးငြိမ်းသတ်ပြီးနောက် မကြာခဏ အပူချိန်လျှော့ချခြင်း ပြုလုပ်လေ့ရှိပြီး ၎င်းသည် မာကျောမှုကို မြှင့်တင်ရန်နှင့် ကြွပ်ဆတ်မှုကို လျှော့ချရန် အပူချိန်နိမ့်တွင် ပြန်လည်အပူပေးခြင်းဖြစ်သည်။

၂။ အလွန်သေးငယ်သော အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံ
အအေးခံနှုန်းမြင့်မားခြင်းသည် ပိုမိုပါးလွှာသော အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ပါးလွှာသောဖွဲ့စည်းပုံသည် Hall–Petch ဆက်နွယ်မှုအရ (အမှုန်များ သေးငယ်လေ၊ အထွက်နှုန်းခိုင်ခံ့မှု မြင့်မားလေ) ခွန်အားကို တိုးစေလေ့ရှိသည်။

၃။ မြင့်မားသော ကျန်ရှိနေသော ဖိစီးမှုနှင့် ပုံပျက်ခြင်းအန္တရာယ်
လျင်မြန်စွာအေးခြင်းသည် မျက်နှာပြင်နှင့်အူတိုင်အကြား အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုကြီးတစ်ခုကို ဖန်တီးပေးပြီး အတွင်းပိုင်းဖိစီးမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ၎င်းက အောက်ပါတို့ကို ဖြစ်စေနိုင်သည်-
- quench cracking (ငြိမ်းသတ်ကွဲအက်ခြင်း)၊
- ပုံသဏ္ဍာန်ပြောင်းလဲခြင်း (ကောက်ကွေးခြင်း)၊
– အအေးမညီမျှပါက မျက်နှာပြင်မှ အတွင်းပိုင်းအထိ မာကျောမှု ကွဲပြားခြင်း။

ဤအန္တရာယ်များကြောင့်၊ quench media ရွေးချယ်မှုနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ဒီဇိုင်း (လှုံ့ဆော်မှု၊ အစိတ်အပိုင်းအရွယ်အစား၊ geometry) သည် အလွန်အရေးကြီးလာပါသည်။

၅။ သံမဏိတွင် ပုံမှန်ဖြစ်စဉ်များ- TTT နှင့် CCT ပုံကြမ်းများ၏ အခန်းကဏ္ဍ

အအေးခံနှုန်း၏ သံမဏိအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ပိုမိုပမာဏအားဖြင့် နားလည်ရန်အတွက် သတ္တုဗေဒပညာရှင်များသည် TTT (Time-Temperature-Transformation) နှင့် CCT (Continuous Cooling Transformation) ပုံကြမ်းများကို မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။ ဤပုံကြမ်းများသည် austenite သည် pearlite၊ bainite သို့မဟုတ် martensite အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲခြင်း စတင်ပြီး ပြီးဆုံးသွားသည့်အချိန်ကို ပြသသည်။

– ဖြည်းဖြည်းချင်းအအေးခံသည့်အခါ အပူချိန်-အချိန်လမ်းကြောင်းသည် pearlite ဖွဲ့စည်းမှုဒေသကို ဖြတ်သန်းသွားသည် → ဖြစ်ပေါ်နှုန်းပေါ် မူတည်၍ ကြမ်းတမ်း/အမှုန်အမွှားများကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်။
– အအေးခံမှု ပိုမိုမြန်ဆန်လာသောအခါ၊ လမ်းကြောင်းသည် TTT မျဉ်းကွေး၏ “နှာခေါင်း” မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားနိုင်သောကြောင့် pearlite မဖွဲ့စည်း → bainite သို့မဟုတ် martensite ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။

တစ်နည်းအားဖြင့်ဆိုရသော် အအေးခံနှုန်းသည် နောက်ဆုံးအဆင့်အပြင် အဆင့်တစ်ခုစီ၏ အစိတ်အပိုင်းကို ဆုံးဖြတ်ပေးပြီး၊ နောက်ဆုံးတွင် ၎င်းသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

၆။ သံမဟုတ်သော သတ္တုများအပေါ် အအေးခံနှုန်း၏ သက်ရောက်မှု

အလွန်ရေပန်းစားသော ဥပမာမှာ သံမဏိဖြစ်သော်လည်း၊ ဤမူများသည် အခြားသတ္တုစပ်များနှင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် သက်ဆိုင်ပါသည်။

– အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်များ- အရည်အပူပေးခြင်းဖြင့် လျင်မြန်စွာအအေးခံခြင်းသည် အလွန်ပြည့်ဝသော အစိုင်အခဲအရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်ပြီး၊ ၎င်းကို အိုမင်းရင့်ရော်ခြင်း/မိုးရွာသွန်းမှု မာကျောစေခြင်းမှတစ်ဆင့် အားကောင်းစေသည်။ အအေးခံနှုန်းသည် မိုးရွာသွန်းမှုများ၏ အရွယ်အစားနှင့် ဖြန့်ဖြူးမှုကို သက်ရောက်မှုရှိပြီး ထို့ကြောင့် ခိုင်ခံ့မှုကို ထိခိုက်စေပါသည်။
– ကြေးနီနှင့် ကြေးဝါသတ္တုစပ်များ- အအေးခံခြင်းသည် အဆင့်ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် အချို့သော အမှုန်အမွှားများဖွဲ့စည်းခြင်းကို သက်ရောက်မှုရှိပြီး၊ ၎င်းသည် မာကျောမှုနှင့် လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။
– တိုက်တေနီယမ်သတ္တုစပ်များ- အအေးခံနှုန်းသည် ဘီတာမှ အယ်လ်ဖာအဆင့်သို့ အသွင်ပြောင်းခြင်း သို့မဟုတ် သတ်မှတ်ထားသော မာတန်ဆစ်ဖွဲ့စည်းပုံကို သက်ရောက်မှုရှိပြီး ခိုင်ခံ့မှုနှင့် ကြံ့ခိုင်မှုပေါင်းစပ်မှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။

သတ္တုစပ်များစွာတွင်၊ အလျင်အမြန်အအေးခံခြင်းသည် မကြာခဏဆိုသလို metastable ဖွဲ့စည်းပုံများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အကောင်းဆုံးဂုဏ်သတ္တိများရရှိရန် နောက်ထပ်ကုသမှုများဖြင့် ပြုပြင်မွမ်းမံသည်။

7. Kesimpulan

အအေးခံနှုန်းသည် သတ္တုများ၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံအပေါ် အခြေခံအားဖြင့် လွှမ်းမိုးမှုရှိသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် ပျံ့နှံ့ခြင်း သို့မဟုတ် မြန်ဆန်သော မပျံ့နှံ့သော ယန္တရားများဖြင့် အဆင့်ပြောင်းလဲမှုများ မည်သို့ဖြစ်ပေါ်သည်ကို ထိန်းချုပ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ဖြည်းဖြည်းချင်းအအေးခံခြင်းသည် ကျန်ရှိသောဖိစီးမှုနည်းပါးပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သော ပုံသွင်းနိုင်စွမ်းရှိသော ပိုမိုကြမ်းတမ်းပြီး ညီမျှမှုနီးပါးရှိသော အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံကို ထုတ်လုပ်လေ့ရှိသည်။ အသင့်အတင့်အအေးခံခြင်းသည် ပိုမိုသေးငယ်သော အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ဟန်ချက်ညီသောဂုဏ်သတ္တိများဖြင့် ညှိနှိုင်းမှုကို ပေးစွမ်းသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ လျင်မြန်စွာအအေးခံခြင်းသည် သံမဏိတွင် martensite ကဲ့သို့သော အလွန်သေးငယ်သော သို့မဟုတ် metastable အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံများကို ထုတ်လုပ်နိုင်ပြီး မာကျောမှုနှင့် အစွမ်းသတ္တိကို တိုးမြှင့်ပေးသော်လည်း ကျန်ရှိသောဖိစီးမှု၊ ပုံပျက်ခြင်းနှင့် ကြွပ်ဆတ်ခြင်းတို့ကို တိုးမြှင့်နိုင်ခြေရှိသည်။

အင်ဂျင်နီယာလုပ်ငန်းခွင်တွင်၊ တစ်ကမ္ဘာလုံးလက်ခံထားသော “အကောင်းဆုံးအအေးခံနှုန်း” မရှိပါ။ သတ္တုစပ်ဖွဲ့စည်းမှု၊ အစိတ်အပိုင်းအရွယ်အစား၊ အအေးခံအလတ်စားနှင့် ပစ်မှတ်နောက်ဆုံးဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အသင့်တော်ဆုံးအအေးခံနှုန်းတစ်ခုတည်းသာရှိသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အအေးခံနှုန်းကို ထိန်းချုပ်ခြင်း—နောက်ဆက်တွဲအပူကုသမှုများနှင့် ပေါင်းစပ်လေ့ရှိသည်—သည် စက်မှုလုပ်ငန်းအသုံးချမှုအမျိုးမျိုးအတွက် ဘေးကင်းလုံခြုံ၊ ယုံကြည်စိတ်ချရပြီး ထိရောက်သောစွမ်းဆောင်ရည်ဖြင့် သတ္တုများကို ဒီဇိုင်းထုတ်ရာတွင် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည်။