په فلزاتو کې د خپریدو مفهوم
خپرېدل د فلزاتو په برخه کې یو له بنسټیزو مفاهیمو څخه دی ځکه چې دا کنټرولوي چې اتومونه څنګه په جامدو موادو کې حرکت کوي. دا اټومي حرکت ممکن په میکرو پیمانه "نه لیدل کیدونکی" ښکاري، مګر د هغې اغیز خورا ریښتینی دی: خپرېدل د تودوخې درملنې کچه، د مرحلې جوړښت، د زنګ وهلو مقاومت، میخانیکي ځواک، او حتی د اجزاو د خدمت ژوند اغیزه کوي. د خپریدو له پوهیدو پرته، دا تشریح کول ستونزمن دي چې ولې فولاد سخت کیدی شي، ولې ځینې مرکبات د اوږدې تودوخې وروسته ماتیدونکي کیږي، یا ولې د فلزي سطحو محافظتي پرتونه جوړیدلی شي او دوام لري.
د خپریدو او اساسي میکانیزمونو پوهیدل
په ساده ډول، خپریدل د غلظت تدریجي له امله د ډله ایز لیږد دی، دا د یو ځای څخه بل ځای ته د عنصر د غلظت توپیر دی. په جامد موادو لکه فلزاتو کې، اتومونه په آزاده توګه حرکت نه کوي لکه څنګه چې دوی په مایعاتو یا ګازونو کې کوي. په هرصورت، په ځینو تودوخې کې، اتومونه کولی شي د کرسټال جالی کې له یو ځای څخه بل ځای ته "ټوپ" وکړي، په ځانګړې توګه که چیرې خالي ځایونه یا انټرسټیشیل ځایونه شتون ولري. دا پروسه د اتومونو د لوړ غلظت سیمو څخه د ټیټ غلظت سیمو ته د خپریدو لامل کیږي تر هغه چې ډیر مساوي ویش ترلاسه شي.
په فلزاتو کې، دوه اصلي خپریدو میکانیزمونه شتون لري:
۱. د بدیل خپریدل
هغه وخت پیښیږي کله چې محلول اتومونه د اساس فلزي اتومونو پر ځای د جالیو موقعیتونه نیسي (د مثال په توګه، په الیاژ فولادو کې په Fe کې Ni). اتومونه د خالي ځایونو څخه د ګټې اخیستنې له لارې مهاجرت کوي. ځکه چې دا د خالي ځایونو شتون او د لیږد نسبتا "دروند" طبیعت ته اړتیا لري، د بدیل خپریدل عموما ورو وي.
۲. انټرسټیشیل خپریدل
هغه وخت پیښیږي کله چې کوچني اتومونه د انټرسټیشیل ځایونو کې ځای نیسي (د مثال په توګه، په Fe کې C یا N). دا کوچني اتومونه کولی شي د انټرسټیشیل ځایونو ترمنځ پرته له دې چې د خالي ځایونو انتظار وکړي، ټوپ وکړي، او له همدې امله معمولا د بدیل خپریدو په پرتله خورا ګړندي وي. له همدې امله کاربن کولی شي په لوړه تودوخه کې په اوسپنه کې نسبتا چټک خپریږي - یو حقیقت چې د فولادو د سطحې سختیدو او تودوخې درملنې کې خورا مهم دی.
د خپریدو محرک ځواکونه: د تمرکز تدریجي او وړیا انرژي
خپرېدل ځکه رامنځته کېږي چې یو سیسټم د ټیټې آزادې انرژۍ حالت ته تمایل لري. د غلظت تدریجي تر ټولو عام محرک ځواک دی: اتومونه د غلظت تدریجي ښکته حرکت کوي ترڅو د ترکیبي متفاوتیت کم کړي. په هرصورت، په فلزاتو کې، د خپریدو لپاره محرک ځواک ډیر پیچلی کیدی شي، لکه د کیمیاوي احتمالي تدریجي، د فشار تدریجي (د فشار په مرسته خپرېدل)، یا د تودوخې تدریجي (ترموډیفیوژن). سره له دې، د ډیری انجینرۍ غوښتنلیکونو لپاره، د غلظت تدریجي د خپریدو تحلیل لپاره لومړنی ماډل پاتې کیږي.
د فیک قانون: د خپریدو لپاره یو کمیتي چوکاټ
په فلزاتو کې د خپریدو تحلیل اکثرا د فیک قانون کاروي، کوم چې اټومي جریان د غلظت تدریجي سره تړاو لري.
- د فیک لومړی قانون وايي چې د خپریدو جریان د غلظت تدریجي سره متناسب دی: اتومونه له لوړ غلظت څخه ټیټ غلظت ته جریان لري. په مفهوم کې، د غلظت تدریجي لوړوالی، د خپریدو کچه لوړه ده.
- د فیک دوهم قانون تشریح کوي چې څنګه غلظت د وخت سره بدلون مومي. دا قانون د اوږدې مودې تودوخې درملنې په جریان کې د کاربوریزیشن، نایټرایډینګ، یا الیاژ عنصر خپریدو په څیر پروسو وروسته د غلظت پروفایلونو وړاندوینې لپاره خورا مهم دی.
د فِک د قانون II له لارې، انجنیران کولی شي اټکل وکړي چې د یوې برخې په سطحه د خپریدو یوې ټاکلې ژورې ته د رسیدو لپاره څومره وخت تودوخې ته اړتیا ده.
د خپریدو ضریب او د تودوخې اغیز
د خپریدو کچه په لویه کچه د خپریدو ضریب (D) لخوا ټاکل کیږي. د D ارزښت معمولا په ډراماتیک ډول لوړیږي کله چې تودوخه لوړیږي، او د هغې تړاو اکثرا د ارینیوس معادلې تعقیبوي:
– د تودوخې سره په چټکۍ سره زیاتیږي،
- د اټومي بې ځایه کیدو لپاره د فعالولو انرژي (Q) لخوا ټاکل کیږي.
په عملي لحاظ، دا پدې مانا ده چې د څو درجو څخه تر سلګونو درجو پورې د تودوخې زیاتوالی کولی شي خپریدل څو ځله ګړندی کړي. له همدې امله، د فلزاتو پروسې لکه د الیاژ همجنسبازي، د فلزي پوډر سینټرینګ، یا د تودوخې درملنه د اټومي حرکت ګړندي کولو او د مناسب تولید وخت کې مطلوب مایکرو جوړښت ترلاسه کولو لپاره د لوړې تودوخې څخه کار اخلي.
په مایکرو جوړښت کې خپریدل: د مرحلې بدلون سره اړیکه
خپرېدل په مستقیم ډول په الیاژونو کې د پړاوونو بدلونونو سره تړاو لري. په فلزاتو کې ډیری بدلونونه د خپریدو کنټرول کیږي، پدې معنی چې د نویو مرحلو د جوړولو کچه د اتومونو د حرکت په چټکۍ سره ټاکل کیږي.
د مثال په توګه:
- په فولادو کې، د آسټینایټ څخه د پیرلایټ جوړولو لپاره د کاربن خپریدو ته اړتیا ده.
- د عمر په جریان کې د المونیم الیاژونو (د مثال په توګه Al-Cu) کې د پرسیپیټیټونو جوړښت هم د تحلیل شوي اتومونو په خپریدو پورې اړه لري ترڅو تقویه کونکي ذرات رامینځته کړي.
په هرصورت، ټول بدلونونه خپریدو ته اړتیا نلري. بدلونونه لکه مارټینسایټ په فولادو کې ډیر ژر پیښیږي او تقریبا خپریدونکي ندي، ځکه چې د کرسټال جوړښت کې بدلون د ډله ایزو اټومي بدلونونو له لارې پیښیږي. د خپریدونکي او غیر خپریدونکي بدلونونو ترمنځ دا پرتله کول د دې پوهیدو لپاره کلیدي ده چې څنګه میخانیکي ملکیتونه د تودوخې درملنې له لارې کنټرول کیدی شي.
د غلو په پولو او بې ځایه کیدو کې خپریدل: ګړندی لار
په فلزاتو کې خپریدل تل په ټولو موادو کې یو شان نه وي. داسې لارې شتون لري چې خپریدل ګړندي کوي، یعنې:
- د غلو حدود
دا سیمه د غلې دانې د داخلي برخې په پرتله ډیر ګډوډ جوړښت لري، چې اتومونو ته اجازه ورکوي چې په اسانۍ سره حرکت وکړي. د غلې دانې د حدودو خپریدل په هغو پیښو کې مهم دي لکه په لوړه تودوخه کې کریپ کول او د غلې دانې په حدودو کې د ځینو عناصرو جلا کول، کوم چې کولی شي د ماتیدو لامل شي.
- بې ځایه کیدل (د پایپ خپریدل)
بې ځایه کېدل کولی شي د چټک خپریدو لپاره د "پایپونو" په توګه عمل وکړي. په ځینو مواردو کې، د بې ځایه کېدو له لارې خپرېدل د ګرمو خرابوالي او بیا رغونې په جریان کې د مایکرو ساختماني بدلونونو سره مرسته کوي.
دا چټکه خپریدونکې لاره تشریح کوي چې ولې ښه دانې یا لوړ بې ځایه کیدونکي مواد کولی شي د ډیرو "کامل" کرسټالین موادو په پرتله مختلف خپریدونکي چلند وښيي.
په فلزاتي پروسو کې د خپریدو کارول
خپرېدل یوازې یوه تیوري نه ده؛ دا په مستقیم ډول په ډیری صنعتي پروسو کې کارول کیږي:
۱. کاربورایزیشن او نایټرایډینګ
د فولادو د سطحې سختولو پروسه د کاربن یا نایتروجن په سطحې طبقې کې د معرفي کولو له لارې. خپریدل د قضیې ژوروالی او سختۍ پروفایل کنټرولوي.
۲. د الیاژ همجنسي کول
د اچولو وروسته، د ترکیب جلا کول ډیری وختونه پیښیږي. د تودوخې همجنسي درملنې د الیاژ عناصرو ویش مساوي کولو لپاره د خپریدو څخه کار اخلي.
۳. د پوډر فلزاتو سینټرینګ
په سینټرینګ کې، د پوډر ذرات سره یوځای کیږي او سوري د ذراتو سطحو، د غلو دانو حدودو او حجم ترمنځ د اټومي خپریدو له امله لنډیږي.
۴. د خپریدو پوښښ
د مثال په توګه، المونیم کول یا کرومیز کول کولی شي په لوړه تودوخه کې د اکسیډیشن / زنګ وهلو مقاومت زیات کړي. پوښ هغه وخت جوړیږي کله چې د پوښ عناصر په سبسټریټ کې خپریږي او ځانګړي انټرمیټالیک مرکبات جوړوي.
۵. د لوړې تودوخې څپې او تخریب
په لوړه تودوخه (ټربینونه، بویلرونه) کې د اوږدې مودې کارولو کې، خپریدل د غلې دانې د سرحدونو په بدلون، د اورښتونو د سختیدو، او د تشو پراخیدو کې رول لوبوي کوم چې په نهایت کې مواد کمزوري کوي.
هغه عوامل چې په خپریدو اغیزه کوي
ځینې مهم عوامل چې په فلزاتو کې د خپریدو کنټرول کوي عبارت دي له:
– تودوخه (تر ټولو غالب): څومره چې لوړه وي، هغومره ګړندۍ وي.
- د اټومي اندازه او د میکانیزم ډول: کوچني انټرسټیشیل اتومونه ګړندي دي.
– د کرسټال جوړښت: د جالیو کثافت د اتومونو د ټوپ وهلو په اسانۍ اغیزه کوي.
- د خالي ځایونو غلظت: د تودوخې سره زیاتیږي او د بدیل خپریدو اغیزه کوي.
- د کرسټال نیمګړتیاوو شتون: د غلو حدود، بې ځایه کیدل، او سوري کولی شي خپریدل ګړندي کړي.
– د الیاژ جوړښت: د عناصرو ترمنځ تعامل کولی شي د اټومي خوځښت زیات یا کم کړي.
تړل
په فلزاتو کې د خپریدو مفهوم د دې پوهیدو لپاره کلیدي ده چې د فلزاتو او الیاژونو ملکیتونه څنګه انجینر کیدی شي. د فولادو د تودوخې درملنې څخه نیولې تر سپکو الیاژونو د باران پیاوړتیا پورې، د موادو د لوړ تودوخې پایښت پورې، هرڅه د اتومونو په وړتیا کې ریښې لري چې په جامد کې حرکت وکړي. د فک د قانون چوکاټ او د بدیل او انټرسټیشیل خپریدو میکانیزمونو د پوهیدو سره، انجنیران کولی شي د پروسې نرخونه وړاندوینه وکړي، د تولید پیرامیټرې غوره کړي، او په ساحه کې د اجزاو ناکامۍ مخه ونیسي. په نهایت کې، خپریدل د مایکرو جوړښت "انجن" دی - او مایکرو جوړښت د فلزي موادو فعالیت لومړنی ټاکونکی دی.
که تاسو وغواړئ، زه کولی شم د مفهوم ډیاګرام (د مثال په توګه، د کاربورایزیشن غلظت پروفایل)، د فک قانون پراساس د محاسبې یوه ساده بیلګه اضافه کړم، یا د Fe–C سیسټم کې د ځانګړي خپریدو په اړه په ډیر ژور ډول بحث وکړم.
