Mea e A'afia ai Meatotino Fa'amekanika o U'amea
O meatotino fa'ainisinia o u'amea o lo latou gafatia lea e tali atu ai i avega po'o malosiaga o lo'o fa'atinoina i luga o latou. O nei meatotino e aofia ai le malosi o le tensile, ma'a'a, ductility, to'a, tete'e atu i le ofeina, tete'e atu i le vaivai, ma le tete'e atu i le fa'aleagaina tumau. I faiga fa'ainisinia—pe i le fausiaina, gaosiga, ta'avale, po'o le va'alele—o le malamalama i mea e a'afia ai meatotino fa'ainisinia o u'amea e taua tele i le fa'amautinoaina o mea ua filifilia e saogalemu, lelei, ma tumau. O mea nei o mea autu e sili ona a'afia ai.
1. Fa'atulagaga Fa'akemikolo ma Elemene o le Alloy
O le tuufaatasiga o vailaʻau o se mea taua e fuafua ai meatotino faʻainisinia o se uʻamea. I le uʻamea, mo se faʻataʻitaʻiga, o le aofaʻi o le kaponi e aʻafia tele ai le malosi ma le maʻaʻa. O le maualuga o le aofaʻi o le kaponi e masani ona faʻateleina ai le malosi ma le maʻaʻa, ae faʻaitiitia ai le ductility ma le weldability. I totonu o alloys, o elemene e pei o le chromium (Cr), nickel (Ni), molybdenum (Mo), vanadium (V), ma le manganese (Mn) e faʻaopoopoina e ausia ai ni tuʻufaʻatasiga faʻapitoa o meatotino.
E mafai e elemene fa'a'au'au ona fausia ni vai fa'a'olo'olo, ni mea e fa'aputuina, po'o ni carbides e taofia ai le gaioiga o le dislocation. Talu ai o le fa'aleagaina o le palasitika i u'amea e mafua tele lava i le gaioiga o le dislocation, o le tele o le taofia o le dislocation, o le maualuga foi lea o le malosi ma le ma'a'a o le yield. Peita'i, o le fa'ateleina o le malosi e masani ona o'o mai i le tau o le fa'aitiitia o le ductility, o lea e mana'omia ai e le au mamanu ona paleni mea e lua e fa'atatau i mana'oga o le talosaga.
2. Fausaga Laiti (Fausaga Laiti)
O le fausaga laiti o le tuufaatasiga lea o vaega, le tele o le fatu, le foliga o le fatu, ma le tufatufaina o vaega i totonu o se u'amea. O le fausaga laiti e fuafua tele ai le auala e fa'aletonu ma gaui ai se u'amea. O le tele o fatu e masani ona fa'ateleina ai le malosi ma le ma'a'a e ala i faiga fa'amalosi o tuaoi o fatu, e masani ona fa'amatalaina e le mafutaga Hall-Petch: o le la'ititi o le tele o le fatu, o le faigata foi lea ona gaoioi vaega e sopo'ia tuaoi o fatu.
E taua tele fo'i le tufatufaina o le vaega. Mo se fa'ata'ita'iga, i le u'amea, o le fua fa'atatau o le ferrite, pearlite, bainite, ma le martensite o le a maua ai ni meatotino eseese. E matua malo ma malosi le Martensite ae e masani ona malepelepe pe a le fa'amalūlūina. E ofoina atu e le Pearlite se tu'ufa'atasiga paleni o le malosi ma le ductility. O le mea lea, o le puleaina o le microstructure e ala i faiga fa'avevela ma fa'ainisinia o le ki lea i le fa'aleleia atili o meatotino fa'ainisinia.
3. Faagasologa o le Gaosiga ma le Talafaasolopito o le Faaleagaina
O le auala e fausia ai le u'amea—e pei o le fa'apala, fa'apala, fa'a'olo'olo, fa'a'ese'ese, po'o le tosoina o uaea—e mafua ai se tala'aga o le fa'aleagaina e a'afia ai meatotino fa'amekanika. O le fa'aleagaina o le palasitika i nisi o vevela e mafai ona fa'ateleina ai le malosi e ala i le fa'ama'a'aina o le mamafa. A'o fa'aleagaina le u'amea, e fa'ateleina le mafiafia o mea ua se'e ma latou feto'ai le tasi ma le isi, ma fa'alavelaveina ai lo latou gaioiga ma fa'amalosia ma fa'ama'a'a ai le meafaitino.
Peita'i, o le fa'ama'a'aina o le malosi e mafai fo'i ona fa'aitiitia ai le malosi o le u'amea. I galuega fa'atulagaina fa'apitoa, o le u'amea e "ma'a'a" tele ona o le malosi o le u'amea e mafai ona malepe. O le mea lea, o le fa'amafanafana e masani ona faia i le alamanuia i le va o la'asaga o le fausiaina e toe fa'afo'isia ai le malosi e ala i le toe fa'afouina ma le tuputupu a'e o le fatu.
4. Togafitiga Fa'avevela
O le togafitiga i le vevela o se tasi lea o auala sili ona aoga e suia ai meatotino fa'amekanika o u'amea e aunoa ma le suia o latou foliga. I le u'amea, o togafitiga i le vevela e pei o le quenching ma le tempering e mafai ona maua ai le martensite malosi ona fa'ateleina ai lea o le malosi i le tempering. O le normalizing e mafai ona fa'aleleia atili ai le microstructure ma fa'aleleia atili ai le tutusa o meatotino. I nisi o u'amea alumini, o le togafitiga i le solution ma le fa'amatua e maua ai le precipitation hardening, lea e fa'ateleina ai le malosi a'o fa'atumauina pea le mama.
O togafitiga fa'avevela ta'itasi e suia ai vaega ma lo latou tufatufaina atu, fa'atonutonuina ai mea e fa'aputuina, ma a'afia ai le tele o fatu. O le i'uga mulimuli e fa'alagolago i le vevela, taimi e taofi ai, ma le saoasaoa o le fa'amālūlūina. O mea sese laiti i nei fa'atulagaga e mafai ona i'u ai i ni meatotino e mamao ese mai le sini, e pei o le matua malepelepe, vaivai tele, pe le mautu i le vevela o le fa'agaioiga.
5. Fa'aletonu o Meafaitino ma le Tulaga Lelei i Totonu
E leai se meafaitino e atoatoa moni. O fa'aletonu e pei o le porosity, mea e le o ni u'amea e aofia ai, vavae'esega fa'akemikolo, microcracks, po'o le fa'aitiitia o avanoa i totonu o mea e fa'a'ofuina e mafai ona avea ma amataga o le fa'aletonu. O nei fa'aletonu e fa'aitiitia ai le vaega fa'alava aoga, fa'ateleina ai le mamafa, ma fa'avavevave ai le fa'aleagaina o le vaivai. O mea e aofia ai, mo se fa'ata'ita'iga, e mafai ona avea ma nofoaga e amata ai le fa'aletonu pe a fa'atinoina le avega fa'asolosolo o le meafaitino.
E matuā aʻafia lava le tulaga lelei o le uʻamea i le faagasologa o le gaosiga: le puleaina o le mama o uʻamea ua liusuavai, metotia e aveese ai kasa, faʻamamāina, puleaina o le saoasaoa o le faʻamālūlūina, ma le siakiina e lē faʻaleagaina. I faʻaoga taua e pei o vaega o vaalele poʻo vaʻa mamafa, e oʻo lava i ni faʻaletonu laiti e mafai ona matautia, ma avea ma māvaevae tetele i le umi e faʻaaoga ai le vaega.
6. Tulaga o le Luga ma le Togafitiga o le Luga
E lē gata ina fuafua meatotino fa'amekanika i le "totonu" o le meafaitino, ae fa'apea fo'i i lona tulaga o luga. O le ma'a'a o le luga, o maosi, ma fa'ailoga e fai ma mea e fa'aputu ai le mamafa, e fa'aitiitia ai le tete'e atu i le vaivai ma fa'ateleina ai le lamatiaga o le gau. O le tele o fa'aletonu o le vaivai e amata mai i luga, aemaise lava i au e feliuliua'i, punavai, ma vaega o lo'o i ai le avega fa'ata'amilosaga.
O le mea lea, o togafitiga i luga e pei o le shot peening (fa'atupuina o fa'alavelave fa'apipi'i toega), carburizing, nitriding, coating, po'o le hardfacing e masani ona fa'aaogaina e fa'aleleia atili ai le ma'a'a o luga, tete'e atu i le ofuina, ma le tete'e atu i le vaivai. O nei fa'aleleiga e matua taua lava mo vaega e feagai ma le fe'ese'esea'iga ma le fe'avea'i soo.
7. Vevela o le Fa'agaioiga ma le Siosiomaga
E suia uiga fa'amekanika o u'amea i le vevela. I se tulaga lautele, o le fa'ateleina o le vevela e fa'aitiitia ai le malosi ma le ma'a'a, ae fa'ateleina ai le mautu. I le vevela maualuga, e taua tele le totolo: e fa'asolosolo malie ona suia le u'amea e tusa lava pe i lalo o avega laiti ma tumau. E taua tele lenei mea i turbines, boilers, ma faiga e aveese ai le vevela.
I se isi itu, i le vevela maualalo, o nisi u'amea (aemaise lava nisi u'amea) e mafai ona o'o i se suiga o le ductile-brittle, ma faigofie ai ona gau. E a'afia fo'i e le siosiomaga meatotino e ala i le 'ele, oxidation, po'o le ebrittlement. Mo se fa'ata'ita'iga, e mafai e le hydrogen ona mafua ai le ebrittlement o le hydrogen i u'amea malolosi, ma mafua ai ona malepe tusa lava pe i lalo o avega feololo. E mafai ona tupu le malepe o le stress corrosion pe a galulue fa'atasi le tensile stress ma se siosiomaga 'ele.
8. Fua o le Utaina ma le Ituaiga o le Utaina
E eseese tali atu u'amea i avega tumau, fa'agaoioi, po'o avega fa'ata'amilosaga. I le maualuga o le saoasaoa o avega a'afiaga, o nisi meafaitino e fa'aalia ai le malosi fa'ateleina, ae e mafai ona sili atu ona malepelepe e fa'atatau i lo latou fausaga laiti ma le vevela. O le malosi o le a'afiaga e fuaina ai le mafai e se meafaitino ona mitiia le malosi a'o le'i gau ma e matua a'afia lava i le saoasaoa o le fa'alavelave.
Mo le uta fa'asolosolo, o le tete'e atu i le vaivai o le mea autū lea. E o'o lava i fa'alavelave e maualalo ifo nai lo le malosi e mafai ona o'o atu ai i le fa'aletonu pe a uma le faitau miliona o ta'amilosaga. O le mea lea, o le mamanu o le vaivai e mafaufau i le maualuga o le fa'alavelave, le lelei o le fogaeleele, fa'alavelave totoe, ma le fausaga laiti.
I'uga
O meatotino fa'amekanika o u'amea e a'afia i se tu'ufa'atasiga lavelave o le tuufaatasiga o vaila'au, fausaga laiti, faiga gaosiga, togafitiga vevela, fa'aletonu i totonu, tulaga o luga, vevela fa'agaoioiga ma le siosiomaga, ma uiga o le avega. E leai se mea e tasi e tu'ufua—o suiga i le tasi e masani ona a'afia ai isi. I le inisinia o meafaitino, o le ki i le manuia o lo'o taoto i le puleaina o nei mea i se auala tu'ufa'atasi e fa'amautinoa ai o lo'o i ai i le u'amea le malosi, le faigofie ona fa'agasolo, le ma'a'a, ma le tumau e mana'omia mo le galuega. Faatasi ai ma le malamalama lelei, e mafai ona fa'aleleia atili le filifilia o meafaitino ma faiga, e mafai ona fa'aitiitia ai lamatiaga o le fa'aletonu, ma e mafai ona fa'ateleina tele le umi o le tautua o vaega.
