O le Manatu o le Faasalalauina i le Metallurgy
O le fa'asalalauina o se tasi o manatu sili ona taua i le metallurgy auā e pulea ai le auala e gaoioi ai atoms i totonu o mea malo. O lenei gaioiga atomic atonu e foliga mai "e le vaaia" i se macroscale, ae o lona aafiaga e matua moni lava: o le fa'asalalauina e a'afia ai le saoasaoa o le togafitiga vevela, le fausiaina o vaega, tete'e atu i le 'ele, le malosi fa'amekanika, ma e o'o lava i le umi o le tautua o vaega. A aunoa ma le malamalama i le fa'asalalauina, e faigata ona fa'amatalaina pe aisea e mafai ai ona fa'ama'a'aina le u'amea, pe aisea e malepelepe ai nisi o alloys pe a uma ona fa'avevela umi, pe aisea e mafai ai ona fausia ma tumau ai vaega puipui i luga o u'amea.
Malamalama i le Fa'asalalauina ma Faiga Fa'avae
I se faaupuga faigofie, o le sosolo o le fesiitaiga lea o le mamafa ona o le fa'asolosolo o le fa'aputuga, o lona uiga, o le eseesega i le fa'aputuga o se elemene mai le tasi nofoaga i le isi. I mea mautu e pei o u'amea, e le fealua'i sa'oloto atoms e pei ona latou faia i vai po'o kesi. Peita'i, i nisi vevela, e mafai e atoms ona "oso" mai le tasi tulaga i le crystal lattice i le isi, aemaise lava pe a iai ni avanoa po'o ni nofoaga fa'alava. O lenei faiga e mafua ai ona salalau atoms mai vaega e maualuga le fa'aputuga i vaega e maualalo le fa'aputuga se'ia o'o ina ausia se tufatufaina tutusa.
I le metallurgy, e lua auala autu e faʻasalalau ai:
1. Fa'asalalauina o le suiga
E tupu pe a nofoia e atomu solute tulaga lattice e sui ai atomu u'amea autu (e pei o le Ni i le Fe i le u'amea fa'afefiloi). E feoa'i atu atomu e ala i le fa'aaogaina o avanoa. Talu ai e mana'omia ai le i ai o avanoa ma le natura "mamafa" o le fesiitaiga, e masani ona telegese le sosolo o suiga.
2. Fa'asalalauina o le va i le va o vaega
E tupu pe a nofoia e ni atoma laiti ni avanoa i le va o vaega (e pei o le C po'o le N i le Fe). E mafai e nei atoma laiti ona feosofi i le va o nofoaga i le va o vaega e aunoa ma le fa'atali mo ni avanoa, ma o lea e masani ona vave tele atu nai lo le sosolo fa'aopoopo. O le mafua'aga lea e mafai ai e le kaponi ona sosolo vave i totonu o le u'amea i le vevela maualuga—o se mea moni e taua tele i le fa'ama'a'aina o luga ma le togafitiga fa'avevela o le u'amea.
Malosiaga Fa'aoso o le Fa'asalalauina: Fa'asolosolo o le Fa'aputuga ma le Malosi Sa'oloto
E tupu le fa'asalalauina ona o se faiga e aga'i atu i se tulaga o le malosi saoloto e maualalo. O le concentration gradient o le malosiaga sili ona taatele lea: o atoms e agai i lalo i se concentration gradient e fa'aitiitia ai le heterogeneity o le tuufaatasiga. Peita'i, i faiga fa'ametala, o le malosiaga e fa'amalosia ai le fa'asalalauina e mafai ona sili atu ona lavelave, e pei o le chemical potential gradient, o le stress gradient (stress-assisted diffusion), po'o le temperature gradient (thermodiffusion). Ae ui i lea, mo le tele o fa'aoga fa'ainisinia, o le concentration gradient o lo'o tumau pea le fa'ata'ita'iga autu mo le au'ili'iliga o le fa'asalalauina.
Tulafono a Fick: O se Fa'avae Fa'atatau mo le Fa'asalalauina
E masani ona faʻaaogaina e le auʻiliʻiliga o le faʻasalalauina i le metallurgy le Tulafono a Fick, lea e faʻafesoʻotaʻi ai le atomic flux i le concentration gradient.
– O le Tulafono Muamua a Fick e faʻapea mai o le tafe o le sosolo e tutusa ma le gradient o le faʻaputuga: e tafe atu atoms mai le maualuga i le maualalo o le faʻaputuga. I le manatu faʻavae, o le tele o le maʻai o le gradient o le faʻaputuga, o le tele foi lea o le fua faatatau o le sosolo.
– O le tulafono lona lua a Fick e faʻamatalaina ai le auala e suia ai le malosi o le vailaʻau i le aluga o taimi. E taua tele lenei tulafono mo le vavaloina o le malosi o le vailaʻau pe a uma ni faiga e pei o le carburization, nitriding, poʻo le faʻasalalauina o elemene i le taimi o togafitiga faʻavevela mo se taimi umi.
E ala i le Tulafono a Fick II, e mafai ai e inisinia ona fuafua le umi e manaʻomia ai le faʻavevela e oʻo atu ai i se loloto patino o le sosolo i luga o se vaega.
Fa'asologa o le Fa'asalalauina ma le A'afiaga o le Vevela
O le fua faatatau o le sosolo e tele lava ina fuafua e le fua faatatau o le sosolo (D). O le tau o le D e masani ona faateleina tele pe a siitia le vevela, ma o lona faalagolago e masani ona mulimuli i le fua faatatau a Arrhenius:
– E faʻateleina le D i le saoasaoa tele i le vevela,
– ua fuafuaina e le malosiaga fa'agaoioiga (Q) mo le fa'ase'eina o le atomika.
I se faaupuga faatino, o lona uiga o le siitia o le vevela i le tele o sefulu i le selau tikeri e mafai ona faatelevaveina ai le sosolo i le tele o taimi. O le mea lea, o faiga fa'ametala e pei o le homogenization o le alloy, metal powder sintering, po'o le fa'avevela e fa'aaogaina ai le vevela maualuga e fa'atelevave ai le gaioiga o le atomika ma ausia ai le microstructure mana'omia i totonu o se taimi talafeagai o le gaosiga.
Fa'asalalauina i le Microstructure: Sootaga ma le Suiga o le Vaega
E feso'ota'i sa'o le fa'asalalauina ma le suiga o vaega i totonu o u'amea. O le tele o suiga i u'amea e pulea e le fa'asalalauina, o lona uiga o le saoasaoa o le fausiaina o vaega fou e fuafua i le saoasaoa e mafai ai e atomu ona gaoioi.
O se faʻataʻitaʻiga:
– I le u'amea, o le fausiaina o le pearlite mai le austenite e mana'omia ai le fa'asalalauina o le kaponi.
– O le fa'aputuina o mea e fa'aputu i totonu o le 'apamemea (e pei o le Al-Cu) i le taimi o le matua e fa'alagolago fo'i i le sosolo o atoma ua liu suavai e fausia ai ni vaega fa'amalosia.
Ae ui i lea, e le o suiga uma e manaʻomia ai le sosolo. O suiga e pei o le martensite i le uʻamea e vave tele ona tupu ma e toetoe lava a leai se sosolo, aua o le suiga i le fausaga o le tioata e tupu e ala i suiga faʻatasi o le atomika. O lenei faʻatusatusaga i le va o suiga sosolo ma le le sosolo e taua tele i le malamalama i le auala e mafai ai ona pulea meatotino faʻainisinia e ala i le togafitiga vevela.
Fa'asalalauina i Tuaoi o Saito ma Fa'ase'e: O Le Ala Vave
E lē tutusa i taimi uma le sosolo o le sosolo i totonu o uʻamea i mea uma. E iai auala e faʻavavevave ai le sosolo, e pei o:
– Tuaoi o saito
O lenei vaega e sili atu ona lē faatulagaina lona fausaga nai lo le totonu o le fatu, ma e mafai ai e atomu ona faigofie ona gaoioi. E taua tele le sosolo o le tuaoi o fatu i mea e pei o le totolo i le vevela maualuga ma le vavaeeseina o nisi elemene i tuaoi o fatu, lea e mafai ona oʻo atu ai i le malepelepe.
– Sese (faasalalauina o paipa)
E mafai e mea ua see ese ona avea ma "paipa" mo le vave sosolo. I nisi tulaga, o le sosolo e ala i mea ua see ese e fesoasoani i suiga o le fausaga i le taimi o le vevela o le suiga ma le toe faaleleia.
O lenei auala vavave o le sosolo e faamatala ai le mafuaaga e mafai ai e mea e lelei tele pe maualuga le mafiafia o le sosolo ona faaalia ai amioga eseese o le sosolo nai lo mea e sili atu le "atoatoa".
Fa'aaogāina o le Fa'asalalauina i Fa'agasologa Fa'ametala
E lē na o se aʻoaʻoga le faʻasalalauina; e faʻaaogaina saʻo lava i le tele o faiga faʻapisinisi:
1. Fa'akarburisa ma le fa'anitridaina
O le faagasologa o le fa'ama'a'aina o le fogā'ele'ele o le u'amea e ala i le fa'aofiina o le kaponi po'o le naitorosene i totonu o le vaega pito i luga. O le fa'asalalauina e pulea ai le loloto o le pusa ma le fa'asologa o le ma'a'a.
2. Fa'atutusa o le u'amea fa'afefiloi
A maeʻa ona faia le faʻapalapala, e masani ona faia le vavaeʻeseina o mea e faʻapipiʻi ai. O togafitiga faʻavevela faʻafefiloi e faʻaaogaina ai le faʻasalalauina e faʻatutusa ai le tufatufaina o elemene faʻafefiloi.
3. Sintering o le pauta u'amea
I le sintering, e pipii fa'atasi vaega o le pauta ma fa'aitiitia pu ona o le sosolo o le atomika i le va o luga o vaega, tuaoi o fatu, ma le voluma.
4. Ufiufi fa'asalalau
Mo se faʻataʻitaʻiga, o le aluminizing poʻo le chromizing e mafai ona faʻateleina ai le teteʻe atu i le oxidation/corrosion i le vevela maualuga. E fausia le ufiufi pe a sosolo atu elemene ufiufi i totonu o le substrate ma fausia ai ni mea faʻapitoa faʻapitoa.
5. Totolo ma le fa'aleagaina o le vevela maualuga
I le faʻaaogaina mo se taimi umi i le vevela maualuga (turbines, boilers), o le sosolo o le ea e iai sona sao i le suia o le tuaoi o fatu, faʻamaʻaʻaina o mea e faʻaputuina, ma le faʻalauteleina o avanoa e iu ai ina faʻavaivaia ai le mea.
Mea e Aʻafia ai le Faʻasalalauina
O nisi o mea taua e pulea ai le salalau i le metallurgy e aofia ai:
– Vevela (e sili ona malosi): o le maualuga atu, o le vave atu foi lea.
– Tele o le atomika ma le ituaiga o faiga: e vave atu atomika laiti i le va o vaega.
– Fausaga o le tioata: o le mafiafia o le lattice e aʻafia ai le faigofie ona osooso faʻatasi ma atomu.
– O le fa'aputuga o avanoa: e fa'ateleina i le vevela ma a'afia ai le sosolo o suiga.
– O le iai o ni fa'aletonu o le tioata: o tuaoi o fatu, o le se'e ese o le tino, ma pu e mafai ona fa'avavevave ai le sosolo.
– Fa'atulagaga o le u'amea fa'a'aisa: o fegalegaleaiga i le va o elemene e mafai ona fa'ateleina pe fa'aitiitia ai le fe'avea'i fa'a-atomika.
Fa'ato'a
O le manatu o le fa'asalalauina i le metallurgy e taua tele i le malamalama i le auala e mafai ai ona fa'ainisinia meatotino o u'amea ma alloys. Mai le togafitiga vevela o u'amea, i le fa'amalosia o le fa'asusuina o alloys mama, i le tumau o meafaitino i le vevela maualuga, o mea uma lava e fa'avae i le mafai o atoms ona gaoioi i totonu o se mea mautu. Faatasi ai ma le fa'avae o le Tulafono a Fick ma le malamalama i auala e sui ai ma fa'asalalau ai, e mafai e inisinia ona vavalo i fua faatatau o le faagasologa, fa'aleleia atili fa'asologa o gaosiga, ma puipuia ai le fa'aletonu o vaega i le fanua. I le iuga, o le fa'asalalauina o le "afi" o le microstructure—ma o le microstructure o le mea autu e fuafua ai le fa'atinoga o meafaitino u'amea.
Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou faʻaopoopoina se ata o le manatu (e pei o se faʻataʻitaʻiga, o se faʻataʻitaʻiga faigofie o le faʻatulagaina o le carburization), o se faʻataʻitaʻiga faigofie o le fuafuaina e faʻavae i luga o le Tulafono a Fick, pe talanoaina faʻapitoa o le diffusion i le Fe–C system i se loloto atili.
