Tšusumetso ea Likarolo tsa Alloying holim'a Thepa ea Mechanical ea Tšepe
Tšepe tse hloekileng ha li sebelisoe ka kotloloho lits'ebetsong tsa boenjiniere tse hlokang matla a phahameng, ho hanyetsa ho tsofala, kapa ho tiea tlas'a maemo a feteletseng. Aluminium e hloekileng, mohlala, e bobebe ebile ha e senyehe, empa e bonolo haholo. Tšepe e hloekileng e bonolo ho e sebelisa, empa matla a eona a lekanyelitsoe. Ka hona, indasteri e batla e sebelisa metsoako ea tšepe e kopantsoeng, e leng litšepe tsa motheo tse tsoakiloeng le likarolo tse ling ka tekanyo e itseng ho fihlela motsoako o motle oa thepa. Likarolo tsena tse ekelitsoeng li bitsoa likarolo tsa ho kopanya, 'me tšusumetso ea tsona holim'a litšobotsi tsa mechini - joalo ka matla a ho tsitlella, ho thatafala, ho ductility, ho tiea, ho hanyetsa mokhathala, le ho hanyetsa ho tsofala - ke ea bohlokoa.
Khopolo ea motheo: ke hobane'ng ha likarolo tsa ho kopanya li fetola litšobotsi tsa mechini?
Thepa ea mechini ea litšepe e khethoa ke sebopeho sa tsona se senyenyane: boholo ba lithollo, mofuta le palo ea mekhahlelo, kabo ea li-precipitate, le boteng ba liphoso tsa kristale tse kang ho falla. Lintho tse kopantsoeng li susumetsa litšobotsi tsena ka mekhoa e 'maloa ea bohlokoa:
1. Ho matlafatsa tharollo e tiileng
Liathomo tsa alloying tsa element li ka nkela liathomo tsa tšepe ea motheo sebaka (ho nkela sebaka) kapa tsa tlatsa likheo lipakeng tsa liathomo (interstitial). Phapang ea boholo ba athomo le ho kopana ha lik'hemik'hale e baka ho sotha ha lattice ho thibelang motsamao oa ho sekama. Sena se fella ka matla a eketsehileng le ho thatafala, empa ho fokotseha ha ductility.
2. Ho thatafatsa pula (ho thatafatsa botsofali)
Metswakong e meng e kopantsoeng, kalafo ea mocheso e hlahisa likaroloana tse nyane tsa precipitate (mohlala, Al-Cu kapa Al-Mg-Si). Precipitate ena e sebetsa e le "tšitiso" ho dislocation, e eketsa matla haholo.
3. Ho matlafatsa ka ho thehoa ha mekhahlelo e thata (mohlala, lik'habohaedreite, li-nitride, li-intermetallics)
Dikarolo tse kang Cr, V, W, le Mo di atisa ho etsa dikharbide tse thata ka hara tshepe. Mekgahlelo ena e thata e eketsa ho thatafala le ho hanyetsa ho tsofala, empa e ka fokotsa ho tiea ha e le teng ka bongata kapa e sa ajoa hantle.
4. Ho hloekisoa ha lijo-thollo
Dielemente tse itseng kapa ditshebetso tsa tshepe tse susumetswang ke dielemente tse kopantsweng di ka hlahisa dithollo tse tshesane. Dithollo tse tshesane ka kakaretso di eketsa matla a tlhahiso le ho tiya.
5. Liphetoho setšoantšong sa mohato le ho phekoloa ha mocheso
Dielemente tse kopanyang di ka tsitsisa mekhahlelo e itseng, tsa fetola mocheso wa phetoho, mme tsa eketsa ho tiya ha tsona. Ka tshepe, mohlala, ho eketswa ha dielemente tse itseng ho dumella martensite ho bopeha leha ho phodisa ho sa potlake haholo.
Tšusumetso ea ho kopanya likarolo holim'a tšepe: mehlala e pharaletseng ka ho fetisisa
Tšepe ke sistimi e tloaelehileng haholo ea alloy, haholo-holo hobane liphetoho tse nyane ka har'a likarolo li ka hlahisa liphetoho tse kholo litšobotsing tsa mechini.
1. Khabone (C)
Khabone ke karolo ea bohlokoa ka ho fetisisa ea ho kopanya tšepe. E eketsa matla le ho thatafala ka ho thehoa ha cementite (Fe₃C) le bokhoni ba ho theha martensite ka mor'a ho tiea.
– Matla le ho thatafala: ho eketseha ha C e ntse e eketseha.
– Ho tiea le ho ba matla: ho atisa ho fokotseha ha C e le holimo haholo.
– Ho hanyetsa ho tsofala: ho eketsehile ka lebaka la boemo bo thata haholoanyane.
Tšepe e nang le khabone e tlase e bonolo ho e kopanya ebile e bonolo ho e tjheseletsa, ha tšepe e nang le khabone e ngata e le thata empa e robeha habonolo.
2. Manganese (Mn)
Manganese e eketsa matla ka tharollo e tiileng mme e thusa ho tlama sebabole ho theha MnS (ho fokotsa ho fufuleloa ha mocheso).
– Matla le ho tiea ha tsona: ho eketsehile.
– Ho tiea: ho ka eketseha maemong a mahareng, empa maemong a phahameng taolo ea meaho ea microstructural ea hlokahala.
3. Chromium (Cr)
Chrome e tsebahala haholo ka tšepe e sa ruseng, empa e boetse e sebelisoa haholo ka lebaka la matla a eona le ho hanyetsa ho tsofala ha eona.
– Ho hanyetsa le ho thatafala ha ho robeha: ho eketseha ka lebaka la ho thehoa ha dikharbide tse thata tsa Cr.
– Ho thatafala: ho eketseha, ho dumella ho thatafala ha dikarolo tse teteaneng.
– Ho hanyetsa mafome: ho eketseha ha ho phahame ka ho lekaneng (ka kakaretso ≥ ~ 10,5% ka letheba le sa hloekang) ka lebaka la ho thehoa ha lera le sa sebetseng la Cr₂O₃.
– Kotsi: dikhabohaedreite tse ngata di ka fokotsa ho tiea.
4. Nikele (Ni)
Nickel ke sesebelisoa se setle sa ho matlafatsa matla, haholo-holo maemong a batang.
– Ho tiea le ho ductility: ho eketseha, ho thusa ho thibela ho robeha ha lehare.
– Matla: a eketseha ha a ntse a boloka ho tiea hantle.
– Tšebeliso: Tšepe ea alloy ea Ni bakeng sa likepe, litanka tsa cryogenic le likarolo tse hlokang ho tiea ho hoholo.
5. Molybdenum (Mo)
Molybdenum e sebelisoa haholo bakeng sa ts'ebeliso ea mocheso o phahameng le ho hanela ho nolofala.
– Matla mochesong o phahameng: keketseho (ho hanyetsa ho thekesela ho betere).
– Ho tiea ha eona: ho eketsehile.
– Ho hanela ho kobeha ha mocheso: Mo e ka thusa ho fokotsa tšekamelo ea ho kobeha ha mocheso ka mor'a ho kobeha mochesong o itseng.
6. Vanadium (V), Niobium (Nb), Titanium (Ti)
Dielemente tsena tse kopanyang dintho tse nyane di sebetsa hantle esita le ha di le tlase. Di bopa dikhabode tse ntle/di-nitride mme di ntlafatsa dithollo.
– Matla a tlhahiso: e eketseha haholo ka lebaka la ho tjhesa ha dimela tse nyane le ho hlwekisa dimela.
– Ho tsitlallela: ho ka lula ho le molemo haeba taolo ea ts'ebetso e loketse.
– Tšebeliso: Tšepe ea HSLA (High Strength Low Alloy) bakeng sa meaho.
7. Silicone (Si)
Silicon ke deoxidizer e akaretsang mme hape e matlafatsa ditharollo tse tiileng.
– Matla: a eketsehile.
– Ho hanyetsa oxidation: ho eketsehile tlas'a maemo a mang.
– Hlokomela: dikahare tse ngata tsa Si di ka ama bokgoni ba ho tsitsa le ho bopa.
Tšusumetso ea likarolo tsa ho kopanya li-alloy tsa aluminium
Aluminium e arabela haholo ho matlafatseng pula. Ka hona, karolo ea mantlha ea ho kopanya, Al, e etselitsoe ho etsa li-precipitate tse tšesaane ka kalafo ea tharollo le botsofali.
– Koporo (Cu): e eketsa matla a phahameng (letoto la 2xxx) ka pula, empa ho hanyetsa mafome ho ka fokotseha.
– Magnesium (Mg): e eketsa matla le ho hanyetsa mafome; hammoho le Si e bopa Mg₂Si (letoto la 6xxx) e leka-lekanyang matla le bokgoni ba ho sebetsa.
– Zinki (Zn) + Mg (mme hangata Cu): e hlahisa di-alloy tse matla haholo (letoto la 7xxx), tse tsebahalang haholo difofaneng, empa dibopeho tse ding di kotsing ya ho kenngwa ha kgatello ya mafome (SCC) mme di hloka taolo le tshireletso ya mocheso.
– Silicon (Si): e thusa bokgoni ba ho lahla mme, ka Mg, e tshehetsa pula.
Ho aluminium, matla a eketsehileng hangata a "lefelloa" ke ho fokotseha ha ductility, hammoho le kutloelo-bohloko ea ho bola ha metsoako e itseng ea likarolo.
Tšusumetso ea ho kopanya likarolo holim'a li-alloy tsa koporo le titanium (ka ho sheba hanyane)
Metswakong ya koporo, ho eketsoa ha Zn (koporo) ho eketsa matla le bokgoni ba ho sebetsa, ha Sn (boronse) e eketsa ho hanyetsa ho tsofala le ho hanyetsa ho bola. Leha ho le jwalo, dikarolo tse phahameng tsa ho kopanya ka kakaretso di fokotsa ho tsamaisa motlakase/mocheso—e leng sekgopi se seholo dikarolong tsa motlakase.
Metswakong ya titanium, dielemente tse kang Al di tsitsisa mokgahlelo wa alpha, ha V le Mo di tsitsisa mokgahlelo wa beta. Metswako ya Alpha-beta (mohlala, Ti-6Al-4V) e fana ka motswako wa matla a hodimo, ho tiya, le ho hanyetsa mafome, ka matla a tlase a itseng. Thepa ya mechine ya titanium e itshetlehile haholo ka mekgahlelo e thehilweng le kalafo ya mocheso.
Kamano pakeng tsa likarolo tsa ho kopanya le thepa ea mantlha ea mechini
Mona ke kakaretso ea likamano tse atisang ho bonoa:
– Matla a ho thapolla/ho fana ka kotulo: hangata e eketseha ka tharollo e tiileng, pula, lithollo tse tšesaane le mekhahlelo e thata.
– Ho thatafala: ho eketseha ka martensite (ka tšepe), matheba a metsi, le lik'habohaedreite/li-nitride.
– Ho tiea: hangata hoa fokotseha ha matla/ho tiea ho ntse ho eketseha, empa likarolo tse kang Ni li ka boloka ho tiea.
– Ho tiea ha tšusumetso: ho susumetsoa ke boholo ba lijo-thollo, kabo ea karolo e thata, le boteng ba lintho tse kenyellelitsoeng; Ni le ntlafatso ea lijo-thollo li atisa ho thusa.
– Ho hanyetsa mokhathala: ho eketseha ka sebopeho se le seng sa microstructure, ho kenyeletsoa ho honyenyane, le matla a eketsehileng; leha ho le jwalo, ho phatloha ho hoholo/ho petsoha ho ka mpefala.
– Ho hanyetsa ho tsofala: ho eketseha ka dikhabohaedreite tse thata, martensite le ho thatafala ha bokaholimo.
Ho koala
Dielemente tsa alloying ke "lisebelisoa tsa boenjiniere" tsa bohlokwa ho metallurgy bakeng sa ho etsa hore thepa ya mechini ya tshepe e tshwanele ditlhoko tsa tshebediso. Ka ho kgetha mofuta le mahloriso a dielemente, ebe o laola ditshebetso tse kang kalafo ya mocheso, ho tima, le taolo ya dibopeho tse nyane, baenjiniere ba ka hlahisa thepa e bobebe empa e le matla, e thata empa e le thata, kapa e sa tsofaleng mme e sebetsa maemong a lehodimo a phahameng. Leha ho le jwalo, ntlafatso efe kapa efe ya thepa hangata e tla le diphetoho: matla a eketsehileng a ka fokotsa ho ductility, ho matlafatsa pula ho ka eketsa kotsi ya ho bola ho itseng, mme mekhahlelo ya ho thatafala e ka fokotsa ho tiya haeba e sa laolwe. Ka hona, moralo wa alloy kamehla ke tekano pakeng tsa ditlhoko tsa sebopeho, tshebetso, le tshebetso ya tshimo.
