ווירקונגען פון דרוק און טעמפּעראַטור אויף מעטאַל אייגנשאַפטן
מעטאַלן זענען וויכטיקע מאַטעריאַלן אין מאָדערנעם לעבן, פֿון בנין־קאָנסטרוקציע און אויטאָמאָטיוו־אַפּליקאַציעס ביז הויזגעזינד־אַפּאַראַטן און הויך־טעק קאָמפּאָנענטן ווי טורבינען, רעאַקטאָרן און עלעקטראָנישע דעווייסעס. די שטאַרקייט פֿון מעטאַלן ליגט אין זייער קאָמבינאַציע פֿון מעכאַנישע און פֿיזישע אייגנשאַפֿטן: שטאַרקייט, דאַקטילאַטי, עלעקטרישע און היץ־קאָנדוקטיוויטעט, און גרינגקייט פֿון פֿאָרעמען דורך פֿאַבריקאַציע־פּראָצעסן. אָבער, די אייגנשאַפֿטן זענען נישט פֿיקסירט. די צוויי סביבה־ און פּראָצעס־פֿאַקטאָרן וואָס באַשטימען רובֿ ענדערונגען אין מעטאַל־אייגנשאַפֿטן זענען דרוק און טעמפּעראַטור. די קענען ענדערן די מיקראָסטרוקטור, אַפֿעקטירן אַטאָמישע פֿאַרבינדונגען, פֿאַרשיבן קריסטאַל־פֿאַזעס און לעסאָף באַשטימען צי דער מעטאַל וועט ווערן שטאַרקער, מער ברעכיק, אָדער אפֿילו דורכפֿאַלן.
1. מיקראָסטרוקטור ווי דער שליסל צו אייגנשאַפט ענדערונגען
כדי צו פֿאַרשטיין די ווירקונגען פֿון דרוק און טעמפּעראַטור, דאַרפֿן מיר קוקן אויף מעטאַלן אויף דער מיקראָסקאַלע. מעטאַלן זענען צוזאַמענגעשטעלט פֿון קריסטאַל קערלעך צעטיילט דורך קערל גרענעצן. אין די קריסטאַלן שפּילן חסרונות ווי דיסלאָקאַציעס אַ הויפּט ראָלע אין פּלאַסטישער דעפֿאָרמאַציע. ווען אַ מעטאַל ווערט אונטערגעוואָרפֿן צו אַ לאַסט, פּאַסירט דעפֿאָרמאַציע הויפּטזעכלעך דורך דער באַוועגונג פֿון דיסלאָקאַציעס. טעמפּעראַטור און דרוק קענען באַשנעלערן אָדער פֿאַרהיטן די באַוועגונג פֿון די דיסלאָקאַציעס, ווי אויך ענדערן די קערל גרייס און צאָל פֿון חסרונות וואָס ווערן געשאַפֿן. דעריבער, קליינע ענדערונגען אין די אָפּערירן באַדינגונגען קענען פּראָדוצירן גרויסע ענדערונגען אין שטאַרקייט, דאַקטילאַטי, טאַפקייט און טראָגן קעגנשטעל.
2. די ווירקונג פון טעמפּעראַטור אויף מעטאַל אייגנשאַפטן
א. שטאַרקייט און כאַרטקייט
בכלל, העכערע טעמפּעראַטור פֿאַרמינדערט די שטאַרקייט און כאַרטקייט פֿון מעטאַלן. ביי הויכע טעמפּעראַטורן וויברירן אַטאָמען אינטענסיווער, מאַכנדיג די פֿאַרבינדונגען צווישן אַטאָמען מער "באַוועגלעך". דיסלאָקאַציעס באַוועגן זיך גרינגער, מאַכנדיג דעם מעטאַל מער סאַסעפּטאַבאַל צו דעפֿאָרמאַציע. דאָס איז פאַרוואָס שטאָל וואָס איז שטאַרק ביי צימער טעמפּעראַטור קען שוואַכן ביי הויכע טעמפּעראַטורן, למשל אין מאָטאָר קאָמפּאָנענטן אָדער דאַמף רערן.
פארקערט, ביי נידעריקערע טעמפּעראַטורן, ווערן מעטאַלן שטאַרקער ווייל דיסלאָקאַציעס האָבן אַ שווערערע צייט צו באַוועגן זיך. אָבער, די פאַרגרעסערונג אין שטאַרקייט קומט אָפט מיט אַן אַנדער קאָנסעקווענץ: אַ בייפּראָדוקט איז אַ פאַרגרעסערטע טענדענץ צו שוואַכקייט אין עטלעכע מעטאַלן.
ב. דאַקטילאַטי און האַרטקייט
דאַקטילאַטי וואַקסט טיפּיש מיט דער העכערונג פון טעמפּעראַטור, ווײַל מעטאַלן ווערן גרינגער דעפאָרמירט אָן צעברעכן. אין פֿאָרמירונג פּראָצעסן ווי פאָרדזשינג אָדער הייס ראָולינג, ווערן מעטאַלן געהייצט צו מאַכן זיי מער דאַקטיל אַזוי אַז זיי קענען געפֿאָרעמט ווערן אָן צו ריסן.
ביי נידעריגע טעמפּעראַטורן, גייען עטלעכע מעטאַלן (ספּעציעל די מיט אַ BCC סטרוקטור ווי קאַרבאָן שטאָל) דורך אַ דאַקטיל-צו-בריטלעכן איבערגאַנג. דאָס מיינט אַז אונטער אַ געוויסער טעמפּעראַטור קען דער מעטאַל ווערן פיל מער בריטלעכ. דאָס איז וויכטיק פֿאַר אַפּליקאַציעס אין קאַלטע סביבות (למשל, מאַרינע סטרוקטורן, בריקן אין שניידיק געגנטן) ווייל דער ריזיקאָ פון בריטלעכן בראָך פאַרגרעסערט זיך.
ג. עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי
טעמפּעראַטור אַפעקטירט אויך אַ מעטאַל'ס פיייקייט צו פירן עלעקטריע און היץ. בכלל, די עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי פון מעטאַלן פאַרקלענערט זיך ווען די טעמפּעראַטור וואַקסט. דאָס פּאַסירט ווייל די טערמישע ווייבריישאַנז פון אַטאָמען שטערן דעם פרייען פלוס פון עלעקטראָנען. צוליב דעם פּרינציפּ, וואַקסט דער קעגנשטאַנד פון קופּער דראָט ווען עס ווערט געהייצט, און עלעקטרישע דעוויסעס דאַרפן באַטראַכטן די ווירקונגען פון היצונג צו ויסמיידן איבערגעטריבענע מאַכט אָנווער.
ד. פאַזע ענדערונגען און סטרוקטורעלע טראַנספאָרמאַציעס
געוויסע מעטאַלן און אַלויזן גייען דורך פאַזע טראַנספאָרמאַציעס איבער אַ ספּעציפֿישן טעמפּעראַטור קייט. אַ קלאַסישער בייַשפּיל איז אייַזן: ביי געוויסע טעמפּעראַטורן ענדערט זיך זײַן קריסטאַל סטרוקטור (למשל, פֿון פֿעריט צו אַוסטעניט). די פאַזע ענדערונג אַפֿעקטירט באַדײַטנדיק מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן. היץ באַהאַנדלונג פּראָצעסן ווי אַנילינג, קווענטשינג און טעמפּערינג פֿאַרלאָזן זיך אויף טעמפּעראַטור קאָנטראָל צו דערגרייכן די געוואונטשענע קאָמבינאַציע פֿון כאַרטקייט און טאַפנאַס.
ה. קריכן און לאַנג-טערמין טערמישע שעדיקן
ביי הויכע טעמפּעראַטורן און קאָנסטאַנטע לאָודז, קענען מעטאַלן דערפאַרן קריפּ, אַ לאַנגזאַמע דעפאָרמאַציע וואָס פּאַסירט מיט דער צייט. קריפּ איז באַזונדערס קריטיש אין גאַז טורבינען, בוילערס און מאַכט פאַבריק קאָמפּאָנענטן. כאָטש די דרוק בלייבט קאָנסטאַנט, "פליסט" דער מעטאַל לאַנגזאַם, וואָס פאַראורזאַכט דימענסיאָנעלע ענדערונגען און פּאָטענציעלע דורכפאַל. דעריבער, מוז דער פּלאַן פון הויך-טעמפּעראַטור קאָמפּאָנענטן באַטראַכטן קריפּ אייגנשאַפטן, נישט נאָר די ציענדיקע שטאַרקייט ביי צימער טעמפּעראַטור.
3. ווירקונג פון דרוק אויף מעטאַל אייגנשאַפטן
דרוק אין דעם קאנטעקסט פון מאַטעריאַלן קען זיך באַציען צו הידראָסטאַטישן דרוק (איינפאָרם אָנגעווענדט פֿון אַלע ריכטונגען) אָדער דרוק רעכט צו מעכאַנישע לאָודינג ווי קאַמפּרעסיע און קאָנטאַקט. דער ווירקונג פֿון דרוק אויף מעטאַל אייגנשאַפֿטן ווערט אָפֿט געזען אין פּלאַסטיק פֿאָרמאַציע, געדיכטקייט ענדערונגען און פֿאַזע סטאַביליטעט.
א. פארגרעסערטע געדיכטקייט און פּאָראָסיטי קלאָוזשער
הויך דרוק קען פאַראורזאַכן קאָמפּאַקשאַן, ספּעציעל אין פּודער-באַזירטע מאַטעריאַלן (פּודער מעטאַלורגיע). אין סינטערינג און הייס איזאָסטאַטיק פּרעסינג (HIP) פּראָצעסן, ווערט דרוק גענוצט צו פאַרמאַכן אינערלעכע פּאָרן, פאַרגרעסערן געדיכטקייט, און פֿאַרבעסערן מעכאַנישע אייגנשאַפטן ווי מידקייט שטאַרקייט און טאַפנאַס. דיכטערע מעטאַלן האָבן אַ שווערערע צייט צו אַנטוויקלען ריס פּאַטס, וואָס מאַכט זיי בכלל מער פאַרלאָזלעך.
ב. ווירקונג אויף פּלאַסטיק דעפאָרמאַציע
דרוק, ספּעציעל קאַמפּרעסיע, טענדירט צו פאַרגרעסערן אַ מעטאַל'ס פיייקייט צו דעפאָרמירן אָן ריסן. דאָס איז ווייַל ריסן עפענען זיך גרינגער אונטער שפּאַנונג ווי אונטער קאַמפּרעסיע. אין יקסטרוזשאַן אָדער פאָרגינג פּראָצעסן, די קאָמבינאַציע פון הויך דרוק העלפּס די מאַטעריאַל פליסן און פּלאָמבירן די פורעם ריכטיק. דרוק קען אויך העכערן אַרבעט כאַרדאַנינג אונטער עטלעכע באדינגונגען, רעכט צו דער אַקיומיאַליישאַן פון דיסלאָוקיישאַנז געפֿירט דורך דעפאָרמאַציע.
ג. דרוק-אינדוצירטע פאַזע טראַנספאָרמאַציע
הויך דרוק קען סטאביליזירן געוויסע פאזעס אדער אפילו ברענגען נייע. כאטש דעם עפעקט ווערט מער באהאנדלט אין מינעראלן און נישט-מעטאלישע מאטעריאלן, קענען געוויסע מעטאלן אויך אונטערגיין ענדערונגען אין זייער קריסטאל סטרוקטור אונטער זייער הויכע דרוקן. אין אינדוסטריעלער פראקטיק, פאסירט דעם עפעקט אין ספעציעלע פראצעסן אדער עקסטרעמע באדינגונגען, למשל, אין קאמפאנענטן וואס ארבעטן אויף ים שטאפל, הויך-דרוק סיסטעמען, אדער אין מאטעריאלן פארשונג אין לאבאראטאריע.
ד. ווירקונג אויף שמעלץ פונקט און דיפוזיע
דרוק הייבט בכלל דעם שמעלץ-פונקט פון מעטאַלן, כאָטש דער עפעקט איז נישט שטענדיק באַדייטנדיק ביי דרוקן וואָס זענען געוויינטלעך אין אינדוסטריע. דערצו, קען דרוק ווירקן די ראטע פון אַטאָמישער דיפוזיע, ספּעציעל ווען עס ווערט קאָמבינירט מיט טעמפּעראַטור. דיפוזיע איז קריטיש אין פּראָצעסן ווי שווייסן, סינטערן, און ייבערפלאַך-באדעקונגען (למשל, דיפוזיע באַהאַנדלונגען).
4. אינטעראַקציע פון דרוק און טעמפּעראַטור: קאָמבינירטע עפֿעקטן
אין פילע פּראַקטישע אַפּליקאַציעס, אַרבעטן דרוק און טעמפּעראַטור צוזאַמען. למשל, אין הייסער פאָרדזשינג, ווערט מעטאַל געהייצט צו מאַכן עס דאַקטיל, און דערנאָך פעסט געדריקט צו פֿאָרמען אַ פורעם. אין טורבין קאָמפּאָנענטן, ווערט מעטאַל אונטערגעוואָרפן צו הויכע טעמפּעראַטורן און דרוקן (פֿאַרבונדן מיט דרוק/לאַסט) פֿאַר יאָרן. די קאָמבינאַציע קען באַשנעלערן קריכן, אַקסאַדיישאַן און מיקראָסטרוקטורעלן שאָדן.
די קאָמבינאַציע פֿון דרוק און טעמפּעראַטור באַשטימט אויך די ראַטע פֿון אָפּהיילונג, רעקריסטאַליזאַציע, און קערנדל וואוקס. ווען אַ מעטאַל גייט דורך פּלאַסטישע דעפֿאָרמאַציע, זאַמלען זיך דיסלאָקאַציעס. אויב דערנאָך ווערט עס געהייצט, קען דער מעטאַל רעקריסטאַליזירן: נייע קערנדל פֿאָרמירן זיך און זיינע אייגנשאַפֿטן ווערן מער דאַקטיל, אָבער זיין שטאַרקייט פֿאַרמינערט זיך. דאָס איז וווּ פּראָצעס פּאַראַמעטער קאָנטראָל ווערט קריטיש צו דערגרייכן די געוואונטשענע לעצט אייגנשאַפֿטן.
5. אימפליקאציעס פאר פאבריקאציע און דיזיין פראצעסן
פֿאַרשטיין די ווירקונגען פֿון דרוק און טעמפּעראַטור דערמעגלעכט אונדז צו אָפּטימיזירן פּראָצעסן און פֿאַרהיטן דורכפֿאַל. אין פֿאָרמירונג פּראָצעסן, באַשטימט די אויסוואַל פֿון אָפּערירן טעמפּעראַטור די נויטיקע ענערגיע, די קוואַליטעט פֿון דער ייבערפֿלאַך, און די ליקעליהאָאָד פֿון קראַקינג. אין וועַלדינג, השפּעהט היץ-אַרײַנפֿיר אויף דער היץ-באַאײַנפֿלוסטער זאָנע (HAZ), די גרייס פֿון די קערלעך, און די פֿאָרמירונג פֿון רעשטלעכע שפּאַנונגען. דערווײַל, מוז מען נעמען אין באַטראַכט דעם אַרבעטס דרוק און לאַסט אונטער אָפּערירן באַדינגונגען צו פֿאַרהיטן מאַטעריאַל-קריכן אָדער שוואַכע בראָך.
אין אינזשעניריע פּלאַן, איז די אויסוואַל פון אַלוי אויך אָפט באַזירט אויף דער פעסטקייט פון אייגנשאַפטן איבער טעמפּעראַטור און דרוק. למשל, ניקעל-באַזירטע סופּעראַלויז ווערן אויסגעקליבן פֿאַר הויכע טעמפּעראַטורן ווייל זיי פאָרשלאָגן גוטע קריך קעגנשטעל. געוויסע שטאָל ווערן אויסגעקליבן פֿאַר קאַלטע סביבות ווייל זיי פאָרשלאָגן גענוג שטאַרקייט ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן.
קעסימפּולאַן
דרוק און טעמפּעראַטור זענען צוויי שליסל וועריאַבאַלן וואָס קענען באַדייטנד ענדערן די אייגנשאַפטן פון מעטאַלן. טעמפּעראַטור אַפעקטירט דיסלאָוקיישאַן באַוועגונג, פאַזע טראַנספאָרמאַציעס, קאַנדאַקטיוויטי, און לאַנג-טערמין דערשיינונגען ווי קריפּ. דרוק אַפעקטירט געדיכטקייט, דעפאָרמאַביליטי, פּאָראָסיטי, און, אונטער עקסטרעמע באדינגונגען, קען ענדערן די קריסטאַל פאַזע. אין פילע אינדוסטריעלע אַפּלאַקיישאַנז, די צוויי סיבות אַקט סיימאַלטייניאַסלי, אַזוי זייער קאַמביינד ווירקונג באַשטימט די מאַטעריאַל ס לעצט פאָרשטעלונג. דורך פֿאַרשטיין די שייכות צווישן דרוק, טעמפּעראַטור, און מיקראָסטרוקטור, קענען אינזשענירן און מאַנופאַקטורינג פּראַקטיסערז אויסקלייַבן פּאַסיק מאַטעריאַלס, קאָנטראָלירן פּראַסעסאַז, און פּלאַן זיכער און דוראַבאַל קאַמפּאָונאַנץ.
אויב איר ווילט, קען איך אַדאַפּטירן דעם אַרטיקל צו זיין מער "טעכניש" (מיט קאָנצעפּט גראַפן, גרונטלעכע גלייכונגען, און ספּעציפֿישע צומיש ביישפילן) אָדער מער "פּאָפּולער" פֿאַר דעם אַלגעמיינעם לייענער.
