Àwọn ipa ti titẹ ati iwọn otutu lori awọn ohun-ini irin
Àwọn irin jẹ́ ohun èlò pàtàkì ní ìgbésí ayé òde òní, láti ìkọ́lé ilé àti àwọn ohun èlò ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ títí dé àwọn ohun èlò ilé àti àwọn ohun èlò ìmọ̀-ẹ̀rọ gíga bíi turbines, reactors, àti àwọn ẹ̀rọ itanna. Agbára àwọn irin wà nínú àpapọ̀ àwọn ohun ìní ẹ̀rọ àti ti ara wọn: agbára, agbára, agbára ìdarí iná mànàmáná àti ooru, àti ìrọ̀rùn ṣíṣe àgbékalẹ̀ nípasẹ̀ àwọn ìlànà iṣẹ́. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ohun ìní wọ̀nyí kò dúró ṣinṣin. Àwọn ohun méjì tí ó ń pinnu àyípadà nínú àwọn ohun ìní irin ni ìfúnpá àti ìwọ̀n otútù. Àwọn wọ̀nyí lè yí ìṣètò kékeré padà, nípa lórí àwọn ìdè átọ́míìkì, yí àwọn ìpele kristali padà, àti ní ìparí pinnu bóyá irin náà yóò lágbára sí i, yóò di èyí tí ó bàjẹ́ sí i, tàbí kí ó tilẹ̀ kùnà.
1. Ìṣètò kékeré gẹ́gẹ́ bí kọ́kọ́rọ́ sí àwọn àyípadà ohun ìní
Láti lóye ipa tí ìfúnpá àti otútù ń ní, a nílò láti wo àwọn irin ní ìwọ̀n kékeré. Àwọn irin ni a fi àwọn ọkà kírísítà ṣe tí a yà sọ́tọ̀ nípasẹ̀ ààlà ọkà. Nínú àwọn kírísítàlì, àwọn àbùkù bíi ìfọ́sípò ń kó ipa pàtàkì nínú ìfọ́sípò ṣíṣu. Nígbà tí irin bá wà lábẹ́ ẹrù, ìfọ́sípò máa ń wáyé ní pàtàkì nípasẹ̀ ìṣípo àwọn ìfọ́sípò. Ìwọ̀n otútù àti ìfúnpá lè mú kí ìṣípo àwọn ìfọ́sípò wọ̀nyí yára tàbí dí wọn lọ́wọ́, àti yí ìwọ̀n ọkà àti iye àbùkù tí a ṣe padà. Nítorí náà, àwọn àyípadà kékeré nínú àwọn ipò ìṣiṣẹ́ lè mú àwọn àyípadà ńlá wá nínú agbára, ìṣiṣẹ́, líle, àti ìdènà ìfàsẹ́yìn.
2. Ipa ti iwọn otutu lori awọn ohun-ini irin
a. Agbára àti Líle
Ni gbogbogbo, iwọn otutu ti o pọ si dinku agbara ati lile awọn irin. Ni iwọn otutu giga, awọn atomu n mì gidigidi, eyi ti o mu ki awọn asopọ laarin awọn atomu “ṣee gbe.” Awọn iyipo n gbe ni irọrun diẹ sii, eyi ti o mu ki irin naa le ni irọrun si iyipada. Idi niyi ti irin ti o lagbara ni iwọn otutu yara le dinku ni iwọn otutu giga, fun apẹẹrẹ ninu awọn paati ẹrọ tabi awọn paipu steam.
Ní ọ̀nà mìíràn, ní ìwọ̀n otútù tí ó lọ sílẹ̀, àwọn irin sábà máa ń lágbára sí i nítorí pé àwọn ìyípadà ní àkókò tí ó ṣòro láti gbé. Síbẹ̀síbẹ̀, ìbísí agbára yìí sábà máa ń wá pẹ̀lú àbájáde mìíràn: àbájáde mìíràn jẹ́ ìtẹ̀sí láti bàjẹ́ nínú àwọn irin kan.
b. Ìyípadà àti Líle
Iwakọ maa n pọ si nigba ti iwọn otutu ba n pọ si, nitori awọn irin ni irọrun di ibajẹ laisi fifọ. Ni ṣiṣe awọn ilana bii fifọ tabi yiyi gbona, awọn irin ni a gbona lati jẹ ki wọn jẹ ki o lagbara diẹ sii ki a le ṣe apẹrẹ wọn laisi fifọ.
Ní àwọn iwọ̀n otútù díẹ̀, àwọn irin kan (pàápàá jùlọ àwọn tí wọ́n ní ìṣètò BCC bíi irin erogba) máa ń ní ìyípadà sí ìbàjẹ́. Èyí túmọ̀ sí wípé lábẹ́ iwọ̀n otútù kan, irin náà lè di èyí tí ó bàjẹ́ púpọ̀. Èyí ṣe pàtàkì fún lílò ní àwọn àyíká tútù (fún àpẹẹrẹ, àwọn ilé omi, àwọn afárá ní àwọn agbègbè yìnyín) nítorí pé ewu ìfọ́ egungun máa ń pọ̀ sí i.
c. Ìgbékalẹ̀ Iná Mọ̀nàmọ́ná àti Ìmúdàgba Ooru
Iwọn otutu tun ni ipa lori agbara irin lati ṣe ina ati ooru. Ni gbogbogbo, agbara ina ti awọn irin dinku bi iwọn otutu ṣe n pọ si. Eyi waye nitori pe awọn gbigbọn ooru ti awọn atomu ṣe idiwọ sisan ọfẹ ti awọn elekitironi. Nitori ilana yii, resistance ti okun waya idẹ pọ si nigbati a ba gbona, ati awọn ẹrọ ina nilo lati ronu awọn ipa ti igbona lati yago fun pipadanu agbara pupọ.
d. Àwọn Àyípadà Ìpele àti Àwọn Àyípadà Ìṣètò
Àwọn irin àti àwọn alloy kan máa ń yípadà ní ìpele kan lórí ìwọ̀n otútù pàtó kan. Àpẹẹrẹ àgbáyé ni irin: ní àwọn ìwọ̀n otútù kan, ìṣètò kristali rẹ̀ máa ń yípadà (fún àpẹẹrẹ, láti ferrite sí austenite). Ìyípadà ìpele yìí ní ipa lórí àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ ní pàtàkì. Àwọn ìlànà ìtọ́jú ooru bíi annealing, quenching, àti tempering sinmi lórí ìṣàkóso ìwọ̀n otútù láti ṣàṣeyọrí àpapọ̀ líle àti líle tí a fẹ́.
e. Ìpalára Ooru Pípẹ́ àti Ìbàjẹ́ Ooru
Ní àwọn iwọ̀n otútù gíga àti àwọn ẹrù tí ó dúró ṣinṣin, àwọn irin lè ní ìrírí ìfàsẹ́yìn, ìyípadà díẹ̀díẹ̀ tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ lórí àkókò. Ìfàsẹ́yìn ṣe pàtàkì ní pàtàkì nínú àwọn turbines gaasi, àwọn boiler, àti àwọn ẹ̀yà ilé iṣẹ́ agbára. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìdààmú náà dúró ṣinṣin, irin náà ń “ṣàn díẹ̀díẹ̀,” ó sì ń fa àwọn ìyípadà oníwọ̀n àti ìkùnà tí ó ṣeé ṣe. Nítorí náà, ṣíṣe àwọn ẹ̀yà tí ó ní iwọ̀n otútù gíga gbọ́dọ̀ gbé àwọn ànímọ́ ìfàsẹ́yìn yẹ̀wò, kìí ṣe agbára ìfàsẹ́yìn ní iwọ̀n otútù yàrá nìkan.
3. Ipa ti titẹ lori awọn ohun-ini irin
Titẹ ninu ọrọ awọn ohun elo le tọka si titẹ hydrostatic (ti a lo ni ọna kanna lati gbogbo awọn itọsọna) tabi titẹ nitori fifuye ẹrọ gẹgẹbi funmorawon ati ifọwọkan. Ipa ti titẹ lori awọn abuda irin ni a maa n rii ni iṣelọpọ ṣiṣu, awọn iyipada iwuwo, ati iduroṣinṣin ipele.
a. Ìdènà Ìwúwo àti Ìdènà Ìfọ́sí
Ìfúnpá gíga lè fa ìfúnpá, pàápàá jùlọ nínú àwọn ohun èlò tí a fi lulú ṣe (iṣẹ́ irin). Nínú síntering àti hot isostatic pressing (HIP), a máa ń lo ìfúnpá láti ti àwọn ihò inú, láti mú kí ìwúwo pọ̀ sí i, àti láti mú kí àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ bí agbára àárẹ̀ àti líle sunwọ̀n sí i. Àwọn irin tó pọ̀ jù máa ń ní àkókò tó ṣòro láti ní àwọn ipa ọ̀nà ìfọ́, èyí sì máa ń mú kí wọ́n ṣeé gbẹ́kẹ̀lé jù.
b. Ipa lori Iyipada Ṣiṣu
Títẹ̀, pàápàá jùlọ fún fífúnra, máa ń mú kí irin lágbára láti yípadà láìsí ìfọ́. Èyí jẹ́ nítorí pé àwọn ìfọ́ra máa ń ṣí sílẹ̀ ní irọ̀rùn lábẹ́ ìfọ́ra ju lábẹ́ ìfọ́ra lọ. Nínú àwọn iṣẹ́ ìfọ́ra tàbí ṣíṣe ìfọ́ra, àpapọ̀ àwọn ìfúnra gíga ń ran ohun èlò lọ́wọ́ láti ṣàn àti láti kún mọ́ọ̀dì náà dáadáa. Títẹ̀ra tún lè mú kí iṣẹ́ le sí i lábẹ́ àwọn ipò kan, nítorí ìkójọpọ̀ àwọn ìfọ́ra tí ìyípadà ń fà.
c. Ìyípadà Ìpele Tí A Ń Fa Ìfúnpá
Ìfúnpá gíga lè mú kí àwọn ìpele kan dúró ṣinṣin tàbí kí ó tilẹ̀ fa àwọn tuntun. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a sábà máa ń sọ̀rọ̀ nípa ipa yìí nínú àwọn ohun alumọ́ọ́nì àti àwọn ohun èlò tí kì í ṣe ti irin, àwọn irin kan tún lè ṣe àyípadà nínú ìṣètò kirisita wọn lábẹ́ àwọn ìfúnpá gíga gidigidi. Nínú iṣẹ́ ilé-iṣẹ́, ipa yìí máa ń wáyé ní àwọn ìlànà pàtàkì tàbí àwọn ipò líle koko, fún àpẹẹrẹ, nínú àwọn èròjà tí ń ṣiṣẹ́ ní ìpele òkun, àwọn ètò ìfúnpá gíga, tàbí nínú ìwádìí ohun èlò ní yàrá ìwádìí.
d. Ipa lori Oju Iyọ ati Itankalẹ
Titẹ maa n gbe aaye ti awọn irin dide, botilẹjẹpe ipa naa kii ṣe pataki nigbagbogbo ni awọn titẹ ti o wọpọ ni ile-iṣẹ. Pẹlupẹlu, titẹ le ni ipa lori oṣuwọn ti itankale atomiki, paapaa nigbati a ba papọ pẹlu iwọn otutu. Itankale ṣe pataki ninu awọn ilana bii alurinmorin, sintering, ati awọn ibora oju ilẹ (fun apẹẹrẹ, awọn itọju itankale).
4. Ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú Ìfúnpá àti Òtútù: Àwọn ipa àpapọ̀
Nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun èlò gidi, ìfúnpá àti ìgbóná ara ń ṣiṣẹ́ papọ̀. Fún àpẹẹrẹ, nínú ìṣẹ̀dá gbígbóná, a máa ń gbóná irin láti jẹ́ kí ó ductile, lẹ́yìn náà a máa tẹ̀ ẹ́ mọ́lẹ̀ dáadáa láti ṣẹ̀dá mọ́ọ̀dì kan. Nínú àwọn èròjà turbine, irin a máa ń fara da ìgbóná àti wahala gíga (tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìfúnpá/ìwúwo) fún ọ̀pọ̀ ọdún. Ìdàpọ̀ yìí lè mú kí ìfàsẹ́yìn, ìfọ́sídíríà, àti ìbàjẹ́ microstructural yára.
Àpapọ̀ ìfúnpá àti iwọ̀n otútù tún ń pinnu ìwọ̀n ìgbàpadà, àtúntò, àti ìdàgbàsókè ọkà. Nígbà tí irin kan bá farapa ìyípadà ike, ìtúpalẹ̀ rẹ̀ yóò kó jọ. Tí ó bá ti gbóná tán, irin náà lè tún padà: àwọn ọkà tuntun yóò ṣẹ̀dá àti àwọn ànímọ́ rẹ̀ yóò di èyí tí ó túbọ̀ ń ṣiṣẹ́ dáadáa ṣùgbọ́n agbára rẹ̀ yóò dínkù. Ibí ni ìṣàkóso pàrámítà ìlànà ti di pàtàkì láti ṣàṣeyọrí àwọn ànímọ́ ìkẹyìn tí a fẹ́.
5. Àwọn ìtumọ̀ fún àwọn ìlànà ìṣelọ́pọ́ àti àpẹẹrẹ
Lílóye ipa ti titẹ ati iwọn otutu n gba wa laaye lati mu awọn ilana dara si ati lati dena ikuna. Ni dida awọn ilana, yiyan iwọn otutu iṣiṣẹ n pinnu agbara ti a nilo, didara oju ilẹ, ati iṣeeṣe fifọ. Ninu alurinmorin, titẹ sii ooru n ni ipa lori agbegbe ti ooru kan (HAZ), iwọn ọkà, ati dida awọn wahala ti o ku. Nibayi, titẹ iṣẹ ati ẹru labẹ awọn ipo iṣiṣẹ gbọdọ wa ni akiyesi lati ṣe idiwọ fifọ ohun elo tabi fifọ fifọ.
Nínú iṣẹ́ ẹ̀rọ, yíyan alloy sábà máa ń da lórí ìdúróṣinṣin àwọn ohun ìní ju ìwọ̀n otútù àti ìfúnpá lọ. Fún àpẹẹrẹ, àwọn superalloys tí a fi nickel ṣe ni a yàn fún àwọn ìwọ̀n otútù gíga nítorí wọ́n ní ìdènà ìfàsẹ́yìn tó dára. A yan àwọn irin kan fún àwọn àyíká tútù nítorí wọ́n ní agbára tó tó ní ìwọ̀n otútù kékeré.
Ipari
Titẹ ati iwọn otutu jẹ awọn oniyipada pataki meji ti o le yi awọn abuda ti awọn irin pada ni pataki. Iwọn otutu ni ipa lori gbigbe titọ, awọn iyipada ipele, agbara gbigbe, ati awọn iṣẹlẹ igba pipẹ bi creep. Titẹ ni ipa lori iwuwo, iyipada, porosity, ati, labẹ awọn ipo to buruju, le yi ipele kristali pada. Ninu ọpọlọpọ awọn ohun elo ile-iṣẹ, awọn ifosiwewe meji wọnyi n ṣiṣẹ ni akoko kanna, nitorinaa ipa apapọ wọn pinnu iṣẹ ikẹhin ti ohun elo naa. Nipa oye ibatan laarin titẹ, iwọn otutu, ati ipilẹ kekere, awọn onimọ-ẹrọ ati awọn oṣiṣẹ iṣelọpọ le yan awọn ohun elo ti o yẹ, awọn ilana iṣakoso, ati ṣe apẹrẹ awọn paati ailewu ati ti o tọ.
Tí o bá fẹ́, mo lè yí àpilẹ̀kọ yìí padà sí “ẹ̀rọ ìmọ̀-ẹ̀rọ” (pẹ̀lú àwọn àwòrán èrò, àwọn ìṣètò ìpìlẹ̀, àti àwọn àpẹẹrẹ alloy pàtó) tàbí kí ó jẹ́ “olokìkí” fún àwọn òǹkàwé gbogbogbòò.
