Načini jačanja metalnog materijala

Kao što svi znamo, primjena metalnih materijala uključuje mnoge oblasti života i proizvodnje - industriju, poljoprivredu, avijaciju i tako dalje. Najčešće tehnologije obrade metalnih materijala su livenje, obrada pod pritiskom i zavarivanje. Formirajući materijali se pregledavaju odgovarajućim metodama otkrivanja njihovih defekata u strukturi i performansama, a zatim obrađuju kako bi se zadovoljili zahtjevi upotrebe i performansi. Prvi korak u proizvodnji bilo kojeg proizvoda je izbor materijala. Najčešći načini otkaza materijala su habanje, korozija i lom. Neuspeh obično dolazi sa površine. Kako bi se poboljšala čvrstoća, tvrdoća, krutost, otpornost na habanje, otpornost na koroziju i druga svojstva metalnih materijala, općenito je potrebno modificirati i ojačati metalnu površinu.

1 Legiranje metala

Legiranje je efikasna mjera za jačanje metalne površine i poboljšanje njenih sveobuhvatnih svojstava. Postoje dvije korelacije između otapanja i reakcije između različitih metalnih komponenti

Različite interakcije između komponenti dovode do stvaranja čvrstih otopina, spojeva i mehaničkih mješavina. Površinske atomske i kristalne strukture dviju ili više komponenti se donekle prilagođavaju ili mijenjaju difuzijom, permeacijom, fizičkom adsorpcijom i kemijskim promjenama.

1.1 Plastifikacija

Plastifikacija je proces mikrolegiranja dodavanjem legirajućih elemenata kao što su Fe, B, Al i kontrolisanje njihove količine na manje od 1%. Dodavanje odgovarajućih elemenata plastifikacije monokristalu NiAl može značajno povećati njegovo izduženje na sobnoj temperaturi; dodavanjem elemenata za ojačavanje graničnih zrna, kao što je B, može se promovisati segregacija elemenata legure na granici zrna, a način kvara se mijenja od frakture unutar granica do transgranularne frakture, čime se poboljšava plastifikacija sobne temperature; dodavanjem aktivnih elemenata kao što je La može se sprečiti širenje pukotina i povećati čvrstoća materijala, smanjiti površinska napetost i poboljšati veličina zrna. Ojačajte metale istovremeno poboljšavajući njihovu čvrstoću.

1.2 Čvrsta otopina

Čvrsta otopina sa metalnim svojstvima formira se između komponenti legure otapanjem bez reakcije. Ako dvije komponente imaju istu strukturu i međusobno su blizu periodnom sistemu elemenata,

Prva je beskonačna čvrsta otopina, beskonačna intersolubilnost između komponenti, izobličenje rešetke i poboljšanje svojstava legure; potonji je konačni čvrsti rastvor, ali kroz površinske i unutrašnje defekte, čvrste elemente rastvora se lako zakvači, što rezultira efektom i čvrstoćom čvrstog rastvora. Očigledno je poboljšana tvrdoća.

1.3 Površinska atomska difuzija

Difuzija se odnosi na dinamičko kretanje atoma, jona, molekula i atomskih grupa na površini metala toplotnim djelovanjem. Površinska difuzija metala uključuje kretanje paralelne površine i vertikalne površine. Atom vibrira u svom ravnotežnom položaju kada se zagrije. Što je temperatura viša, lakše je pobuđivanje atoma i veća je amplituda. Kada energija atoma pređe svoju tranzicijsku barijeru, ona će odstupiti od svoje prvobitne pozicije. Ako je kretanje neuravnoteženo, sve više i više površinskih atoma postaju aktivni atomi, a hemijske veze između atoma razbijaju i proizvode trend kretanja površine; ili zbog unutrašnjih strukturalnih razloga, atomi imaju veći energetski i nestabilni sistem kada postoje unutrašnji defekti kao što su rupe, stepenice, intersticijalni atomi, dislokacije, greške slaganja i tako dalje na mestima sa naglom promenom veličine, obično kada temperatura nije visoko, atomi se mogu koristiti. Da bi se dobila dovoljna energija aktivacije i promovisala difuzija atoma. Mehanizam difuzije se koristi za restrukturiranje površinske strukture i jačanje samog metala.

1.4 Priprema višestrukih legura

To je jedna od uobičajenih metoda za poboljšanje sveobuhvatnih svojstava metalnih materijala za pripremu višefaznih legura dodavanjem druge faze metalnim materijalima. Dodavanjem čvrste matrice

Dodavanje krhke druge faze smanjuje njegovu žilavost, povećava njegovu tvrdoću i čvrstoću, i dodaje čvrstu matricu omekšavanja druge faze na krhku matricu kako bi se postigla svrha jačanja. Trenutno, otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama i otpornost na koroziju metalnih materijala su relativno slabe. Generalno, aktivnost visokih temperatura i niske temperature metalnih materijala može se smanjiti dodavanjem kompozitnih komponenti kao što je keramička matrica.

2. Tehnologija obrade površine - obrada ultrazvučnog retrovizora

Willova ultrazvučna tehnologija obrade zrcala koristi hladnu plastičnost metalnih materijala na sobnoj temperaturi za obavljanje visokofrekventnog i visokog fokusa energije na površini dijelova od nekoliko desetaka tisuća puta u sekundi, kako bi se proširio trag obrade kao što je tokarenje, brušenje i glodanje za postizanje efekta zrcala. Ovo je nova tehnologija obrade, koja ne uklanja materijale, ne utiče na preciznost dimenzija i toleranciju položaja obradka, i uvelike poboljšava performanse dijelova. Rezultati su sljedeći:

1. Bez procesa obrtanja, površinska hrapavost delova može direktno da se dostigne ispod Ra0.2.

2. Tvrdoća, otpornost na habanje i druge sveobuhvatne osobine delova su značajno poboljšane, a radni vek je dvostruko duži od trajanja tradicionalnog procesa.