ఘన పరిష్కారం బలోపేతం

1. నిర్వచనం

ఒక నిర్దిష్ట స్థాయి లాటిస్ వక్రీకరణకు కారణమయ్యే మరియు మిశ్రమం యొక్క బలాన్ని పెంచడానికి మూల లోహంలో మిశ్రిత మూలకాలు కరిగిపోయే ఒక దృగ్విషయం.

2. సూత్రం

ఘన ద్రావణంలో కరిగిన ద్రావణ అణువులు జాలక వక్రీకరణకు కారణమవుతాయి, ఇది తొలగుట కదలిక యొక్క నిరోధకతను పెంచుతుంది, జారడం కష్టతరం చేస్తుంది మరియు మిశ్రమం ఘన ద్రావణం యొక్క బలం మరియు కాఠిన్యాన్ని పెంచుతుంది. ఒక నిర్దిష్ట ద్రావణ మూలకాన్ని కరిగించి ఘన ద్రావణాన్ని ఏర్పరచడం ద్వారా లోహాన్ని బలపరిచే ఈ దృగ్విషయాన్ని ఘన ద్రావణాన్ని బలపరచడం అంటారు. ద్రావణీయ పరమాణువుల ఏకాగ్రత సముచితంగా ఉన్నప్పుడు, పదార్థం యొక్క బలం మరియు కాఠిన్యం పెంచవచ్చు, కానీ దాని దృఢత్వం మరియు ప్లాస్టిసిటీ తగ్గింది.

3. ప్రభావితం చేసే కారకాలు

ద్రావణీయ పరమాణువుల పరమాణు భిన్నం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, బలపరిచే ప్రభావం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది, ప్రత్యేకించి పరమాణు భిన్నం చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, బలపరిచే ప్రభావం మరింత ముఖ్యమైనది.

ద్రావణీయ పరమాణువులు మరియు మూల లోహం యొక్క పరమాణు పరిమాణం మధ్య ఎక్కువ వ్యత్యాసం, ఎక్కువ బలపరిచే ప్రభావం.

ఇంటర్‌స్టీషియల్ ద్రావణ పరమాణువులు రీప్లేస్‌మెంట్ అణువుల కంటే ఎక్కువ ఘన ద్రావణాన్ని బలపరిచే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు శరీర-కేంద్రీకృత క్యూబిక్ స్ఫటికాలలో మధ్యంతర పరమాణువుల జాలక వక్రీకరణ అసమానంగా ఉన్నందున, వాటి బలపరిచే ప్రభావం ముఖం-కేంద్రీకృత క్యూబిక్ స్ఫటికాల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది; కానీ మధ్యంతర పరమాణువులు ఘన ద్రావణీయత చాలా పరిమితంగా ఉంటుంది, కాబట్టి వాస్తవ బలపరిచే ప్రభావం కూడా పరిమితంగా ఉంటుంది.

ద్రావణీయ పరమాణువులు మరియు మూల లోహం మధ్య వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యలో ఎంత ఎక్కువ వ్యత్యాసం ఉంటే, ఘన ద్రావణాన్ని బలపరిచే ప్రభావం మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది, అంటే, వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ ఏకాగ్రత పెరుగుదలతో ఘన ద్రావణం యొక్క దిగుబడి బలం పెరుగుతుంది.

4. ఘన పరిష్కారం బలోపేతం యొక్క డిగ్రీ ప్రధానంగా క్రింది కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది

మాతృక పరమాణువులు మరియు ద్రావణ పరమాణువుల మధ్య పరిమాణంలో వ్యత్యాసం. పరిమాణ వ్యత్యాసం ఎక్కువ, అసలు స్ఫటిక నిర్మాణానికి అంతరాయం కలుగుతుంది మరియు స్థానభ్రంశం స్లిప్‌కు అంత కష్టం.

మిశ్రమ మూలకాల మొత్తం. ఎక్కువ మిశ్రమ మూలకాలు జోడించబడితే, బలపరిచే ప్రభావం ఎక్కువ. చాలా అణువులు చాలా పెద్దవి లేదా చాలా చిన్నవి అయితే, ద్రావణీయత మించిపోతుంది. ఇది మరొక బలపరిచే యంత్రాంగాన్ని కలిగి ఉంటుంది, చెదరగొట్టబడిన దశ బలోపేతం.

ఇంటర్‌స్టీషియల్ ద్రావణ పరమాణువులు రీప్లేస్‌మెంట్ అణువుల కంటే ఎక్కువ ఘన ద్రావణాన్ని బలపరిచే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

ద్రావణీయ పరమాణువులు మరియు మూల లోహం మధ్య వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యలో ఎంత ఎక్కువ వ్యత్యాసం ఉంటే, ఘన ద్రావణాన్ని బలపరిచే ప్రభావం అంత ముఖ్యమైనది.

5. ప్రభావం

దిగుబడి బలం, తన్యత బలం మరియు కాఠిన్యం స్వచ్ఛమైన లోహాల కంటే బలంగా ఉంటాయి;

చాలా సందర్భాలలో, డక్టిలిటీ స్వచ్ఛమైన లోహం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది;

వాహకత స్వచ్ఛమైన మెటల్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది;

క్రీప్ రెసిస్టెన్స్, లేదా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద బలం కోల్పోవడం, ఘన ద్రావణాన్ని బలోపేతం చేయడం ద్వారా మెరుగుపరచవచ్చు.

గట్టిపడే పని

1. నిర్వచనం

చల్లని వైకల్యం యొక్క డిగ్రీ పెరుగుతుంది, మెటల్ పదార్థాల బలం మరియు కాఠిన్యం పెరుగుతుంది, కానీ ప్లాస్టిసిటీ మరియు మొండితనం తగ్గుతుంది.

2. పరిచయం

లోహ పదార్థాల బలం మరియు కాఠిన్యం రీక్రిస్టలైజేషన్ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ ప్లాస్టిక్‌గా వైకల్యానికి గురైనప్పుడు, ప్లాస్టిసిటీ మరియు దృఢత్వం తగ్గడం వంటి దృగ్విషయం. కోల్డ్ వర్క్ గట్టిపడటం అని కూడా అంటారు. కారణం ఏమిటంటే, లోహం ప్లాస్టిక్‌గా వైకల్యానికి గురైనప్పుడు, స్ఫటిక ధాన్యాలు జారిపోతాయి మరియు స్థానభ్రంశం చెందుతాయి, దీని వలన స్ఫటిక ధాన్యాలు పొడిగించబడతాయి, విరిగిపోతాయి మరియు ఫైబర్‌గా మారుతాయి మరియు లోహంలో అవశేష ఒత్తిళ్లు ఏర్పడతాయి. పని గట్టిపడే స్థాయి సాధారణంగా ప్రాసెస్ చేయడానికి ముందు ప్రాసెస్ చేసిన తర్వాత ఉపరితల పొర యొక్క మైక్రోహార్డ్‌నెస్ యొక్క నిష్పత్తి మరియు గట్టిపడిన పొర యొక్క లోతు ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

3. తొలగుట సిద్ధాంతం యొక్క కోణం నుండి వివరణ

(1) డిస్‌లోకేషన్‌ల మధ్య ఖండన ఏర్పడుతుంది మరియు ఫలితంగా వచ్చే కోతలు తొలగుటల కదలికకు ఆటంకం కలిగిస్తాయి;

(2) తొలగుటల మధ్య ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది మరియు ఏర్పడిన స్థిర స్థానభ్రంశం తొలగుట యొక్క కదలికను అడ్డుకుంటుంది;

(3) తొలగుట యొక్క విస్తరణ సంభవిస్తుంది, మరియు తొలగుట సాంద్రత పెరుగుదల తొలగుట కదలికకు నిరోధకతను మరింత పెంచుతుంది.

4. హాని

పని గట్టిపడటం లోహ భాగాల తదుపరి ప్రాసెసింగ్‌కు ఇబ్బందులను తెస్తుంది. ఉదాహరణకు, స్టీల్ ప్లేట్‌ను కోల్డ్-రోలింగ్ చేసే ప్రక్రియలో, రోల్ చేయడం కష్టం మరియు కష్టం అవుతుంది, కాబట్టి ప్రాసెసింగ్ ప్రక్రియలో దాని పనిని వేడి చేయడం ద్వారా గట్టిపడటం తొలగించడానికి ఇంటర్మీడియట్ ఎనియలింగ్‌ను ఏర్పాటు చేయడం అవసరం. మరొక ఉదాహరణ ఏమిటంటే, వర్క్‌పీస్ యొక్క ఉపరితలం పెళుసుగా మరియు కట్టింగ్ ప్రక్రియలో గట్టిగా ఉంటుంది, తద్వారా సాధనం దుస్తులు మరియు కట్టింగ్ శక్తిని పెంచుతుంది.

5. ప్రయోజనాలు

ఇది లోహాల బలం, కాఠిన్యం మరియు దుస్తులు నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది, ప్రత్యేకించి ఆ స్వచ్ఛమైన లోహాలు మరియు వేడి చికిత్స ద్వారా మెరుగుపరచలేని కొన్ని మిశ్రమాలకు. ఉదాహరణకు, కోల్డ్-డ్రాన్ హై-స్ట్రెంగ్త్ స్టీల్ వైర్ మరియు కోల్డ్-కాయిల్డ్ స్ప్రింగ్, మొదలైనవి, దాని బలం మరియు సాగే పరిమితిని మెరుగుపరచడానికి కోల్డ్ వర్కింగ్ డిఫార్మేషన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. ట్యాంకులు, ట్రాక్టర్ ట్రాక్‌లు, క్రషర్ దవడలు మరియు రైల్వే టర్న్‌అవుట్‌ల కాఠిన్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు ధరించే ప్రతిఘటనను మెరుగుపరచడానికి పని గట్టిపడటం మరొక ఉదాహరణ.

6. మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో పాత్ర

కోల్డ్ డ్రాయింగ్, రోలింగ్ మరియు షాట్ పీనింగ్ (ఉపరితల బలోపేతం చూడండి) మరియు ఇతర ప్రక్రియల తర్వాత, మెటల్ పదార్థాలు, భాగాలు మరియు భాగాల ఉపరితల బలం గణనీయంగా మెరుగుపడుతుంది;

భాగాలు ఒత్తిడికి గురైన తర్వాత, కొన్ని భాగాల యొక్క స్థానిక ఒత్తిడి తరచుగా పదార్థం యొక్క దిగుబడి పరిమితిని మించి, ప్లాస్టిక్ వైకల్యానికి కారణమవుతుంది. పని గట్టిపడటం కారణంగా, ప్లాస్టిక్ వైకల్యం యొక్క నిరంతర అభివృద్ధి పరిమితం చేయబడింది, ఇది భాగాలు మరియు భాగాల భద్రతను మెరుగుపరుస్తుంది;

ఒక మెటల్ భాగం లేదా భాగం స్టాంప్ చేయబడినప్పుడు, దాని ప్లాస్టిక్ వైకల్యం బలోపేతంతో కూడి ఉంటుంది, తద్వారా వైకల్యం దాని చుట్టూ పని చేయని గట్టిపడిన భాగానికి బదిలీ చేయబడుతుంది. అటువంటి పునరావృత ప్రత్యామ్నాయ చర్యల తర్వాత, ఏకరీతి క్రాస్-సెక్షనల్ వైకల్యంతో కోల్డ్ స్టాంపింగ్ భాగాలను పొందవచ్చు;

ఇది తక్కువ కార్బన్ స్టీల్ యొక్క కట్టింగ్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది మరియు చిప్‌లను వేరు చేయడం సులభం చేస్తుంది. కానీ పని గట్టిపడటం కూడా మెటల్ భాగాల తదుపరి ప్రాసెసింగ్కు ఇబ్బందులను తెస్తుంది. ఉదాహరణకు, చల్లని-గీసిన ఉక్కు వైర్ పని గట్టిపడటం వలన మరింత డ్రాయింగ్ కోసం చాలా శక్తిని వినియోగిస్తుంది మరియు విరిగిపోవచ్చు. అందువల్ల, డ్రాయింగ్ చేయడానికి ముందు పని గట్టిపడటం తొలగించడానికి ఇది తప్పనిసరిగా ఎనియల్ చేయబడాలి. మరొక ఉదాహరణ ఏమిటంటే, వర్క్‌పీస్ యొక్క ఉపరితలం కటింగ్ సమయంలో పెళుసుగా మరియు గట్టిగా చేయడానికి, తిరిగి కత్తిరించేటప్పుడు కట్టింగ్ ఫోర్స్ పెరుగుతుంది మరియు సాధనం దుస్తులు వేగవంతమవుతాయి.

చక్కటి ధాన్యం బలోపేతం

1. నిర్వచనం

స్ఫటిక ధాన్యాలను శుద్ధి చేయడం ద్వారా లోహ పదార్థాల యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరిచే పద్ధతిని క్రిస్టల్ రిఫైనింగ్ బలోపేతం అంటారు. పరిశ్రమలో, క్రిస్టల్ ధాన్యాలను శుద్ధి చేయడం ద్వారా పదార్థం యొక్క బలం మెరుగుపడుతుంది.

2. సూత్రం

లోహాలు సాధారణంగా అనేక క్రిస్టల్ ధాన్యాలతో కూడిన పాలీక్రిస్టల్స్. స్ఫటిక ధాన్యాల పరిమాణాన్ని యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు క్రిస్టల్ ధాన్యాల సంఖ్య ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు. సంఖ్య ఎక్కువ, స్ఫటిక ధాన్యాలు చక్కగా ఉంటాయి. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సూక్ష్మ-కణిత లోహాలు ముతక-కణిత లోహాల కంటే ఎక్కువ బలం, కాఠిన్యం, ప్లాస్టిసిటీ మరియు మొండితనాన్ని కలిగి ఉన్నాయని ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి. ఎందుకంటే చక్కటి ధాన్యాలు బాహ్య శక్తితో ప్లాస్టిక్ రూపాంతరం చెందుతాయి మరియు ఎక్కువ ధాన్యాలలో చెదరగొట్టబడతాయి, ప్లాస్టిక్ వైకల్యం మరింత ఏకరీతిగా ఉంటుంది మరియు ఒత్తిడి ఏకాగ్రత తక్కువగా ఉంటుంది; అదనంగా, ధాన్యాలు ఎంత చక్కగా ఉంటే, ధాన్యం సరిహద్దు ప్రాంతం పెద్దగా ఉంటుంది మరియు ధాన్యపు సరిహద్దులు మరింత ఎక్కువగా ఉంటాయి. మరింత అననుకూలమైన పగుళ్లు ప్రచారం. అందువల్ల, స్ఫటిక ధాన్యాలను శుద్ధి చేయడం ద్వారా పదార్థం యొక్క బలాన్ని మెరుగుపరిచే పద్ధతిని పరిశ్రమలో ధాన్యం శుద్ధీకరణ బలోపేతం అంటారు.

3. ప్రభావం

ధాన్యం పరిమాణం చిన్నది, డిస్‌లోకేషన్ క్లస్టర్‌లో డిస్‌లోకేషన్‌ల సంఖ్య (n) తక్కువగా ఉంటుంది. τ=nτ0 ప్రకారం, చిన్న ఒత్తిడి ఏకాగ్రత, పదార్థం యొక్క అధిక బలం;

జరిమానా-ధాన్యం బలపరిచే బలపరిచే చట్టం ఏమిటంటే, ఎక్కువ ధాన్యం సరిహద్దులు, ధాన్యాలు చక్కగా ఉంటాయి. హాల్-పీకి సంబంధం ప్రకారం, ధాన్యాల సగటు విలువ (d) చిన్నది, పదార్థం యొక్క అధిక దిగుబడి బలం.

4. ధాన్యం శుద్ధి పద్ధతి

సబ్కూలింగ్ డిగ్రీని పెంచండి;

క్షీణత చికిత్స;

కంపనం మరియు గందరగోళాన్ని;

కోల్డ్-డిఫార్మేడ్ లోహాల కోసం, స్ఫటిక ధాన్యాలను వైకల్యం మరియు ఎనియలింగ్ ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడం ద్వారా శుద్ధి చేయవచ్చు.

రెండవ దశ ఉపబల

1. నిర్వచనం

సింగిల్-ఫేజ్ మిశ్రమాలతో పోలిస్తే, బహుళ-దశ మిశ్రమాలు మాతృక దశకు అదనంగా రెండవ దశను కలిగి ఉంటాయి. రెండవ దశ చక్కటి చెదరగొట్టబడిన కణాలతో మాతృక దశలో ఏకరీతిలో పంపిణీ చేయబడినప్పుడు, అది గణనీయమైన బలపరిచే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ బలపరిచే ప్రభావాన్ని రెండవ దశ బలపరచడం అంటారు.

2. వర్గీకరణ

తొలగుట యొక్క కదలిక కోసం, మిశ్రమంలో ఉన్న రెండవ దశ క్రింది రెండు పరిస్థితులను కలిగి ఉంటుంది:

(1) నాన్-డిఫార్మబుల్ కణాల ఉపబలము (బైపాస్ మెకానిజం).

(2) వికృతమైన కణాల ఉపబలము (కట్-త్రూ మెకానిజం).

చెదరగొట్టడం బలపరచడం మరియు అవపాతం బలోపేతం చేయడం రెండూ రెండవ దశ బలపరిచే ప్రత్యేక సందర్భాలు.

3. ప్రభావం

రెండవ దశను బలోపేతం చేయడానికి ప్రధాన కారణం వాటి మరియు తొలగుట మధ్య పరస్పర చర్య, ఇది తొలగుట యొక్క కదలికను అడ్డుకుంటుంది మరియు మిశ్రమం యొక్క వైకల్య నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది.

సంగ్రహించడానికి

బలాన్ని ప్రభావితం చేసే అతి ముఖ్యమైన కారకాలు పదార్థం యొక్క కూర్పు, నిర్మాణం మరియు ఉపరితల స్థితి; రెండవది శక్తి యొక్క వేగం, లోడ్ చేసే పద్ధతి, సరళమైన సాగతీత లేదా పునరావృత శక్తి వంటి శక్తి యొక్క స్థితి, వివిధ బలాలను చూపుతుంది; అదనంగా, నమూనా యొక్క జ్యామితి మరియు పరిమాణం మరియు పరీక్ష మాధ్యమం కూడా గొప్ప ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కొన్నిసార్లు నిర్ణయాత్మకంగా కూడా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ వాతావరణంలో అల్ట్రా-హై-స్ట్రెంత్ స్టీల్ యొక్క తన్యత బలం విపరీతంగా పడిపోవచ్చు.

మెటల్ పదార్థాలను బలోపేతం చేయడానికి రెండు మార్గాలు మాత్రమే ఉన్నాయి. ఒకటి మిశ్రమం యొక్క పరస్పర బంధన శక్తిని పెంచడం, దాని సైద్ధాంతిక బలాన్ని పెంచడం మరియు మీసాలు వంటి లోపాలు లేకుండా పూర్తి క్రిస్టల్‌ను సిద్ధం చేయడం. ఇనుప మీసాల బలం సైద్ధాంతిక విలువకు దగ్గరగా ఉందని తెలిసింది. మీసాలలో ఎటువంటి తొలగుటలు లేకపోవడమే దీనికి కారణమని భావించవచ్చు, లేదా వైకల్య ప్రక్రియలో విస్తరించలేని కొద్ది మొత్తంలో తొలగుటలు మాత్రమే. దురదృష్టవశాత్తు, మీసాల వ్యాసం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, బలం తీవ్రంగా పడిపోతుంది. మరొక బలపరిచే విధానం ఏమిటంటే, డిస్‌లోకేషన్‌లు, పాయింట్ డిఫెక్ట్‌లు, వైవిధ్య పరమాణువులు, ధాన్యపు సరిహద్దులు, ఎక్కువగా చెదరగొట్టబడిన కణాలు లేదా అసమానతలు (విభజన వంటివి) వంటి పెద్ద సంఖ్యలో క్రిస్టల్ లోపాలను క్రిస్టల్‌లోకి ప్రవేశపెట్టడం. ఈ లోపాలు తొలగుటల కదలికకు ఆటంకం కలిగిస్తాయి మరియు మెటల్ యొక్క బలాన్ని కూడా గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది. లోహాల బలాన్ని పెంచడానికి ఇది అత్యంత ప్రభావవంతమైన మార్గం అని వాస్తవాలు నిరూపించాయి. ఇంజినీరింగ్ మెటీరియల్స్ కోసం, మెరుగైన సమగ్ర పనితీరును సాధించడానికి ఇది సాధారణంగా సమగ్ర బలపరిచే ప్రభావాల ద్వారా ఉంటుంది.