اثر هال-پچ: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز ریزسازی دانه ها |
|||
خط ۳۱:
رابطه ای معکوس میان تفاوت استحکام و توانی از اندازه دانه وجود دارد:
<math>\Delta\tau\varpropto \frac{k}{d^x}</math>
که k ضریب استحکام، d اندازه دانه و k و x هر دو از مشخصات ماده میباشند. با فرض یک ماده پلی کریستالی، هر چه اندازه دانه کوچک تر باشد، تنش دافعه ای حس شده توسط نابجایی مرز دانه ای کمتر و تنش مورد نیاز برای حرکت دادن نابجایی درون ماده بیشتر خواهد بود. ▼
{| class="wikitable"
|+ثوابت رابطه هال-پچ<ref>{{Cite journal|date=2021-02-05|title=Grain boundary strengthening|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Grain_boundary_strengthening&oldid=1005084779|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>
سطر ۵۴ ⟵ ۵۶:
|1.70
|}
▲که k ضریب استحکام، d اندازه دانه و k و x هر دو از مشخصات ماده میباشند. با فرض یک ماده پلی کریستالی، هر چه اندازه دانه کوچک تر باشد، تنش دافعه ای حس شده توسط نابجایی مرز دانه ای کمتر و تنش مورد نیاز برای حرکت دادن نابجایی درون ماده بیشتر خواهد بود.
رابطه میان تنش تسلیم و اندازه دانه به صورت ریاضی در قرمول زیر نشان داده شده است:<ref>{{Cite journal|date=2021-02-05|title=Grain boundary strengthening|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Grain_boundary_strengthening&oldid=1005084779|journal=Wikipedia|language=en}}</ref>
سطر ۷۲ ⟵ ۷۴:
== ریز سازی دانه ها ==
ریزسازی دانه ها مجموعه ای از تکنیک ها در علم [[متالورژی]] جهت استحکام بخشی به کمک مرز دانه هاست. روش ها و تکنیک ها با توجه به جنس مواد متغیر است.
یکی از روش های کنترل اندازه دانه در آلیاژهای [[آلومینیوم]] استفاده از عناصر جوانه ساز است مانند آلیاژ Al-5%Ti. دانه ها به صورت ناهمگن شروع به [[هسته‌زایی (شیمی)|جوانه زنی]] خواهند کرد و عناصر آلومینیوم در دمای پایین تر از انجماد شروع به جوانه زنی بر روی سطوح این عناصر خواهند کرد. جوانه ها به صورت دندریت هایی شروع به رشد در راستای شعاعی خواهند کرد. جهت محدود کردن رشد دانه ها میتوان عناصر حل شونده ای را به آلیاژ افزود که در نهایت باعث کاهش اندازه دانه میشود.<ref>{{Cite journal|last=Kashyap|first=K. T.|last2=Chandrashekar|first2=T.|date=2001-08-01|title=Effects and mechanisms of grain refinement in aluminium alloys|url=https://doi.org/10.1007/BF02708630|journal=Bulletin of Materials Science|language=en|volume=24|issue=4|pages=345–353|doi=10.1007/BF02708630|issn=0973-7669}}</ref> آلیاژ Al-Ti-B یکی از معروف ترین آلیاژهای ریزساز های دانه است. همچنین Al<sub>3</sub>Sc نیز به عنوان ریزسازهای جدید معرفی شده اند.<ref>{{Cite journal|last=Fan|first=Z.|last2=Wang|first2=Y.|last3=Zhang|first3=Y.|last4=Qin|first4=T.|last5=Zhou|first5=X. R.|last6=Thompson|first6=G. E.|last7=Pennycook|first7=T.|last8=Hashimoto|first8=T.|date=2015-02-01|title=Grain refining mechanism in the Al/Al–Ti–B system|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645414008192|journal=Acta Materialia|language=en|volume=84|pages=292–304|doi=10.1016/j.actamat.2014.10.055|issn=1359-6454}}</ref>
یکی از تکنیک های رایج ریزسازی دانه ها اضافه کردن موادی است که در دمایی بالاتر از دمای ذوب فلز پس زمینه جامد میشوند. این عمل منجر به ایجاد بذر بلور میشود و باعث الگوبرداری مذاب برای انجماد خواهد شد.
{| class="wikitable"
|+عناصر رایج جوانه زنی برای آلیاژهای ریخته گری<ref>{{یادکرد کتاب|عنوان=Stefanescu, Doru, Science and Engineering of Casting Solidification, Second Edition، 2009}}</ref>
!فلز
!عنصر جوانه زنی
|-
|چدن
|گرافیت، FeSi، SiCa
|-
|آلیاژهای منیزیم
|زیرکونیم، کربن
|-
|آلیاژهای مس
|آهن، کبالت، زیرکونیم
|-
|آلیاژهای آلومینیوم-سیلیکون
|فسفر، تیتانیوم، بور، اسکاندیوم
|-
|آلیاژهای سرب
|آرسنیک، تلوریم
|-
|آلیاژهای روی
|تیتانیوم
|-
|آلیاژهای تیتانیوم
|ترکیبات بین فلزی آلومینیوم-تیتانیوم
|}
== منابع ==
| |||