تبلور مجدد: تفاوت میان نسخهها
محتوای حذفشده محتوای افزودهشده
جزبدون خلاصۀ ویرایش |
ابرابزار، برچسب تمیزکاری، برچسب ویکیسازی |
||
خط ۱:
{{ویکیسازی}}
{{تمیزکاری}}
[[پرونده:مراحل تبلور مجدد.png|بندانگشتی|522x522پیکسل|طرحواره مراحل تبلور مجدد و تأثیر آن بر اندازه دانه]]
در [[متالورژی]] انجام کار سرد باعث افزایش استحکام و سختی و کاهش [[انعطافپذیری]] یا [[
== تعریف ==
[[پرونده:RecrystallisationOfAluminium.jpg|بندانگشتی|250px|چپ|سه نقشه EBSD از انرژی ذخیره شده در یک آلیاژ Al-Mg-Mn پس از قرار گرفتن در معرض افزایش دمای بازبلورش. کسر حجمی
به عنوان فرایندی که در آن دانههای یک ساختار کریستالی در ساختار جدید یا [[بلور|شکل کریستالی]] جدید
بنابراین این فرایند میتواند از فرایند بازیابی (که در آن مرزهای با زاویه زیاد حرکت نمیکنند
تبلور مجدد ممکن است حین یا بعد از عملیات تغییر شکل رخ دهد
== قوانین تبلور مجدد ==
تعدادی قوانین عمدتاً تجربی برای فرایند تبلور مجدد موجود میباشد
# بر اثر حرارت فعال میشوند
# دمای بحرانی
# تغییر شکل بحرانی
# اثر تغییر شکل بر دمای بحرانی
# تأثیر اندازه دانههای اولیه بر دمای بحرانی
# تأثیر تغییر شکل بر اندازهٔ دانه نهایی
== نیروی محرک ==
حین تغییر شکل پلاستیک کار به عنوان انتگرال تنش و کرنش در ناحیه تغییر شکل پلاستیک بیان میشود
: <math> \Delta\ E \approx\;\rho\;Gb^2 or \approx\;3\gamma\;_s/d_s \,\! </math>
که در آن ρ چگالی نابجایی، G مدول برشی، b بردار برگرز نابجایی، γs انرژی مرزدانه زبردانه و ds اندازه زیردانه میباشد
== هستهزایی ==
[[پرونده:Ricristallizzazione e accrescimento.svg|بندانگشتی|500px|چپ|Recrystallization of a metallic material (a → b) and crystal grains growth (b → c → d).]]
در گذشته فرض میشد که نرخ [[هستهزایی (شیمی)|هستهزایی]] دانههای تبلور مجدد با مدل نوسانات حرارتی که بهطور موفق برای فرایندهای انجماد و رسوبسازی استفاده میشد، مشخص میشود
در نتیجه نظریه جایگزین که توسط cahn در سال
شکل 2 a تا b تبلور مجدد و b تا d رشد دانههای حاصل از تبلور مجدد را نشان میدهد
== سینتیک تبلور مجدد ==
سینتیک تبلور مجدد عموماً به صورت نمودار نمایش داده شده در ادامه میباشد
[[پرونده:کسر تبلور مجدد یافته با زمان.png|بندانگشتی|296x296پیکسل|میزان کسر تبلور مجدد یافته با زمان]]
در ابتدا یک زمان نهفتگی برای آغاز فرایند وجود دارد و پس از آن جوانهزنی آغاز میشود.
یک زمان اولیه برای دوره جوانهزنی(
: <math> R = G \left (t-t_0 \right ) \,\! </math>
:
که در آن t0 زمان جوانهزنی و G نرخ رشد جوانهها (dR/dt) است
: <math> f = \frac{4}{3} \pi\ \dot NG^3 \int_{0}^{t} (t-t_0)^3\, dt = \frac{ \pi\ }{3}\dot NG^3t^4 \,\! </math>
:
این معادله در مراحل اولیه تبلور مجدد زمانیکه
: <math> f = 1 - \exp \left (- \frac{ \pi\ }{3} \dot NG^3t^4 \right ) \,\! </math>
:
در حالی که این معادله تعریف بهتری از فرایند را بیان میکند اما هنوز فرض بر این است که دانهها به شکل کروی میباشند، نرخ جوانهزنی و رشد ثابت است، دانهها به صورت تصادفی پخش شدهاند و زمان جوانهزنی (t0) کوچک است
عموماً اینگونه تصدیق شدهاست که هر مدل مفیدی باید نه تنها برای شرایط اولیهٔ ماده جواب دهد، بلکه همواره برای روابط در حال تغییر
== عوامل مؤثر در سرعت ==
دمای فرایند آنیل تأثیر چشمگیری بر سرعت تبلور مجدد که در معادله بالا آورده شد دارد
سرعت تبلور مجدد به شدت تحت تأثیر میزان تغییر شکل و به میزان کمتری تحت تأثیر شیوه اعمال تغییر شکل است
جهت دانه و این موضوع که در حین تغییر شکل این جهت چگونه تغییر میکند بر مقدار انرژی انباشتگی و در نتیجه بر سرعت تبلور مجدد تأثیر
== تأثیر فاز ثانویه ==
بسیاری از آلیاژها به منظور هدف صنعتی خود کسری حجمی از رسوبات فازی ثانویه را شامل میشوند، خواه این رسوبات به صورت ناخالصی باشد یا از عمد و به منظور خاصی به آلیاژ اضافه شده باشد
[[پرونده:تاثیر رسوبات ریز بر اندازه دانه در تمونه تبلور مجدد یافته.png|بندانگشتی|276x276پیکسل|تاثیر رسوبات ریز بر اندازه دانه در تمونه تبلور مجدد یافته]]
=== رسوبات ریز ===
تبلور مجدد به وسیلهٔ رسوبات ریزی که پراکنده شدهاند و فاصله آنها از هم کم میباشد، یا متوقف میشود یا سرعت آن بهطور قابل ملاحظهای کاهش میابد که این عمل به دلیل فشار ناشی از سنجاق شدن مرزهای دانههای با زاویه کم و زیاد است
▲تبلور مجدد به وسیلهٔ رسوبات ریزی که پراکنده شدهاند و فاصله آنها از هم کم میباشد، یا متوقف میشود یا سرعت آن بهطور قابل ملاحظهای کاهش میابد که این عمل به دلیل فشار ناشی از سنجاق شدن مرزهای دانههای با زاویه کم و زیاد است . این فشار مستقیماً با نیروی محرک ناشی از چگالی نابجاییها مخالفت میکند و تأثیر آن بر سینتیک جوانهزنی و رشد جوانه میباشد . این تأثیر میتواند با توجه به تراز پراکندگی رسوبات <math> F_v/r </math> توجیه شود که در آن Fv کسر حجمی فاز ثانویه و r شعاع آن میباشد . در نسبت <math> F_v/r </math> پایین، اندازه دانه به وسیله تعداد جوانهها تعیین میشود و به همین ترتیب ممکن است که در ابتدا این اندازه خیلی کوچک باشد . اگر چه دانهها از نظر رشد دانه ناپایدارند اما در حین عملیات آنیل آنقدر رشد میکنند تا رسوبات، فشار کافی سنجاق کردن را برای متوقف کردن دانهها از خود نشان دهند . در نسبتهای مناسب <math> F_v/r </math>، اندازه دانه بازهم توسط تعداد جوانهها مشخص میشود، اما در اینجا دانهها از نظر رشد معمولی پایدارند (در حالی که احتمال رشد غیرطبیعی هنوز وجود دارد) و در نسبت <math> F_v/r </math> بالا، ساختار تغییر شکل یافته که دچار تبلور مجدد نشدهاست، پایدار میباشد و جلوی انجام تبلور مجدد گرفته شدهاست .
=== رسوبات بزرگ ===
[[پرونده:تاثیر اندازه و کسر حجمی رسوبات بر اندازه دانه تبلور مجدد یافته (چپ) و دانه متشکل از PSN (راست).png|بندانگشتی|441x441پیکسل|تاثیر اندازه و کسر حجمی رسوبات بر اندازه دانه تبلور مجدد یافته (چپ) و دانه متشکل از PSN (راست)]]
نواحی تغییر شکل در اطراف رسوبات بزرگ غیرقابل تغییر شکل (بالای
اندازهٔ ناحیه و اختلاف جهت مرز دانهها در ناحیه تغییر شکل یافته به اندازه رسوبات وابسته
پیشبینی رفتار تبلور مجدد موادی که توزیع گستردهای از اندازه رسوبات را شامل میشوند دشوار است
== منابع ==
{{
{{پانویس|۲}}
{{پایان چپچین}}
{{فرایندهای جداسازی}}
|