નક્કર ઉકેલ મજબૂત

1. વ્યાખ્યા

એક એવી ઘટના કે જેમાં એલોયિંગ તત્વોને બેઝ મેટલમાં ઓગળવામાં આવે છે જેથી જાળીની ચોક્કસ વિકૃતિ થાય છે અને આમ એલોયની મજબૂતાઈ વધે છે.

2. સિદ્ધાંત

ઘન દ્રાવણમાં ઓગળેલા દ્રાવ્ય અણુઓ જાળી વિકૃતિનું કારણ બને છે, જે અવ્યવસ્થાની હિલચાલનો પ્રતિકાર વધારે છે, લપસી જવું મુશ્કેલ બનાવે છે અને એલોયના ઘન દ્રાવણની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા વધે છે. ઘન દ્રાવણ બનાવવા માટે ચોક્કસ દ્રાવ્ય તત્વને ઓગાળીને ધાતુને મજબૂત કરવાની આ ઘટનાને ઘન દ્રાવણ મજબૂતીકરણ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે દ્રાવ્ય અણુઓની સાંદ્રતા યોગ્ય હોય, ત્યારે સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા વધારી શકાય છે, પરંતુ તેની કઠિનતા અને પ્લાસ્ટિસિટી ઘટી છે.

3. પ્રભાવિત પરિબળો

દ્રાવ્ય અણુઓનો અણુ અપૂર્ણાંક જેટલો ઊંચો હોય છે, તેટલી મજબૂત અસર વધુ હોય છે, ખાસ કરીને જ્યારે અણુ અપૂર્ણાંક ખૂબ ઓછો હોય, ત્યારે મજબૂતીકરણની અસર વધુ નોંધપાત્ર હોય છે.

દ્રાવ્ય અણુઓ અને બેઝ મેટલના પરમાણુ કદ વચ્ચેનો તફાવત જેટલો વધારે છે, તેટલી મજબૂત અસર વધારે છે.

ઇન્ટર્સ્ટિશલ સોલ્યુટ પરમાણુ રિપ્લેસમેન્ટ અણુઓ કરતાં વધુ ઘન સોલ્યુશનને મજબૂત બનાવતા અસર ધરાવે છે, અને કારણ કે શરીર-કેન્દ્રિત ક્યુબિક સ્ફટિકોમાં ઇન્ટર્સ્ટિશલ અણુઓની જાળી વિકૃતિ અસમપ્રમાણ છે, તેમની મજબૂતીકરણ અસર ચહેરા-કેન્દ્રિત ઘન સ્ફટિકો કરતા વધારે છે; પરંતુ ઇન્ટર્સ્ટિશલ અણુઓ ઘન દ્રાવ્યતા ખૂબ જ મર્યાદિત છે, તેથી વાસ્તવિક મજબૂતીકરણની અસર પણ મર્યાદિત છે.

દ્રાવ્ય અણુઓ અને બેઝ મેટલ વચ્ચે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં જેટલો મોટો તફાવત, ઘન દ્રાવણની મજબૂતીકરણની અસર વધુ સ્પષ્ટ છે, એટલે કે, વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન સાંદ્રતામાં વધારો સાથે ઘન દ્રાવણની ઉપજ શક્તિ વધે છે.

4. ઘન સોલ્યુશનને મજબૂત કરવાની ડિગ્રી મુખ્યત્વે નીચેના પરિબળો પર આધારિત છે

મેટ્રિક્સ અણુઓ અને દ્રાવ્ય અણુઓ વચ્ચેના કદમાં તફાવત. કદમાં તફાવત જેટલો મોટો, મૂળ સ્ફટિક રચનામાં વધુ દખલગીરી, અને ડિસલોકેશન સ્લિપ માટે તે વધુ મુશ્કેલ છે.

એલોયિંગ તત્વોનો જથ્થો. વધુ એલોયિંગ તત્વો ઉમેરવામાં આવે છે, વધુ મજબૂત અસર. જો ઘણા બધા અણુઓ ખૂબ મોટા અથવા ખૂબ નાના હોય, તો દ્રાવ્યતા ઓળંગી જશે. આમાં અન્ય મજબૂતીકરણની પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે, વિખરાયેલા તબક્કાને મજબૂત બનાવવું.

ઇન્ટર્સ્ટિશિયલ દ્રાવ્ય અણુઓ રિપ્લેસમેન્ટ અણુઓ કરતાં વધુ ઘન દ્રાવણને મજબૂત બનાવતી અસર ધરાવે છે.

દ્રાવ્ય અણુઓ અને બેઝ મેટલ વચ્ચે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં તફાવત જેટલો વધારે છે, ઘન દ્રાવણને મજબૂત બનાવતી અસર વધુ નોંધપાત્ર છે.

5. અસર

ઉપજ શક્તિ, તાણ શક્તિ અને કઠિનતા શુદ્ધ ધાતુઓ કરતાં વધુ મજબૂત છે;

મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, શુદ્ધ ધાતુ કરતાં નરમતા ઓછી હોય છે;

વાહકતા શુદ્ધ ધાતુ કરતાં ઘણી ઓછી છે;

ઘન સોલ્યુશનને મજબૂત કરીને ક્રીપ રેઝિસ્ટન્સ અથવા ઊંચા તાપમાને તાકાતની ખોટ સુધારી શકાય છે.

સખત મહેનત કરો

1. વ્યાખ્યા

જેમ જેમ ઠંડા વિકૃતિની ડિગ્રી વધે છે તેમ, ધાતુની સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા વધે છે, પરંતુ પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતા ઘટે છે.

2. પરિચય

એક એવી ઘટના જેમાં ધાતુની સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા વધે છે જ્યારે તે પુનઃસ્થાપન તાપમાનની નીચે પ્લાસ્ટિકલી વિકૃત થાય છે, જ્યારે પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતા ઘટે છે. કોલ્ડ વર્ક હાર્ડનિંગ તરીકે પણ ઓળખાય છે. તેનું કારણ એ છે કે જ્યારે ધાતુ પ્લાસ્ટિકલી વિકૃત હોય છે, ત્યારે ક્રિસ્ટલના દાણા સરકી જાય છે અને ડિસલોકેશન્સ ફસાઈ જાય છે, જેના કારણે સ્ફટિકના દાણા લંબાય છે, તૂટી જાય છે અને ફાઈબરાઈઝ થાય છે અને ધાતુમાં શેષ તણાવ ઉત્પન્ન થાય છે. વર્ક સખ્તાઇની ડિગ્રી સામાન્ય રીતે પ્રક્રિયા કરતા પહેલા સપાટીના સ્તરની માઇક્રોહાર્ડનેસના ગુણોત્તર અને સખત સ્તરની ઊંડાઈ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

3. ડિસલોકેશન થિયરીના પરિપ્રેક્ષ્યમાંથી અર્થઘટન

(1) અવ્યવસ્થા વચ્ચે આંતરછેદ થાય છે, અને પરિણામી કટ ડિસલોકેશનની હિલચાલને અવરોધે છે;

(2) અવ્યવસ્થા વચ્ચે પ્રતિક્રિયા થાય છે, અને રચાયેલ નિશ્ચિત અવ્યવસ્થા અવ્યવસ્થાની હિલચાલને અવરોધે છે;

(3) અવ્યવસ્થાનો પ્રસાર થાય છે, અને અવ્યવસ્થાની ઘનતામાં વધારો અવ્યવસ્થાની હિલચાલ સામે પ્રતિકાર વધારે છે.

4. નુકસાન

કામ સખ્તાઇથી મેટલ ભાગોની આગળની પ્રક્રિયામાં મુશ્કેલીઓ આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીલ પ્લેટને કોલ્ડ-રોલિંગની પ્રક્રિયામાં, તે રોલ કરવાનું વધુ કઠણ અને કઠણ બનશે, તેથી પ્રક્રિયા પ્રક્રિયા દરમિયાન મધ્યવર્તી એનેલીંગની વ્યવસ્થા કરવી જરૂરી છે જેથી તે ગરમ થવાથી તેના કામના સખ્તાઈને દૂર કરે. બીજું ઉદાહરણ છે કટીંગ પ્રક્રિયામાં વર્કપીસની સપાટીને બરડ અને સખત બનાવવાનું, જેનાથી ટૂલના ઘસારાને વેગ મળે છે અને કટીંગ ફોર્સ વધે છે.

5. લાભો

તે ધાતુઓની મજબૂતાઈ, કઠિનતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારને સુધારી શકે છે, ખાસ કરીને તે શુદ્ધ ધાતુઓ અને ચોક્કસ એલોય માટે કે જે હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા સુધારી શકાતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે, કોલ્ડ-ડ્રોન હાઇ-સ્ટ્રેન્થ સ્ટીલ વાયર અને કોલ્ડ-કોઇલ્ડ સ્પ્રિંગ, વગેરે, તેની મજબૂતાઈ અને સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદાને સુધારવા માટે કોલ્ડ વર્કિંગ ડિફોર્મેશનનો ઉપયોગ કરે છે. ટેન્ક, ટ્રેક્ટર ટ્રેક, ક્રશર જડબા અને રેલ્વે ટર્નઆઉટની કઠિનતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારને સુધારવા માટે વર્ક હાર્ડનિંગનો ઉપયોગ અન્ય ઉદાહરણ છે.

6. મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગમાં ભૂમિકા

કોલ્ડ ડ્રોઇંગ, રોલિંગ અને શોટ પીનિંગ (સપાટી મજબૂતીકરણ જુઓ) અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ પછી, મેટલ સામગ્રી, ભાગો અને ઘટકોની સપાટીની મજબૂતાઈ નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકાય છે;

ભાગો પર ભાર મૂક્યા પછી, અમુક ભાગોનો સ્થાનિક તાણ ઘણીવાર સામગ્રીની ઉપજ મર્યાદા કરતાં વધી જાય છે, જે પ્લાસ્ટિકના વિરૂપતાનું કારણ બને છે. કામ સખ્તાઇને કારણે, પ્લાસ્ટિકના વિરૂપતાના સતત વિકાસ પર પ્રતિબંધ છે, જે ભાગો અને ઘટકોની સલામતીને સુધારી શકે છે;

જ્યારે ધાતુના ભાગ અથવા ઘટકને સ્ટેમ્પ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેની પ્લાસ્ટિકની વિકૃતિ મજબૂતીકરણ સાથે હોય છે, જેથી વિરૂપતા તેની આસપાસના બિન-કાર્ય વિનાના સખત ભાગમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આવી પુનરાવર્તિત વૈકલ્પિક ક્રિયાઓ પછી, સમાન ક્રોસ-વિભાગીય વિકૃતિ સાથે કોલ્ડ સ્ટેમ્પિંગ ભાગો મેળવી શકાય છે;

તે નીચા કાર્બન સ્ટીલના કટીંગ પ્રદર્શનને સુધારી શકે છે અને ચિપ્સને અલગ કરવાનું સરળ બનાવી શકે છે. પરંતુ કામ સખ્તાઇ પણ ધાતુના ભાગોની આગળની પ્રક્રિયામાં મુશ્કેલીઓ લાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઠંડા દોરેલા સ્ટીલ વાયર વર્ક હાર્ડનિંગને કારણે આગળ દોરવા માટે ઘણી ઊર્જા વાપરે છે, અને તે તૂટી પણ શકે છે. તેથી, ડ્રોઇંગ પહેલાં કામની સખ્તાઇને દૂર કરવા માટે તેને એનલ કરવું આવશ્યક છે. બીજું ઉદાહરણ એ છે કે કટીંગ દરમિયાન વર્કપીસની સપાટીને બરડ અને સખત બનાવવા માટે, ફરીથી કટીંગ દરમિયાન કટીંગ ફોર્સ વધારવામાં આવે છે, અને ટૂલ વેઅરને વેગ આપવામાં આવે છે.

ફાઇન અનાજ મજબૂત

1. વ્યાખ્યા

સ્ફટિકના અનાજને શુદ્ધ કરીને ધાતુની સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવાની પદ્ધતિને ક્રિસ્ટલ રિફાઇનિંગ મજબૂતીકરણ કહેવામાં આવે છે. ઉદ્યોગમાં, ક્રિસ્ટલ અનાજને શુદ્ધ કરીને સામગ્રીની મજબૂતાઈમાં સુધારો થાય છે.

2. સિદ્ધાંત

ધાતુઓ સામાન્ય રીતે ઘણા ક્રિસ્ટલ અનાજની બનેલી પોલીક્રિસ્ટલ્સ હોય છે. ક્રિસ્ટલ અનાજનું કદ એકમ વોલ્યુમ દીઠ ક્રિસ્ટલ અનાજની સંખ્યા દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે. સંખ્યા જેટલી વધુ, ક્રિસ્ટલના દાણા વધુ. પ્રયોગો દર્શાવે છે કે ઓરડાના તાપમાને ઝીણા દાણાવાળી ધાતુઓમાં બરછટ-દાણાવાળી ધાતુઓ કરતાં વધુ તાકાત, કઠિનતા, પ્લાસ્ટિસિટી અને કઠિનતા હોય છે. આનું કારણ એ છે કે સૂક્ષ્મ અનાજ બાહ્ય બળ હેઠળ પ્લાસ્ટિકની વિકૃતિમાંથી પસાર થાય છે અને વધુ અનાજમાં વિખેરાઈ શકે છે, પ્લાસ્ટિકનું વિરૂપતા વધુ સમાન છે, અને તાણની સાંદ્રતા ઓછી છે; વધુમાં, અનાજ જેટલા ઝીણા હશે, તેટલી મોટી અનાજની સીમા વિસ્તાર અને વધુ કપટી અનાજની સીમાઓ. તિરાડોનો પ્રચાર વધુ પ્રતિકૂળ છે. તેથી, ક્રિસ્ટલ અનાજને શુદ્ધ કરીને સામગ્રીની મજબૂતાઈમાં સુધારો કરવાની પદ્ધતિને ઉદ્યોગમાં અનાજ શુદ્ધિકરણ મજબૂતીકરણ કહેવામાં આવે છે.

3. અસર

અનાજનું કદ જેટલું નાનું હોય છે, ડિસલોકેશન ક્લસ્ટરમાં ડિસલોકેશન (n) ની સંખ્યા ઓછી હોય છે. τ=nτ0 મુજબ, તણાવની સાંદ્રતા જેટલી ઓછી હશે, સામગ્રીની મજબૂતાઈ જેટલી વધારે છે;

સૂક્ષ્મ-અનાજના મજબૂતીકરણનો મજબૂત કાયદો એ છે કે વધુ અનાજની સીમાઓ, ઝીણા અનાજ. હોલ-પેઇકી સંબંધ અનુસાર, અનાજનું સરેરાશ મૂલ્ય (ડી) જેટલું નાનું હોય છે, સામગ્રીની ઉપજ શક્તિ વધારે હોય છે.

4. અનાજના શુદ્ધિકરણની પદ્ધતિ

સબકૂલિંગની ડિગ્રીમાં વધારો;

બગાડ સારવાર;

કંપન અને stirring;

ઠંડા-વિકૃત ધાતુઓ માટે, સ્ફટિકના અનાજને વિરૂપતા અને એનિલિંગ તાપમાનની ડિગ્રીને નિયંત્રિત કરીને શુદ્ધ કરી શકાય છે.

બીજા તબક્કામાં મજબૂતીકરણ

1. વ્યાખ્યા

સિંગલ-ફેઝ એલોય્સની તુલનામાં, મલ્ટિ-ફેઝ એલોય્સમાં મેટ્રિક્સ તબક્કા ઉપરાંત બીજો તબક્કો હોય છે. જ્યારે બીજા તબક્કાને મેટ્રિક્સ તબક્કામાં દંડ વિખેરાયેલા કણો સાથે સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે નોંધપાત્ર મજબૂતીકરણની અસર કરશે. આ મજબૂતીકરણની અસરને બીજા તબક્કાનું મજબૂતીકરણ કહેવામાં આવે છે.

2. વર્ગીકરણ

અવ્યવસ્થાની હિલચાલ માટે, એલોયમાં સમાયેલ બીજા તબક્કામાં નીચેની બે પરિસ્થિતિઓ છે:

(1) બિન-વિકૃત કણોનું મજબૂતીકરણ (બાયપાસ મિકેનિઝમ).

(2) વિકૃત કણોનું મજબૂતીકરણ (કટ-થ્રુ મિકેનિઝમ).

વિક્ષેપ મજબૂતીકરણ અને વરસાદ મજબૂતીકરણ બંને બીજા તબક્કાના મજબૂતીકરણના વિશેષ કિસ્સાઓ છે.

3. અસર

બીજા તબક્કાના મજબૂતીકરણનું મુખ્ય કારણ તેમની અને અવ્યવસ્થા વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે, જે અવ્યવસ્થાની હિલચાલને અવરોધે છે અને એલોયના વિરૂપતા પ્રતિકારને સુધારે છે.

સારાંશ માટે

તાકાતને અસર કરતા સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળો એ સામગ્રીની રચના, માળખું અને સપાટીની સ્થિતિ છે; બીજું બળની સ્થિતિ છે, જેમ કે બળની ગતિ, લોડ કરવાની પદ્ધતિ, સરળ સ્ટ્રેચિંગ અથવા પુનરાવર્તિત બળ, વિવિધ શક્તિઓ બતાવશે; વધુમાં, નમૂનાની ભૂમિતિ અને કદ અને પરીક્ષણ માધ્યમનો પણ મોટો પ્રભાવ હોય છે, કેટલીકવાર નિર્ણાયક પણ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન વાતાવરણમાં અતિ-ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સ્ટીલની તાણ શક્તિ ઝડપથી ઘટી શકે છે.

ધાતુની સામગ્રીને મજબૂત કરવાની માત્ર બે રીત છે. એક એલોયના આંતરપરમાણુ બંધન બળને વધારવું, તેની સૈદ્ધાંતિક શક્તિ વધારવી, અને મૂછો જેવા ખામી વિના સંપૂર્ણ સ્ફટિક તૈયાર કરવું. તે જાણીતું છે કે આયર્ન વ્હિસ્કરની મજબૂતાઈ સૈદ્ધાંતિક મૂલ્યની નજીક છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આ એટલા માટે છે કારણ કે મૂછોમાં કોઈ ડિસલોકેશન નથી, અથવા માત્ર થોડી માત્રામાં ડિસલોકેશન્સ છે જે વિકૃતિ પ્રક્રિયા દરમિયાન ફેલાતા નથી. કમનસીબે, જ્યારે વ્હીસ્કરનો વ્યાસ મોટો હોય છે, ત્યારે તાકાત ઝડપથી ઘટી જાય છે. અન્ય મજબૂતીકરણનો અભિગમ એ છે કે સ્ફટિકમાં મોટી સંખ્યામાં ક્રિસ્ટલ ખામીઓ દાખલ કરવી, જેમ કે અવ્યવસ્થા, બિંદુ ખામી, વિજાતીય અણુઓ, અનાજની સીમાઓ, અત્યંત વિખરાયેલા કણો અથવા અસંગતતા (જેમ કે વિભાજન), વગેરે. આ ખામીઓ અવ્યવસ્થાની હિલચાલને અવરોધે છે અને મેટલની મજબૂતાઈમાં પણ નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. તથ્યોએ સાબિત કર્યું છે કે ધાતુઓની તાકાત વધારવા માટે આ સૌથી અસરકારક રીત છે. ઇજનેરી સામગ્રીઓ માટે, તે સામાન્ય રીતે વધુ સારી વ્યાપક કામગીરી હાંસલ કરવા માટે વ્યાપક મજબૂતીકરણ અસરો દ્વારા છે.