استحکام بخشی آلومینیوم. پنج مکانیزم مجزا برای استحکام بخشی آلومینیوم وجود دارد که قابل اعمال به آلیاژهای آلومینیوم هستند. این مکانیزم ها شامل: کنترل اندازه دانه، آلیاژهازی محلول جامد، تشکیل فاز ثانویه، کرنش سختی ( کار - سرد ) و رسوب سختی یا پیرسختی می باشند.
اثر هال - پچ یا رفتار هال - پچ که استحکام بخشی مرزدانه ای نیز نامیده می شود، به پدیده افزایش تنش تسلیم مواد با کاهش اندازه دانهٔ آن ها گفته می شود. رابطه بین این پارامترها اولین بار توسط هال پیشنهاد شده و سپس توسط پچ بسیار گسترش یافت. این رابطه به صورت زیر بیان می شود.
که در آن iσ، استحکام تسلیم، o σ تنش اصطکاکی، k پارامتر قفل شدن و D قطر متوسط دانه ها است. مطابق معادله هال - پچ با کاهش اندازه دانه، استحکام تسلیم و استحکام نهایی کششی فلزات کاهش می یابند.
فلزات بسیار کمی در حالت خالص استفاده می شوند، زیرا به طور کلی استحکام فلزات خالص برای اغلب مصارف مهندسی کافی نیست. برای بالا بردن استحکام، فلز آلیاژسازی می شود، یعنی با سایر عناصر مخلوط می شود. نوع و مقدار عناصر آلیاژی به دقت انتخاب و کنترل می شوند تا خواص مطلوب را ایجاد کنند.
آلیاژ، یک جامد فلزی است که از طریق حل کردن یک جزء حل شدنی یا بیشتر یعنی همان عناصر آلیاژی، در توده فلز یعنی حلال، در حالت مایع ساخته می شود. آلیاژ در حین سرد کردن به صورت یک محلول جامد منجمد می شود که می تواند در یک محدوده ترکیب وجود داشته باشد و تمام این آلیاژ به صورت همگن خواهد بود. عناصر زیادی می توانند با آلومینیوم آلیاژسازی شوند لیکن تنها تعداد نسبتاً کمی از این ها می توانند سبب افزایش استحکام یا جوش پذیری شوند. مهم ترین عناصر آلیاژی عبارتند از سیلیسیم، که سبب افزایش استحکام و سیالیت می شود؛ مس، که استحکام بسیار بالا ایجاد می کند؛ منیزیم، که هر دو مورد استحکام و مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد؛ منگنز، که هم استحکام و هم انعطاف پذیری را بهبود می دهد؛ و روی، که در ترکیب با منیزیم یا مس، استحکام را بهبود می بخشد و به بازیابی استحکام از دست رفته در حین جوشکاری کمک می کند.
کار سرد، کار سختی یا کرنش سختی، یک فرایند مهم برای افزایش استحکام یا سختی فلزات و آلیاژهایی است که نمی توانند با عملیات حرارتی سخت شوند. کار سختی شامل یک تغییر شکل است که با دادن انرژی مکانیکی ورودی ایجاد می شود. هنگامی که تغییر شکل ایجاد شود، استحکام فلز افزایش می یابد و سخت تر می شود ولی انعطاف پذیری کاهش می یابد. در کار سرد یک یا دو بعد از قطعه تحت کارسرد کاهش و در نتیجه بعد یا بعدهای دیگر افزایش می یابند. این موضوع سبب افزایش طول دانه های فلز در همان جهت کارسرد می شود. افزایش طول دانه ها یک جهت گیری ترجیحی از دانه ها و یک تنش سطح بالا از تنش های داخلی را در پی خواهد داشت. افزایش تنش داخلی نه تنها استحکام را افزایش و انعطاف پذیری را کاهش می دهد، بلکه منجر به کاهش بسیار جزیی چگالی، کاهش هدایت الکتریکی، افزایش ضریب انبساط حرارتی و کاهش مقاومت به خوردگی تنشی می شود.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاثر هال - پچ یا رفتار هال - پچ که استحکام بخشی مرزدانه ای نیز نامیده می شود، به پدیده افزایش تنش تسلیم مواد با کاهش اندازه دانهٔ آن ها گفته می شود. رابطه بین این پارامترها اولین بار توسط هال پیشنهاد شده و سپس توسط پچ بسیار گسترش یافت. این رابطه به صورت زیر بیان می شود.
که در آن iσ، استحکام تسلیم، o σ تنش اصطکاکی، k پارامتر قفل شدن و D قطر متوسط دانه ها است. مطابق معادله هال - پچ با کاهش اندازه دانه، استحکام تسلیم و استحکام نهایی کششی فلزات کاهش می یابند.
فلزات بسیار کمی در حالت خالص استفاده می شوند، زیرا به طور کلی استحکام فلزات خالص برای اغلب مصارف مهندسی کافی نیست. برای بالا بردن استحکام، فلز آلیاژسازی می شود، یعنی با سایر عناصر مخلوط می شود. نوع و مقدار عناصر آلیاژی به دقت انتخاب و کنترل می شوند تا خواص مطلوب را ایجاد کنند.
آلیاژ، یک جامد فلزی است که از طریق حل کردن یک جزء حل شدنی یا بیشتر یعنی همان عناصر آلیاژی، در توده فلز یعنی حلال، در حالت مایع ساخته می شود. آلیاژ در حین سرد کردن به صورت یک محلول جامد منجمد می شود که می تواند در یک محدوده ترکیب وجود داشته باشد و تمام این آلیاژ به صورت همگن خواهد بود. عناصر زیادی می توانند با آلومینیوم آلیاژسازی شوند لیکن تنها تعداد نسبتاً کمی از این ها می توانند سبب افزایش استحکام یا جوش پذیری شوند. مهم ترین عناصر آلیاژی عبارتند از سیلیسیم، که سبب افزایش استحکام و سیالیت می شود؛ مس، که استحکام بسیار بالا ایجاد می کند؛ منیزیم، که هر دو مورد استحکام و مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد؛ منگنز، که هم استحکام و هم انعطاف پذیری را بهبود می دهد؛ و روی، که در ترکیب با منیزیم یا مس، استحکام را بهبود می بخشد و به بازیابی استحکام از دست رفته در حین جوشکاری کمک می کند.
کار سرد، کار سختی یا کرنش سختی، یک فرایند مهم برای افزایش استحکام یا سختی فلزات و آلیاژهایی است که نمی توانند با عملیات حرارتی سخت شوند. کار سختی شامل یک تغییر شکل است که با دادن انرژی مکانیکی ورودی ایجاد می شود. هنگامی که تغییر شکل ایجاد شود، استحکام فلز افزایش می یابد و سخت تر می شود ولی انعطاف پذیری کاهش می یابد. در کار سرد یک یا دو بعد از قطعه تحت کارسرد کاهش و در نتیجه بعد یا بعدهای دیگر افزایش می یابند. این موضوع سبب افزایش طول دانه های فلز در همان جهت کارسرد می شود. افزایش طول دانه ها یک جهت گیری ترجیحی از دانه ها و یک تنش سطح بالا از تنش های داخلی را در پی خواهد داشت. افزایش تنش داخلی نه تنها استحکام را افزایش و انعطاف پذیری را کاهش می دهد، بلکه منجر به کاهش بسیار جزیی چگالی، کاهش هدایت الکتریکی، افزایش ضریب انبساط حرارتی و کاهش مقاومت به خوردگی تنشی می شود.
wiki: استحکام بخشی آلومینیوم