روش های مختلفی برای تغییر تنش تسلیم، شکل پذیری و سختی کریستال ها و آمورف ها ابداع شده. این مکانیزم های استحکام بخشی به مهندسین این توانایی را می دهد که خواص مکانیکی مواد را طوری تغییر دهند که برای کاربردهای متعدد مناسب باشد. برای مثال خواص مطلوب فولاد، ناشی از تلفیق بینابینی کربن در شبکه آهن است. بر اثر یک مکانیزم استحکام بخشی، برنج، یک آلیاژ دوتایی از مس و روی، دارای خواص مکانیکی برتر در مقایسه با عناصر سازنده خود است. سخت کاری ( مثل ضربه زدن به یک قطعه فلز داغ و سرخ شده روی سندان ) هم برای قرن ها توسط آهنگران استفاده شده تا نابجایی را در مواد ایجاد کند که تنش تسلیم آن ها را افزایش دهد.
تغییر شکل پلاستیک وقتی به وجود می آید که تعداد زیادی نابحایی حرکت می کنند و بیشتر می شوند تا جایی که باعث ایجاد تغییر فرم ماکروسکوپیک می شوند. به عبارت دیگر، این حرکت نابجایی ها در ماده است که اجازه تغییر شکل می دهد. اگر بخواهیم خواص مکانیکی ماده را بهبود ببخشیم، باید مکانیزمی را درست کنیم که مانع حرکت این نابجایی ها شود. مکانیزم هرچه که باشد ( کار سختی، کاهش اندازه دانه ها و… ) ، مانع این حرکت ها شده و ماده را قوی تر از قبل می کند. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
تنش مورد نیاز برای به حرکت درآوردن نابجایی ها چند برابر کمتر از تنش مورد نیاز در تئوری برای انتقال یک صفحه از اتم هاست. از این رو، سختی و استحکام به اینکه نابجایی ها به چه آسانی جابه جا می شوند بستگی دارد. نقاط پین یا همان نقاطی در کریستال که از حرکت نابجایی ها ممانعت می کنند را هم می توان در شبکه اضافه کرد تا استحکام مکانیکی افزایش یابد. نابجایی ها ممکن است به خاطر تداخل محل تنش با دیگر نابجایی ها و اجزای محلول، پین شوند که ایجاد مرزهای فیزیکی از فاز دوم باعث تسریع تشکیل مرز دانه ها می شود.
چهار مکانیزم اصلی برای تقویت فلزات وجود دارد که هر کدام روشی است برای جلوگیری از حرکت نابجایی ها و انتشار است یا اینکه شرایط را از نظر انرژی برای نابجایی برای حرکت کردن نا مساعد می کند. برای ماده ای که با روشی مستحکم شده، مقدار نیروی مورد نیاز برای شروع تغییر شکل پلاستیک، بیشتر از همین مقدار برای ماده اصلی است.
در آمورف ها از جمله، پلیمرها، شیشه و فلزهای آمورفی، عدم وجود نظم دوربرد باعث تسلیم شدن ماده و شکست ترد، ترک برداشتن و تغییر شکل برشی می شود. در این سیستم ها، مکانیزم های استحکام بخشی شامل نابجایی ها نمی شوند بلکه شامل تغییر در ساختار شیمیایی و پردازش ماده تشکیل دهنده می شوند. استحکام مواد را نمی توان بی نهایت افزایش داد. هر یک از مکانیزم هایی که در ذیل توضیح داده شده شامل برخی مبادله ها هستند که خواص مواد در طول پروسه استحکام بخشی توسط آن ها تحت تأثیر قرار می گیرد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفتغییر شکل پلاستیک وقتی به وجود می آید که تعداد زیادی نابحایی حرکت می کنند و بیشتر می شوند تا جایی که باعث ایجاد تغییر فرم ماکروسکوپیک می شوند. به عبارت دیگر، این حرکت نابجایی ها در ماده است که اجازه تغییر شکل می دهد. اگر بخواهیم خواص مکانیکی ماده را بهبود ببخشیم، باید مکانیزمی را درست کنیم که مانع حرکت این نابجایی ها شود. مکانیزم هرچه که باشد ( کار سختی، کاهش اندازه دانه ها و… ) ، مانع این حرکت ها شده و ماده را قوی تر از قبل می کند. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
تنش مورد نیاز برای به حرکت درآوردن نابجایی ها چند برابر کمتر از تنش مورد نیاز در تئوری برای انتقال یک صفحه از اتم هاست. از این رو، سختی و استحکام به اینکه نابجایی ها به چه آسانی جابه جا می شوند بستگی دارد. نقاط پین یا همان نقاطی در کریستال که از حرکت نابجایی ها ممانعت می کنند را هم می توان در شبکه اضافه کرد تا استحکام مکانیکی افزایش یابد. نابجایی ها ممکن است به خاطر تداخل محل تنش با دیگر نابجایی ها و اجزای محلول، پین شوند که ایجاد مرزهای فیزیکی از فاز دوم باعث تسریع تشکیل مرز دانه ها می شود.
چهار مکانیزم اصلی برای تقویت فلزات وجود دارد که هر کدام روشی است برای جلوگیری از حرکت نابجایی ها و انتشار است یا اینکه شرایط را از نظر انرژی برای نابجایی برای حرکت کردن نا مساعد می کند. برای ماده ای که با روشی مستحکم شده، مقدار نیروی مورد نیاز برای شروع تغییر شکل پلاستیک، بیشتر از همین مقدار برای ماده اصلی است.
در آمورف ها از جمله، پلیمرها، شیشه و فلزهای آمورفی، عدم وجود نظم دوربرد باعث تسلیم شدن ماده و شکست ترد، ترک برداشتن و تغییر شکل برشی می شود. در این سیستم ها، مکانیزم های استحکام بخشی شامل نابجایی ها نمی شوند بلکه شامل تغییر در ساختار شیمیایی و پردازش ماده تشکیل دهنده می شوند. استحکام مواد را نمی توان بی نهایت افزایش داد. هر یک از مکانیزم هایی که در ذیل توضیح داده شده شامل برخی مبادله ها هستند که خواص مواد در طول پروسه استحکام بخشی توسط آن ها تحت تأثیر قرار می گیرد.
