سلام! بهعنوان تامینکننده آلیاژهای برنز، اغلب در مورد مکانیسمهای سختشدن - بارش در این مواد شگفتانگیز سؤال میشود. بنابراین، فکر کردم کمی وقت بگذارم تا آن را برای شما تجزیه کنم.
ابتدا اجازه دهید کمی در مورد برنز صحبت کنیم. برنز آلیاژی است که عمدتاً از مس و قلع ساخته شده است، اگرچه عناصر دیگری مانند آلومینیوم، سیلیکون یا فسفر نیز می توانند برای افزایش خواص آن اضافه شوند. این برای قرن ها وجود داشته است و طیف گسترده ای از کاربردها، از هنر و جواهرات گرفته تا ماشین آلات صنعتی را دارد. شما می توانید برخی از محصولات برنز ما را بررسی کنید، مانندلوله برنزی شکل،میله برنزی شکل، ولوله برنز گرد، در وب سایت ما
در حال حاضر، بر روی سخت شدن بارش. این یک فرآیند عملیات حرارتی است که برای تقویت آلیاژها استفاده می شود و با برنز بسیار خوب کار می کند. ایده اصلی در پشت سخت شدن رسوبی ایجاد ذرات ریز یا رسوب در ساختار آلیاژ است. این رسوبات مانند موانعی برای حرکت نابجایی ها (نقص در شبکه کریستالی فلز) عمل می کنند که آلیاژ را سخت تر و قوی تر می کند.
فرآیند رسوب - سخت شدن در آلیاژهای برنز معمولاً در سه مرحله اصلی انجام می شود: تصفیه محلول، کوئنچ و پیری.
راه حل درمان
اولین مرحله درمان محلول است. در این مرحله آلیاژ برنز تا دمای بالا گرم می شود و برای مدت معینی در آنجا نگهداری می شود. این دما معمولاً بالاتر از خط solvus در نمودار فاز آلیاژ است. در این دمای بالا، تمام عناصر آلیاژی، مانند قلع در مورد برنز، در ماتریس مس حل می شوند و یک محلول جامد تک فاز را تشکیل می دهند. این مانند درست کردن یک کوکتل بسیار خوب است که در آن همه مواد به طور مساوی توزیع شده اند.
به عنوان مثال، اگر یک آلیاژ برنز با درصد معینی از قلع داشته باشیم، حرارت دادن آن در طول عملیات محلول به اتمهای قلع اجازه میدهد تا به طور یکنواخت در سراسر شبکه مسی پخش شوند. این توزیع یکنواخت برای مراحل بعدی فرآیند بسیار مهم است. زمان و دما برای تصفیه محلول به ترکیب خاص آلیاژ برنز بستگی دارد. آلیاژهای مختلف محلول بهینه متفاوتی خواهند داشت - شرایط تصفیه.
خاموش کردن
پس از درمان محلول، مرحله بعدی کوئنچ است. این شامل خنک کردن سریع آلیاژ از محلول بالا - دمای عملیات به دمای اتاق است. ما معمولاً این کار را با فرو بردن آلیاژ گرم شده در یک محیط خاموش کننده مانند آب یا روغن انجام می دهیم. هدف از خاموش کردن، "یخ زدن" محلول جامد با دمای بالا در محل است.
وقتی آلیاژ را خاموش می کنیم، اتم های موجود در محلول جامد زمان کافی برای مرتب کردن خود ندارند. بنابراین، اتمهای قلع که در حین تصفیه محلول به طور مساوی در ماتریکس مس توزیع شدهاند، در جایی که هستند باقی میمانند، حتی اگر در دمای اتاق در حالت فوق اشباع باشند. مثل این است که یک عکس فوری از کوکتل مخلوط شده بگیرید و ناگهان آن را جامد کنید.
با این حال، خاموش کردن گاهی اوقات می تواند باعث ایجاد تنش های داخلی در آلیاژ به دلیل خنک شدن سریع شود. این تنش ها در صورت عدم مدیریت صحیح می توانند منجر به ترک خوردگی یا اعوجاج در آلیاژ شوند. به همین دلیل است که گاهی اوقات ممکن است از یک فرآیند خاموش کردن کنترلشدهتر استفاده کنیم یا آن را با یک عملیات حرارتی تسکین دهنده استرس دنبال کنیم.
پیری
مرحله آخر پیری است. اینجاست که جادو واقعا اتفاق می افتد. پس از کوئنچ، محلول جامد فوق اشباع ناپایدار است. در طول پیری، آلیاژ تا دمای پایینتری، معمولاً بین 100 تا 300 درجه سانتیگراد، گرم میشود و برای مدتی در آنجا نگهداری میشود. در این دمای پایین تر، اتم های قلع فوق اشباع شروع به جمع شدن و تشکیل خوشه های کوچک می کنند. سپس این خوشه ها به رسوباتی تبدیل می شوند که قبلاً در مورد آنها صحبت کردیم.
با ادامه روند پیری، رسوبات بزرگتر و زیادتر می شوند. اندازه، شکل و توزیع این رسوبات تأثیر زیادی بر خواص مکانیکی آلیاژ برنز دارد. در مراحل اولیه پیری، رسوبات بسیار کوچک و منسجم با ماتریس مس هستند. این بدان معنی است که ساختار کریستالی رسوبات شبیه به ساختار ماتریس اطراف است و آنها به خوبی به آن متصل هستند.
با افزایش زمان پیری، رسوبات انسجام خود را از دست داده و نیمه منسجم یا نامنسجم می شوند. استحکام آلیاژ معمولاً با رشد رسوبات افزایش می یابد، اما نقطه ای وجود دارد که پیری بیش از حد ممکن است رخ دهد. پیری بیش از حد زمانی اتفاق می افتد که رسوبات بیش از حد بزرگ شوند. در این مرحله، استحکام آلیاژ شروع به کاهش میکند، زیرا رسوبات بزرگ در جلوگیری از حرکت نابجایی مؤثر نیستند.
زمان و دمای بهینه پیری به ترکیب آلیاژ و خواص مورد نظر بستگی دارد. برای برخی از آلیاژهای برنز، زمان پیری نسبتاً کوتاه در دمای متوسط ممکن است بهترین نتایج را به همراه داشته باشد، در حالی که برای برخی دیگر، زمان پیری طولانیتر در دمای کمی متفاوت میتواند بهتر باشد.
عوامل موثر بر سخت شدن بارش در آلیاژهای برنز
عوامل متعددی وجود دارد که می تواند بر میزان بارش تأثیر بگذارد - فرآیند سخت شدن در آلیاژهای برنز.
ترکیب آلیاژی
ترکیب آلیاژ برنز یک عامل اصلی است. نوع و مقدار عناصر آلیاژی نقش بسزایی دارد. به عنوان مثال، درصد قلع در آلیاژ برنز تعیین می کند که چه تعداد رسوب می تواند در طول پیری تشکیل شود. قلع بیشتر به طور کلی به معنای پتانسیل بیشتر برای بارندگی است، اما یک محدوده بهینه وجود دارد. اگر قلع بیش از حد باشد، می تواند به مسائل دیگری مانند تشکیل ترکیبات بین فلزی شکننده منجر شود.
سایر عناصر آلیاژی نیز می توانند تأثیر بگذارند. افزودن مقادیر کمی از عناصر مانند آلومینیوم یا فسفر می تواند اندازه، شکل و توزیع رسوبات را تغییر دهد. این عناصر ممکن است به عنوان مکان های هسته زایی برای رسوبات عمل کنند یا بر سرعت انتشار عناصر آلیاژی در طول پیری تأثیر بگذارند.
پارامترهای حرارتی - درمان
زمان و دمای مورد استفاده در درمان محلول، خاموش کردن، و پیری بسیار مهم است. همانطور که قبلا ذکر کردیم، آلیاژهای مختلف به شرایط بهینه عملیات حرارتی متفاوتی نیاز دارند. حتی تغییرات کوچک در این پارامترها می تواند تأثیر زیادی بر خواص نهایی آلیاژ داشته باشد. به عنوان مثال، اگر دمای محلول - تصفیه خیلی پایین باشد، همه عناصر آلیاژی به درستی حل نمی شوند، که می تواند منجر به توزیع ناهموار رسوبات در طول پیری شود.
اندازه دانه
اندازه دانه آلیاژ برنز نیز مهم است. اندازه دانه ریزتر به طور کلی منجر به بارش بهتر - نتایج سخت شدن می شود. دانه های کوچکتر مرزهای دانه بیشتری را فراهم می کند که می تواند به عنوان مکان های اضافی برای تشکیل رسوب عمل کند. همچنین، مرزهای دانه می تواند به توزیع یکنواخت تنش های داخلی در هنگام خاموش کردن کمک کند و خطر ترک خوردگی را کاهش دهد.
مزایای سخت شدن بارندگی در آلیاژهای برنز
سخت شدن رسوبی مزایای متعددی برای آلیاژهای برنز دارد.
افزایش استحکام و سختی
مزیت اصلی افزایش قابل توجه استحکام و سختی است. این باعث می شود آلیاژ برنز برای کاربردهایی که به استحکام بالایی نیاز است، مانند قطعات مکانیکی یا اجزای ساختاری، مناسب تر باشد. به عنوان مثال، یک چرخ دنده برنزی سخت شده با بارش می تواند بارهای بالاتری را تحمل کند و بهتر از یک چرخ دنده برنزی درمان نشده است.
مقاومت در برابر سایش بهبود یافته است
افزایش سختی همچنین منجر به مقاومت در برابر سایش بهتر می شود. بارندگی - آلیاژهای برنز سخت شده کمتر در اثر اصطکاک فرسوده می شوند و آنها را برای کاربردهایی مانند یاتاقان ها یا قطعات کشویی ایده آل می کند.
مقاومت در برابر خوردگی خوب
علاوه بر استحکام و مقاومت در برابر سایش، آلیاژهای برنز سخت شده بارندگی اغلب مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. فرآیند عملیات حرارتی معمولاً توانایی آلیاژ در مقاومت در برابر خوردگی را که برای کاربرد در محیطهای سخت مهم است، کاهش نمیدهد.
اگر علاقه مند به استفاده از آلیاژهای برنز سخت شده برای پروژه های خود از بارش هستید، مایلیم با شما صحبت کنیم. این که آیا شما نیاز داریدلوله برنزی شکل،میله برنزی شکل، یالوله برنز گرد، ما می توانیم محصولات با کیفیت بالا را در اختیار شما قرار دهیم. فقط کافی است با ما تماس بگیرید، و ما میتوانیم در مورد نیازهای خاص شما و اینکه چگونه میتوانیم به شما کمک کنیم بهترین آلیاژهای برنز را برای نیازهای شما تهیه کنید، صحبت کنیم.
مراجع
- پورتر، DA، و ایسترلینگ، KE (1992). تبدیل فاز در فلزات و آلیاژها. چپمن و هال
- Askeland، DR، & Phule، PP (2006). علم و مهندسی مواد. مهندسی تامسون
- دیویس، جی آر (ویرایش). (2001). مس و آلیاژهای مس. ASM International.
