X'inhi x-xejra ta' varjazzjoni ta' l-elastiċità ta' ligi bbażati fuq in-nikil-f'ambjenti b'temperatura għolja-?

1. Tendenza Bażika ta 'Varjazzjoni: Tnaqqis Monotoniku b'Temperatura li Togħla

F'temperaturi baxxi għal medji (temperatura tal-kamra għal 600 grad ), iż-żieda fit-temperatura tintensifika l-vibrazzjoni termali tal-atomi fil-kannizzata kubika ċċentrata (FCC) ibbażata fuq in-nikil-wiċċ-. Il-moviment atomiku mtejjeb idgħajjef il-forza tat-twaħħil interatomika, li tnaqqas ir-reżistenza tal-liga għal deformazzjoni elastika. Bħala riżultat, il-modulu elastiku jonqos b'mod lineari u moderat biż-żieda fit-temperatura. Pereżempju, il-modulu elastiku tal-liga Inconel 718 jonqos minn madwar 200 GPa f'temperatura tal-kamra għal 170 GPa f'600 grad, tnaqqis ta 'madwar 15%.

F'temperaturi medji għal għoljin (600-1000 grad), ir-rata ta 'tnaqqis tal-modulu elastiku taċċellera ftit. Min-naħa waħda, il-vibrazzjoni termali tal-atomi tkompli tintensifika, u twassal għal distorsjoni akbar tal-kannizzata. Min-naħa l-oħra, għal preċipitazzjoni-liegi bbażati fuq in-nikil li jwebbsu-, ir-relazzjoni koerenti bejn il-fażijiet ta 'tisħiħ (', '') u l-matriċi tiddgħajjef gradwalment, u ammont żgħir ta' partiċelli ta 'fażi ta' tisħiħ jista 'jgħaddi minn coarsening ħafif. Dan inaqqas ir-reżistenza tad-deformazzjoni sinerġistika bejn il-matriċi u l-fażijiet tat-tisħiħ, u b'hekk jaċċellera t-tnaqqis fil-modulu elastiku. Pereżempju, il-modulu elastiku ta 'Waspaloy jonqos minn 165 GPa f'600 grad għal 140 GPa f'1000 grad, tnaqqis ta' madwar 15% f'din il-firxa tat-temperatura.

2. Differenzi fix-xejriet ta 'varjazzjoni bejn it-tipi ta' liga

Preċipitazzjoni-liegi bbażati fuq in-nikil-ebusija (eż., Inconel 718, Waspaloy)

Dawn il-ligi fihom numru kbir ta 'fażijiet ta' tisħiħ 'u''. F'temperaturi taħt it-temperatura ta 'dissoluzzjoni tal-fażi (ġeneralment 850-950 grad), il-fażijiet ta' tisħiħ jibqgħu stabbli u jistgħu effettivament jinibixxu d-deformazzjoni tal-kannizzata kkawżata minn moviment termali atomiku. Għalhekk, il-modulu elastiku tagħhom jonqos relattivament bil-mod mat-temperatura. Madankollu, meta t-temperatura taqbeż it-temperatura ta 'dissoluzzjoni tal-fażijiet ta' tisħiħ, il-fażijiet 'u'' jinħall fil-matriċi malajr, u jikkawżaw li l-modulu elastiku jinżel f'daqqa.

Soluzzjoni-liegi bbażati fuq in-nikil-twebbis (eż., Hastelloy C276, Alloy 600)

Dawn il-ligi jiddependu fuq elementi ta' soluzzjoni-solidi (Cr, Mo, W) għat-tisħiħ u m'għandhomx fażijiet ta' preċipitazzjoni stabbli. Il-modulu elastiku tagħhom jonqos b'mod aktar lineari mat-temperatura, u m'hemm l-ebda stadju ta 'tnaqqis f'daqqa. L-amplitudni tat-tnaqqis ġenerali hija kemxejn akbar minn dik tal-ligi tal-preċipitazzjoni-ebusija fl-istess medda ta' temperatura. Pereżempju, il-modulu elastiku ta 'Hastelloy C276 jonqos b'madwar 20% mit-temperatura tal-kamra għal 1000 grad, filwaqt li t-tnaqqis ta' Inconel 718 huwa ta 'madwar 18% taħt l-istess kundizzjonijiet.

3. Każijiet Speċjali: Impatt tat-Trasformazzjoni tal-Fażi fuq l-Elastiċità

Meta xi ligi jissaħħnu għal ċerta temperatura, fażijiet metastabbli (eż., fażi σ, fażi Laves) jistgħu jippreċipitaw. Dawn il-fażijiet fraġli għandhom strutturi ta 'kannizzata differenti mill-matriċi FCC, li jwasslu għal konċentrazzjoni ta' stress lokali ġewwa l-liga. Dan jista 'jikkawża aiċċattjar temporanju jew rebound żgħirtal-kurva tal-modulu elastiku fil-firxa tat-temperatura korrispondenti.

Madankollu, dan il-fenomenu mhuwiex universali. F'ligi industrijali -grad nikil-, il-kontenut ta 'fażijiet metastabbli huwa kkontrollat ​​b'mod strett permezz ta' disinn ta 'komponenti u proċessi ta' trattament tas-sħana, għalhekk din il-varjazzjoni anormali hija ġeneralment negliġibbli f'applikazzjonijiet prattiċi.

4. Sinifikat tal-Inġinerija tax-Xejra tal-Varjazzjoni

F'komponenti strutturali ta'-temperatura għolja (eż., diski tat-turbini tal-magni aero-, hangers tal-forn industrijali), it-tnaqqis fil-modulu elastiku jfisser li l-ebusija tal-liga tonqos f'temperaturi għoljin. Għalhekk, waqt id-disinn strutturali, huwa meħtieġ li jiġi kkunsidrat il-marġni ta 'deformazzjoni elastika biex tiġi evitata deformazzjoni eċċessiva li twassal għal falliment strutturali.

Għal preċipitazzjoni-liegi bbażati fuq in-nikil-ebusija, huwa kritiku li jiġi evitat li tużahom f'temperaturi li jaqbżu t-temperatura ta 'dissoluzzjoni tal-fażi ta' tisħiħ, peress li t-tnaqqis qawwi fil-modulu elastiku se jaffettwa serjament is-sigurtà tas-servizz tal-komponenti.