तांबा मिश्र धातु सामग्री को मजबूत करने के तरीकों का विश्लेषण करें

तांबा मिश्र धातु सामग्री को मजबूत करने के तरीकों का विश्लेषण करें

तांबे और तांबे की मिश्रधातुओं के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सुदृढ़ीकरण विधियों में शामिल हैं: विरूपण सुदृढ़ीकरण, बारीक कण सुदृढ़ीकरण, ठोस घोल सुदृढ़ीकरण, आयु अवक्षेपण (वर्षा) सुदृढ़ीकरण, फैलाव सुदृढ़ीकरण, समग्र सामग्री सुदृढ़ीकरण और ट्रेस तत्व जोड़ना।

1. विरूपण सुदृढ़ीकरण

विरूपण सुदृढ़ीकरण का अर्थ प्लास्टिक विरूपण के माध्यम से तांबे मिश्र धातु की ताकत और कठोरता में सुधार करना है। यह तांबा मिश्र धातु को मजबूत करने के सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले तरीकों में से एक है। चूंकि ठंडे काम से उत्पन्न क्रिस्टल दोषों का सामग्री की चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, इसलिए यह सुदृढ़ीकरण विधि मिश्र धातु को अत्यधिक प्रवाहकीय बनाते हुए ताकत में सुधार करती है। विरूपण सुदृढ़ीकरण की विशेषता यह है कि जब सामग्री की ताकत बढ़ती है, तो इसकी प्लास्टिसिटी तेजी से कम हो जाती है, और अव्यवस्था घनत्व में वृद्धि के कारण विद्युत चालकता भी थोड़ी कम हो जाएगी। इसके अलावा, जब सेवा का तापमान बढ़ता है, तो सामग्री पुनर्प्राप्ति और पुन: क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं से गुजरेगी और नरम हो जाएगी, और एकल विरूपण सुदृढ़ीकरण केवल मिश्र धातु की ताकत को एक सीमित सीमा तक बढ़ा सकता है, इसलिए इसे अक्सर अन्य सुदृढ़ीकरण विधियों के साथ उपयोग किया जाता है।

2. बारीक अनाज को मजबूत बनाना

ढलाई के दौरान बारीक दाने प्राप्त करने के लिए तेजी से ठोसकरण उपायों या गर्मी उपचार विधियों का उपयोग करना बारीक अनाज को मजबूत करना है। अनाज को परिष्कृत करने के लिए कुछ सूक्ष्म मिश्र धातु तत्वों को भी जोड़ा जा सकता है। दाने का आकार कम हो जाता है, मिश्र धातु की ताकत बढ़ जाती है, और इसका मिश्र धातु की विद्युत चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसलिए, महीन दाने को मजबूत करना तांबे की मिश्र धातुओं को मजबूत करने के मुख्य तरीकों में से एक बन गया है। बारीक अनाज सुदृढ़ीकरण का उत्कृष्ट लाभ यह है कि यह सामग्री की ताकत में सुधार करते हुए सामग्री की प्लास्टिसिटी में सुधार कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अनाज शोधन के बाद, सामग्री के विकृत होने पर अनाज की सीमा पर अव्यवस्था संचय के कारण होने वाले तनाव को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, जिससे दरारें शुरू होने में देरी होती है, और सामग्री के टूटने से पहले बड़ी मात्रा में विरूपण प्राप्त किया जा सकता है। इस लाभ के कारण अनाज शोधन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

3. ठोस समाधान सुदृढ़ीकरण

ठोस घोल बनाने के लिए कुछ विलेय तत्वों को शामिल करके किसी धातु की ताकत और कठोरता को बढ़ाने की घटना को ठोस घोल मजबूत बनाना कहा जाता है। ठोस समाधान सुदृढ़ीकरण इसलिए होता है क्योंकि विलेय परमाणुओं के विघटन से विलायक धातु के क्रिस्टल जाली में विकृति पैदा होती है, जिससे अव्यवस्था की गति के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है। अभ्यास ने साबित कर दिया है कि ठोस घोल में विलेय सामग्री का उचित नियंत्रण अच्छी प्लास्टिसिटी और कठोरता को बनाए रखते हुए सामग्री की ताकत और कठोरता में काफी सुधार कर सकता है। उदाहरण के लिए: तांबे में 19% निकेल मिलाने से मिश्रधातु का फ़ाइब 22{10}}MPa से 380~400MPa तक बढ़ सकता है, और कठोरता HB44 से HB70 तक बढ़ सकती है, जबकि प्लास्टिसिटी अभी भी ψ=50% बनी रहती है। यदि तांबे को अन्य तरीकों (जैसे ठंड विरूपण के दौरान सख्त होने) के माध्यम से समान मजबूती प्रभाव प्राप्त करना होता, तो इसकी प्लास्टिसिटी लगभग पूरी तरह से खो जाती। ठोस समाधान सुदृढ़ीकरण एक सुदृढ़ीकरण विधि है जो प्रवाह तनाव में वृद्धि का कारण बनने के लिए ठोस समाधान में विलेय परमाणुओं और गतिमान अव्यवस्थाओं के बीच परस्पर क्रिया का उपयोग करती है। ठोस घोल बनाने के लिए आधार में उचित मात्रा में मिश्र धातु तत्व जोड़ने से, मिश्र धातु की ताकत में आम तौर पर सुधार होगा। मॉट-नब्बारो सिद्धांत के अनुसार, पतले ठोस समाधानों के लिए, विलेय तत्वों की सांद्रता के साथ उपज शक्ति में परिवर्तन को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: б=бo+kCm। सूत्र में, б मिश्र धातु की उपज शक्ति है; бo शुद्ध धातु की उपज शक्ति है; C विलेय परमाणु द्रव्यमान सांद्रता है; k और m मैट्रिक्स और मिश्र धातु तत्वों के गुणों द्वारा निर्धारित स्थिरांक हैं, जहां m का मान 0.5 और 1 के बीच है।

4. उम्र बढ़ने की वर्षा (वर्षा) को मजबूत करना

आयु वर्षा सुदृढ़ीकरण का मूल सिद्धांत तांबे में ऐसे मिश्रधातु तत्व मिलाना है जिनकी कमरे के तापमान पर बहुत कम ठोस घुलनशीलता होती है और उच्च तापमान पर बड़ी ठोस घुलनशीलता होती है। उच्च तापमान वाले ठोस समाधान उपचार के माध्यम से, मिश्र धातु तत्व आधार में एक सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान बनाते हैं। शुद्ध तांबे की तुलना में इसकी ताकत में सुधार होता है। फिर उम्र बढ़ने के माध्यम से, सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान विघटित हो जाता है, मिश्र धातु तत्व एक निश्चित रूप में अवक्षेपित होते हैं, और एक अवक्षेपण चरण बनाने के लिए आधार में फैलते और वितरित होते हैं। अवक्षेपित चरण अनाज की सीमाओं और अव्यवस्थाओं की गति को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, जिससे मिश्र धातु की ताकत में काफी सुधार होता है। मिश्र धातु तत्व जो वर्षा को मजबूत बनाते हैं, उन्हें निम्नलिखित दो शर्तों को पूरा करना चाहिए: पहला, उच्च और निम्न तापमान पर तांबे में ठोस घुलनशीलता काफी भिन्न होती है, ताकि उम्र बढ़ने के दौरान पर्याप्त मजबूती चरणों का उत्पादन किया जा सके; दूसरे, कमरे के तापमान पर तांबे में ठोस घुलनशीलता बहुत भिन्न होती है। मैट्रिक्स की उच्च चालकता सुनिश्चित करने के लिए घुलनशीलता बेहद छोटी है। उच्च शक्ति, उच्च चालकता तांबे मिश्र धातुओं में वर्षा सुदृढ़ीकरण सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सुदृढ़ीकरण विधि है। तांबे की मिश्रधातुओं में, उम्र बढ़ने की वर्षा को मजबूत करने वाले प्रभाव को उत्पन्न करने के लिए, जोड़े गए तत्वों में Ti, Co, P, Ni, Si, Mg, Cr, Zr, Be, Fe, आदि शामिल हैं। उम्र बढ़ने की वर्षा को मजबूत करने का सबसे बड़ा लाभ यह है कि यह बहुत अधिक है। विद्युत चालकता की क्षति को कम करते हुए सामग्री की ताकत में सुधार करता है।

5. प्रसार वृद्धि

फैलाव सुदृढ़ीकरण एक ऐसी सामग्री है जो तांबे के पाउडर के साथ एक निश्चित आकार और आकार के फैलाव सुदृढ़ीकरण चरण पाउडर को पूरी तरह से मिश्रित करने के बाद पाउडर धातु विज्ञान और अन्य तरीकों से तैयार की जाती है। दूसरे चरण के कण (Al2O3, ThO2, Zro2, आदि) तांबे के मैट्रिक्स में फैले और वितरित होते हैं, और फैलाव मजबूत करने वाले प्रभाव के कारण तांबे मिश्र धातु की ताकत में सुधार होता है। इस विधि का तांबे की ताकत में सुधार करते हुए उसकी विद्युत और तापीय चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। कॉपर मैट्रिक्स में बिखरे हुए दूसरे चरण के कणों को प्राप्त करने के लिए, यह माना जा सकता है कि दूसरे चरण के कणों को कॉपर मैट्रिक्स में जोड़ा जाता है या एक निश्चित प्रक्रिया के माध्यम से तांबे के मैट्रिक्स में बिखरे हुए दूसरे चरण के कणों को सीटू में उत्पन्न किया जाता है। विशिष्ट विधियों में शामिल हैं: यांत्रिक मिश्रण विधि, सह-वर्षा विधि, आंतरिक ऑक्सीकरण विधि, रिवर्स जेल वर्षा विधि, इलेक्ट्रोलाइटिक वर्षा विधि, आदि। फैलाव को मजबूत करने के मुख्य तंत्र में ओलोवन तंत्र और एंसल-लेनियर तंत्र शामिल हैं।

(1) ओरोवन तंत्र। प्लास्टिक विरूपण के दौरान, अव्यवस्था रेखा दूसरे चरण के कण के माध्यम से सीधे नहीं कट सकती है, लेकिन बाहरी बल की कार्रवाई के तहत, अव्यवस्था रेखा दूसरे चरण के कण के चारों ओर झुक सकती है, और अंत में एक अव्यवस्था की अंगूठी दूसरे चरण के कण के चारों ओर छोड़ दी जाती है और रास्ता देती है . ग़लत पास. अव्यवस्थाओं के झुकने से अव्यवस्था-प्रभावित क्षेत्र में जाली विरूपण ऊर्जा में वृद्धि होगी, जिससे अव्यवस्था लाइनों की गति के प्रतिरोध में वृद्धि होगी और पर्ची प्रतिरोध में वृद्धि होगी।

(2) (2) एंसेल-लेनियर तंत्र। जीएस अंसल एट अल। फैलाव-मजबूत मिश्र धातुओं की उपज के लिए एक और अव्यवस्था मॉडल प्रस्तावित किया गया। उन्होंने उपज के मानदंड के रूप में अव्यवस्था संचय के कारण बिखरे हुए दूसरे चरण के कणों के फ्रैक्चर का उपयोग किया। जब कणों पर कतरनी तनाव बिखरे हुए कणों के फ्रैक्चर तनाव के बराबर होता है, तो फैलाव-मजबूत मिश्र धातु उत्पन्न होती है।

6. फाइबर इन-सीटू समग्र सुदृढीकरण

यह विधि मुख्य रूप से दो-चरण कॉम्प्लेक्स प्राप्त करने के लिए तांबे में अतिरिक्त मिश्र धातु तत्व (Cr, Fe, V, Nb, आदि) जोड़ने को संदर्भित करती है। अतिरिक्त तत्व ठोस मिश्रधातु में एकल चरण और वृक्ष के समान संरचना के रूप में मौजूद होते हैं। उसके बाद, मिश्र धातु को बड़े विरूपण के साथ फैलाया जाता है, ताकि मिश्र धातु तत्वों की वृक्ष के समान संरचना फाइबर संरचना में बदल जाए। तंतुओं की उपस्थिति अव्यवस्था की गति के प्रतिरोध को बढ़ाती है, जिससे सामग्री मजबूत होती है।

7. ट्रेस तत्व जोड़ें

मिश्रधातु के आधार में कुछ सूक्ष्म तत्व जोड़ने से यह न केवल मिश्रधातु को मजबूत कर सकता है, बल्कि संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री विकसित करने का एक प्रभावी साधन भी है। इनमें से कुछ ट्रेस तत्व बिखरे हुए चरण बनाकर और कुछ मैट्रिक्स संरचना को शुद्ध करके मिश्र धातु को मजबूत करते हैं, लेकिन उनमें से कोई भी इसके संक्षारण प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से कम नहीं करता है, जिससे मिश्र धातु के समग्र प्रदर्शन में सुधार होता है।