Efeito da microestrutura nas propriedades de materiais metálicos
As propriedades dos materiais metálicas são determinadas principalmente por sua estrutura interna, incluindo arranjo atômico interno, composição de fase em sólidos, tamanho de grão, estrutura de fibra de metal e assim por diante. Devido à grande variedade de materiais metálicos, o desempenho está em constante mudança; portanto, para entender o impacto da organização de materiais metálicos no desempenho, devemos primeiro entender o uso de materiais metálicos no campo da usinagem. Na engenharia mecânica, os materiais metálicos são os materiais estruturais mais amplamente utilizados, principalmente devido às excelentes propriedades de desempenho e processo dos materiais metálicos.
No uso do desempenho, as propriedades mecânicas dos materiais metálicas ocupam uma posição relativamente proeminente. Existem muitos índices de teste para as propriedades mecânicas dos materiais metálicos, como resistência, dureza, plasticidade e elasticidade. Esses índices de desempenho são a principal base para selecionar materiais em engenharia mecânica. Portanto, é necessário entender completamente a estrutura organizacional dos materiais metálicos, de modo a conhecer o impacto da estrutura organizacional no desempenho dos materiais metálicos.
1. Influência da estrutura do material metal em suas propriedades mecânicas
1.1 Influência do tamanho do grão nas propriedades mecânicas dos metais
Nas propriedades do processo, a influência do tamanho dos grãos nas propriedades mecânicas dos metais é refletida principalmente na formabilidade plástica dos metais. Atualmente, a área média ou o diâmetro médio do grão é geralmente usado na produção industrial para medir o tamanho do grão. Quanto maior o nível do tamanho de grão, menor o tamanho do grão, mais limites de grãos em um determinado volume, resultando em mais grãos de diferentes fases, o que fará com que a deformação plástica do material de metal maior capacidade compressiva. Para materiais de metal geral, quanto mais refinados o tamanho do grão, sua força, dureza, plasticidade e resistência provavelmente melhorarão. Portanto, é muito importante controlar o tamanho dos grãos das peças fundidas. Na produção real, podemos ver muitos métodos para refinar os grãos, como reduzir a temperatura de vazamento do líquido fundido, escolhendo um material de molde de fundição com grande condutividade térmica,
Adicionando agente nucleante, vibração mecânica e outras medidas foram adotadas.
1.2 Influência das características de transformação alotrópica do ferro na microestrutura e propriedades mecânicas de materiais de ferro e aço
A partir da engenharia mecânica geral e da indústria moderna, sabe -se que a influência das características de transformação alotrópica do ferro na microestrutura e nas propriedades mecânicas dos materiais de ferro e aço é a liga mais difundida. Essas ligas são basicamente baseadas em ferro e carbono como componentes básicos, mas devido ao conteúdo diferente de seus componentes, como o conteúdo de carbono diferente na liga, isso levará a diferentes estruturas, propriedades e aplicações. Em geral, existem cinco estruturas básicas de ligas de ferro-carbono, das quais a ferrita e a austenita pertencem a soluções sólidas. A solução sólida intersticial formada no A-Fe é ferrita, mas o tamanho da rede intersticial afeta a plasticidade, a tenacidade, a força e a dureza. Portanto, como o A-Fe é uma treliça cúbica centrada no corpo, e a lacuna de treliça é pequena; portanto, a solubilidade do carbono no A-Fe é relativamente pequena, portanto a temperatura ambiente de uma solução sólida de uma lacuna estará mais próxima de ferro puro , mostra que tem melhor plasticidade, resistência e menor força e dureza. No entanto, a austenita é uma solução sólida intersticial de carbono dissolvido no R-Fe. Pode ser visto a partir das propriedades do próprio R-Fe que o R-Fe existe em um estado de alta temperatura e é uma estrutura de treliça cúbica centrada na face, que possui um intervalo relativamente grande. Portanto, em comparação com a ferrita, a austenita tem uma capacidade relativamente forte de dissolver o carbono, de modo que sua força e dureza são mais altas que a da ferrita, e possui uma plasticidade e resistência relativamente boas. Em particular, tem um desempenho relativamente bom de forjamento. O ferro possui as características da transformação isomérica, para que o tratamento térmico possa fazer as propriedades da mudança de materiais de ferro e aço. Por exemplo, para o ferro dúctil, a estrutura da matriz pode ser alterada pelo tratamento térmico para alterar suas propriedades mecânicas. Geralmente, a ferrita pode ser obtida por recozimento, de modo a melhorar sua plasticidade e resistência até certo ponto e eliminar o estresse; A matriz de pérolas pode ser obtida normalizando para melhorar a resistência da força e do desgaste. A estrutura da matriz do sorbito temperado pode ser obtida pelo tratamento de temperamento, para que suas propriedades mecânicas abrangentes possam ser aprimoradas.
2. Influência da estrutura do material metálico em suas propriedades tecnológicas
2.1 Propriedades tecnológicas de materiais metálicos
O desempenho do processo de materiais metálicos significa que os materiais metálicos têm uma certa capacidade de se adaptar a diferentes métodos de processamento. Em circunstâncias normais, inclui: desempenho de fundição, desempenho de forjamento, desempenho de soldagem, desempenho de corte e desempenho do tratamento térmico.
2.2 Propriedades de fundição de materiais de metal
O grau de segregação de peças fundidas é um índice importante para medir a qualidade metalúrgica dos materiais metálicos. Após o metal solidifica, sua composição química interna parece fenômeno desigual chamado segregação. Segundo o estudo, quando a segregação é mais grave, pode fazer uma grande diferença nas propriedades mecânicas de várias partes do elenco, ou seja, ter um certo impacto na uniformidade do desempenho da fundição. É difícil evitar o fenômeno da segregação, certamente reduzirá a qualidade das peças fundidas, especialmente os danos a peças fundidas grandes serão mais óbvias. Pode -se observar que se a estrutura do material metálico resfriado e solidificado é uniforme tem um grande impacto no desempenho da fundição.
2.3 Propriedades de forjamento de materiais de metal
Tomando desempenho de forjamento como exemplo, o desempenho de forjamento refere -se ao grau de dificuldade para obter excelente forjamento, forjando o método de formação. Em circunstâncias normais, é medido pelos dois índices de plasticidade e resistência à deformação. Geralmente, quando a plasticidade é melhor, a resistência à deformação é menor, o desempenho de forjamento de metal será melhor. Geralmente, as propriedades de forjamento de metais puros são melhores que as das ligas comuns. Na liga de ferro-carbono, quanto menor o teor de carbono, melhor o desempenho de forjamento; No aço de liga, quanto mais tipos e conteúdos de elementos de liga, pior o desempenho de forjamento. Tanto a solução sólida monofásica quanto a mistura polifásica pertencem à estrutura da liga, e sua plasticidade e deformação também têm suas próprias características. Pode -se observar que as diferentes composições de estrutura dos materiais metálicas têm efeitos diferentes nas propriedades de forjamento.
2.4 Influência da soldagem na estrutura de metal
Os defeitos da superfície causados pela soldagem nos materiais metálicos podem ser resumidos como uma certa lacuna formada por fusão incompleta entre o metal fundido e o metal base, como soldagem, bordas para morder e não-penetração. Podemos tomar certas medidas macroscópicas para melhorar uma parte da lacuna, como melhorar a qualidade da superfície da parte de soldagem através do processamento mecânico. No entanto, o efeito de algumas lacunas na microestrutura do metal não pode ser eliminado. Por exemplo, em soluções eletrolíticas (tome uma solução aquosa de NACI como exemplo), as lacunas tendem a sofrer corrosão de lacunas, o que piorará o desempenho dos materiais metálicos. Embora a corrosão do slot exija certas condições, como o tamanho da lacuna, o estado de retenção do meio e as características da corrosão e outros fatores, os defeitos da superfície causados pela soldagem, sem dúvida, fornecem um bom lugar para a formação de corrosão do slot. Portanto, os defeitos da superfície de soldagem terão um impacto inevitável na organização metálica. Tal influência também terá consequências diferentes em diferentes ambientes corrosivos. Por exemplo, na junta soldada do aço inoxidável austenítico, a ferrita contida na parte fundida original se tornará a fase preferida de corrosão na solução de ácido clorídrico, e é fácil formar uma rachadura de rede, de modo que o intergranular precipitado de carboneto de cromo no cromo in in no In in A zona afetada pelo calor será depositada em solução aquosa de NACI e outros tipos de ambiente de corrosão. A resistência ao estresse e corrosão do tipo intergranular de aço estão obviamente deterioradas.
Em suma, o impacto da soldagem nos materiais metálicos é muito complexo e a estrutura metálica também afetará a qualidade da soldagem. Na prática, é necessário reduzir o impacto da soldagem nos materiais metálicos o máximo possível, de modo a controlar defeitos de soldagem e garantir o desempenho original do metal para que o projeto correspondente não seja danificado.
3 Conclusão
Em resumo, a estrutura metálica terá um certo impacto em suas propriedades mecânicas e em suas propriedades tecnológicas. Para fazer melhor uso de materiais metálicos, é necessário entender completamente suas características da estrutura organizacional e compreensão profunda de seu impacto no desempenho. Dessa maneira, os efeitos adversos de vários defeitos no desempenho dos materiais metálicos podem ser reduzidos até certo ponto, e o desempenho do processo de materiais metálicos pode ser melhorado. Uma profunda compreensão do efeito da estrutura do material metálico em suas propriedades pode promover o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias até certo ponto, e promover a pesquisa de ciência de materiais modernos.
