Ustahimilivu wa joto na ukinzani wa joto ni sifa muhimu za vyuma

Orodha ya maudhui:

Ustahimilivu wa joto na ukinzani wa joto ni sifa muhimu za vyuma
Ustahimilivu wa joto na ukinzani wa joto ni sifa muhimu za vyuma

Video: Ustahimilivu wa joto na ukinzani wa joto ni sifa muhimu za vyuma

Video: Ustahimilivu wa joto na ukinzani wa joto ni sifa muhimu za vyuma
Video: DEMU ALIWA NYUMA HADI KINYESI CHATOKA (ANGALIA VIDEO HADI MWISHO) 2024, Mei
Anonim

Ustahimili wa joto na ukinzani wa joto ni sifa muhimu sana. Baadhi ya bidhaa za uhandisi wa mitambo hufanya kazi katika hali ngumu sana kwa joto la juu. Vyuma vya kawaida vya miundo, vinapokanzwa, hubadilisha ghafla mali zao za mitambo na kimwili, huanza kikamilifu oxidize na kuunda kiwango, ambacho hakikubaliki kabisa na hujenga tishio la kushindwa kwa mkutano mzima, na uwezekano wa ajali mbaya. Kufanya kazi kwa joto la juu, wahandisi wa vifaa, kwa msaada wa metallurgists, waliunda idadi ya chuma maalum na aloi. Makala haya yanatoa maelezo mafupi kuyahusu.

Utafiti wa mali ya upinzani wa joto
Utafiti wa mali ya upinzani wa joto

Vyuma vinavyostahimili joto

Watu wengi wanasawazisha dhana ya kuhimili joto na dhana kama vile kustahimili joto. Kwa hali yoyote hii haipaswi kufanywa. Upinzani wa joto pia huitwa brittleness nyekundu. Na dhana hii ina maana uwezo wa chuma (au alloy) kuhifadhimali ya juu ya mitambo wakati wa kufanya kazi kwa joto la juu. Hiyo ni, chuma kama hicho, hata kikiwashwa hadi kuwa na mwanga mwekundu (ni kawaida kwa halijoto ya zaidi ya 550 ° C), haitatambaa na kubakiza ugumu wa kutosha.

Kwa maneno rahisi, uwezo wa kustahimili joto ni uwezo wa nyenzo kudumisha utendakazi inapopashwa joto hadi viwango vya juu vya joto. Vyuma vya kawaida vya miundo, hata vikiwa na joto kidogo, huwa ductile, ambayo haijumuishi uwezekano wa matumizi yao kwa ajili ya utengenezaji wa bidhaa zinazofanya kazi kwa joto la juu.

Aina tofauti za metali na aloi zina uwezo tofauti wa kustahimili joto. Kiashiria hiki kinategemea muundo wa kemikali wa nyenzo. Vipimo vya upinzani wa joto vinaweza kufanywa kwa muda mrefu. Lakini mara nyingi, sampuli zinazopashwa joto katika oveni kwa halijoto fulani hujaribiwa kwa muda mfupi.

Mabomba yasiyo na mshono yaliyotengenezwa kwa chuma kisicho na joto na sugu ya joto
Mabomba yasiyo na mshono yaliyotengenezwa kwa chuma kisicho na joto na sugu ya joto

Vyuma vinavyostahimili joto

Ustahimilivu wa joto, tofauti na uwezo wa kustahimili joto, ni uwezo wa nyenzo kustahimili michakato ya kutu inapofanya kazi katika halijoto ya juu. Vyuma vya kawaida, ikiwa vinakabiliwa na joto (isipokuwa matibabu ya joto katika anga ya kinga au katika utupu), huanza oxidize. Kwa kuongeza, kwa kupokanzwa kwa muda mrefu, kaboni kwenye uso wa bidhaa huanza kuchoma. Matokeo yake, uso umepungua kaboni, ambayo inaongoza kwa mabadiliko makali katika mali ya mitambo (hasa ugumu) juu ya uso. Kuvaa matone ya upinzani. Inapata maendeleo hasi kama hayajambo, kama mnyanyasaji. Kikundi hiki cha vyuma kinaweza kufanya kazi kwa viwango vya joto karibu 550 °C.

Ili kuongeza uwezo wa kustahimili joto wa chuma, kuyeyuka kwake hutiwa silicon, alumini na chromium. Wakati mwingine ni wa kutosha kuongeza upinzani wa joto wa uso wa sehemu. Katika kesi hii, siliconizing au aluminizing (kueneza kwa safu ya uso na silicon au atomi za alumini, kwa mtiririko huo) hutumiwa katika hali ya unga.

Bidhaa zilizovingirwa kutoka kwa chuma kinachostahimili joto
Bidhaa zilizovingirwa kutoka kwa chuma kinachostahimili joto

Nyenzo za kiwango cha juu myeyuko

Wakati wa kufanya kazi kwa joto la juu sana, nyenzo zinazozingatiwa haziwezi kutumika, kwani kwa joto katika eneo la 2000 ° C, kuyeyuka huanza kutokea (awamu ya kioevu hutolewa). Kwa madhumuni haya, metali za kukataa hutumiwa: tungsten, niobium, vanadium, zirconium, na kadhalika. Nyenzo hizi ni ghali kabisa, lakini wahandisi bado hawajapata njia mbadala inayofaa kwao.

Uzalishaji wa bidhaa zilizovingirwa
Uzalishaji wa bidhaa zilizovingirwa

Tabia za chromium na aloi za nikeli

Aloi zenye uwezo wa kustahimili joto la juu zinahitajika sana katika uhandisi wa nishati (blade za mitambo ya stima, sehemu za injini za ndege, na kadhalika). Aidha, haja ya nyenzo hizo inakua daima. Kwa kuongezea, uzalishaji unahitaji wanasayansi kupata nyenzo za hali ya juu zaidi ambazo zinaweza kudumisha utendaji wao kwa joto la juu sana. Kwa hiyo, kazi inaendelea mara kwa mara ili kuongeza upinzani wa joto. Nickel, au tuseme chuma cha aloi kilicho na kipengele hiki, huchangia hili.

Vita vyote vinavyostahimili jotohutiwa na nikeli (si chini ya 65%). Chrome ni lazima. Maudhui ya kipengele hiki haipaswi kuwa chini ya 14%. Vinginevyo, uso wa chuma utakuwa na oxidized sana.

Vyuma pia vimeunganishwa kwa alumini, vanadium na vipengele vingine vya kinzani. Alumini, kwa mfano, hata kwenye joto la kawaida hufunikwa na filamu nyembamba ya oksidi, ambayo huzuia kutu kutoka kwa kupenya ndani ya chuma. Hiyo ni, hakuna mizani iliyoundwa.

Ilipendekeza: