การเปลี่ยนรูปพลาสติกหมายถึงการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุอย่างถาวรภายใต้อิทธิพลของแรงที่ใช้ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความเค้นเกินขีดจำกัดความยืดหยุ่นของวัสดุ การทำความเข้าใจคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่วัสดุอยู่ภายใต้สภาวะการโหลดที่ซับซ้อน ในฐานะซัพพลายเออร์ของโลหะผสมอลูมิเนียม + ทองแดง และโลหะผสมทองแดง + เหล็ก + ตะกั่ว ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของโลหะผสมเหล่านี้ ในบล็อกนี้ ฉันจะเจาะลึกลักษณะการเปลี่ยนรูปพลาสติกของอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดง
องค์ประกอบและโครงสร้างของอลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดง
อลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงเป็นโลหะผสมประเภทหนึ่งที่รวมคุณสมบัติของอลูมิเนียมและทองแดงเข้าด้วยกัน บรอนซ์ส่วนใหญ่เป็นโลหะผสมของทองแดงและดีบุก แต่ในอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงนั้น อลูมิเนียมจะถูกเติมในปริมาณที่มีนัยสำคัญ การเติมอะลูมิเนียมจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกลของโลหะผสมได้อย่างมาก โครงสร้างของอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงโดยทั่วไปประกอบด้วยเมทริกซ์ที่อุดมด้วยทองแดง โดยมีเฟสที่อุดมด้วยอะลูมิเนียมกระจายตัวไปทั่ว เฟสเหล่านี้อาจมีโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน เช่น อัลฟา (α) เบตา (β) และแกมมา (γ) ขึ้นอยู่กับปริมาณอะลูมิเนียมและกระบวนการบำบัดความร้อน
เฟส α เป็นสารละลายของแข็งของอะลูมิเนียมในทองแดง ซึ่งมีความเหนียวที่ดีและค่อนข้างอ่อน ในทางกลับกัน เฟส β เป็นสารประกอบระหว่างโลหะที่ซับซ้อนกว่าซึ่งก่อตัวเมื่อมีปริมาณอะลูมิเนียมสูงกว่า เฟส β สามารถเปลี่ยนให้เป็นโครงสร้างต่างๆ ได้ในระหว่างการอบชุบ ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของโลหะผสม เฟส γ เป็นสารประกอบระหว่างโลหะที่เปราะซึ่งสามารถลดความเหนียวของโลหะผสมได้หากมีในปริมาณมาก
ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนรูปพลาสติก
1. เนื้อหาอลูมิเนียม
ปริมาณอลูมิเนียมในอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติก โดยทั่วไป เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและความแข็งของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้น แต่ความเหนียวจะลดลง ที่ปริมาณอะลูมิเนียมต่ำ (น้อยกว่าประมาณ 5%) โลหะผสมจะประกอบด้วยเฟส α เป็นหลัก ซึ่งมีความเหนียวที่ดี เมื่อปริมาณอะลูมิเนียมเข้าใกล้ 10 - 12% เฟส β จะเริ่มก่อตัว เฟส β สามารถผ่านความร้อนเพื่อปรับปรุงความเหนียว แต่ในสถานะหล่อ อาจค่อนข้างเปราะ ที่ปริมาณอะลูมิเนียมที่สูงมาก (มากกว่า 12%) การก่อตัวของเฟส γ สามารถนำไปสู่การลดความเหนียวและความเปราะบางที่เพิ่มขึ้นได้อย่างมาก
2. การรักษาความร้อน
การอบชุบด้วยความร้อนมีบทบาทสำคัญในการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของอลูมิเนียมและโลหะผสมทองแดง การหลอมเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนทั่วไปที่สามารถบรรเทาความเครียดภายในและปรับปรุงความเหนียวของโลหะผสมได้ ด้วยการให้ความร้อนโลหะผสมจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดแล้วค่อยๆ ทำให้เย็นลง โครงสร้างจุลภาคสามารถได้รับการขัดเกลา และลดการก่อตัวของเฟสเปราะให้เหลือน้อยที่สุด นอกจากนี้ยังสามารถใช้การชุบและแบ่งเบาบรรเทาเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมได้ การชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการทำให้โลหะผสมเย็นลงอย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิสูง ซึ่งสามารถสร้างโครงสร้างมาร์เทนซิติกที่แข็งและเปราะได้ จากนั้นจึงดำเนินการแบ่งเบาบรรเทาเพื่อลดความเปราะบางและปรับปรุงความเหนียวของโลหะผสม
3. ขนาดเกรน
ขนาดเกรนของอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงยังส่งผลต่อพฤติกรรมการเสียรูปพลาสติกด้วย โดยทั่วไปโลหะผสมที่มีเม็ดละเอียดจะมีความแข็งแรงสูงกว่าและความเหนียวที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับโลหะผสมที่มีเม็ดหยาบ เนื่องจากเมล็ดละเอียดมีขอบเขตของเมล็ดข้าวมากกว่า ซึ่งสามารถขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนตัวระหว่างการเปลี่ยนรูปพลาสติกได้ ส่งผลให้ต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อทำให้เกิดการเสียรูปของพลาสติก ส่งผลให้มีความแข็งแรงสูงขึ้น ในเวลาเดียวกัน การมีขอบเขตของเกรนมากขึ้นสามารถส่งเสริมการเสียรูปที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ลดโอกาสที่จะเกิดการเสียรูปและการแตกร้าวเฉพาะที่
กลไกการเปลี่ยนรูปพลาสติก
1. การเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อน
การเคลื่อนตัวเป็นข้อบกพร่องของเส้นในโครงสร้างผลึกของวัสดุ ในระหว่างการเปลี่ยนรูปพลาสติก ความคลาดเคลื่อนเคลื่อนผ่านตาข่ายคริสตัล ส่งผลให้อะตอมเลื่อนผ่านกันและกัน ในอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดง การเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่จะได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสม การมีอยู่ของเฟสที่แตกต่างกัน เช่น เฟส α และ β สามารถขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ได้ ตัวอย่างเช่น เฟส β สามารถทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสม ปฏิสัมพันธ์ระหว่างความคลาดเคลื่อนและขอบเขตของเมล็ดข้าวก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน ขอบเขตของเกรนสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาและแหล่งกักเก็บการเคลื่อนที่ และยังสามารถเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ได้อีกด้วย
2. การจับคู่
การจับคู่เป็นอีกกลไกการเปลี่ยนรูปพลาสติกที่อาจเกิดขึ้นได้ในอลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อัตราความเครียดสูงหรืออุณหภูมิต่ำ การจับคู่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกระจก - พื้นที่ภาพภายในโครงตาข่ายคริสตัล กลไกนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อความเครียดเกินค่าวิกฤตที่แน่นอน การจับคู่สามารถให้วิธีการเพิ่มเติมสำหรับวัสดุที่จะเปลี่ยนรูป และยังสามารถโต้ตอบกับการเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อนได้อีกด้วย ในบางกรณี การจับคู่สามารถช่วยรองรับการเสียรูปพลาสติกในภูมิภาคที่มีการจำกัดการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่
การใช้งานและความสำคัญของคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติก
คุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของอลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในการผลิตตลับลูกปืน โลหะผสมจะต้องมีความเหนียวที่ดีเพื่อให้สามารถทนต่อสภาวะการรับน้ำหนักที่ซับซ้อนได้โดยไม่แตกร้าว ของเราอลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตตลับลูกปืนแบบหล่อลื่นในตัวเอง ความสามารถของโลหะผสมในการเปลี่ยนรูปพลาสติกช่วยให้ปรับตามรูปร่างของพื้นผิวผสมพันธุ์ ปรับปรุงพื้นที่สัมผัสและลดการสึกหรอ
ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงถูกใช้ในส่วนประกอบที่ต้องการความแข็งแรงสูงและความเหนียวที่ดี คุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของโลหะผสมช่วยให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ สามารถทนต่อความเครียดระหว่างการบินได้โดยไม่เกิดความเสียหาย ที่เหล็ก + โลหะผสมทองแดงปลอดสารตะกั่วเรายังได้รับประโยชน์จากคุณลักษณะการเปลี่ยนรูปพลาสติกที่เข้าใจกันดี ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง
บทสรุป
โดยสรุป คุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของอะลูมิเนียม + โลหะผสมทองแดงได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงปริมาณอะลูมิเนียม การอบชุบด้วยความร้อน และขนาดเกรน การทำความเข้าใจปัจจัยเหล่านี้และกลไกการเปลี่ยนรูปที่เกี่ยวข้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโลหะผสมในการใช้งานต่างๆ ในฐานะซัพพลายเออร์ เรามุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองแดง + อะลูมิเนียม + ทองแดง คุณภาพสูง และโลหะผสมทองแดง + เหล็กกล้า + ตะกั่ว ความรู้เชิงลึกของเราเกี่ยวกับคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของโลหะผสมเหล่านี้ทำให้เราสามารถนำเสนอโซลูชั่นที่ปรับแต่งตามความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา
หากคุณสนใจผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองแดงอะลูมิเนียม + ทองแดง หรือโลหะผสมทองแดงปลอดสารตะกั่ว + เหล็ก หรือหากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปพลาสติกของโลหะผสมเหล่านี้ โปรดติดต่อเราเพื่อขอหารือเพิ่มเติมและจัดซื้อจัดจ้างที่มีศักยภาพ เราหวังว่าจะได้ร่วมงานกับคุณเพื่อค้นหาโซลูชันโลหะผสมที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ
อ้างอิง
- Callister, WD และ Rethwisch, DG (2016) วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์: บทนำ ไวลีย์.
- คณะกรรมการคู่มือ ASM (2000) คู่มือ ASM เล่มที่ 2: คุณสมบัติและการเลือกใช้: โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กและวัสดุสำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนล
- พอร์เตอร์, DA, Easterling, KE และ Sherif, MY (2009) การแปลงเฟสในโลหะและโลหะผสม ซีอาร์ซี เพรส.
