تبلیغات
اندیشه شیمی - تبلور دانه های فلزی
 
اندیشه شیمی
علم شیمی، علم زندگی است
یکشنبه 22 خرداد 1390 :: نویسنده : مهران نادری


در فرایندهای تغییر شکل فلزات در دمای معمولی محیط تا دماهای کمتر از نصف دمای ذوب فلز، با ازدیاد تغییر شکل، چگالی نابجاییها افزایش می یابد. اما با تجمع نابجاییها پشت موانعی از قبیل ناخالصیها و مرزدانه ها و همچنین تلاقی آنها ، از تحرک نابجائیها کاسته می شود و در نتیجه استحکام و حد تسلیم افزایش و انعطاف پذیری کاهش می یابد. انرژی داخلی فلز تغییر شکل سرد یافته بیشتر از فلز تغییر شکل نیافته است. ساختار شبکه نابجایی حاصل از فلز تغییر شکل یافته از لحاظ مکانیکی پایدار اما از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدار است. پدیده کار سختی و یا کرنش سختی که در حین تغییر شکل سرد رخ می دهد، می تواند از طریق انجام پدیده متقابلی به نام پدیده نرم شدن (softening) که با تغییر آرایش و چگالی نابجایی همراه است، جبران شود. بنابراین می توان با حرارت دادن نمونه تغییر شکل سرد یافته و افزایش دما، آن را از حالت پایداری مکانیکی خارج و شرایط را برای انجام پدیده نرم شدن فراهم آورد.

به ادامه مطلب مراجعه کنید . . .


در اینجا پدیده های مهمی که منجر به نرم شدن فلز تغییر شکل یافته می شوند، بازیابی و تبلور مجدد هستند. بازیابی در فلزات با stacking fault energy یا S.F.E بالا مثل آلیاژهای آلومینیم، راحت تر رخ می دهد و شامل نفوذ اتمها و جای خالی، و صعود و حرکت نابجاییها است که منجر به آرایش خاصی در موقعیت نابجاییها می شود؛ به گونه ای که ساختار حاصل شبکه چند ضلعی با مرز دانه های فرعی یا مرز های با زوایه کم را می سازد. در مقابل تبلور مجدد یا recrystallizationدر فلزات با شبکه F.C.C که S.F.E پایینی دارند (مثل مس ) اتفاق می افتد. تشکیل دانه های هم محور جدید در مرحله گرم کردن، بجای ساختمان فلز تغییر شکل یافته، تبلور مجدد نامیده می شود. در فلزی مانند مس بازیابی نقصهای نقطه ای در دمای محیط انجام می شود برای مشاهده آن می توان مقاومت الکتریکی مس نورد شده را در دمای محیط و دمایی حدود -۵ درجه سانتیگراد با هم مقایسه کرد. تبلور مجدد عبارتست از جایگزینی ساختار کار سرد شده با دسته جدیدی از دانه های فاقد کرنش. این پدیده با کاهش سختی و استحکام و افزایش نرمی اثبات می شود. چگالی نابجاییها در این پدیده به شدت کم شده و آثار کارسختی حذف می گردد. فرایند تبلور مجدد شامل جوانه زنی یک ناحیه فاقد کرنش است که مرز آن می تواند زمینه دارای کرنش را ضمن حرکت به درون ماده فاقد کرنش دگرگون کند. با رشد مرز از جوانه ها، نابجاییها یکدیگر را خنثی کرده و حذف می شوند. در حدود ۲ الی ۳ درصد کرنش، دانسیته نابجاییها در داخل دانه و مرز دانه یکسان است و نشانه توزیع یکنواخت کرنش در ساختار است. اما در اثر تغییر شکل زیاد، دانسیته نابجاییها در مرز دانه بیشتر شده و توزیع کرنش در ساختار ناهمگن تر می شود، در این حالت دو برابر انرژی مرز دانه انرژی ذخیره شده خواهیم داشت.

 عوامل موثر بر تبلور مجدد عبارتند از:
۱) میزان تغییر شکل یا کرنش اعمالی، ۲) درجه حرارت، ۳) مدت زمان نگهداشتن در دمای تبلور مجدد، ۴) اندازه دانه اولیه، ۵) آنالیز شیمیایی فلز، ۶) میزان بازیابی قبل از شروع تبلور مجدد.

 توجه به نکات زیر در پدیده recrystallization ضروری بنظر می رسد:
ـ تبلور مجدد فقط در صورتی می تواند انجام گیرد که مقدار حداقل تغییر شکل معینی انجام گرفته باشد. 
ـ هر چقدر میزان این تغییر شکل بیشتر باشد، دمای پایین تری برای تبلور مجدد مورد نیاز است و دانه تبلور یافته نیز کوچکتر خواهد شد.
ـ با کاهش دمای تبلور مجدد مدت زمان حرارت دادن طولانی تر می شود.
ـ اندازه نهایی دانه های تبلور مجدد یافته به میزان کرنش اعمالی و دمای تبلور مجدد بستگی دارد؛ 
ـ هر چقدر اندازه دانه های اولیه کوچکتر باشد، میزان تغییر شکل مورد نیاز برای یک دمای تبلور مجدد معین کوچکتر است.
ـ دمای تبلور مجدد با افزایش میزان خلوص فلز کاهش می یابد. 
ـ اگر دانه های جدید فاقد کرنش در دمایی بیشتر از دمای لازم برای تبلور مجدد حرارت داده شوند، اندازه دانه بسیار زیاد خواهد شد. 
ـ دمای تبلور مجدد یک دمای ثابتی نیست و به عوامل فوق بستگی دارد، اما در کارهای عملی دمای تبلور مجدد، دمایی تعریف می شود که در آن: تبلور مجدد آلیاژی که تغییر شکل سرد یافته (به مقدار زیاد) در مدت یک ساعت بطور کامل انجام گیرد.




نوع مطلب : شیمی عمومی، 
برچسب ها :


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

 
 
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است |طراحی : پیچک
 


قالب میهن بلاگ

download

قالب بلاگفا

قالب وبلاگ

قالب بلاگ اسکای

قالب پرشین بلاگ

اخلاق اسلامی

قالب وبلاگ