Table of Contents
درک رابطه بین شخصیت مرز دانه و مقاومت در برابر خستگی حرارتی در علم مواد بسیار مهم است.این به مهندسان کمک می کند تا مواد با دوام بیشتری را برای برنامه های با دمای بالا، مانند توربین ها، موتورها و نیروگاه های برق طراحی کنند.
گلچه های دانه ای چه هستند؟
مرزهای دانه رابط هایی هستند که در آن کریستال های جهت گیری های مختلف در یک ماده پلی کریستالی قرار می گیرند.این مرزها بر بسیاری از خواص، از جمله قدرت، مقاومت در برابر خوردگی و ثبات حرارتی تأثیر می گذارند. ماهیت این مرزها بسته به کاراکترها ، مانند زاویه راهنمایی و نوع مرز متفاوت است.
انواع گل های دانه
- مرزهای کم عمق: با زاویه های کوچک راهنمایی، به طور معمول کمتر از 15 درجه.
- [در این میان] مرزهایی با شدت بالا وجود دارد: دارای زاویه های منحرف کننده تر، اغلب بیش از 15 درجه است.
- مرزهای ویژه: مانند مرزهای شبکه تصادفی (CSL) که دارای ترتیبات اتمی خاص است که می تواند خواص را افزایش دهد.
خستگی حرارتی و گوگرد
خستگی حرارتی زمانی رخ می دهد که مواد تحت بار حرارتی چرخه قرار می گیرند، که منجر به ترک شروع و گسترش مرزهای دانه می شود یا مانع رشد ترک می شود، بسته به شخصیت آنها، بوندaries با خواص خاص می توانند انرژی را جذب کنند و در برابر گسترش کراک مقاومت کنند، بهبود عمر مواد تحت دوچرخه سواری حرارتی.
تاثیر شخصیت های گلی در مقاومت
تحقیقات نشان می دهد که مرزهای با ویژگی های خاص، مانند coin] شبکه شبکه انرژی پایین تر (CSL) مرزهای، تمایل به مقاومت بیشتر در برابر خستگی حرارتی دارند، این مرزها دارای یک حالت انرژی پایین تر هستند، و آنها را کمتر مستعد شروع ترک می کنند، مرزها با زاویه های بالا یا انرژی بالا بیشتر مستعد توسعه ضعیف تحت فشار حرارتی هستند.
مفاهیم طراحی مواد
با کنترل ماهیت مرز دانه در طول پردازش مواد، مهندسان می توانند مقاومت در برابر خستگی حرارتی را افزایش دهند. تکنیک هایی مانند درمان های الکترومکانیکی یا آلیاژهای می توانند تشکیل انواع مرز سودمند را ترویج دهند که منجر به مواد با دوام بیشتری برای محیط های با دمای بالا می شود.