Efecto de la microestructura en las propiedades de los materiales metálicos
Las propiedades de los materiales metálicos están determinadas principalmente por su estructura interna, incluida la disposición atómica interna, la composición de fase en sólidos, tamaño de grano, estructura de fibra metálica, etc. Debido a la amplia variedad de materiales metálicos, el rendimiento cambia cada vez más, por lo que para comprender el impacto de la organización del material metálico en el rendimiento, primero debemos comprender el uso de materiales metálicos en el campo del mecanizado. En ingeniería mecánica, los materiales metálicos son los materiales estructurales más utilizados, principalmente debido a las excelentes propiedades de rendimiento y proceso de los materiales metálicos.
En el uso del rendimiento, las propiedades mecánicas de los materiales metálicos están ocupadas una posición relativamente prominente. Existen muchos índices de prueba para las propiedades mecánicas de los materiales metálicos, como resistencia, dureza, plasticidad y elasticidad. Estos índices de rendimiento son la base principal para seleccionar materiales en ingeniería mecánica. Por lo tanto, es necesario comprender completamente la estructura organizacional de los materiales metálicos, para conocer el impacto de la estructura organizacional en el rendimiento de los materiales metálicos.
1. Influencia de la estructura del material metálico en sus propiedades mecánicas
1.1 Influencia del tamaño de grano en las propiedades mecánicas de los metales
En las propiedades del proceso, la influencia del tamaño de grano en las propiedades mecánicas de los metales se refleja principalmente en la formabilidad plástica de los metales. En la actualidad, el área promedio o el diámetro promedio del grano generalmente se usa en la producción industrial para medir el tamaño del grano. Cuanto mayor sea el nivel de tamaño de grano, más pequeño es el tamaño del grano, los límites más de grano en un cierto volumen, lo que resulta en más granos de diferentes fases, lo que hará que la deformación plástica del material metálico sea mayor capacidad de compresión. Para los materiales metálicos generales, cuanto más fino sea el tamaño del grano, es probable que mejoren su resistencia, dureza, plasticidad y tenacidad. Por lo tanto, es muy importante controlar el tamaño del grano de las piezas fundidas. En la producción real, podemos ver muchos métodos para refinar granos, como reducir la temperatura de vertido del líquido fundido, elegir un material de molde de fundición con una conductividad térmica grande,
Agregar agente nucleado, vibración mecánica y otras medidas se adoptaron.
1.2 Influencia de las características de transformación alotrópica del hierro en la microestructura y las propiedades mecánicas de los materiales de hierro y acero
De la ingeniería mecánica general y la industria moderna, se sabe que la influencia de las características de transformación alotrópica del hierro en la microestructura y las propiedades mecánicas de los materiales de hierro y acero es la aleación más generalizada. Estas aleaciones se basan básicamente en el hierro y el carbono como los componentes básicos, pero debido al diferente contenido de sus componentes, como el diferente contenido de carbono en la aleación, conducirá a diferentes estructuras, propiedades y aplicaciones. En general, hay cinco estructuras básicas de aleaciones de hierro-carbono, de las cuales la ferrita y la austenita pertenecen a soluciones sólidas. La solución sólida intersticial formada en A-Fe es la ferrita, pero el tamaño de la red intersticial afecta la plasticidad, la tenacidad, la resistencia y la dureza. Por lo tanto, debido a que A-Fe es una red cúbica centrada en el cuerpo, y el espacio de la red es pequeña, por lo que la solubilidad del carbono en A-Fe es relativamente pequeña, por lo que la temperatura ambiente de tal solución sólida estará más cerca del hierro puro , luego muestra que tiene mejor plasticidad, dureza y menor resistencia y dureza. Sin embargo, la austenita es una solución sólida intersticial de carbono disuelto en R-FE. Se puede ver a partir de las propiedades de R-Fe misma que R-Fe existe en un estado de alta temperatura y es una estructura de red cúbica centrada en la cara, que tiene una brecha relativamente grande. Por lo tanto, en comparación con la ferrita, la austenita tiene una capacidad relativamente fuerte para disolver el carbono, por lo que su resistencia y dureza son más altas que la de la ferrita, y tiene una plasticidad y dureza relativamente buena. En particular, tiene un rendimiento de falsificación relativamente bueno. El hierro tiene las características de la transformación isomérica, por lo que el tratamiento térmico puede hacer que las propiedades de los materiales de hierro y acero cambien. Por ejemplo, para el hierro dúctil, la estructura de la matriz puede cambiarse mediante el tratamiento térmico para cambiar sus propiedades mecánicas. En general, la ferrita se puede obtener mediante el recocido, a fin de mejorar su plasticidad y dureza hasta cierto punto y eliminar el estrés; La matriz de perlita se puede obtener normalizando para mejorar la resistencia y la resistencia al desgaste. La estructura de la matriz del sorbito templado se puede obtener mediante el tratamiento con temple, de modo que se puedan mejorar sus propiedades mecánicas integrales.
2. Influencia de la estructura del material metálico en sus propiedades tecnológicas
2.1 Propiedades tecnológicas de los materiales metálicos
El rendimiento del proceso de los materiales metálicos significa que los materiales metálicos tienen una cierta capacidad para adaptarse a diferentes métodos de procesamiento. En circunstancias normales, incluye: rendimiento de lanzamiento, foración de rendimiento, rendimiento de soldadura, rendimiento de corte y rendimiento del tratamiento térmico.
2.2 Propiedades de fundición de materiales metálicos
El grado de segregación de piezas de fundición es un índice importante para medir la calidad metalúrgica de los materiales metálicos. Después de que el metal se solidifica, su composición química interna parece un fenómeno desigual llamado segregación. Según el estudio, cuando la segregación es más grave, puede marcar una gran diferencia en las propiedades mecánicas de varias partes de la fundición, es decir, tiene un cierto impacto en la uniformidad del rendimiento de la fundición. El fenómeno de la segregación es difícil de evitar por completo, sin duda reducirá la calidad de las piezas fundidas, especialmente el daño a grandes piezas fundidas será más obvio. Se puede ver que si la estructura del material metálico enfriado y solidificado es uniforme tiene un gran impacto en el rendimiento de la fundición.
2.3 Propiedades de forja de los materiales metálicos
Tomando el rendimiento de la falsificación como ejemplo, el rendimiento de forja se refiere al grado de dificultad para obtener una excelente falsificación mediante la falsificación del método de formación. En circunstancias normales, se mide por los dos índices de plasticidad y resistencia a la deformación. Por lo general, cuando la plasticidad es mejor, la resistencia de la deformación es más pequeña, entonces el rendimiento de forja de metal será mejor. En general, las propiedades de forja de los metales puros son mejores que las de las aleaciones ordinarias. En la aleación de carbono de hierro, cuanto menor sea el contenido de carbono, mejor será el rendimiento de forja; En Alloy Steel, cuantos más tipos y contenidos de elementos de aleación, peor será el rendimiento de la falsificación. Tanto la solución sólida monofásica como la mezcla de polifásicos pertenecen a la estructura de aleación, y su plasticidad y deformación también tienen sus propias características. Se puede ver que las diferentes composiciones de estructura de los materiales metálicos tienen diferentes efectos en las propiedades de forja.
2.4 Influencia de la soldadura en la estructura metálica
Los defectos de la superficie causados por la soldadura en materiales metálicos se pueden resumir como un cierto espacio formado por la fusión incompleta entre el metal fusionado y el metal base, como protuberancias de soldadura, bordes de mordedura y no penetración. Podemos tomar ciertas medidas macroscópicas para mejorar una parte de la brecha, como mejorar la calidad de la superficie de la parte de soldadura a través del procesamiento mecánico. Sin embargo, no se puede eliminar el efecto de algunas brechas en la microestructura del metal. Por ejemplo, en las soluciones de electrolitos (tome la solución acuosa NACI como ejemplo), los espacios tienden a sufrir corrosión de brecha, lo que empeora el rendimiento de los materiales metálicos. Aunque la corrosión de la ranura requiere ciertas condiciones, como el tamaño del espacio, el estado de retención del medio y las características de la corrosión y otros factores, los defectos superficiales causados por la soldadura indudablemente proporcionan un buen lugar para la formación de la corrosión de la ranura. Por lo tanto, los defectos de la superficie de soldadura tendrán un impacto inevitable en la organización del metal. Tal influencia también tendrá diferentes consecuencias en diferentes entornos corrosivos. Por ejemplo, en la junta soldada del acero inoxidable austenítico, la ferrita contenida en la parte fundida original se convertirá en la fase preferida de corrosión en la solución de ácido clorhídrico, y es fácil formar una grieta de red, de modo que el carburo de cromo precipitado intergranular La zona afectada por el calor se depositará en solución acuosa NACI y otros tipos de entorno de corrosión. La resistencia al estrés y la corrosión del tipo intergranular de acero obviamente se deterioran.
En general, el impacto de la soldadura en los materiales metálicos es muy complejo, y la estructura metálica también afectará la calidad de la soldadura. En la práctica, es necesario reducir el impacto de la soldadura en los materiales metálicos tanto como sea posible, a fin de controlar los defectos de soldadura y garantizar el rendimiento original del metal para que el proyecto correspondiente no esté dañado.
3 conclusión
En resumen, la estructura del metal tendrá un cierto impacto en sus propiedades mecánicas y sus propiedades tecnológicas. Para hacer un mejor uso de los materiales metálicos, es necesario comprender completamente las características de su estructura organizacional y la comprensión profunda de su impacto en el rendimiento. De esta manera, los efectos adversos de varios defectos en el rendimiento de los materiales metálicos se pueden reducir en cierta medida, y se puede mejorar el rendimiento del proceso de los materiales metálicos. Una comprensión profunda del efecto de la estructura del material metálico en sus propiedades puede promover el desarrollo de nuevos materiales y nuevas tecnologías hasta cierto punto, y puede promover la investigación moderna de ciencias de materiales.
