Iemesls, kāpēc tīras niķeļa plāksnes pagarinājuma ātrums sasniedz 51,5%

Tīrs niķelis (parasti zīmoli Ni200, Ni201, N4, N6) pieder pie -centrētas kubiskās (FCC) kristāla struktūras metāla, kas ir tā lielā pagarinājuma galvenais iemesls. FCC struktūrai ir 12 slīdēšanas sistēmas, kas ir daudz vairāk nekā 12 korpusa -centrētā kubiskā (BCC) slīdēšanas sistēmas (bet grūtāk aktivizējamas) vai 3–6 sešstūrveida slīdēšanas sistēmas (HCP). Vairāk slīdēšanas sistēmu nozīmē, ka dislokācijas, visticamāk, sāksies un kustēsies kristālā, un materiāls var pakļaut vienmērīgu plastisko deformāciju, kad tas tiek pakļauts spriedzei, un tas nav pakļauts lūzumam.

Augsta tīrība ir vēl viena atslēga. Rūpnieciskā tīrā niķeļa niķeļa saturs parasti ir lielāks vai vienāds ar 99,0% ~ 99,6%, piemaisījumu (piemēram, ogleklis, sērs un fosfors) ir ārkārtīgi maz, un gandrīz nav otrās fāzes daļiņu vai cieto šķīduma atomu, kas kavētu dislokācijas kustību. Zemās sakraušanas defektu enerģijas raksturlielumi vēl vairāk veicina dislokācijas šķērsslīdēšanu un atlaidināšanas dvīņu veidošanos. Šie mehānismi uzlabo deformācijas sacietēšanas spēju deformācijas procesā un novērš lokālu izgriezumu, tādējādi panākot augstu vienmērīgu pagarinājumu.

Turpretim nerūsējošajam tēraudam vai dažiem sakausējumiem ir mazāks pagarinājums sarežģītu fāzu struktūru vai nogulsnētu fāžu dēļ. Šī tīra niķeļa raksturīgā priekšrocība padara to par izvēlētu materiālu ainām, kurās nepieciešama dziļa vilkšana, locīšana un stiepšana.

Tiešākais iemesls tīra niķeļa plākšņu augstajam pagarinājumam ir atkvēlināšanas (mīkstā stāvokļa/M stāvokļa) apstrāde. Ja auksti-vai karsti velmētā-tīrā niķeļa plāksne netiek atkausēta, tā saglabās augstu dislokāciju blīvumu un būs cietā stāvoklī (Y stāvoklis), un pagarinājums var būt tikai 10–20%. Pēc pilnīgas atkausēšanas materiāls pārkristalizējas, veidojot līdzvērtīgu smalkgraudainu -graudainu struktūru, tiek novērsta darba sacietēšana un ievērojami atjaunota plastiskums.

Tipiski atkausēšanas procesa parametri:

Temperatūra: 600–800 grādi (vakuumā vai aizsargatmosfērā, lai izvairītos no oksidēšanās).

Sildīšanas laiks: 1-4 stundas, pielāgots atbilstoši plāksnes biezumam.

Dzesēšanas metode: dzesēšana krāsnī vai lēna dzesēšana.

Pēc atkausēšanas tīra niķeļa plākšņu stiepes izturība parasti nokrītas līdz 350–450 MPa, bet tecēšanas robeža ir 80–150 MPa, bet pagarinājumu var stabilizēt vairāk nekā 45–55%, un 51,5% ir kopējā mērītā vērtība šajā diapazonā. Pētījumi liecina, ka atkausēšana aptuveni 650 grādu temperatūrā var efektīvi līdzsvarot pārkristalizācijas pakāpi, nodrošinot plastiskumu un kontrolējot graudu augšanu no pārmērīgas augšanas.

Uzlaboti procesi, piemēram, kriogēnā velmēšana apvienojumā ar zemas-temperatūras-īstermiņa atkvēlināšanu (piemēram, 623K īstermiņa-atlaidināšana), var vēl vairāk optimizēt pagarinājumu, vienlaikus saglabājot augstu izturību. Kontrolējot velmēšanas deformācijas un atlaidināšanas parametrus, var panākt stiprības -plastiskuma sinerģiju (piemēram, vienmērīgu pagarinājumu par 11,7%, ja tecēšanas robeža ir 607 MPa), nodrošinot risinājumus augstas klases{8} lietojumiem.

Ķīmiskā sastāva kontrole

Tīrs niķelis ar zemu-oglekļa saturu (ogleklis, kas mazāks par vai vienāds ar 0,02%), piemēram, Ni201, nav pakļauts grafitizācijai un trauslumam augstās temperatūrās, un tas saglabā labu plastiskumu augstā-temperatūras apstākļos. Parastajam Ni200 var būt pazemināta veiktspēja oglekļa nokrišņu dēļ, kas pārsniedz 315 grādus, savukārt zemu -oglekļa šķirņu pagarinājums ir stabilāks.

Graudu izmērs un mikrostruktūra

Vidēji līdzsvaroti graudi (parasti 10–50 μm pēc atkausēšanas) visvairāk veicina plastiskumu. Ja graudi ir pārāk smalki, stiprums tiks palielināts Hall-Petch efekta dēļ, bet vienmērīgais pagarinājums var tikt samazināts; ja graudi ir pārāk biezi, kopējais stiprums tiks samazināts. Atlaidināšanas dvīņu parādīšanās vēl vairāk palielina plastiskuma rezervi.

Apstrādes vēsture un pārbaudes apstākļi

Karsti -velmētām + rūdītām plāksnēm parasti ir labāka plastiskums nekā tīri auksti velmētām-atlaidinātām plāksnēm. Stiepes testēšanas laikā gabarīta garums, deformācijas ātrums un temperatūra ietekmēs arī datus. 51.5% ir uzticama veiktspēja standarta apstākļos istabas temperatūrā.

4. Vērtību atspoguļojums rūpnieciskos lietojumos

Tīras niķeļa plāksnes lielais pagarinājums tieši nozīmē lielisku formējamību. Ķīmisko iekārtu ražošanā tīra niķeļa plāksnes bieži izmanto stipros sārmu{1}}izturīgos (piemēram, kaustiskās sodas) tvertnēs, caurulēs un vārstos, kas prasa lielu liekšanu, štancēšanu un formēšanu. Augsta plastika nodrošina, ka nav plaisu.

Elektronikas rūpniecībā tīru niķeli izmanto akumulatoru korpusos, savienotājos un elektromagnētiskās ekranēšanas daļās, un tā labā elastība nodrošina precīzu dziļo vilkšanu. Jaunās enerģijas un aviācijas jomā tīra niķeļa augstā elektriskā un siltuma vadītspēja apvienojumā ar plastiskumu ir piemērota augstas temperatūras-blīvēšanai un konstrukciju daļām.

Salīdzinot ar nerūsējošo tēraudu, tīram niķelim ir labāka izturība pret koroziju īpašās korozīvās vidēs (piemēram, sārmainā vidē); salīdzinot ar vara sakausējumiem, tā stabilitāte augstā{0}}temperatūrai ir labāka. Šīs īpašības padara tīras niķeļa plāksnes neaizstājamas augstākās kvalitātes-ražošanā.

5. Materiālu izvēles un apstrādes ieteikumi

Izvēloties tīru niķeļa plāksni, jums ir jānoskaidro stāvoklis: mīkstais stāvoklis (M) ir piemērots sarežģītai formēšanai, bet cietais stāvoklis (Y) ir piemērots augstām -stiprības prasībām. Iegādājoties, skatiet GB/T 2054, ASTM B162 un citus standartus un pievērsiet uzmanību pagarinājuma indeksam.

Apstrādes piesardzības pasākumi:

Izvairieties no pārmērīgas starpapstrādes aukstuma un savlaicīgi veiciet starpatkvēlināšanu.

Pēc metināšanas veiciet spriedzes atlaidināšanu, lai atjaunotu plastiskumu.

Lielām -izmēra plāksnēm kontrolējiet sildīšanas vienmērīgumu, lai novērstu nenormālu graudu augšanu, ko izraisa vietēja pārkaršana.

Nākotnē, attīstoties termomehāniskās apstrādes tehnoloģijai (piemēram, gradienta struktūras projektēšanai, nanodvīņu kontrolei), sagaidāms, ka tīrs niķelis sasniegs lielāku izturību, vienlaikus saglabājot augstu pagarinājumu, un paplašinās pielietojuma robežas.

Secinājums

Tīras niķeļa plāksnes pagarinājuma ātrums sasniedz 51,5%, kas būtībā ir FCC augstās simetrijas struktūras, augstas tīrības īpašību un zinātniskās atkausēšanas procesa kopīgas optimizācijas rezultāts. Tas ne tikai atspoguļo materiālzinātnes pamatprincipus, bet arī nodrošina uzticamu plastiskuma garantiju rūpnieciskajai ražošanai. Uzņēmumi var efektīvi uzlabot produktu veiktspēju un ražošanas efektivitāti, padziļināti izprotot šos mehānismus materiālu atlasē un procesu izstrādē.