บทความ
 อวกาศ
 พลังงาน
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
 งานโลหะ
 อุปกรณ์
 เครื่องกล
วันนี้ 830
เมื่อวาน 550
สัปดาห์นี้ 830
สัปดาห์ก่อน 5,464
เดือนนี้ 7,791
เดือนก่อน 29,132
ทั้งหมด 821,847
  Your IP :52.91.90.122

16.7 เฟสไดอะแกรม

 

       เฟสไดอะแกรม คือการอธิบายช่วงระยะของโลหะผสม ที่เกิดขึ้น ในช่วงอุณหภูมิต่าง ๆ กับเปอร์เซ็นต์ของธาตุที่นำมาผสมในโลหะ เฟสไดอะแกรมทั่วไปใช้ ระบบโลหะผสมแบบทวิ (Binary alloy systems) (โลหะผสมที่มีธาตุโลหะ) เช่น เฟสไดอะแกรมของเหล็ก - คาร์บอน ได้อธิบาย ในบทที่ 9 เฟสไดอะแกรมเหล็ก – คาร์บอน ตัวอย่างภาพของโครงสร้างเหล็กกล้า ที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน และเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอน

 

 

รูปตัวอย่างเฟสไดอะแกรมของทองแดง-อลูมิเนียม

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      เฟสไดอะแกรม เราสามารถเรียกกันอีกอย่างหนึ่งว่า ไดอะแกรมสมดุล (Equilibrium diagrams) เพราะว่า มันได้บ่งบอกถึงโครงสร้างที่เกิดขึ้นในสภาวะสมดุล (ส่วนประกอบที่ได้ในไดอะแกรมจะแตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลา และขอบเขตที่ผสม) โครงสร้างที่แสดงส่วนประกอบ และอุณหภูมิอื่น ๆ ที่กำหนดนั้น จะเกิดขึ้นพร้อมกับมีพลังงานเคมีต่ำสุด

 

      โครงสร้างที่ได้หลังจาก ผสมจะคงไว้ในช่วงเวลาหนึ่ง ที่อุณหภูมิใกล้จุดหลอมเหลว ที่อุณหภูมิห้องความสมดุลจะเกิดขึ้นในเวลาไม่นาน โครงสร้างของโลหะส่วนมากในทางปฏิบัติจะไม่ถึงจุดสมดุล

 

      มีอยู่มากมายที่วัสดุที่ผลิตออกมาได้มีคุณสมบัติตามต้องการในระหว่างการผลิต เมื่ออะตอมไม่ได้อยู่ที่จุดสมดุล โดยจะอ้างอิงถึงเฟสไดอะแกรม และอัตราอุณหภูมิความร้อน / ความเย็นที่มีความแตกต่างกัน

 

      ดังนั้นนักโลหะวิทยาสามารถ ทำการคำนวณการปรับสภาพทางความร้อนให้เกิดความเหมาะสม และสามารถพัฒนาคุณสมบัติที่จะเกิดขึ้นในโลหะผสม

 

 

 

 

16.8 อธิบายเฟสโลหะผสมในการทำโลหะให้แข็งแบบฉับพลัน

 

      เฟสโลหะผสมที่เกิดขึ้นจะมีความแตกต่างกัน ในระหว่างการทำให้แข็งแบบฉับพลัน สามารถอธิบายถึงการใช้เฟสไดอะแกรมได้ เป็นไดอะแกรมของทองแดง – เบรีลเลียม ดูในรูปกราฟด้านล่าง

 

 

 

กราฟเฟสไดอะแกรมสำหรับทองแดง – เบรีลเลียม แต่ละช่วงขอบเขตระบุถึงเฟสที่แตกต่างของโลหะระหว่างการปรับสภาพความร้อน

 

 

 

รูปทองแดง – เบรีลเลียม 

 

ตามรูปเฟสไดอะแกรมข้างบน เป็นโครงสร้างทองแดงผสม (ที่มีส่วนผสมของเบรีลเลียมเล็กน้อย) ส่วนผสมของเบรีลเลียมมีอยู่ประมาณ 1.9% เราเรียกโลหะทองแดงผสมรหัสนี้ว่า  C17200 แสดงที่จุด A

 

      ในรูปแบบเดิมของทองแดงผสม เมื่อเทียบกับอนุภาคที่ค่อนข้างใหญ่ของทองแดงผสมเบรีลเลียม ดังแสดงในรูปสเก็ตซ์ด้านล่าง

 

 

รูปภาพสเกตซ์ โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานตัวอย่างทองแดง-เบรีลเลียม ก่อนที่จะทำการปรับสภาพทางความร้อน

 

      ส่วนหนึ่งของทองแดงในโลหะผสมนี้ มีโครงสร้างเป็นแบบเอฟซีซี ส่วนในอนุภาคโครงสร้างที่เป็นผลึก มีลักษณะโครงสร้างเป็นแบบบีซีซี ที่อะตอมตรงกลางมักจะเป็นเบรีลเลียมเสมอ อนุภาคเหล่านี้มีผลเล็กน้อยต่อความแข็งแกร่งของโลหะ

 

      ในระหว่างการละลาย (ขั้นตอนแรกของการทำให้แข็งแบบฉับพลัน) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น จากจุด A ไปถึงอุณหภูมิที่จุด B อนุภาคของ CuBe ละลายในสารละลาย ดังจะเห็นในรูปด้านล่าง

 

 

รูปตัวอย่างอนุภาคของเบรีลเลียมละลายในสารละลายเมื่อโลหะผสมไปถึงอุณหภูมิการละลาย

 

      เมื่อโลหะผสมถูกชุบแข็งอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิห้อง (ที่จุด A ในรูปผังไดอะแกรมด้านบน) อัตราความเย็นจะเป็นตัวขัดขวางการพัฒนาในเฟสที่สอง อนุภาคเบรีลเลียมมีเวลาที่ไม่เพียงพอจะที่เป็นแบบฉับพลัน

 

      ที่จุดนี้เบรีลเลียมยังคงอยู่ในการละลาย เฟสเดียวที่ผสมเป็นสารละลายจะทำให้เกิดการอิ่มตัวสูงกว่า เรียกว่า การละลายจุดอิ่มตัวยิ่งยวด (Supersaturated solution) โลหะผสมที่แข็งแกร่งกว่าเป็นผลของการที่ถูกชุบแข็ง

 

      ทุก ๆ อนุภาคของ CuBe สามารถมองดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ ที่มีอัตราขยาย 20,000 เท่า จากโครงสร้างที่มีเบรีลเลียมจะมีสภาพแข็งแกร่งขึ้น รูปแบบโลหะผสม CuBe ขนาดของอนุภาคจะเกือบเท่ากับขนาดของอะตอมเดิม

 

      การปรับสภาพทางความร้อนในลำดับที่สอง โลหะผสมที่ถูกให้ความร้อนซ้ำ จะเกิดความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นมา โดยใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง (ที่จุด C ในรูปผังไดอะแกรมด้านบน) ในการละลายนั้นเบรีลเลียมจะเกิดปฏิกิริยากับทองแดงในอนุภาค CuBe แบบฉับพลัน การผสมจะเกิดขึ้นตามความเป็นจริงที่ผลิตออกมา และเมื่อถึงจุดหนึ่ง มันจะไม่เกิดการละลายไปมากกว่านี้

     

      ณ อุณหภูมิปานกลาง อะตอมของเบรีลเลียมสามารถเคลื่อนไปในโลหะได้ แต่พวกมันจะไม่สามารถเคลื่อนที่ไปได้ไกล หรือเร็วมากนัก อะตอมเหล่านี้มีแนวโน้มการเคลื่อนที่เกือบจะเหมือนอนุภาคในรูปแบบแรก มันเป็นการเคลื่อนที่แบบมีข้อจำกัด

 

      อย่างไรก็ตาม อนุภาคที่เพิ่มขึ้นจะเกิดเป็นรูปแบบ และแผ่ขยายออกไปเท่ากัน ในเกรนของโลหะผสม ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างที่เป็นรูปแบบดั้งเดิม ดูที่รูปด้านล่าง

 

 

รูปภาพสเก็ตซ์ โครงสร้างจุลภาคของทองแดงเบรีลเลียมแสดงการพัฒนาอย่างรวดเร็วในโลหะผสมหลังจากผ่านการชุบแข็งอย่างฉับพลัน

 

จากรูปแบบโครงสร้าง เป็นเหตุให้โลหะจะมีแข็งแกร่งมากขึ้น เมื่อเทียบกับก่อนหน้านี้

 

      โครงสร้างที่ตกตะกอน พวกมันจะไม่สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า ต้องมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ (อัตราขยาย 50 2000 เท่า) อัตราขยายของกล้องยิ่งมากเท่าไหร่ก็สามารถเห็นได้ชัดมากขึ้น

 

      กระบวนการทองแดง-เบรีลเลียม เนื่องจากผ่านกระบวนการทำให้แข็งแบบฉับพลัน มันจะไม่สูญเสียความยืดตัวมากนัก แต่มันจะสูญเสียเมื่อนำไปผ่านกระบวนการขึ้นรูปเย็น หรือวิธีการสร้างความแข็งแกร่งอื่น ๆ

 

      ผลที่ได้จากการทำให้แข็งแบบฉับพลัน ที่ให้เกิดความแข็งแกร่งสูงสุดในโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ที่มีการสูญเสียในด้านการยืดตัวลดลง

 

การเปรียบเทียบของวิธีการทำให้แข็งตัว แสดงได้ในตารางด้านล่าง

 

 

กระบวนการ

อุปกรณ์ที่ใช้

(หลังจากการหล่อ)

ความแข็งแกร่ง (เทียบกับโลหะบริสุทธิ์ที่ความแข็งแกร่งต่ำ)

การยืดตัว (เทียบกับโลหะบริสุทธิ์ที่ยืดตัวสูง)

การผสม

ไม่มี

ปานกลาง

ค่อนข้างสูง

งานขึ้นรูปเย็น

รีด, ตี, ดึง, กระแทกขึ้นรูป

สูง

ต่ำ

การทำให้แข็งอย่างฉับพลัน

เตาเผา, ถังชุบแข็ง

สูงมาก

ปานกลาง

 

 

 

จบบทที่ 16

 

ครั้งหน้าจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ อลูมิเนียม และอลูมิเนียมผสม โปรดติดตาม

 

 

 

 

 

 

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

“ผู้ที่ประสบผลสำเร็จ

ไม่ใช่เก่ง

แต่ต้องอึดด้วย

ชัยชนะ เป็นของคนที่ อึดที่สุด”

 

 

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา