במרכז כל שיעור מדעים שנוא בתיכון עומדות התיאוריות והחוקים סביב אטומים. אטומים מרכיבים את העולם שלנו וכל מה שיש בו. הם האוכל שאנו אוכלים, השולחן שאנו אוכלים ממנו והכיסא בו אנו יושבים. אנו יודעים שבמצב מוצק של חומר, האטומים אינם זזים ונקשרים לאטומים אחרים, ויוצרים סריג מעוצב. עם זאת, האופן שבו האטום שולט בתכונות של חומר מוצק, כגון חוזק מכני וגמישות, הוא חלק גדול מהסיבה לאטומים כל כך חשובים בקהילה המדעית. במאמר זה, נבחן כיצד אטומים שולטים בתכונות במתכות.
אז בואו נדבר על אטומי מתכת…
אטומים, כשהם נמצאים בחומר מוצק, מתיישרים ליצירת צורה. בעוד האלקטרונים בתוך האטום מסתובבים, האטום עצמו אינו זז ומקושר לאטומים אחרים. במתכת, אטומים אלה מתיישרים ליצירת מבנה קבוע מראש. זה ידוע כמבנה גביש. בהתאם לשלבים ולאטומים השונים הקיימים, סריג גביש זה יכול להשתנות מסגסוגת לסגסוגת. באחת הסגסוגות הנפוצות ביותר, נירוסטה 301, מבנה הנירוסטה האוסטניטי נוצר באמצעות מבנה גביש מעוקב במרכז הפנים. זה ידוע גם כמבנה FCC. כדי לסווג מבנים אלה, מתכות משתמשים בתאי יחידה. תאי יחידה הם דיאגרמות של המבנה הגבישי הנמשך מהאטומים המרכיבים את אחד הגבישים הללו.
מבנה מעוקב במרכז פנים מאופיין בכך שיש ארבעה אטומים המקיפים אטום אחד במרכז כל פנים של הקובייה. מבנה גבישי זה יחזור על עצמו בכל עיקר החומר ומרכיב את מה שאנו רואים כמתכת. ברור, המבנה החוזר הזה מתרחש מספר לאין שיעור של פעמים לאורך החומר. המבנה החוזר הזה, כשמסתכלים עליו בצורה מקרוסקופית, הוא מה שמרכיב גרגר.
מהם דגנים וגבולות תבואה?
גרגר הוא אוסף של מבנים גבישיים רבים שחוזרים על עצמם, כולם מכוונים לאותו כיוון. גרגירים יכולים להשתנות באורך וברוחב, תלוי כמה זמן הגבישים החוזרים נמשכים. כאשר שני גרגרים מכוונים בכיוונים שונים נפגשים, נוצר גבול גרגר. כפי שניתן לראות בתמונה למטה, תופעת גבול גרגירים זו נובעת מאורינטציות משתנות במבני גביש. הגרגרים הרבים וגבולות התבואה הם המרכיבים את מכלול החומר. גרגרים אלו יכולים להשתנות בגודל ובצורה, בכיוון ובכיוון.
נקע מתרחש כאשר קיימת אי סדירות במבנה הגבישי של גרגר המאפשרת לאטומים להחליק אחד על השני. גבולות התבואה פועלים כמחסום בפני אותה נקע. גודל גרגר קטן מגדיל את מספר גבולות הגרגרים הללו שחייבים להתפנות לפני שתנועה יכולה להתרחש. גודל גרגר קטן זה, בעל יותר גבולות גרגר, מביא לחומר חזק יותר. בתור טחנת גלילים מדויקת, כל התהליך של Be-Cu סובב סביב הבנה ותפעול של מבני תבואה ותבואה כגון זה. ככל שיש לנו יותר שליטה בתהליך הזה, כך הסיבולות המכאניות שלנו יכולות להיות הדוקות יותר, כמו גם מספר שיפורים אחרים.
כיצד התקשות העבודה משפיעה על התבואה?
על מנת לשנות את מבנה המתכת ברמה מיקרוסקופית יש צורך בכמות גדולה של אנרגיה. אנרגיה זו, במקרה שלנו, מגיעה משני מקורות; דפורמציה מכנית וטיפול בחום. דפורמציה מכנית, או גלגול קר בטמפרטורת החדר, היא הלב של Be-Cu. במבט ראשון זה עשוי להיראות לחלק כאילו גלגול מחדש מדויק עם מכבש מתגלגל טוב רק להפקת חומר דק יותר. עם זאת, השיפור במאפיינים המכניים, במיוחד חוזק התפוקה באמצעות התקשות מאמץ במפעל מתגלגל הופך סוג זה של עידון תבואה לאטרקטיבי. חיסום חומר דרך גלגול משנה גרגירים, ומציע חומר חוזק מכני גבוה עם חסרון קטן. בליבת תהליך הגלגול היא מניפולציה של דגנים.
עידון תבואה באמצעות חישול
השיטה האחרת במניפולציה של מבנה התבואה היא באמצעות טיפול בחום המכונה חישול. חום הוא צורה הרבה יותר חתוכה ויבשה של אנרגיה, וניתן להסביר את התהליך שלו בהחלפת דגנים בפשטות רבה. עם חישול המתכת, הגרגרים מתחילים לצבור יותר ויותר אנרגיה. הגרגרים ישתנו ברגע שניתנה להם מספיק אנרגיה בטמפרטורה ספציפית, המכונה טמפרטורת התגבשות מחדש. אנרגיה זו גורמת לגרעין להיווצר החוצה. כאשר מתרחשת גידול דגנים, הם צריכים "לאכול" זה את זה, כאשר הגרגרים הגדולים משלבים את הגרגרים הקטנים יותר לתוך עצמם. מה שנשאר לכם הוא מבנה מיקרו של גרגרים גדולים, המוכנים לחיסול שוב או לשימוש ליישומים שונים. עלייה בטמפרטורה מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש יכולה לגרום לגרגרים גדולים יותר, אך עלולה להוביל לניגוב מוחלט במבנה הגרגירים אם נעשה זמן רב מדי או בטמפרטורה גבוהה מדי.
כיצד גודל גרגר ומבנה משפיעים על פעולות הייצור שלך?
ייצור מתכות סובב כל כך הרבה סביב גרגירים, גודל גרגירים ומניפולציה של מבנה גרגר מכיוון שתהליך זה הוא המפתח להשגת מוצר טוב. על ידי מניפולציה מדעית ומדויקת של דגנים, יצרן יכול לא רק ליצור מוצר סופי במסגרת המפרט, אלא גם לעשות זאת בקלות ובדיוק הרבה יותר. על ידי ציון לא רק של תכונות מכניות, אלא גם על גודל גרגר, שלבי עיבוד שלאחר כמו ציור, הטבעה, טבעה ועיבוד שבבי נעשים הרבה יותר עקביים עם שיעורי גרוטאות נמוכים יותר. דגנים משפיעים באופן ישיר על כל יישום לאחר עיבוד. מבנה גרגר עם יותר מדי כיוון מועדף יכול להוביל לקשיים בציור. מבנה גרגירים מתחת לחיתוך עלול לגרום לבעיות בהיווצרות. אבל לקוח שעובד עם מבני תבואה עקביים ומדויקים בכל מגרש פירושו פחות זמן עבודה עבור כל משלוח חומר בודד ויותר זמן ריצה.
על ידי רכישת חומר בדרגה טובה יותר שבה צוין גודל גרגר, תוכל לחסוך שעות רבות של זמן ייצור ועלות. זו הסיבה שיש ל-Be-Cu צוות מתכות בצוות כדי לעזור ללקוחותינו לזהות את מאפייני הדגן והחומר האידיאליים הנדרשים לפעולות הייצור, המפרטים ובסופו של דבר היישום שלהם. אם יש לך שאלות לגבי תבואה, או כל מאפיינים אחרים של סגסוגת, נשמח לעזור! פנה למומחה עוד היום כדי ללמוד כיצד תוכל לחסוך זמן וכסף על ידי רכישת החומר האידיאלי לצרכים שלך!
