اثر دما در خزش

تعداد بازدید: 3283
چهارشنبه 03 دي 1393

اثر دما در خزش

بررسی تأثیر دما بر مکانیزم های خزش (Effect of Temperature on Creep Mechanisms) به دلیل آنکه خزش به فرآیند هایی که با گرما فعال می شوند بستگی دارد، بسیار حائز اهمیت است. ساده ترین فرض این است که خزش یک فرآیند منحصراً فعال شده گرمایی است و می توان آن را توسط معادله آرنیوس تشریح کرد:

با استفاده از تغییر دما حین آزمایش، می توان به فرمول جدیدی رسید:

که برای هر دو حالت تنش ثابت است.

خزش در دماهای کم

خزش تنها به این دلیل انجام می شود که موانع موجود بر سر راه تغییر شکل تحت تأثیر همزمان تنش و نوسانات حرارتی از بین می رود. فرآیند هایی که با نفوذ کنترل می شوند، عمدتاً در دما های حدود بیش از نصف نقطه ذوب اهمیت پیدا می کنند. در دما های کمتر، فرآیندهای بازیابی که مستقل از نفوذ هستند مانند لغزش متقاطع، نقش مهمی در فرآیند خزش دارند.

خزش در دمای زیاد عمدتاً خزش گرانرو یا حالت پایدار است. در صورتی که در کمتر از Tm/2، خزش اولیه یا ناپایدار تسلط دارد. رابطه کاترل جهت دماهای کم به شکل زیر به دست می آید:

t : زمان گسیختگی و β : عدد ثابت.

خزش لگاریتمی در دماها و تنش های پایین که امکان وقوع بازیابی نیست، انجام می شود. خزش لگاریتمی در دمای کم از یک معادله مکانیکی حالت، پیروی می کند. مثلاً آهنگ کرنش در یک زمان معین فقط به مقادیر لحظه ای تنش و کرنش بستگی دارد نه به تاریخچه کرنش قبلی، اما خزش در دماهای بیشتر به تاریخچه حرارتی و کرنش قبلی بستگی دارد و بنابراین از معادله مکانیکی حالت پیروی نمی کند.

خزش در دمای زیاد

شرایط برای خزش حالت پایدار هنگامی برقرار می شود که آهنگ بازیابی به حدی زیاد و آهنگ کار سختی به حدی کم باشد که بین عوامل رقیب تعادل برقرار شود. شربی (Sherby)، رابطه ای را به صورت زیر در مورد آهنگ خزش پایدار به دست آورده است:

که در این رابطه S عدد ثابت ، L قطر دانه، D ضریب خود نفوذی ، σ تنش خزشی (psi) و E مدول کشسان (psi)  است.

شکست در دمای زیاد

شکست فلزات با زیاد شدن دما از درون دانه ای به مرزدانه ای تبدیل می شود. وقتی شکست درون دانه ای رخ دهد، صفحات لغزش از مرزهای دانه ضعیفترند. در صورتی که در شکست مرزدانه ای، مرزدانه ضعیف تر است. دمای هم انسجامی (ECT: Equicohesive Temperature) به صورت دمایی که در آن دانه ها و مرزهای دانه دارای استحکام برابر هستند، تعریف شده است که همانند دمای تبلور مجدد یک دمای ثابت نیست. در شکل زیر رابطه بین دمای هم انسجامی و استحکام مواد نشان داده شده است.

  

علاوه بر اثر تنش و دما بر ECT ، آهنگ کرنش نیز تأثیر مهمی بر آن دارد. قسمت ب از شکل بالا نشان می دهد که کم شدن آهنگ کرنش، دمای ECT را کم و بنابراین تمایل به شکست مرزدانه ای را زیاد می کند. به نظر می رسد اثر آهنگ کرنش بر رابطه دما – استحکام برای استحکام مرزدانه، خیلی بیشتر از استحکام دانه ها باشد. چون مقدار منطقه مرزدانه با زیاد شدن اندازه دانه کم می شود، ماده ای که اندازه دانه آن بزرگ است، در بالای ECT استحکام بیشتری از ماده ریزدانه خواهد داشت. در زیر ECT عکس این مطلب صدق می کند.

برای یک ماده با خلوص زیاد، دامنه وسیعی از دما وجود دارد که در آن استحکام دانه ها و مرزهای دانه خیلی فرق ندارد (قسمت پ، شکل بالا)، طوری که شکست درون دانه ای تا دماهای نسبتاً زیاد می تواند رخ دهد. سومین مرحله خزش با ایجاد ترک ها و حفره های مرزدانه ای همراه است. در خزش و گرم کاری دو نوع ترک مرزدانه ای رخ می دهد. این دو نوع عبارتند از ایجاد ترک از نوع گوه ای (نوع w) و تشکیل حفره های تقریباً کروی در مرزهای دانه (نوع r). ترک های گوه ای اکثراً در نقاط سه گانه مرزدانه ایجاد می شوند و در امتداد مرزدانه ای که تقریباً عمود بر تنش وارده قرار دارند، اشاعه می یابند. ترک های نوع r در دماهای زیادتر خزش و تحت تنش های کمتر تشکیل می شوند.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

جورج ای. دیتر ، مترجم : شهره شهیدی ، متالورژی مکانیکی ، مرکز نشر دانشگاهی ، 1382

محمد باقر لیمیویی ، خواص مکانیکی مواد ، موسسه انتشاراتی دانش پژوهان فردای روشن ، 1385

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

تأثیر دما بر مکانیزم های خزش
Effect of Temperature on Creep Mechanisms
برچسب ها: خواص مکانیکی موادخزش
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97   ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 97
بیستمین نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 97   ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات گرمایشی و سرمایشی زنجان 97
بیستمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات گرمایشی و سرمایشی زنجان 97   ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه بین المللی ساختمان شیراز 97
بیستمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان شیراز 97   ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان و راهسازی بیرجند
هفدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان و راهسازی بیرجند 97     ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه ساختمان و سیستم های گرمایشی و سرمایشی کرمانشاه
شانزدهمین نمایشگاه صنعت ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی کرمانشاه 97 &nb ...بیشتر
یازدهمین نمایشگاه بین المللی سیستم های سرمایشی و گرمایشی ارومیه 97
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی سیستم های گرمایشی و سرمایشی ارومیه 97   ...بیشتر
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان ارومیه 97
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان ارومیه 97     ...بیشتر
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی ساختمان کیش 97
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی عمران و ساختمان کیش 97     ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر