Materialen Deformazioa eta Difusioa: Prozesu Termikoak

Deformazioa eta Tratamendu Termikoak

Deformazioaren ondorioak

Hotzean deformatutako material batek deformatu gabeko beste material batek baino barne-energia handiagoa du. Garraztean sorturiko dislokazioek materiala gogortzen dute.

Tratamendu Termikoen prozesuak

Berotzean, materiala berriro biguntzen da. Tratamendu termikoek prozesu hauek eragiten dituzte:

• Ikur kontrajarriko dislokazioak desagertu.
• Dislokazioen berrantolakuntza.
• Dislokazioen xurgaketa ale-junturak mugitzean.

Berriztatzea

Materialaren barne-energia maila jaitsi eta atomoak egoera egonkorreko kokapenera itzultzen dira. Barne-tentsioak desagertu egiten dira, eta gogortasunak eta muga elastikoak gutxitze ahula dute.

Birkristaltzea eta Ale Hazkuntza

Birkristaltzea

Kristal zaharren artean deformaziorik gabeko kristal berriak sortzen dira. Garraztasun handieneko puntuetan hasten dira sortzen. Materialak ia hasierako propietateak bereganatzen ditu.

Ale hazkuntza

Birkristaltze-tenperaturaren gainetik berotuta mantentzen bada, ale-hazkuntza gertatuko da. Alearen tamaina handitu egingo da tenperaturarekin eta mantendutako denboraren arabera, materiala hauskor bihurtuz.

Birkristaltzearen baldintzak

Garraztasun-maila minimo bat eta tenperatura egokia behar dira. Garraztasun-maila txikiarekin, birkristaltze-tenperatura handiagoa da. Garraztasun-maila jakin baterako, birkristaltze-tenperatura jaitsi egiten da mantentze-denbora gehitu ahala. Garraztasun txikia bada, birkristaltze-alearen tamaina handia izango da. Deformazio aurretiko alearen tamaina handitzean, garraztasuna gutxitu egiten da; ondorioz, birkristaltze-tenperatura igotzeaz gain, lorturiko alea mardulagoa da.

Difusioa Materialetan

Sarrera eta garrantzia

Materialaren mugimendua sistema batean zehar, difusioa tenperatura altuetan oso garrantzitsua da.

Difusioan oinarritutako prozesuak

• Gainazalaren gogortzea
• Mikroprozesadoreak egiteko siliziozko dopaketa
• Egoera solidoko soldaketa

Difusioak eragindako arazoak

• Altzairuen gainazaleko deskarburazioa
• Herdoilketa
• Altzairu herdoilgaitzen sentsibilizazioa, Cr-aren ale-mugetarako segregazioa dela eta.

Ikuspuntu mikroskopikoa

Tenperaturaren igoeraren ondorioz gertatzen den atomoen dardara-energiaren handipenarengatik. Dardara-maiztasuna konstante mantentzen da, baina anplitudea tenperaturarekiko proportzionala da.

Difusio-mekanismoak

• Trukaketa zuzena
• Trukaketa ziklikoa
• Hutsuneen bidez
• Zirrikituz (atomo txikiak)

Difusioa laguntzen duten faktoreak

Akatsek (hutsuneek, dislokazioek, ale-mugek, gainazal askeek) difusioa laguntzen dute. Difusioa materialaren gainazalean azkarrago gertatzen da barnean baino.

Difusio motak eta koefizientea

Zirrikituzko difusioa

Atomoak soluzio solido batean mugitzen direnean (kontzentrazio-gradientearen arabera gertatzen da).

Difusio uniformea

Oxidazio-abiadura metalaren gainazalera heltzen den atomo-kantitatearekiko proportzionala da.

Difusio-koefizientea (D)

Difusio-koefizienteak (D) elementu batek inguru konkretu batean duen difusio-abiadura zehazten du.

• Tenperatura gora = D gora
• Kontzentrazioa gora = Kohesio-indarra gora = D behera
• Metatze-faktorea behera = D gora
• Ale-tamaina behera = D gora
• Deformazio-maila gora = D gora