מדענים מצאו דרך לעכב את מה שמכונה "כשל העייפות" בסגסוגות אלומיניום
מתכת אלומיניום היא קלת משקל ובעלת עמידות בפני קורוזיה חזקה, המספקת מאפיינים רצויים מאוד בייצור רכב. עם זאת, הוא עלול להיתקל בבעיות עקב הלחץ המתחלף החוזר שלו (לדוגמה, מהדק מתכופף קדימה ואחורה עד שהוא נשבר) ומייצר נקודות תורפה. מדענים באוסטרליה הציעו פתרון למה שנקרא "כשל עייפות", שמשנה את המבנה המיקרו של סגסוגות אלומיניום כך שיוכלו לתקן את נקודות התורפה הללו בעצמם.
כריסטופר האצ'ינסון, פרופסור באוניברסיטת מונאש שהוביל את המחקר, אמר: "80% מהכשלים בסגסוגת ההנדסית נובעים מעייפות. עייפות היא כישלון עקב מתחים מתחלפים. זו בעיה חמורה מאוד".
האצ'ינסון וצוותו היו הראשונים לערוך מחקר זה, תוך התמקדות בגורם הבסיסי לעייפות הידוע כאזור ללא משקעים (PFZ). חוליות חלשות אלו נוצרות בסגסוגת האלומיניום באמצעות מתחים מתחלפים, החל מנקודות פלסטיק זעירות, ולאחר מכן יוצרות סדקים לפני שהחומר נשבר לבסוף.
האצ'ינסון וצוות המהנדסים שלו ניסו בשלב מוקדם להתערב בתהליך על ידי שימוש באנרגיה מכנית שנוצרת תחת לחץ לסירוגין. ליתר דיוק, הצוות הציע שיטה ללכידת חלקיקים חדשים ולהשתמש בחלקיקים אלה כדי לחזק נקודות תורפה, לתפור סדקים או לעכב את הופעת סדקים.
זה מושג באמצעות תהליך "אימון" המדמה את העומס המוטל על החומר (למרות שהוא גבוה מהלחץ הרגיל) ויש לחזור עליו מאות מחזורים. זה גורם לריכוז גבוה יותר של חלקיקים עדינים באזור המוחלש, ובכך מגדיל את חוזק הכניעה וחוזק המתיחה של החומר, אשר יכול לרפא את עצמו במהלך הפעולה.
האצ'ינסון אמר: "אימנו את המבנה והשתמשנו בו כדי לתקן PFZ שעשויים לייצג נקודות תורפה. שיטה זו היא אוניברסלית וניתנת ליישום על סגסוגות אחרות של התקשות משקעים המכילות PFZs. וביצועי עייפות הם שיקול חשוב. ."
חוקרים אומרים ששינוי המיקרו-מבנה הראשוני בדרך זו יכול להגדיל משמעותית את חיי העייפות של סגסוגות אלומיניום. הם גם ציינו כי חוזק העייפות של סגסוגות אלומיניום בעלות חוזק גבוה הוא נמוך כידוע, אך הם מקבלים את מירב היתרונות, בעיקר שניתן להאריך את חיי העייפות פי 25.
האצ'ינסון אמר: "המחקר שלנו מראה שתכנון המיקרו-מבנה של סגסוגת האלומיניום המשמשת להעמסה דינמית עבר שינוי קונספטואלי".
"לא תכננו מבנה מיקרו חזק, אלא רצינו שהוא יישאר יציב כמה שיותר זמן בזמן עומסי עייפות. הבנו שהמיקרו מבנה ישתנה עקב עומסים דינמיים. לכן, תכננו מבנה מיקרו ראשוני (ייתכן שיהיה חוזק סטטי נמוך יותר), ישנה את דרך העבודה, ובכך ישפר משמעותית את ביצועי העייפות שלו.
המחקר פורסם בכתב העת Nature Communications.
קישור למאמר זה: שנה את המבנה המיקרו של סגסוגת האלומיניום כדי להגדיל את חיי העייפות שלה פי 25
הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית