Sıvı metal gevrekliği - Liquid metal embrittlement
Sıvı metal gevrekliği de sıvı metalin yol açtığı bilinen, gevreklik , bazı pratik önemi, bir olgudur sünek metaller köklü kaybına uğradığı çekme süneklik veya maruz gevrek kırılma spesifik sıvı metal için kullanılmıştır. Genel olarak, bir çekme gerilimi , dışarıdan uygulanan veya içsel olarak ya gevrekliği indüklemek için gereklidir. Bu kuralın istisnaları olduğu gibi, gözlemlenmiştir alüminyum sıvının mevcudiyetinde galyum . Bu olay 20. yüzyılın başından beri çalışılmıştır. Onun görüngülerinin Birçok bilinen ve birkaç mekanizma anlatmaya önerilmiştir. Sıvı metal kırılganlığını pratik önemi çok gözlem ile ortaya çıkar Çelik süneklik kayıp deneyim ve esnasında çatlamaya sıcak daldırma galvaniz ya da daha sonraki imalat sırasında. Catastrophically oluşabilir Cracking ve çok yüksek çatlak büyüme oranları ölçülmüştür.
Benzer bir metal gevrekliği etkiler daha da metallerden biri, erime noktasına yakın getirilir, katı halde, gözlenebilir; örneğin kadmiyum , yüksek sıcaklıkta çalışan parçaları -kaplı. Bu olgu olarak bilinen sert bir metal gevreklik .
içindekiler
Özellikleri
Mekanik davranış
Sıvı metal çatlama veya LME eşik gerilim yoğunluğundaki azalma, gerçek kırılma gerilimi veya elde edilene kıyasla sıvı metallerin mevcudiyetinde test edildiğinde kırılma soyu, özelliği hava / vakum testleri. Kırık suşu azaltılması genel olarak sıcaklığa bağlı olduğu ve test sıcaklığı azaldıkça, bir “süneklik çukur” görülmektedir. Bir yumuşaktan gevreğe geçiş davranışı da birçok metal çiftlerin sergilenir. Gerilme-uzama eğrisinin elastik bölümünde şekli değişmiş değildir, ama plastik bölgesi LME sırasında değiştirilebilir. Saniye başına birçok metreye kadar saniyede birkaç santimetre arasında değişen çok yüksek çatlak yayılma hızları, gevrek sıvı metaller katı metaller indüklenir. Bir inkübasyon süresi ve yavaş ön kritik çatlak yayılma aşaması genellikle nihai kırık önce ortaya çıkar.
Metal kimyası
LME karşılaşan bir katı-sıvı metal kombinasyonlarda spesifisitesinin olup inanılmaktadır. Karşılıklı Orada sınırlı olmalıdır çözünürlüklere metal çift kırılganlığa yol açma için. Fazla çözünürlük keskin çatlak yayılma zorlaştırır, ancak hiçbir çözünürlük ortamı sıvı metal tarafından katı yüzeyler ıslanmasını önler ve LME önler. Katı metal yüzeyi üzerinde bir oksit tabakasının varlığı, aynı zamanda, iki metal arasındaki iyi teması önler ve LME durur. Katı ve sıvı metal kimyasal bileşimleri gevrekleşmesine şiddetini etkiler. Sıvı metalin üçüncü elemanlar eklenmesi artırmak veya kırılganlığını azaltacak ve gevrekleşme görülmektedir, üzerinde ısı bölgesini değiştiren olabilir. İntermetalik bileşiklerini oluşturmak metal kombinasyonları LME neden olmaz. LME çiftler çok çeşitli vardır. En teknolojik olarak önemli LME olan alüminyum ve çelik alaşımları.
Metalurji
Katı metal alaşım onun LME değiştirir. Diğerleri LME önleyebilir Bazı alaşım elementleri şiddetini arttırabilir. Alaşım elemanının hareketinin için segregasyon olduğu bilinmektedir tane sınırları tanecik sınırı özelliklerinin katı metal ve bozunma. Bu duruma göre, en fazla LME alaşım ilave elementler, katı metal tane sınırları, doymuş vakaların görülür. Katı metal sertliği ve deformasyon davranışı LME olan duyarlılığını etkileyebilir. Genelde sert metaller daha ciddi kırılganlaşabilir edilir. Tanecik boyutu büyük ölçüde LME etkilemektedir. Daha büyük taneleri ile Katılar daha ciddi kırılganlaşabilir ve kırılma stresi dane çapının karekökü ile ters orantılı olarak değişir. Ayrıca sünek geçiş sıcaklığına kırılgan artan tane boyutu artar.
Fiziko kimyasal özellikleri
katı ve sıvı metal ve büyük ölçüde katı metal tanecik sınırı enerji arasındaki ara yüzey enerjisi LME etkilemektedir. Bu enerjiler, metal çift kimyasal bileşimleri bağlıdır.
deney parametreleri
Testten önce, sıvı metale ısı, şekil değiştirme hızı, stres ve maruz kalma süresi gibi dış parametrelerin LME etkiler. Sıcaklık süneklik oluk ve yekpare bir metal olarak gevrek geçiş davranışına bir sünek üretir. Oluğun sıcaklık aralığı olarak geçiş sıcaklığı, sıvı ve katı metallerin bileşim, bir katı metal ve diğer deney parametrelerinin yapısı ile değiştirilmektedir. Süneklik oluğun alt sınırı, genellikle sıvı metalin erime noktası ile çakışmaktadır. Üst sınır gerilme oranı duyarlıdır. Sıcaklık da etkiler kinetik LME. Suşu oranındaki bir artış, üst sınır sıcaklığı hem de çatlak yayılma hızını arttırır. En metal çiftlerde LME bir eşik gerilim düzeyinin altında oluşmaz.
Test tipik olarak gerilme örnekleri içerir, ancak daha gelişmiş test kullanılarak kırılma mekaniği de gerçekleştirilir ve numune.
mekanizmalar
Birçok teori LME için önerilmiştir. önemli olanları aşağıda listelenmiştir;
- Robertson ve Glickman çözünme difüzyon modeli katı metal sıvı metalin emme çözünme ve difüzyon içe neden olduğunu söyler. Yük altında bu işlemler, çatlamaya neden nükleasyonu ve ilerlemesini.
- Stoloff ve Johnson, Westwood ve Kamdar gevrek kırılma teorisi çatlak ucunda sıvı metal atomlarının adsorpsiyon arası atom bağı zayıflatır ve çatlak yayar önerilmektedir.
- Gordon stres altında kırılmaya neden olan büyümeye çatlak çekirdeklenmesi için sıvı metal atomlarının difüzyon girme durumuna göre bir model öne sürülmüştür.
- Lynch ve Popovich sünek yetmezliği modelidir sıvı metal adsorpsiyon atomik bağdır ve katı sertleşmeye stres, hav ve çalışmak altında hareket dislokasyonlar nükleasyon zayıflamasına neden olduğunu tahmin etmiştir. Ayrıca çözünme stres altında büyür ve sünek yetmezliğine neden boşluklara çekirdekleşmesinde yardımcı olur.
Bu modellerin tümü, Robertson haricinde, LME merkez neden olarak katı metal düşürücü bir adsorpsiyon kaynaklı yüzey enerjisinin kavramını kullanmaktadır. Onlar fenomenolojik gözlemlerin pek tahmin başardık. Bununla birlikte, LME kantitatif tahmini hâlâ zor olduğunu.
Merkür gevrekliği
Kırılganlaşmasına neden en yaygın sıvı metal civa . Cıva gevretilmesinin etkileri ilk tarafından tanındı Pliny the Elder 78 AD dolaylarında. Merkür uçaklar için mevcut özellikle önemli tehlikeyi döküyor. Alüminyum-çinko-magnezyum-bakır alaşım DTD 5050B özellikle duyarlıdır. Al-Cu alaşımı DTD 5020A daha az duyarlıdır. Dökülen element civa hareketsiz ve nispeten zararsız hale getirilebilir gümüş nitrat . [1]
Ocak 2004 On 1 Moomba, Güney Avustralya , işlettiği doğal gaz işleme tesisi Santos büyük bir yangın yaşadı. Yangına yol gaz çıkışı sıvıların yeniden kazanılması tesisinde bir ısı eşanjörü (soğuk kutu) giriş nozulunun yetersizliği neden oldu. Giriş nozulunun yetmezliği element cıva tren B alüminyum soğuk kutu sıvı metali gevrekleşmesine bağlı idi.
Popüler kültür
Sıvı metal gevrekliği roman merkezi bir rol oynar İçgüdü tarafından Joseph Finder .
Filmde büyük kahraman 6 tarafından dile, tatlı limon, Genesis Rodriguez , laboratuvarında sıvı metalin kırılganlığını kullanır.