دانلود مقاله نسبیت

دانلود مقاله نسبیت متالوژی انیشتین تحقیق مقاله

مقدمه :
معمولا سه مرحله مجزا در تحول بینیتی وجود دارد. این سه مرحله به طور شماتیک است. در ابتدا یک زیر وامه که تشکیل از یک صفحه فریتی است روی مرزدانه آشیت جوانه زنی کرده و تا زمانی که رشد آن توسط تغییر شکل پلاستیک آشیت زمینه متوقف نشده به رشد خود ادامه می دهد. در این مرحله زیر واحدهای جدید در نوک صفحه فریتی قبلی جوانه زنی کرده و رشد می کنند . مجموعه ای از چند زیر واحد را اصطلاحا یک شیف (Sheef) می گویند. سرعت متوسط طویل شدن یک شیف قاعدتا کمتر از یک زیر واحد است که علت آن وقفه های زمانی بین تکیل زیر واحدهای متوالی است . رسوبگذاری کاربید که در مرحله بعدی وقوع می یابد سرعت تحول را با حذف کربن از آشیت باقی مانده یا از فریت فوق اشباع متاثر می کند.

دمای شروع تحول
دمای شروع تشکیل نسبیت و هم چنین فریت ویرمن اشتاین  که ماهیت تحول آن بسیار شبیه به نسبیت می باشد ) به ترکیب شیمیایی فولاد بیش از دمای حساس هستند (شکل a6.3)
این مساله نشان دهنده اثر انحنای محلول بر تحولات بینیتی یا فریت ویرمن اشتاتن است.
ویاگرام زمان – دما – استحاله (TTT) در فولاد ها اغلب مطابق شکل b 6.3 است . همانطور که ملاحظه می گردد این دیاگرام شامل در منحنی c شکل است که بالائی مربوط به تحولات نفوذی یا تحولات همراه با دوباره بنا شدن ساختارهای فازی (Re Consteructive) و منحنی پایینی مربوط به تحولات برشی یا همراه با جابجایی دسته جمعی انحنا (displacive) می باشند . دمای روی منحنی پایینی شکل b6.3 نشان دهنده بالاترین دمایی است که فریت ویرمن اشتاتن و نسبیت یکسان بوده و صرفا به شرایط ترمودینامیکی بستگی دارد. با توجه به تاثیر عناصر آلیاژی بر دمای شروع تحول نسبیتی روابط تجربی زیادی در فولادهای مختلف ارائه شده اند مثلا رابطه برای فولادهای مختلف با آنالیز ۵۵/۰-۱/۰ درصد کربن ۳۵/۰-۱/۰ درصد سیلسیوم ۷/۱-۲/۰ درصد منگنز ۰/۵-۰ درصد نیکل ۵/۳-۰ درصد کروم ۰/۱-۰ درصد مولیون ارائه گردیده است.

جوانه زنی نسبیت
همانطور که اشاره گردید جوانه زنی نسبیت مشتمل است بر تشکیل یک زیر واحد به صورت یک صفحه فریتی در مرزدانه آشیت اولیه سرعت جوانه زنی تابعی از دما و انرژی فعالسازی تحول است و به صورت زیر بیان می گردد.

از رابطه فوق v فاکتور نوسانی  انرژی فعالسازی جوانه زنی و A ثابت است .

رشد نسبیت
جابجایی فصل مشترک بین واحدهای نسبیت باآشتینت باقی مانده نیازمند جابجایی ایتمهای فاز مادر و اختیار ساختار فاز محصول است . سهولت وقوع این فرایند میزان تحرک مرز را تعیین می نماید البته توزیع اتمهای محلول و همچنین کربن حرکت فصل مشترک را محدود می نماید .بنابر این دو عامل تحرک مرز در اثر جابجایی اتمهاو نفوذ کربن و اتمهای محلول تعیین کننده سینیتک رسد نسبیت هستند . هر دو این فرایندها نیرو محرکه موجود برای تحول را مصرف می کنند.

هنگامی که بیشتر نیرو محرکه موجود جهت نفوذ اتمها مصرف می گردد تحول را کنترل شونده توسط نفوذ می گویند و اگر بالعکس نیرومحرکه جهت اتمها در سراسر فصل مشترک مصرف شود آنرا تحول کنترل شونده بالفصل مشترک می گویند . ابعاد تیغه های نسبیت در طی رشد تحت کنترل نفوذ با زمان به صورت پارا بولیک تغییر می کند . با افزایش ابعاد فاز محصول منطقه نفوذی هم گسترش می یابد و افزایش مسافت نفوذ جهت رسیدن اتمهای محلول به دورترین نقاط باعث کاهش سرعت نفوذ می شود .
ولی صفحات یا سوزنهای موجود با توجه به توزیع اتمهای محلول به وجوه با سرعتی ثابت به رشد خود ادامه می دهند.

Trivedi (1970) این فرض که شکل صفحات تقریبا به صورت سیلندر پارابولیک مطابق شکل ۲/۶ است سرعت طویل شدن سوزنهای بنسیت را در شرایط رشد حالت پایدار به کمک حل رابطه زیر بدست آورد:
در این رابطه  سرعت طویل شدن صفحات T دما ضریب نفوذ متوسط برای کربن در آتشیت P عدد Peclet  r شعاع نوک سوزن و  شعاع نوک بحرانی است که رشد در آن شعاع متوقف می گردد.

در این معادله  توابعی از عدد peclet هستند که مقدار آنها با توجه به شکل ۶٫۱۳ بدست می آید. تابع  اصلاح کننده تغییر ترکیب شیمیایی در هنگام تغییر در انحنای فصل مشترک می باشد . در معادله فوق قسمتی که جایب تابع است مربوط به زمانی است که رشد تحت کنترل نفوذ نیست . در این بخش vc سرعت رشد تحت کنترل فصل مشترک برای یک فصل مشترک صاف است . در رشد تحت کنترل نفوذ  در مقایسه با   بزرگ بوده و از آن بخش از معادله مربوط به رشد تحت کنترل فصل مشترک می توان صرفنظر کرد.

اگر  غلظت کربن در آشیت در نوک صفحه باشد با غلظت تعادلی کربن  متفاوت می باشد . با افزایش انحنا کاهش می یابد . علت عدم تساویxrو  به اثر موئینگی Gibbs-Thimpson نسبت داده می شود . بر این اساس داریم : در این رابطهT ثابت موئینگی نامیده شده است . این ثابت از رابطه زیر بدست می آید : در این رابطه  انرژی فصل مشترکی به ازای واحد سطح ضریب الکتریسیته کربن در آشیت و حجم مولای فریت است . در این رابطه فرض شده است که ترکیب شیمیایی فریت تحت تاثیر اثر موئینگی قرار نمی گیرد. و بنابر این  همیشه عددی کوچک است .

تئوری رشد صفحه ای در واقع بیانگر ارتباط بین سرعت رشد و شعاع نوک صفحه است  . اما این تئوری باز گو کننده شرایطی که در آن رشد در موزنهای بینیت رخ می دهد نیست . در واقع در شرایط شعاعهای نوک صفحه کوچک رشد به دلیل نفوذ راحتتر از نوک تسهیل می گردد اما این در تقابل با اثر موئینگی است . Trivedi برای چین شرایطی که صفحات مزیتی دارای شکل سوزنی هستند راه حل دیگری را بر اساس رشد تحت کنترل نفوذ به صورت زیر ارائه کرده است . در این رابطه شعاع نوک دو برابر شرایط رشد صفحه ای است چون در اینجا شعاع انحنا برای نوک یک سوزن وجود دارد.