1. Tabhairt isteach
Tá cruach ar cheann de na hábhair innealtóireachta is mó a úsáidtear ar domhan, agus tá a dhlús ar cheann de na hairíonna fisiceacha is tábhachtaí a rialaíonn an chaoi a roghnaítear é, deartha, próiseáilte, agus curtha i bhfeidhm.
Bíonn tionchar ag an dlús ar mhais, táimhe, costas iompair, ualach struchtúrach, iompar a láimhseáil, agus fiú tomhaltas fuinnimh thar shaolré táirge.
Ar an gcúis seo, ní luach catalóg fánach é an dlús cruach. Is paraiméadar dearaidh bhunúsach é.
2. Cad a chiallaíonn Dlús in Innealtóireacht Ábhar
In innealtóireacht ábhar, dlús cur síos ar cé mhéad mais atá laistigh d'toirt tugtha d'ábhar.
Tá sé ar cheann de na hairíonna fisiceacha is bunúsaí toisc go n-insíonn sé d’innealtóirí cé chomh “dlúth” atá ábhar ag an leibhéal adamhach agus macrascópach.
Mothaíonn ábhar cosúil le cruach trom agus soladach toisc go bhfuil méid sách mór ábhar pacáilte isteach i spás réasúnta beag, agus is é sin an fáth go bhfuil dlús sách ard aige.
Cuirtear an gaol in iúl leis an gcothromóid bhunúsach:
Dlús = Mass / Toirt
nó, i bhfoirm siombalach:
ρ = m / V
cá háit:
- R = dlús
- m = mais
- V = toirt
Déantar dlús a thomhas go coitianta in aonaid mar g/cm³ nó kg/m³ sa chóras méadrach, is lb/in³ nó lb/ft³ in aonaid impiriúla.
Ó thaobh innealtóireachta de, dlús is an maoin dian. Ciallaíonn sé seo nach n-athraíonn a luach go simplí toisc go n-athraíonn méid an ábhair.
Tá an dlús céanna ag píosa beag cruach agus pláta cruach mór, cé go bhfuil a mais an-difriúil. Cad iad na hathruithe atá ar an méid iomlán an ábhair, ní an dlús féin.
Sin é an fáth go bhfuil dlús chomh tábhachtach maidir le dearadh agus roghnú ábhar.
Bíonn tionchar aige ar mheáchan, táimhe, costas iompair, luchtú struchtúrach, agus éifeachtacht fhoriomlán, ach tá sé fós ina shaintréith ábhar cobhsaí beag beann ar mhéid na coda.
3. Raon Dlúis tipiciúla Cruach
Tá dlús i raon an chuid is mó de steels gnáth-charbóin agus cóimhiotail íseal 7.75 go dtí 8.05 g/cm³, le 7.85 g/cm³ a úsáidtear go minic mar luach tagartha traidisiúnta. I dtéarmaí IR, tá sé seo go garbh 7,850 kg/m³.
Níl an luach sin uilíoch. Athraíonn gráid éagsúla cruach beagán mar gheall ar eilimintí cóimhiotail, comhdhéanamh chéim, agus stair phróiseála go léir tionchar ar dhlús.
Steels dhosmálta, mar shampla, titim beagán os cionn nó faoi bhun na tagartha coitianta carbóin-cruach ag brath ar chomhdhéanamh.
4. Cén Fáth A Athraíonn Dlús Cruach
Ní ábhar aonair é cruach. Is teaghlach de chóimhiotail iarainn-bhunaithe é, agus athruithe dlúis ag brath ar chomhdhéanamh agus struchtúr.
Ábhar carbóin
Ní bhíonn tionchar ag ábhar carbóin ar dhlús ach beagán toisc go bhfuil carbón i láthair i méideanna beaga. Cén dóigh faoin spéir a ...?, cuireann sé go fóill le difríochtaí i measc gráid.
I bhformhór na gcásanna praiticiúla, ní hé an t-ábhar carbóin an príomh-thiománaí ar éagsúlacht dlúis, ach tá sé mar chuid den chothromaíocht iomlán comhdhéanamh.
Eilimintí cóimhiotail
Is féidir le heilimintí cóimhiotail dlús a ardú nó a ísliú ag brath ar a mais adamhach agus a dtiúchan.
Eilimintí cosúil le cróimiam, nicil, mangainéise, moluibdinn, vanadiam, agus tungstain athraíonn dlús an chóimhiotail deiridh.
I cruach dhosmálta, mar shampla, is féidir le nicil agus cróimiam dlús a aistriú beagán aníos nó anuas i gcoibhneas le cruach gnáthcharbóin.
Micreastruchtúr
Is féidir le dlús cruach athrú go subtly freisin le struchtúr céim. ferrite, Austenite, marthansít, agus bainite ná pacáil na hadaimh go léir ar an mbealach céanna.
Is gnách go mbíonn na difríochtaí beag, ach san innealtóireacht bheachtais is féidir leo a bheith tábhachtach.
Teocht agus staid chéim
Athraíonn an dlús le teocht. Mar cruach heats suas, leathnaíonn sé, agus laghdaítear a dhlús.
Tá sé seo ábhartha i réitigh, brollach, cóireáil teasa, agus seirbhís ardteochta. Ag teocht ardaithe, áitíonn cruach toirt beagán níos mó don mhais chéanna.
5. Dlús na dTeaghlach Cruach Choiteann
Chun comhsheasmhacht, an gnáthghráid curtha in iúl i U.S. sonrúcháin stíle mar shampla AISI/SAE, ASTM, agus coibhéisí trádála a úsáidtear go coitianta.
Is iad na luachanna thíos ná dlúis ainmniúla teochta an tseomra a úsáidtear le haghaidh comparáide innealtóireachta agus roghnú ábhar.
Dlús Cruach Carbóin
Cruach charbóin is teaghlach cóimhiotal iarainn-charbóin é a bhfuil cion cóimhiotal iomlán sách íseal aige.
Ní athraíonn a dhlús ach beagán trasna íseal-, meánach, agus gráid ardcharbóin, ach tá an treocht fós úsáideach in obair dheartha: de réir mar a ardaíonn ábhar carbóin, laghdaítear an dlús beagán.
| Catagóir Cruach | Gráid tipiciúla | Dlús (g/cm³) | Dlús (kg/m³) | Dlús (lb/in³) |
| Cruach Ísealcharbóin | Aisi 1010, Aisi 1018, Aisi 1020 | 7.85 | 7850 | 0.2836 |
| Cruach Meán-Carbóin | Aisi 1045, Aisi 1050, Aisi 1055 | 7.84 | 7840 | 0.2832 |
| Cruach Ard-Carbóin | Aisi 1080, Aisi 1090, Aisi 1095 | 7.83 | 7830 | 0.2828 |
Cruach Struchtúrtha Íseal-Cóimhiotail Ard-Neart (HSLA) Dlús
Déantar steels HSLA a neartú le breisithe beaga de mhangainéis, cróimiam, moluibdinn, noiibiam, vanadiam, nó eilimintí gaolmhara.
Tá a ndlús fós an-ghar do ghnáthchruach carbóin, mar sin tagann an difríocht dearaidh ó neart agus toughness seachas meáchan.
| Catagóir Cruach | Gráid tipiciúla | Dlús (g/cm³) | Dlús (kg/m³) | Dlús (lb/in³) |
| Cruach HSLA Ginearálta | ASTM A572 Gr 50, ASTM A992, ASTM A588 | 7.85 | 7850 | 0.2836 |
| Cruach HSLA atá frithsheasmhach in aghaidh caitheamh | AR 400, AR 450, AR500 | 7.82 | 7820 | 0.2825 |
| Brú Cr-Mo/Cruach Struchtúrtha | Aisi 4130, Aisi 4140, Aisi 8640 | 7.86 | 7860 | 0.2839 |
| Síonchaitheamh Cruach Struchtúrtha | ASTM A588, ASTM A242 | 7.84 | 7840 | 0.2832 |
Dlús Cruach Dhosmálta
Steels dhosmálta atá aicmithe de réir struchtúir mhiotalagrafaíochta. Tá tionchar ag cróimiam ar a ndlús, nicil, moluibdinn, agus eilimintí cóimhiotail eile.
I measc na dteaghlach dhosmálta, cruach dhosmálta austenitic go ginearálta tá an dlús is airde.
| Catagóir Cruach | Gráid tipiciúla | Dlús (g/cm³) | Dlús (kg/m³) | Dlús (lb/in³) |
| Cruach dhosmálta austenitic | Aisi 304, AISI 304L | 7.93 | 7930 | 0.2865 |
| Cruach dhosmálta austenitic | Aisi 316, AISI 316L | 7.98 | 7980 | 0.2883 |
| Ard-Teocht Austenític SS | AISI 310S | 7.98 | 7980 | 0.2883 |
| Cruach dhosmálta ferritic | Aisi 430, Aisi 409 | 7.75 | 7750 | 0.2799 |
| Cruach dhosmálta martensitic | Aisi 410, Aisi 420, Aisi 431 | 7.80 | 7800 | 0.2817 |
| Cruach dhosmálta déphléacsacha | SAM S32205 (2205), SAM S32750 (2507) | 7.81 | 7810 | 0.2820 |
Cruach Uirlis agus Dlús Cruach Ardluais
Is minic go mbíonn méideanna móra tungstain i steels uirlisí agus steels ardluais, cróimiam, vanadiam, agus cóbalt.
Méadaíonn na heilimintí cóimhiotail seo dlús i gcoibhneas le cruach gnáth, go háirithe i ngráid ardluais agus cóbalt.
| Catagóir Cruach | Gráid tipiciúla | Dlús (g/cm³) | Dlús (kg/m³) | Dlús (lb/in³) |
| Cruach Uirlis Carbóin | AISI T7, AISI T8, AISI T12 | 7.83 | 7830 | 0.2828 |
| Íseal-Cóimhiotal Die Cruach | AISI P20, AISI H13, AISI D2 | 7.85 | 7850 | 0.2836 |
| Cruach Ardluais | AISI M2, AISI M35, AISI M42 | 8.15 | 8150 | 0.2942 |
| Cóbalt-Iompar SSS | AISI T15, HS18-1-2-10 | 8.20 | 8200 | 0.2960 |
Dlús Cruach Speisialta Feidhme
Déantar steels feidhme speisialta a innealtóireacht le haghaidh coinníollacha seirbhíse sonracha cosúil le meaisínithe saor in aisce, friotaíocht teasa, dlús ard, nó dlús íseal.
Is féidir a ndlús difriúil a bheith níos suntasaí ó steels caighdeánacha toisc go bhfuil dearadh an chóimhiotail optamaithe le haghaidh feidhme seachas le haghaidh úsáid struchtúrach ginearálta.
| Catagóir Cruach | Gráid tipiciúla | Dlús (g/cm³) | Dlús (kg/m³) | Dlús (lb/in³) |
| Cruach Saor-ghearrtha Luaidhe | AISI 12L14, Aisi 1215 | 7.97 | 7970 | 0.2879 |
| Cruach Ard-Cróimiam Teas-Resistant | Aisi 309, AISI 310S, Aisi 446 | 7.90 | 7900 | 0.2854 |
| Cruach Cóimhiotal Frithsheasmhach Teas-Bonn Nicil | Incoloy 800, Incoloy 800H | 8.06 | 8060 | 0.2910 |
| Cruach Struchtúrtha Solas Íseal-dlúis | Gráid speisialta cruach cóimhiotail íseal-dlúis | 7.70 | 7700 | 0.2781 |
| Cruach Frithmheáchain Ard-Dlúis | Gráid cruach frithmheáchan tungstain-cóimhiotail | 8.30 | 8300 | 0.2996 |
6. Mar a théann Dlús i bhFeidhm ar Dhearadh agus ar Dhéantúsaíocht
Ní tomhas saotharlainne amháin atá i ndlús. Múnlaíonn sé cinntí innealtóireachta go díreach.
Meáchan agus luchtú struchtúrach
Is é an tionchar is soiléire a bhaineann le dlús ná meáchan. Bhíoma cruach, fráma, nó imfhálú de ghnáth meáigh i bhfad níos mó ná dearadh alúmanaim comhionann.
Is féidir leis sin a bheith ina mhíbhuntáiste san iompar, aeraspás, róbaitic, nó córais iniompartha. Cén dóigh faoin spéir a ...?, is féidir leis an mais níos airde a bheith ina bhuntáiste freisin i gcás cobhsaíocht, taiseadh, nó táimhe atá ag teastáil.
Cothromaíocht stiffness-go-meáchain
Tá cruach dlúth, ach tá sé righin freisin. I go leor iarratais, glacann innealtóirí meáchan níos airde toisc go gceadaíonn cruach tras-ailt níos lú don fheidhmíocht struchtúrach céanna.
I bhfocail eile, ní chinneann dlús amháin an bhfuil cruach éifeachtach. Féadfaidh cruach a bheith níos troime de réir toirte, ach is féidir é a bheith éifeachtach fós de réir feidhmíochta in aghaidh an chostais aonaid.
Iompar agus éifeachtúlacht fuinnimh
I bhfeithiclí, gléasra, agus trealamh ag gluaiseacht, cuireann dlús isteach ar gheilleagar breosla, luasghéarú, coscánaithe, agus acmhainn pálasta.
Is minic gur fearr ábhair ar dhlús níos ísle nuair a bhíonn buntáistí oibríochta díreacha ag baint le laghdú mais. Fós, tá cruach fós coitianta toisc go bhfuil sé iontaofa go heacnamaíoch agus go struchtúrach.
Breithnithe meaisínithe agus monaraithe
Bíonn tionchar ag dlús cruach freisin ar láimhseáil déantúsaíochta, dearadh daingneáin, ualach uirlisí, agus ionramháil pháirteach.
Tá sé níos deacra páirteanna níos troime a bhogadh agus a shuíomh, ach is minic a chabhraíonn a n-rigidity le linn meaisínithe nó táthú. Is féidir leis an mais freisin taiseadh creathadh a fheabhsú i roinnt struchtúr meaisín.
Táimhe agus iompar dinimiciúil
I gcórais rothlach, tionchar ag dlús nóiméad táimhe. Rotar cruach níos dlúithe, fearas, nó stórálann diosca níos mó fuinnimh cinéiteach agus cuireann sé i gcoinne athruithe luais níos láidre ná ábhar níos éadroime.
Féadfaidh sé sin a bheith úsáideach nó fadhbach ag brath ar an bhfeidhmchlár.
7. Míthuiscintí Uilíocha
Chun tosaigh, ag caitheamh 7.85 g/cm³ mar dhlús seasta do gach grád cruach déantar rómheastachán ar mheáchan cruach ardcharbóin, agus meáchan cruach dhosmálta á mheas faoina luach.
dara, dlús teoiriciúil mearbhall le dlús mórchóir, neamhaird a dhéanamh ar an locht porosity cruach teilgthe agus as a dtiocfaidh dearadh ualach míchruinn;
sa tríú háit, faillí a dhéanamh ar athruithe dlúis de bharr teochta le haghaidh páirteanna cruach coire ardteochta.
8. Teorainneacha Bunúsacha Dlúis mar Tháscaire Breithiúnais
Cé gur tagairt thábhachtach é dlús le haghaidh meastóireachta feidhmíochta cruach, ní féidir é a úsáid mar chaighdeán aonair scagtha: Ní hionann ard-dlús cruach ardchaighdeáin.
D'fhéadfadh dlús ró-ard de bharr eilimintí cóimhiotal ró-throm an toughness agus friotaíocht fuar cruach a laghdú; féadfaidh cruach cóimhiotail éadrom-dlúis íseal-dhlús rigidity páirteach a íobairt chun spriocanna éadroma a bhaint amach.
I gcleachtas innealtóireachta, ní mór dlús a mheaitseáil le cruas, diathal, friotaíocht creimeadh agus friotaíocht teochta chun roghnú ábhar cuimsitheach a chomhlánú.
9. Comparáid Dlúis le hÁbhair Innealtóireachta Eile
Bíonn sé níos éasca cruach a thuiscint nuair a dhéantar é a chur i gcomparáid le hábhair innealtóireachta coitianta eile.
| Ábhar | Dlús tipiciúla (g/cm³) | Dlús tipiciúla (kg/m³) | Dlús tipiciúla (lb/in³) | Léiriú Innealtóireachta |
| Cóimhiotal maignéisiam | 1.70–1.85 | 1700–1850 | 0.061–0.067 | Thar a bheith éadrom, ach neart níos ísle agus stiffness |
| Cóimhiotal alúmanaim | 2.65–2.80 | 2650–2800 | 0.096–0.101 | An-éadrom, a úsáidtear go forleathan le haghaidh dearaí meáchan-íogair |
| Cóimhiotal tíotáiniam | 4.40–4.60 | 4400–4600 | 0.159–0.166 | Níos éadroime ná cruach, ach i bhfad níos láidre in aghaidh an aonaid meáchain |
| Iarann teilgthe | 6.90–7.30 | 6900–7300 | 0.249–0.264 | Beagán níos lú ná cruach, ach níos brittle |
| Cruach charbóin | 7.75–7.85 | 7750–7850 | 0.280–0.284 | Ábhar struchtúrach caighdeánach dlúth |
Cruach dhosmálta |
7.70–8.00 | 7700–8000 | 0.278–0.289 | Cosúil le nó beagán níos dlúithe ná cruach carbóin |
| Copar | 8.85–8.95 | 8850–8950 | 0.320–0.323 | Níos troime ná cruach, seoltacht den scoth |
| Práis | 8.40–8.75 | 8400–8750 | 0.304–0.316 | Trom ach versatile, cuma mhaith agus machinability |
| Cóimhiotail nicile | 8.20–8.90 | 8200–8900 | 0.296–0.321 | Dlúth, a úsáidtear nuair a bhíonn tábhacht ag baint le feidhmíocht ardteochta nó creimthe |
| Tungstain | 19.0–19.3 | 19000–19300 | 0.686–0.697 | Thar a bheith dlúth, a úsáidtear i gcuntar meáchain, sciath, agus feidhmchláir ard-dlúis |
10. Deireadh
Is gnách go mbíonn dlús na cruach thart 7.85 g/cm³, ach athraíonn an luach cruinn le teaghlaigh cóimhiotail, micreastruchtúr, agus teocht.
Níos tábhachtaí fós, ní airí iargúlta é an dlús. Idirghníomhaíonn sé le neart, righneas, costas, friotaíocht creimthe, monarú, agus feidhmíocht seirbhíse.
Tá cruach fós ar cheann de na hábhair innealtóireachta is tábhachtaí go beacht toisc go bhfuil a dhlús suite i lár talún táirgiúil: trom go leor chun rigidity a sholáthar, cobhsaíocht, agus neart mórchóir, fós eacnamúil agus ilúsáideach go leor chun tionchar a imirt ar fhoirgníocht agus ar thionscal.
Do dhearthóirí, ciallaíonn tuiscint ar dhlús cruach a thuiscint conas a théann mais i bhfeidhm ar an gcóras iomlán, ó dhéantúsaíocht agus iompar go costas oibríochta agus saolré.
Ceisteanna Coitianta
Cén fáth go bhfuil cruach chomh dlúth?
Toisc gur cóimhiotal iarainn-bhunaithe é le struchtúr adamhach pacáilte go docht agus eilimintí cóimhiotalaithe sách trom i gcomparáid le miotail éadroma.
An bhfuil tionchar ag an dlús ar neart cruach?
Ní go díreach. Tá airíonna éagsúla ag dlús agus neart, cé go mbíonn tionchar acu araon ar chinntí dearaidh.
An bhfuil cruach íseal-dlúis níos fearr i gcónaí?
Níl. Is féidir le dlús níos ísle cabhrú le meáchan a laghdú, ach braitheann an t-ábhar is fearr ar neart, righneas, costas, friotaíocht creimthe, agus riachtanais iarratais.
Conas a dhéantar comparáid idir cruach agus alúmanam?
Tá cruach i bhfad níos dlúithe agus de ghnáth níos láidre i mór-úsáid, cé go bhfuil alúmanam i bhfad níos éadroime agus níos fearr le haghaidh dearaí meáchan-íogair.
An athraíonn an teocht dlús cruach?
Tá. De réir mar a ardaíonn teocht, leathnaíonn cruach agus laghdaítear an dlús beagán.
