Արույրի խտությունը

1. Ներածություն

Արույրը ժամանակակից արդյունաբերության մեջ պղնձի վրա հիմնված ամենակարևոր և լայնորեն օգտագործվող համաձուլվածքներից է.

Այն հայտնվում է էլեկտրական կցամասերում, սանտեխնիկա, Երաժշտական ​​գործիքներ, դեկորատիվ առարկաներ, ճշգրտությամբ մշակված բաղադրիչներ, փականներ, ամրացումներ, ծովային մասեր, և անհամար սպառողական ապրանքներ.

Իր բազմաթիվ նյութական հատկությունների շարքում, խտությունը հատկապես կարևոր է, քանի որ այն ազդում է զանգվածի վրա, բեռնաթափում, լողացողություն, ակուստիկ արձագանք, մեքենայական վարքագիծ, և ծախսերի գնահատում.

Առաջին հայացքից, արույրի խտությունը կարող է թվալ որպես մեկ հաստատուն թիվ.

Իրականում, արույրը մաքուր նյութ չէ, այլ համաձուլվածք, որի խտությունը կախված է բաղադրությունից, մշակման պատմություն, և ջերմաստիճանը.

Ուստի տեխնիկապես առողջ քննարկումը պահանջում է ավելին, քան անգիր արված արժեք. Դա պահանջում է հասկանալ, թե ինչ է արույրը, ինչու է նրա խտությունը տարբերվում, և ինչպես է այդ տարբերությունը կարևոր գիտական ​​և արդյունաբերական համատեքստերում.

2. Ինչն է որոշում արույրի խտությունը

-ի խտությունը փող կառավարվում է փոխկապակցված գործոնների մի փոքր շարքով, որոնցից ամենակարևորը կազմն է.

Արույրը հիմնականում համաձուլվածք է պղնձ (Մգոհել) մի քանազոր ցինկ (Zn). Պղինձը համեմատաբար խիտ է, մինչդեռ ցինկը պակաս խիտ է. Քանի որ ցինկի ֆրակցիան մեծանում է, խառնուրդի խտությունը սովորաբար նվազում է.

Հարաբերությունները, սակայն, կառուցվածքային իմաստով խիստ գծային չէ.

Արույրը պինդ լուծույթ է կամ բազմաֆազ համաձուլվածք՝ կախված կազմից և մշակման պայմաններից, Այսպիսով, խտության վրա ազդում են ոչ միայն ներգրավված տարրերի ատոմային զանգվածները, այլ նաև նրանով, թե ինչպես են այդ ատոմները դասավորված բյուրեղային ցանցում.

Մի քանի փոփոխականներ ձևավորում են վերջնական արժեքը:

• Քիմիական բաղադրություն: Ավելի բարձր պղնձի պարունակություն, ընդհանուր առմամբ, նշանակում է ավելի բարձր խտություն.
• Փուլային կառուցվածք: Ալֆա փողային, բետա արույր, իսկ խառը փուլային արույրները կարող են մի փոքր տարբերվել խտությամբ.
• Փոքր համաձուլվածքային տարրեր: Տաքարյուն, անագ, ալյումին, նիկել, մանգան, կամ սիլիցիումը կարող է բարձրացնել կամ նվազեցնել խտությունը՝ կախված տարրից և կոնցենտրացիայից.
• Ջերմաստիճան: Ջերմային ընդլայնումը մեծացնում է ծավալը և հետևաբար նվազեցնում խտությունը.
• Ծակոտկենություն և թերություններ: Ձուլված մասերը կարող են ցույց տալ ավելի ցածր արդյունավետ խտություն, քան ամբողջովին խիտ դարբնոցային նյութը.

Հիմնական կետն այն է, որ արույրի խտությունը առաջացող հատկություն է. Այն չի որոշվում միայն մեկ բաղադրիչով, այլ համաձուլվածքի ամբողջ մետալուրգիական վիճակով.

3. Ստանդարտ խտության արժեքներ ընդհանուր փողային դասարանների համար

Ինժեներական և տեղեկատու նպատակների համար, արույրը սովորաբար նշանակվում է խտություն միջակայքում 8.4 դեպի 8.7 գ / սմ (այսինքն, 8,400 դեպի 8,700 կգ/մ³).

Գործնական սղագրության արժեքը 8.5 գ / սմ կամ 8,500 կգ/մ³ հաճախ օգտագործվում է նախնական հաշվարկների համար.

Արժեքները մոտավոր են: իրական խտությունը կարող է տարբեր լինել ըստ ստանդարտի, մատակարար, ջերմաստիճան, և արդյոք արտադրանքը ձուլված է, մշակված, կամ ծակոտկեն.

4. Ինչու է փոխվում փողային խտությունը

Արույրի խտությունը տատանվում է մի քանի գիտական ​​իմաստալից պատճառներով.

Կազմ

Սա է գերիշխող գործոնը. Պղինձն ունի մոտ խտություն 8.96 գ / սմ, մինչդեռ ցինկը մոտ է 7.14 գ / սմ. Քանի որ ցինկը ավելի թեթև է, ցինկի պարունակության ավելացումը նվազեցնում է համաձուլվածքի ընդհանուր խտությունը.

Ահա թե ինչու դեղին արույրները, որոնք հիմնականում ավելի շատ ցինկ են պարունակում, հակված են մի փոքր ավելի քիչ խիտ, քան կարմիր կամ բարձր պղնձե արույրները.

Բյուրեղային կառուցվածքը և փուլային կազմը

Ցինկի ավելի ցածր պարունակության դեպքում, արույրը հաճախ գերակշռում է ալֆա փուլ, որը պահպանում է պղնձին նման բյուրեղային կառուցվածք.

Քանի որ ցինկի պարունակությունը բարձրանում է, բետա փուլ կամ կարող են առաջանալ խառը ալֆա-բետա կառուցվածքներ. Այս կառուցվածքային փոփոխություններն ազդում են ատոմների արդյունավետ փաթեթավորման վրա պինդ նյութում, և դա ազդում է զանգվածային խտության վրա.

Փոքր համաձուլվածքների հավելումներ

Փոքր քանակությամբ կապար, անագ, ալյումին, նիկել, մանգան, կամ սիլիցիում կարող է ավելացվել մասնագիտացված կիրառությունների համար. Այս հավելումները կարող են մի փոքր փոփոխել խտությունը.

Օրինակ, կապարը շատ ավելի խիտ է, քան պղնձը կամ ցինկը, Այսպիսով, կապարի արույրը կարող է փոքր-ինչ ավելի խիտ լինել, քան համեմատելի առանց կապարի արույրը, նույնիսկ եթե տարբերությունը մեծ չէ ամենօրյա օգտագործման մեջ.

Ջերմային ընդլայնում

Երբ արույրը տաքացվում է, այն ընդլայնվում է. Քանի որ խտությունը զանգվածը բաժանվում է ծավալով, ծավալի ավելացումը նվազեցնում է խտությունը.

Այս էֆեկտը համեստ է սովորական ջերմաստիճանների դեպքում, բայց արդիական է դառնում ճշգրիտ աշխատանքում, բարձր ջերմաստիճանի միջավայրեր, կամ չափագիտության.

Մշակման պատմություն

Ձուլում, արտամղման, նկարչություն, շարժակազմ, կռում, իսկ հաստոցները չեն փոխում համաձուլվածքի ներքին ատոմային զանգվածները, բայց դրանք կարող են ազդել ծակոտկենության վրա, ներքին սթրեսը, և միկրոկառուցվածքային միատեսակություն.

Ծակոտկեն ձուլվածքը կարող է ունենալ ավելի ցածր արդյունավետ խտություն, քան ամբողջովին խիտ դարբնոցային փողային արտադրանքը.

Ուստի խտությունը արտացոլում է և՛ քիմիան, և՛ արտադրական իրականությունը.

5. Ինչպես է չափվում փողային խտությունը

Գործնականում կիրառվում են մի քանի մեթոդներ.

Ուղիղ զանգվածի և ծավալի չափում

Եթե ​​փողային նմուշն ունի կանոնավոր ձև, դրա չափերը կարող են չափվել և օգտագործվել ծավալը հաշվարկելու համար. Այնուհետև խտությունը զանգվածը բաժանվում է ծավալով.

Այս մեթոդը պարզ է, բայց զգայուն է չափերի սխալի նկատմամբ.

Արքիմեդի սկզբունքը

Անկանոն փողային կտորների համար, լողացողության վրա հիմնված չափումը հաճախ ավելի ճշգրիտ է. Նմուշը կշռում են օդում, այնուհետև հեղուկում, սովորաբար ջուր.

Տեսանելի քաշի տարբերությունը համապատասխանում է տեղահանված հեղուկին, թույլ տալով որոշել ծավալը.

Արդյունաբերական և լաբորատոր մեթոդներ

Բարձր ճշգրտության լաբորատորիաները կարող են օգտագործել տրամաչափված դենսիոմետրեր կամ պիկնոմետրեր. Այս մեթոդները օգտակար են, երբ անհրաժեշտ է խառնուրդի ճշգրիտ բնութագրում.

Սխալի աղբյուրները

Մի քանի գործոն կարող է խեղաթյուրել խտության չափումները:

• մակերեսային աղտոտում
• թակարդված օդային փուչիկները
• ծակոտկենություն
• ջերմաստիճանի տատանումներ
• հեղուկի ոչ ճշգրիտ խտություն
• չափումների չափման սխալներ

Հղկվածի համար, պինդ արույր նմուշ, լավ կատարված չափումները պետք է սերտորեն համապատասխանեն ստանդարտ խտության միջակայքերին. Ձուլման կամ կոմպոզիտային մասերի համար, արդյունավետ խտությունը կարող է զգալիորեն շեղվել.

6. Խտության դերը փողային մշակման և կատարման մեջ

Խտությունը պասիվ նկարագրիչ չէ. Այն ազդում է, թե ինչպես է արույրն իրեն պահում պատրաստման ընթացքում, սպասարկում, և դիզայն.

Քաշի գնահատում և նյութական եկամտաբերություն

Արտադրության և գնումների մեջ, խտությունը կարևոր է մասի զանգվածը ծավալից գնահատելու համար, կամ հակառակը.

Սա աջակցում է մեջբերումը, առաքում, գույքագրման պլանավորում, և ծախսերի վերլուծություն. Նույնիսկ խտության փոքր անհամապատասխանությունը կարող է նշանակություն ունենալ, երբ արտադրանքը արտադրվում է մեծ քանակությամբ.

Մեքենաներ և մշակում

Բրասսը լայնորեն հայտնի է մեքենայականությամբ. Խտությունը ազդում է այն բանի վրա, թե ինչ է զգում մշակողը և որքան իներցիոն ծանրաբեռնվածություն է այն բեռնաթափման ընթացքում, կռվան, և ամրացում.

Խիտ նյութերը պահանջում են ավելի ամուր հենարան և կարող են ազդել ավտոմատացված մշակման մեջ գործիքի ճանապարհի պլանավորման վրա.

Ակուստիկ վարքագիծ

Երաժշտական ​​հավելվածներում, խտությունը նպաստում է թրթիռային արձագանքին. Փողային գործիքները միայն խտությամբ չեն որոշվում, բայց զանգվածային բաշխումն ազդում է ռեզոնանսի վրա, խոնավացում, և տոնային վարքագիծը.

Փողային գործիքի «զգացողությունը» մասամբ կախված է դրա խտությունից և պատի հաստությունից.

Մեխանիկական դինամիկա

Շարժվող հավաքների մեջ, խտությունը ազդում է իներցիայի վրա. Սա կարևոր է պտտվող բաղադրիչների մեջ, փականներ, կցամասեր, և ճշգրիտ սարքաշար, որտեղ թրթռումը և դինամիկ արձագանքը տեղին են.

Ավելի խիտ խառնուրդը կարող է թուլացնել որոշակի շարժումը այլ կերպ, քան թեթև այլընտրանքը.

Կոռոզիոն դիմացկուն դիզայն

Խտությունը ուղղակիորեն չի որոշում կոռոզիոն դիմադրությունը, բայց դա հաճախ դիտարկվում է համաձուլվածքի դասի ընտրության հետ միասին.

Ծովային և սանտեխնիկական համակարգերում, Ինժեներները կարող են ընտրել որոշակի արույր ոչ միայն կոռոզիայից, այլև զանգվածի համար, հատկապես, երբ քաշը կամ թրթռումը դիզայնի սահմանափակում է.

7. Խտությունը՝ համեմատած հարակից մետաղների և համաձուլվածքների հետ

Արույրը դառնում է ավելի հեշտ հասկանալի, երբ տեղադրվում է այլ սովորական ինժեներական մետաղների և համաձուլվածքների կողքին.

8. Արդյունաբերական ծրագրեր: Ինչպես փողային խտությունը խթանում է օգտագործումը

Խտությունը ազդում է արդյունաբերության մեջ արույր օգտագործելու որոշման վրա, քան շատերը հասկանում են.

Սանտեխնիկական և փականի բաղադրիչներ

Արույրը տարածված է փականներ, միացումներ, կցամասեր, և միակցիչներ. Խտությունը նպաստում է այս բաղադրիչների շոշափելի ամրությանը և կարող է բարելավել դիմադրությունը թրթռումների և բեռնաթափման վնասների նկատմամբ:.

Ճնշված համակարգերում, քաշի հավասարակշռությունը, մեքենայություններ, իսկ երկարակեցությունը հաճախ իդեալական է.

Էլեկտրական և ճշգրիտ սարքավորումներ

Շատ էլեկտրական տերմինալներ, միակցիչներ, իսկ թելերով ներդիրները պատրաստվում են արույրից կամ արույրանման համաձուլվածքներից.

Խտությունը ապահովում է ծավալային կայունություն և դիմացկուն զգացողություն, մինչդեռ համաձուլվածքի հաղորդունակությունը և կոռոզիոն կատարումը ապահովում են լրացուցիչ ֆունկցիոնալ արժեք.

Երաժշտական ​​գործիքներ

Շեփորներ, տրոմբոններ, տուբաներ, եղջյուրներ, և հարակից գործիքները հաճախ օգտագործում են փողային համաձուլվածքներ, քանի որ խտության համակցությունը, աշխատունակություն, իսկ ակուստիկ բնութագրերը բարենպաստ են.

Պատի հաստությունը, երկրաչափություն, և համաձուլվածքի կազմը համագործակցում են՝ ձևավորելու տոնն ու արձագանքը.

Դեկորատիվ և ճարտարապետական ​​օգտագործում

Բռնակների համար փողայինը հաճախ ընտրվում է, զարդանախշեր, հուշատախտակներ, կցամասեր, և դեկորատիվ տեխնիկա.

Խտությունը այս բաղադրիչներին տալիս է շոշափելի բարձր որակ. Ճարտարապետության մեջ, այդ ամրության զգացումը հաճախ ինքնին գեղագիտության մաս է կազմում.

Ծովային և արդյունաբերական կցամասեր

Որոշ փողայիններ, այդ թվում՝ ծովային արույր, ընտրված են հատուկ սպասարկման միջավայրերի նկատմամբ բարելավված դիմադրության համար.

Խտությունը այստեղ ընտրության հիմնական չափանիշը չէ, բայց դա ավելի լայն նյութական պրոֆիլի մի մասն է, որն ազդում է տեղադրման վրա, կայունություն, և կյանքի ցիկլի կատարումը.

Մեքենայով մշակված մասեր և ամրացումներ

Ճշգրիտ մշակված բաղադրիչների համար, փողային խտությունը օգնում է կանխատեսելի զանգվածի բաշխմանը և հեշտ մշակմանը.

Նյութի քաշը հաճախ օգտակար է փոքր մեխանիզմներում, որտեղ կայուն է, կրկնվող մասի վարքագիծը ցանկալի է.

9. Եզրափակում

Արույրի խտությունը լավագույնս ընկալվում է ոչ որպես մեկ անփոփոխ թիվ, բայց որպես համաձուլվածքի բաղադրությամբ ձևավորված նյութական հատկություն, բյուրեղային կառուցվածք, ջերմաստիճան, և կեղծիքի պատմությունը.

Տիպիկ առևտրային բրասներում, խտությունը ընկնում է շուրջը 8.4– 8,7 գ/սմ³, հետ 8.5 գ / սմ ծառայելով որպես օգտակար ընդհանուր հղման արժեք.

Այդ միջակայքը դնում է արույրը պղնձի և ցինկի միջև և սովորական պողպատներից մոտ կամ մի փոքր ավելի բարձր.

Նյութագիտության տեսանկյունից, արույրի խտությունը արտացոլում է ատոմային զանգվածը և ցանցի փաթեթավորումը.

Ինժեներության հեռանկարը, այն աջակցում է քաշի գնահատմանը, նախագծային որոշումներ, և կատարողականի գնահատում.

Արտադրության տեսանկյունից, այն օգնում է տարբերակել խառնուրդի իդեալական վարքը և իրական մասերի որակը.

Այս բոլոր պատճառներով, խտությունը արույրի մեջ աննշան սպեցիֆիկացիա չէ, այն կենտրոնական հատկություն է, որը կապում է քիմիան, կառուցվածքը, և գործառույթ.