ปัจจัยที่ส่งผลต่อความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์

ขนาดเกรนเป็นหนึ่งในปัจจัยพื้นฐานที่สุดที่ส่งผลต่อความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์ ตามความสัมพันธ์ของฮอลล์-เพชร เมื่อขนาดเกรนลดลง ความแข็งและความแข็งแรงของวัสดุโลหะก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ในทองแดงบริสุทธิ์ เมล็ดละเอียดหมายถึงขอบเขตของเมล็ดพืชที่มากขึ้น ขอบเขตของเกรนสามารถขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ระหว่างการเสียรูป ยิ่งมีความต้านทานมากเท่าใดความแข็งก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

เมื่อทองแดงบริสุทธิ์อยู่ในสถานะหล่อ เม็ดของทองแดงมักจะหยาบ ส่งผลให้มีความแข็งต่ำ ด้วยกระบวนการต่างๆ เช่น การตีขึ้นรูป การอัดขึ้นรูป หรือการให้ความร้อนที่เหมาะสม เมล็ดข้าวจึงสามารถทำให้บริสุทธิ์ได้ โครงสร้างเกรนที่ผ่านการขัดเกลาไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความแข็ง แต่ยังช่วยรักษาความเหนียวที่ดีอีกด้วย ในทางตรงกันข้าม หากทองแดงบริสุทธิ์ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน การเจริญเติบโตของเมล็ดพืชจะเกิดขึ้น จำนวนขอบเขตของเมล็ดพืชจะลดลง สิ่งกีดขวางการเคลื่อนตัวจะลดลง และความแข็งจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นการควบคุมขนาดเกรนจึงเป็นวิธีสำคัญในการปรับความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม

การเสียรูปด้วยพลาสติกเป็นวิธีที่ตรงที่สุดและใช้กันทั่วไปในการปรับปรุงความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์ ทองแดงบริสุทธิ์มีความเป็นพลาสติกสูงมาก และงานชุบแข็งอย่างมีนัยสำคัญจะเกิดขึ้นหลังจากการทำงานเย็น เช่น การรีดเย็น การดึงเย็น การปั๊ม และการดัดงอ

ในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูปพลาสติก จะเกิดการเคลื่อนตัวจำนวนมากภายในเมทริกซ์ทองแดง การเคลื่อนตัวเหล่านี้พันกัน ตัดกัน และตรึงซึ่งกันและกัน ทำให้การเคลื่อนที่เคลื่อนได้ยากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแกร่งได้อย่างมาก ยิ่งมีการเสียรูปมากเท่าใด ผลการแข็งตัวของงานก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งมีความแข็งมากขึ้นด้วย ตัวอย่างเช่น ทองแดงบริสุทธิ์ที่อ่อนเต็มที่มีความแข็งต่ำมากและโค้งงอได้ง่าย ในขณะที่หลังจากการขึ้นรูปเย็นจนเสียรูปมาก ความแข็งของมันก็สามารถเพิ่มเป็นสองเท่าหรือมากกว่านั้นได้ อย่างไรก็ตาม การเสียรูปเนื่องจากความเย็นมากเกินไปจะทำให้ความเป็นพลาสติกและความเหนียวลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้วัสดุมีแนวโน้มที่จะแตกร้าว ดังนั้นในการผลิตจริง ระดับของการทำงานเย็นจึงถูกควบคุมอย่างเข้มงวดตามข้อกำหนดด้านความแข็งและการขึ้นรูป

อุณหภูมิมีผลกระทบสำคัญต่อความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นทั้งใน-บริการที่อุณหภูมิสูงและกระบวนการบำบัดความร้อน ที่อุณหภูมิสูง การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอมจะรุนแรงขึ้น ความสามารถในการเคลื่อนตัวเพื่อเอาชนะอุปสรรคจะเพิ่มขึ้น และความแข็งจะลดลงตามไปด้วย นี่คือเหตุผลว่าทำไมทองแดงบริสุทธิ์จึงสามารถเปลี่ยนรูปได้ง่ายกว่าที่อุณหภูมิสูง

ในแง่ของการอบชุบด้วยความร้อน การอบอ่อนสามารถขจัดการแข็งตัวของงานและลดความแข็งได้ หลังจากการทำงานแบบเย็น ทองแดงบริสุทธิ์จะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการตกผลึกใหม่และคงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นจึงทำให้เย็นลง การตกผลึกซ้ำเกิดขึ้นภายในวัสดุ เมล็ดที่บิดเบี้ยวจะถูกแทนที่ด้วยเมล็ดที่สม่ำเสมอและละเอียดใหม่ ความคลาดเคลื่อนจะลดลงอย่างมาก ผลจากการแข็งตัวของงานจะถูกกำจัด และความแข็งจะกลับสู่ระดับต่ำ อุณหภูมิการหลอมและเวลาในการคงตัวส่งผลโดยตรงต่อระดับการตกผลึกใหม่และขนาดเกรน ซึ่งจะช่วยควบคุมความแข็งสุดท้าย หากอุณหภูมิต่ำเกินไปหรือเวลาสั้นเกินไป จะไม่สามารถขจัดการแข็งตัวของงานได้อย่างสมบูรณ์ ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไปหรือเวลานานเกินไป จะเกิดการหยาบของเมล็ดข้าว และความแข็งจะลดลงอีก แต่ประสิทธิภาพจะไม่เสถียร

พูดอย่างเคร่งครัด ทองแดงบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมประกอบด้วยสิ่งเจือปนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้จำนวนเล็กน้อย เช่น เหล็ก ตะกั่ว สังกะสี ฟอสฟอรัส ออกซิเจน ฯลฯ สารเจือปนเล็กน้อยเหล่านี้จะส่งผลต่อความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์ด้วย

สารละลายที่เป็นของแข็งเจือปนส่วนใหญ่จะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของโครงตาข่าย ขัดขวางการเคลื่อนที่ของตำแหน่ง และเพิ่มความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์เล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ปริมาณสารเจือปนที่มากเกินไปจะก่อให้เกิดเฟสที่สองหรือการรวมตัวที่เปราะ ซึ่งไม่เพียงส่งผลต่อการนำไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังนำไปสู่ความแข็งที่ไม่สม่ำเสมอและความเป็นพลาสติกลดลงอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง-ที่ใช้ในสนามไฟฟ้า ปริมาณสิ่งเจือปนจะถูกจำกัดอย่างเคร่งครัด เมื่อเปรียบเทียบกับปัจจัยอื่นๆ ผลกระทบของสารเจือปนทั่วไปต่อความแข็งค่อนข้างอ่อน แต่ในการเตรียมผลิตภัณฑ์ทองแดงบริสุทธิ์-ที่มีความแม่นยำสูงและ{5}}ประสิทธิภาพสูง การควบคุมประเภทและปริมาณสารเจือปนยังคงเป็นตัวเชื่อมโยงที่ขาดไม่ได้

โดยสรุป ความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์เป็นผลที่ครอบคลุมของโครงสร้างจุลภาคภายในและสภาวะการประมวลผลภายนอก การปรับแต่งขนาดเกรนและการเปลี่ยนรูปพลาสติกเย็นสามารถปรับปรุงความแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและการอบอ่อนจะลดความแข็ง และสิ่งสกปรกติดตามมีผลการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม ด้วยการควบคุมการหล่อ การทำงานเย็น กระบวนการบำบัดความร้อน และความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบอย่างสมเหตุสมผล ความแข็งของทองแดงบริสุทธิ์สามารถปรับได้อย่างแม่นยำเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน ความสามารถในการควบคุมนี้ทำให้ทองแดงบริสุทธิ์เป็นวัสดุพื้นฐานที่ไม่สามารถทดแทนได้ในเขตอุตสาหกรรมหลายแห่ง