مرحبا بكم مرة أخرى في الغوص العميق. كما تعلمون، يتم إرسال بعض المواضيع المثيرة للاهتمام إلينا، وهذا الموضوع، حسنًا، لقد لفت انتباهي حقًا. نحن نتعمق في مقاومة التآكل في المواد العفنة اليوم.
يبدو رائعا.
نعم. في البداية اعتقدت أن المواد الصلبة ستدوم لفترة أطول. بسيطة تبدو منطقية. ولكن بعد النظر في جميع الأبحاث التي قمتم بها يا رفاق، فإن الأمر ليس بهذه البساطة. حتى أنني رأيت دراسة عن الفولاذ عالي الكربون، والنتائج، حسنًا، لقد فاجأتني حقًا.
فولاذ عالي الكربون، هاه؟ يعتقد الكثير من الناس أن الأصعب يساوي الأصعب، لكن هذا اعتقاد خاطئ. ونعم، الصلابة مهمة للغاية. من غير المرجح أن يتم خدشها أو قلعها لأن الذرات مرتبطة ببعضها البعض بإحكام.
روابط أقوى، وتآكل أقل. صحيح، لكن ماذا عن دراسة الفولاذ تلك؟ من المفترض أن يكون الفولاذ عالي الكربون قويًا بشكل لا يصدق.
إنها قوية للغاية. لكن هذه الدراسة، وجدت أنه حتى مع هذه الصلابة، الفولاذ عالي الكربون، فإنه يمكن أن يتشقق تحت الضغط.
مستحيل. لذا لا يكفي أن تكون صعبًا فحسب.
بالضبط. مثلًا، تخيل كعكة قوية جدًا، ولكن في اللحظة التي تقضمها فيها، تتفتت. وهنا يأتي دور الصلابة.
حسنًا، القدرة على الانحناء دون أن تنكسر، هذا ما نتحدث عنه هنا. مثل المرونة، نوعًا ما.
لقد حصلت عليه. تتعلق المتانة بمقدار طاقة التأثير التي يمكن أن تتحملها المادة قبل أن تنكسر. فكر في تلك المواقف ذات التأثير الكبير. أو ربما حيث لا يكون الاحتكاك صلابة. هل هذه المرونة تمنع تكوّن الشقوق؟
همم. لذلك، حتى الشيء فائق الصعوبة، إذا لم يكن قاسيًا، فهو لا يزال في خطر. هذا نوع من الصفقة الكبيرة، أليس كذلك؟
ضخم. في الواقع، تحتوي إحدى المقالات التي أرسلتها على هذا المثال المثالي. تحدثوا عن هذه السيراميك عالية الأداء. صعبة للغاية، لكنها يمكن أن تتشقق أو تتشقق إذا كان هناك تأثير مفاجئ، مما يجعلها عديمة الفائدة في بعض الوظائف.
رائع. حسنًا، الصلابة مهمة بقدر أهمية الصلابة. فهمتها. ولكن هل هذان الأمران فقط، أم أن هناك المزيد مما يجب التفكير فيه عندما نتحدث عن مقاومة التآكل؟
أوه، هناك دائما المزيد. علينا أن نتحدث عن البنية المجهرية. هذا هو المكان الذي يصبح فيه الأمر رائعًا حقًا. إنها مثل البصمة الداخلية للمادة. كما تعلمون، الحبوب، المراحل، كيف يتم ترتيب كل شيء. وهذا يؤثر على كيفية تعاملها مع البنية المجهرية للضغط.
حسنًا، الآن أشعر أنني بحاجة إلى مجهر لأتمكن من المتابعة. ما هو بالضبط، على أية حال؟ وكيف يلعب في مقاومة التآكل؟
حسنًا، تخيل قطعتين من القماش، كلاهما قوي، أليس كذلك؟ أحدهما منسوج بإحكام شديد، والآخر فضفاض. أيهما أسهل في الدموع؟
فضفاضة بالتأكيد. يبدو أن النسيج الضيق من شأنه أن يوزع الضغط بشكل أفضل.
البنغو. هذه هي البنية المجهرية في العمل. مادة ذات توزيع كربيد جيد لطيف. هذا هو القماش المنسوج بإحكام. إنه أكثر مقاومة للتآكل من أي شيء ذو بنية مارتينسيتية بسيطة، والتي تشبه القماش الفضفاض.
لذا فإن مادتين لهما نفس الصلابة، لكن المادة ذات البنية المجهرية الأفضل تفوز بسباق مقاومة التآكل.
لقد حصلت عليه. وبالحديث عن الفائزين، بحثك كان يحتوي على جزء كبير من كربيد التنغستن. البنية المجهرية الدقيقة بشكل لا يصدق. بالإضافة إلى أنه صعب للغاية. لا عجب أنهم يستخدمونها لأشياء مثل أدوات القطع حيث تحتاج إلى مقاومة شديدة للتآكل.
كربيد التنغستن. حسنًا، كتابة هذا يبدو وكأنه بطل حقيقي. لكن مهلا، لدي شعور بأنه يجب أن يكون هناك المزيد لهذا اللغز، أليس كذلك؟ ماذا عن مكان استخدام القالب؟ هل البيئة مهمة ل.
أوه، بالتأكيد. البيئة. انها ضخمة. أعني أن القالب الموجود في ورشة الآلات سيكون مختلفًا تمامًا عن القالب الموجود في مصنع تجهيز الأغذية. التشحيم، ودرجة الحرارة، والأشياء التي تلمسها، كل ما يهم.
لذلك لا يتعلق الأمر بالعثور على المادة المثالية. الأمر يتعلق بكيفية التصرف في العالم الحقيقي، أليس كذلك؟ لقد أصبح هذا الأمر معقدًا.
إنه كذلك، ولكن هذا هو الشيء الممتع في الأمر. مثل التشحيم. إحدى الأوراق التي أرسلتها تعمقت في هذا الأمر. كيف يمكن لمواد التشحيم الجيدة أن تقلل من التآكل، مثل حاجز وقائي.
اتصال أقل، وتآكل أقل. نعم، لكني أراهن أنه ليس مجرد مادة تشحيم قديمة، أليس كذلك؟
أنت تعرف ذلك. يجب أن تتوافق المواد ومواد التشحيم. قد تتآكل بعض المواد أو تتكسر باستخدام مواد التشحيم الخاطئة، وهذا في الواقع يجعل التآكل أسوأ. كان هناك حتى دراسة الحالة هذه. لقد استخدموا قالبًا فولاذيًا مع مادة تشحيم بترولية، وكان يتآكل بسرعة فائقة. ولكن واحدة اصطناعية، عملت بشكل رائع.
رائع. الأشياء الخاطئة يمكن أن تأتي بنتائج عكسية، هاه؟ مثل وضع الديزل في سيارة الغاز. ليس جيدا. ماذا عن متى لا يمكنك استخدام مواد التشحيم؟ كيف تفعل المواد في تلك المواقف الجافة؟
البيئات الجافة، لا يوجد مواد تشحيم للمساعدة. وذلك عندما تتولى الصلابة زمام الأمور حقًا. خط الدفاع الأمامي ضد كل هذا الاحتكاك.
العودة إلى شيء الروابط القوية بعد ذلك. ولكن هل لا تزال الصلابة مهمة إذا كانت جافة؟
لا يزال من الممكن حدوث تأثيرات بنسبة 100%، حتى وهي جافة. وهذا هو الوقت المناسب للتألق. قاسية ولكنها هشة، هذه وصفة لكارثة. أتذكر هذه القصة من إحدى المقالات. شركة، لقد تحولوا إلى السيراميك الأكثر صلابة لقوالبهم. اعتقدت أنها ستستمر لفترة أطول، لكنهم استمروا في الانهيار. كان عليهم العودة إلى واحدة أكثر ليونة. المزيد من الصلابة، فقط لاستعادة المتانة.
انظر، لا يمكن التركيز فقط على شيء واحد. فلدي العثور على هذا التوازن. حسنًا، ولكن ماذا عن الموقف الأصعب؟ مثل البيئات الكاشطة؟ يبدو وحشيا. ماذا نحتاج للتفكير هناك؟
البيئات الكاشطة. أوه نعم. هذا هو المكان الذي يهم حقًا أصعب رقصة. فكر في السفع الرملي.
يمين؟
أنت بحاجة إلى شيء قوي بما فيه الكفاية للتعامل مع كل تلك الجزيئات التي تصطدم به، ولكن أيضًا قويًا. لذا فإن تلك الجسيمات لا تصنع شقوقًا من شأنها أن تنتشر وتكسر كل شيء.
مثل القلعة. يجب أن تكون قويًا، ولكن أيضًا مرنًا بدرجة كافية لتلقي الضربة. أي شيء يبرز حقًا في تلك الظروف الصعبة.
كربيد الأسمنت. تحدثنا عن ذلك، أتذكر؟ صعب للغاية، مثل HRA89 إلى 92.5. ولكنها أيضًا قوية، وذلك بفضل هذا الهيكل الأخضر الرائع. مثالية لأشياء مثل تدريبات التعدين وأدوات القطع. يموت في تلك الأماكن الكاشطة.
إنه مثل البطل الخارق في مقاومة التآكل. صعبة وصعبة في كل واحدة.
حسنًا، لدينا الصلابة، والمتانة، والبنية الداخلية، وكيف تلعب البيئة دورًا. لا يقتصر الأمر على اختيار أصعب شيء يمكنك العثور عليه. يتعلق الأمر بمعرفة ما ستواجهه هذه المادة واختيار المادة المناسبة للوظيفة.
بالضبط. يتعلق الأمر بالصورة بأكملها. وهذا يقودنا إلى الجزء الممتع. باستخدام كل هذا لاختيار المادة المناسبة. مثل كونه المخبر المواد.
أوه، أنا أحب ذلك. لذلك لدينا القرائن. الآن علينا أن نحل مسألة ما هي أفضل مادة لهذا الشيء بالتحديد.
بالضبط. يجب أولاً تحليل مسرح الجريمة.
يمين.
ما نوع الملابس التي نتحدث عنها؟ ما هي الشروط؟ ما مقدار الضغط الذي سيتعرض له؟
ادخل إلى ذهن هذا البلى. لنفترض أنني أقوم بصنع قالب عالي التأثير. ما الذي يجب أن أبحث عنه في المادة؟ المتانة العالية التأثير هي المشتبه به الرئيسي. يحتاج إلى التعامل مع تلك الصدمات دون تكسير. مثل دمى اختبار التصادم التي يستخدمونها للسيارات. عليهم أن يأخذوا تلك الضربات. لذا فإن المواد تدور حول المتانة. الشيء نفسه مع القوالب. الحصول على قصف على. أنت بحاجة إلى هذا العطاء لتجنب الانهيار التام.
من المنطقي. لا أريد شيئًا هشًا يتحطم عند الاصطدام الأول. حسنًا، ماذا لو كان قالبًا لمكان يحتوي على الكثير من الجزيئات الكاشطة؟ ما الذي نبحث عنه إذن؟
بيئة كاشطة. أنت بحاجة إلى التحرير والسرد. صعب وقوي، مثل العقل المحقق الحاد، ولكن يمكنه أيضًا تحمل اللكمة. وكما قلنا، كربيد الأسمنت في كثير من الأحيان. هذا هو الفائز الخاص بك. صعبة وصعبة. يقاوم الخدش والتشقق آندي. حتى مع كل تلك الجزيئات التي تضربها.
كربيد الأسمنت. البطل الخارق يضرب من جديد. ماذا لو كان الأمر أكثر دقة؟ مثل ارتداء مشحم؟ لا يزال يحدث، لكنه متستر. ماذا نفعل إذن؟
يصبح التشحيم أكثر صعوبة هناك. لا تزال الصلابة مهمة، لكن الأمر يتعلق الآن بمدى توافق المادة مع مواد التشحيم المحددة هذه. هل تتذكر دراسة الحالة تلك؟ نعم. الصلب بالزيت الخطأ. حصلت على مشاهدة لذلك. بالإضافة إلى سطح المادة، ومدى نعومتها. أكثر سلاسة يعني احتكاكًا أقل. وهذا يساعد كثيرا، وخاصة مع مواد التشحيم.
لذلك نحن بحاجة إلى محقق مهتم بالتفاصيل. شخص يمكنه اكتشاف تلك القرائن الصغيرة التي قد تسبب مشاكل في المستقبل. هذا الشيء البوليسي يعمل حقًا بالنسبة لي.
أنا سعيد. وهذه هي النقطة، أليس كذلك؟ علينا التحقيق بدقة، وعدم القفز إلى الاستنتاجات. علينا أن ننظر إلى كل الأدلة، الجيدة والسيئة، ثم نقوم بالاختيار الذكي بناءً على ما نعرفه عن المادة، وما ستفعله.
لقد كان هذا مذهلاً. اختيار المواد للقوالب. إنها طريقة أكثر استراتيجية مما كنت أعتقد. مثل تجميع فريق لمهمة. يجب أن تتمتع بالمهارات المناسبة، والأشخاص المناسبين، والأدوات المناسبة لإنجاز المهمة.
أحب هذا التشبيه.
نعم.
وبينما نستمر، دعونا نتعمق في كيفية مقاومة هذه المواد فائقة الصلابة للتآكل عند هذا المستوى الصغير. إنه عالم كامل من الذرات وكيف تقاوم. على استعداد للذهاب المجهري؟
قطعاً. أنا أضع نظاراتي النانوية. دعونا نرى ما يحدث هناك. حسنًا، تلك النظارات النانوية قيد التشغيل. جاهز لرؤية مدى مقاومة المواد الصلبة للتآكل على المستوى الذري.
حسنا، صورة هذا. طن من الغزاة الصغار. تلك الجزيئات الكاشطة، تصطدم باستمرار بسطح المادة الصلبة. قد تعتقد أن السطح أصعب، والدفاع أفضل، أليس كذلك؟
نعم، مثل جدار لا يمكن اختراقه.
لكن الأمر ليس بهذه البساطة. إنها طريقة أكثر ديناميكية. فكر في الأمر بهذه الطريقة. عندما تصطدم تلك الجسيمات، تندفع المادة للخلف، وتحدث ما يسمى بالتشوه المرن.
التشوه المرن، مثل شد شريط مطاطي، يتغير شكله ولكنه يعود بعد ذلك إلى وضعه الطبيعي.
بالضبط. وكما هو الحال مع هذا الشريط المطاطي، تمتص المادة بعضًا من طاقة التأثير ثم تعود مرة أخرى. لذا فهو يساعد في الواقع على تقليل مدى عمق تلك الجروح الكاشطة.
لذا فهو يحرف الجزيئات مثل الترامبولين المجهري. هذا رائع جدًا. لكن أعتقد أن هناك حدًا، أليس كذلك؟ لا يمكن أن ترتد إلى الأبد.
لقد حصلت عليه. التشوه المرن أمر رائع، لكن تلك القوى الكاشطة يمكن أن تصبح قوية جدًا. وذلك عندما يأتي القطع الجزئي.
القطع الجزئي. لذلك يتم قطع المادة على الرغم من صعوبتها الفائقة.
نعم. ولكن هذا هو الشيء. لأن المادة هي نحن. من الصعب جدًا أن تكون الجروح صغيرة جدًا، تقريبًا مثل الخدوش الصغيرة. تخيل أنك تحاول نحت الجرانيت بسكين الزبدة. ستضع بعض العلامات، لكن هذا كل ما في الأمر.
لذا فهو دفاع كومبو والتحكم في الضرر. يمكنك أن تخدشني قليلاً، لكنك لن تتعمق.
هذه طريقة رائعة لوضعها. إنه هذا ذهابًا وإيابًا بين التشوه المرن والقطع الدقيق الذي يسمح لتلك المواد الصلبة بالحفاظ على هيكلها ومقاومة التآكل، حتى مع حدوث كل تلك الإجراءات الكاشطة.
رائع. إذن هناك هذه المعركة الصغيرة تدور باستمرار.
بالضبط. وهذا ما أحبه في علم المواد. فهم هذه العوالم المخفية واستخدام تلك المعرفة لجعل الأمور أفضل وأقوى وأكثر ابتكارًا.
لقد كان هذا الغوص العميق بمثابة فتح العين. كنت أفكر في المواد على أنها مجرد أشياء، لكن الآن أراها كأنظمة ديناميكية، لكل منها قصته الخاصة.
أنا سعيد جدًا لسماع ذلك. نأمل أن يجعلك تنظر إلى العالم بشكل مختلف قليلاً، وترى الأشياء المذهلة والأشياء اليومية.
بالتأكيد يفعل. لذا قبل أن ننتهي من هذا الغوص العميق الرائع، دعونا نلخص ما تعلمناه حول مقاومة التآكل، خاصة بالنسبة لتلك القوالب شديدة العمل.
أحبها. دعونا نلخص تلك الوجبات الرئيسية لمستمعينا.
لقد حطمنا تلك الأسطورة. الأصعب هو الأفضل دائمًا. من المؤكد أن الصلابة مهمة، لكنها ليست القصة بأكملها.
لقد تعلمنا عن المتانة، ومدى جودة تحمل المادة للضرب دون أن تنكسر. تذكر أن الفولاذ عالي الكربون؟ صلبة ولكنها متفتتة مثل البسكويت.
ومن ثم انتقلنا إلى نطاق أصغر من ذلك، حيث قمنا ببناء البنية المجهرية لتلك البصمة الداخلية للمادة. حتى الأشياء التي تبدو متشابهة يمكن أن تتصرف بشكل مختلف تمامًا بناءً على كيفية ترتيب مكوناتها الداخلية.
حتى أننا قمنا بالتصغير إلى مستوى النانو، لنرى التشوه المرن والقطع الدقيق أثناء العمل. إنه لأمر مدهش كيف تعمل تلك القوى الصغيرة باستمرار على محاربة البلى.
وبالطبع البيئة. وهذا يهم أيضا. مشحم، جاف، جلخ. عليك أن تعرف كيف ستتفاعل المادة قبل أن تختارها للوظيفة.
الأمر كله يتعلق بكونك محققًا للمواد، ومعرفة التحديات التي سيواجهها القالب واختيار الشخص الذي يمكنه التعامل مع القضية.
يا لها من رحلة. لقد خرجنا من فكرة بسيطة. الأصعب هو الأفضل. لفهم أعمق بكثير لمقاومة التآكل، وخصائص المواد، وكيفية اختيار المادة المثالية لأي شيء نصنعه.
وهذا هو ما يدور حوله الغوص العميق. نمنحك المعرفة، ونثير فضولك، ونساعدك على تقدير العلوم والهندسة التي تجعل عالمنا مميزًا.
لا يمكن أن أقول ذلك أفضل بنفسي.
نعم.
شكرًا لانضمامك إلينا في هذا الغوص العميق في المواد المقاومة للتآكل. نأمل أن تكون قد استمتعت بقدر ما استمتعنا به.
حتى المرة القادمة، ابقَ فضوليًا، واستمر في الاستكشاف، ولا تتوقف أبدًا
