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不銹鋼熱交換器管的晶體缺陷是如何形成的

發布時間:2021-09-15 10:17:40      發布人:小編  瀏覽量:


研究不銹鋼熱交換器管觀察到的現象(擴散、變形等)和現代科學實驗方法探索的結果,直接或間接地證明在實際的不銹鋼熱交換器管晶體中,原子的規則排列并不完整,存在一系列缺陷。下面小編就給大家介紹一下以下幾個缺陷。

1.空位和脫位原子。

在晶體中,原子以結晶點為中心振動。在某一瞬間,個別原子可能獲得足夠大的振動能量,離開正常的平衡位置,跑到另一個空的結點位置,跑到結點中間的不平衡位置。此時,在實際晶體中形成空位和脫位原子兩種缺陷。

空位是指原子離開平衡位置后,晶格上留下未被原子占有的結點。脫位原子就是指在晶格結點間隙處,處于不平衡位置的原子。

    不論形成空位或脫位原子,在它們附近原子之間的作用力就失去平衡,因而晶體結構的規則性遭到破壞,晶格發生歪扭。此外,它們都不是固定不動的,會在晶體內部移動,或者消失,或者產生新的空位或脫位原子,并隨溫度上升,它們的數量也增多??瘴换蛎撐辉釉诰w中的移動是不銹鋼熱交換管原子擴散的依據。

從幾何形狀來看,空位或脫位原子可稱為晶體結構中的一些缺陷。

2.錯誤。

錯位有兩種基本形式:刃型錯位和螺型錯位。這里只對刃型位錯作簡單說明。刃型位錯(圖15)就是同一晶體的某一部位,上部比下部多一層原子面。圍繞位錯端部,晶體結構的規則性受到嚴重干擾。離位錯端越遠,結晶變形就越小。晶體中位錯的存在,是現代不銹鋼換熱器管塑性變形和強度的理論基礎。

錯位是晶體結構中的線條缺陷。

    3.嵌鑲塊。

    多晶體不銹鋼換熱管的每個晶粒,實際上是由許多碎晶塊拼湊組成。這些碎片稱為鑲嵌塊。嵌鑲塊尺寸約為10-~10-厘米,各嵌鑲塊之間互相傾斜很小的角度(小于1度)。嵌鑲塊往往是由于液體金屬摻有雜質,結晶時體積收縮,以及在機械力量的作用下形成;通過冷加工變形還可以進一步細碎。在馬賽克邊界,原子排列的規則性也受到嚴重干擾。

嵌入塊的邊界和上述晶界都是晶體結構中的表面缺陷。

最后,應該指出,在實際的晶體結構中,上述缺陷的存在,尤其是晶體邊界和鑲嵌邊界,會增加不銹鋼熱交換器管本身的能量,使不銹鋼熱交換器管本身處于不穩定狀態。因為這些缺陷的出現,意味著在缺陷處及其附近,有相當數量的原子相互聞的作用力失去平衡,偏離了低能的穩定位置,所以每當溫度升高,原子獲得足夠的活動能力,多晶體就能通過減少缺陷數量來降低自身能量,向較為穩定狀態的組織變化。這導致不銹鋼熱交換器管內部組織發生的晶體粒子化、晶體粒子成長等現象,不銹鋼熱交換器管的性能也發生了變化。由此看來,晶體結構的缺陷及其數量的變化,是引起不銹鋼換熱器管內部組織發生某些變化的根據,也是改變不銹鋼換熱器管性能的重要因素。http://www.hstgss.com/


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