1。原子構造:
* 金属結合: 金属は、非局在電子の「海」によって一緒に保持されます。正に帯電した金属イオンと負に帯電した電子雲との間のこの強力な静電引力は、強い結合を生み出します。
* パッキングを閉じる: 金属原子は、クリスタル格子と呼ばれる通常の繰り返し配置にしっかりと詰め込まれています。この密接な梱包は、原子間の結合の数を最大化し、金属をさらに強化します。
2。微細構造:
* 粒サイズ: 粒子が小さいことは、脱臼運動(変形のメカニズム)の障壁として機能する粒界の境界が大きくなることを意味します。これにより、金属が強くなります。
* 相構成: 金属内の異なる相が存在すると、その強度に影響を与える可能性があります。たとえば、第2フェーズは、移動運動の障壁として機能するか、異なる強度メカニズムを提供することができます。
* 転位: 脱臼は結晶格子の欠陥ですが、それらは金属の塑性変形にも寄与します。転位間の相互作用は、金属の強さに影響を与える可能性があります。
3。処理技術:
* 合金: 他の要素を金属に追加すると、強度が変わる可能性があります。たとえば、炭素を鉄に追加すると、純粋な鉄よりも大幅に強い鋼が生成されます。
* 熱処理: 特定の方法で加熱および冷却金属は、微細構造と強度を変えることができます。たとえば、加熱後に鋼を急速に消すことで、それを非常に硬くて強くすることができます。
* コールドワーク: 室温で金属を形作ると、より多くの脱臼を導入することで強度を高めることができます。
4。その他の要因:
* 温度: 一般に、金属はより高い温度で弱くなります。
* 荷重条件: 金属の装填方法(張力、圧縮、せん断など)は、その強度に影響を与える可能性があります。
重要な注意: 金属を強くするものに対する単一の答えはありません。金属の強度は、その原子構造、微細構造、処理技術、および外部条件の複雑な相互作用に依存します。さまざまな金属には強度が異なり、特定の金属の強度は、さまざまな処理を通じて特定の用途に合わせて調整できます。