سوال ۱۰۸ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۳
افزایش تنش سیلان (تغییر فرم پلاستیک) یک آلیاژ فلزی، تابع کدام عوامل است؟
پاسخ صحیح: گزینهٔ B — کارسختی - افزایش نرخ کرنش - کاهش دما - کاهش اندازه دانه‌ها
چهار روند معمول افزایش استحکام
برای آلیاژهای فلزی متعارف با حساسیت مثبت به نرخ کرنش و اندازهٔ دانهٔ معمول، تنش سیلان با کارسختی، افزایش نرخ کرنش، کاهش دما و ریزشدن دانه‌ها افزایش می‌یابد. هر چهار جهت در گزینهٔ ۲ آمده‌اند.
کارسختی چگالی نابجایی‌ها را افزایش می‌دهد. نرخ کرنش بیشتر فرصت کمتری برای عبور نابجایی‌ها از موانع با کمک فعال‌سازی حرارتی باقی می‌گذارد؛ کاهش دما نیز کمک حرارتی را کم می‌کند. یک نمایش سادهٔ حساسیت به نرخ و رابطهٔ اندازهٔ دانهٔ هال–پچ عبارت‌اند از:
در اینجا اندازهٔ دانه است. دانه‌های کوچک‌تر مرزهای بیشتری برای جلوگیری از لغزش فراهم می‌کنند. این‌ها روندهای کیفی مورد نظر سؤال‌اند؛ رفتار معکوس هال–پچ در مواد نانوبلوری یا لغزش مرزدانه در دمای بالا خارج از این مدل است.
گزینه‌های دیگر
- ۱: افزایش اندازهٔ دانه سهم استحکام ناشی از مرزدانه را کاهش می‌دهد.
- ۳: افزایش اندازهٔ دانه باز هم جهت نادرستی دارد؛ شکل‌دهی کمتر نیز کارسختی بیشتری ایجاد نمی‌کند.
- ۴: کاهش نرخ کرنش معمولاً تنش سیلان را کاهش می‌دهد، نه افزایش.
نکتهٔ کنکوری: جهت هر روند را جداگانه بررسی کنید؛ گزینه‌ای با سه روند درست و یک روند معکوس همچنان نادرست است.