您好,欢迎访问湖北宜化集团化工机械设����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������备制造安装有限公司!
化工机械
联系我们
宜化化机
邮箱:yihuahuaji123@1����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������63.com
电话:186-7173-0943
地址:湖北省宜昌市猇亭大道399号
当前位置: 首页 > 解决方案 > 化工机械

化工机械

金属材料的四种强化方式
发布时间:2024-08-18 22:34:18����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������浏览次数:

一、形变强化(或应变强化,加工硬化)

金属材料的四种强化方式(图3)

01

定义

材料屈服以后,随变形程度的增����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������加,材料的强度、硬度升高,塑性、韧性下降����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的现象叫形变强化或加工硬化。

02

机理

随着塑性变形的进行,位错密度不断增����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������加,因此位错在运动时的相互交割����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������加剧,结果即产生固定的割阶、位错缠结����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等障碍,使位错运动的阻力增大,引起变形抗����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������力增加,给继续塑性变形造成困难,从而提高金属的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������强度

规律:变形程度增加,材料的强度、硬度升高,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������塑性、韧性下降,位错密度不断增����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������加,根据公式金属材料的四种强化方式(图4),可知强度与位错密度ρ的二分之一次方成正比,位����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������错的伯氏矢量b越大,强化效果越显����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������著。

03

方法

冷变形,比����� ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Ƴ�������如冷压、滚压、喷丸等。

04

例子

冷拔钢丝可使其强度成倍增加。

05

形变强化的实际意义(利与弊)

(1)利:

① 形变强化是强化金属的有效方法,对一些不能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用热处理强化的材料,可以用形变强化的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������方法提高材料的强度,可使强度成倍的增加。

② 是某些工件或半成品加工成形的重要因素,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������使金属均匀变形,使工件或半����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������成品的成形成为可能,如冷拔钢丝、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������零件的冲压成形。

③ 形变强化还可提高零件或����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������构件在使用过程中的安全性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,零件的某些部位出现应力集中或����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������过载现象时,使该处产生塑性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������变形,因加工硬化使过载部位的变形停����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������止从而提高了安全性。

(2)弊:

① 形变强化也给材料生产和使用带来麻烦����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������,变形使强度升高、塑性降低,始继续变形带来困难����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������,需要消耗更多的功率。

② 为了能让材料继续变形,中间需要进行再结晶退火,使材料可以继续变形而不至开裂,增加了����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������生产成本。

金属材料的四种强化方式(图5)
金属材料的四种强化方式(图6)


二、固溶强化

金属材料的四种强化方式(图7)

01

定义

随溶质原子含量的增加,固溶体的强度、硬度����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������升高,塑性、韧性下降的现象叫固溶强化。

02

机理

(1) 溶质原子����� �������Ƴ���������� �������Ƴ������������ �������Ƴ���������的溶入,使固溶体的晶格发����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������生畸变,对滑移面上运动的位错有阻碍����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������作用。

(2) 位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������作用,增加了位错运动的阻力。

(3) 溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。所有阻碍位错运动,增加位错移动阻力的因素都����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������可使强度提高。

03

规律

在固溶体溶解度范围内,合金����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������元素的质量分数越大,则强化作����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用越大

溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大,强化效果越显����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������著。

③形成间隙固溶体的溶质元素的强化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������作用大于形成置换固溶体的元����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������素

溶质原子与溶剂原子的价电子数相差����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������越大,强化作用越大。

04

方法

合金化,即加入合金元素。

05

例子

铜镍合金的强度大于铜和镍纯金属的强度。

金属材料的四种强化方式(图8)
金属材料的四种强化方式(图9)


三、细晶强化

金属材料的四种强化方式(图10)

01

定义

随晶粒尺寸的减小,材料的强度、硬度升高,塑性����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������、韧性也得到改善的现象称为细晶强化。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������

02

机制

其原理在于晶界对位错滑移的阻滞效应。对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������于多晶体来说,位错运动必须克服晶界����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������的阻力,这是由于晶界两侧位错的取向不同,所����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������以在某一个晶粒中,滑移的位����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������错不����� �������Ƴ�������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�����������能直接穿越晶界进入相邻的晶粒,只有在����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������晶界处塞积了大量的位错后����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������引起应力集中,才能激发相邻晶粒中已有位错的运动产����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生滑移。所以晶粒越细,材料的强度就越高。

03

规律

晶粒越细,晶界面积越大,根据霍尔����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������-佩奇公式金属材料的四种强化方式(图11),晶粒的平均直径d越小,材料的屈服强度σs越高

04

细化晶粒的方法

①结晶过程中可以通过增加过冷����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������度,变质处理,振动及搅拌增加形核率来细化晶粒;

②对于冷变形的金属可以通过控制����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变形度、退火温度来细化晶粒;

③可以通过正火、退火的热处理方法细化晶粒;

④可以在钢中加入合金元素,形成����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������新相从而抑制晶粒长大。

金属材料的四种强化方式(图12)
金属材料的四种强化方式(图13)


四、第二相强化

金属材料的四种强化方式(图14)

01

定义

在金属基体中还存在另外一个或几个其他的相����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,这些相的存在使金属的强度得到提高。因获得第二相����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的工艺不同,第二相强化分为:①沉淀强化:通����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������过相变热处理获得第二相②弥散强化:通过粉末烧结或内氧化获得第二相。

02

机制

位错在运动过程中遇到第二相,需要绕过或切过第二相����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,从而第二相阻碍了位错的运动����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,使得材料的强度提高。

03

例子

钢中渗碳体的存在使钢����� �������Ƴ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ��������������的强度得到提高

更多>>

推荐新闻