1. Muodonmuutosten vahvistaminen (tai jännityksen vahvistaminen, työkarkaisu)
Määritelmä
Materiaalin myöntyessä muodonmuutosasteen kasvaessa materiaalin lujuus ja kovuus kasvavat, ja ilmiötä, jossa plastisuus ja sitkeys heikkenevät, kutsutaan muodonmuutosvahvistukseksi tai työkarkaisuksi.
Mekanismi
Plastisen muodonmuutoksen edetessä dislokaatiotiheys kasvaa jatkuvasti, joten dislokaatioiden keskinäinen siirtyminen voimistuu liikkeen aikana, jolloin syntyy esteitä, kuten kiinteitä askelmia ja sijoiltaan sotkeutumia, jotka lisäävät dislokaatioliikkeen vastustuskykyä ja aiheuttavat muodonmuutoksia. Resistanssin lisääntyminen vaikeuttaa plastisen muodonmuutoksen jatkamista, mikä parantaa metallin lujuutta: muodonmuutosaste kasvaa, materiaalin lujuus ja kovuus kasvavat, plastisuus ja sitkeys vähenevät ja dislokaatiotiheys kasvaa edelleen. Kaavakuvan mukaan lujuus ja dislokaatiotiheys voidaan tietää ρ on verrannollinen puoleen tehosta, mitä suurempi on dislokaatiossa Burgersin vektori b, sitä merkittävämpi on vahvistusvaikutus.
Menetelmä
Kylmä muodonmuutos, kuten kylmäpuristus, valssaus, rullaus jne.
Esimerkki
Kylmävedetty teräslanka voi kaksinkertaistaa lujuutensa.
Muodonmuutosvahvistuksen käytännön merkitys (edut ja haitat)
(1) Edut:
①Deformaatiovahvistus on tehokas menetelmä metallien vahvistamiseen. Joillekin materiaaleille, joita ei voida vahvistaa lämpökäsittelyllä, muodonmuutosvahvistuksella voidaan lisätä materiaalin lujuutta, mikä voi kaksinkertaistaa lujuuden.
②Se on tärkeä tekijä joidenkin työkappaleiden tai puolivalmiiden tuotteiden käsittelyssä ja muotoilussa, mikä saa metallin muotoutumaan tasaisesti ja mahdollistaa työkappaleiden tai puolivalmiiden tuotteiden, kuten kylmävedetyn teräslangan ja osien leimaamisen.
③ Muodonmuutosten vahvistaminen voi myös parantaa osien tai komponenttien turvallisuutta käytön aikana. Kun osan tietyissä osissa esiintyy jännityskeskittymiä tai ylikuormitusta, tapahtuu kyseisessä paikassa plastista muodonmuutosta ja ylikuormitetun osan muodonmuutos pysähtyy työkarkaisun seurauksena, mikä parantaa turvallisuutta. seksiä.
(2) Haitat:
①Muotojen vahvistaminen tuo ongelmia myös materiaalien valmistukseen ja käyttöön. Muodonmuutos lisää lujuutta ja vähentää plastisuutta, mikä vaikeuttaa muodonmuutoksen jatkamista ja vaatii enemmän virrankulutusta.
② Jotta materiaali voi jatkaa muodonmuutosta, tarvitaan uudelleenkiteytyshehkutus keskellä, jotta materiaali voi jatkaa muotoaan ilman halkeilua, mikä lisää tuotantokustannuksia.
2. Kiinteän liuoksen vahvistaminen
Määritelmä
Liuenneen aineen atomipitoisuuden kasvaessa kiinteän liuoksen lujuus ja kovuus kasvavat, ja ilmiötä, jossa plastisuus ja sitkeys vähenevät, kutsutaan kiinteän liuoksen vahvistumiseksi.
Mekanismi
(1) Liuenneiden atomien liukeneminen vääristää kiinteän liuoksen hilaa ja estää dislokaatioiden liikkumisen liukutasolla.
(2) Dislokaatiolinjalla erottuneiden liuenneiden aineiden muodostama Coriolis-ilmamassa voi kiinnittää dislokaatiota ja lisätä dislokaatioliikkeen vastusta.
(3) Liuenneiden aineiden atomien erottuminen pinoutumisvika-alueella estää laajennettujen dislokaatioiden liikkumisen. Kaikki tekijät, jotka estävät dislokaatioiden liikettä ja lisäävät dislokaatioliikkeen vastusta, voivat lisätä voimaa.
laki
①Kiinteän liuoksen liukoisuuden alueella, mitä suurempi seosaineiden massaosuus on, sitä suurempi on vahvistava vaikutus
②Mitä suurempi kokoero liuenneiden atomien ja liuotinatomien välillä on, sitä merkittävämpi on vahvistava vaikutus.
③ Interstitiaalisia kiinteitä liuoksia muodostavien liuenneiden elementtien vahvistava vaikutus on suurempi kuin korvaavia kiinteitä liuoksia muodostavien elementtien.
④Mitä suurempi ero valenssielektronien lukumäärässä liuenneiden aineiden ja liuotinatomien välillä, sitä suurempi on vahvistava vaikutus.
Menetelmä
Seostaminen, eli seosaineiden lisääminen.
Esimerkki
Kupari-nikkeliseosten lujuus on suurempi kuin kuparin ja nikkelin puhtaiden metallien.
3. Hienorakeinen vahvistus
Määritelmä
Raekoon pienentyessä materiaalin lujuus ja kovuus kasvavat, ja ilmiötä, että myös plastisuus ja sitkeys paranevat, kutsutaan hienorakeiseksi vahvistukseksi.
Mekanismi
Periaate piilee raerajojen estävässä vaikutuksessa dislokaatioliukumalle. Monikiteiden kohdalla dislokaatioiden liikkeen on voitettava raerajojen vastus. Tämä johtuu siitä, että dislokaatioorientaatiot raerajajen molemmilla puolilla ovat erilaiset, joten tietyssä jyssä luisuneet dislokaatiot eivät voi ylittää suoraan raerajaa ja mennä viereiseen raerajaan. Vain silloin, kun suuri määrä dislokaatioita on pakattu raerajalle ja aiheuttavat jännityksen keskittymistä, olemassa olevien dislokaatioiden liikettä viereisissä rakeissa voidaan stimuloida aiheuttamaan liukumista. Joten mitä hienommat rakeet ovat, sitä suurempi on materiaalin lujuus.
laki
Mitä hienompaa jyvä on, sitä suurempi on jyvän raja-alue. Hall-Pagen kaavakuvan mukaan mitä pienempi rakeen keskihalkaisija d on, sitä suurempi on materiaalin myötöraja σs.
Viljan jalostusmenetelmä
① Kiteytysprosessin aikana kiderakeita voidaan jalostaa lisäämällä alijäähdytysastetta, modifiointikäsittelyä, tärinää ja sekoittamista ytimen muodostumisnopeuden lisäämiseksi;
② Kylmämuovattujen metallien rakeita voidaan jalostaa säätämällä muodonmuutosastetta ja hehkutuslämpötilaa;
③Jyvät voidaan jalostaa lämpökäsittelymenetelmillä normalisoimalla ja hehkuttamalla;
④ Seoselementtejä voidaan lisätä teräkseen muodostamaan uusi faasi raekasvun estämiseksi.
4. Toisen vaiheen vahvistaminen
Määritelmä
Metallimatriisissa on yksi tai useampia muita faaseja, ja näiden faasien läsnäolo lisää metallin lujuutta. Toisen vaiheen saamiseksi erilaisten prosessien vuoksi toisen vaiheen vahvistus jaetaan ①saostusvahvistukseen: toinen vaihe saadaan faasimuutoslämpökäsittelyllä ②dispersiovahvistus: toinen vaihe saadaan jauhesintrauksella tai sisäisellä hapetuksella.
Mekanismi
Kun dislokaatio kohtaa toisen vaiheen liikkeen aikana, sen on ohitettava tai leikattava toinen vaihe, jotta toinen vaihe vaikeuttaa dislokaatiota ja parantaa materiaalin lujuutta.
Esimerkki
Sementiitin läsnäolo teräksessä lisää sen teräksen lujuutta.
