1. Întărirea deformării (sau întărirea deformarii, întărirea prin muncă)
Definiție
După ce materialul cedează, pe măsură ce gradul de deformare crește, rezistența și duritatea materialului cresc, iar fenomenul prin care plasticitatea și duritatea scad se numește întărire prin deformare sau călire prin muncă.
Mecanism
Pe măsură ce deformarea plastică continuă, densitatea de dislocare crește continuu, astfel încât livrarea reciprocă a dislocațiilor se intensifică în timpul mișcării, rezultând obstacole precum trepte fixe și încurcături de dislocare, care cresc rezistența la mișcarea de dislocare și provoacă deformare. Creșterea rezistenței va face dificilă continuarea deformării plastice, îmbunătățind astfel rezistența metalului: gradul de deformare crește, rezistența și duritatea materialului cresc, plasticitatea și tenacitatea scad, iar densitatea de dislocare continuă să crească. Conform imaginii cu formula, puterea și densitatea de dislocare pot fi cunoscute ρ este proporțională cu jumătate din putere, cu cât vectorul Burgers b al dislocației este mai mare, cu atât efectul de întărire este mai semnificativ.
Metodă
Deformarea la rece, cum ar fi presarea la rece, laminarea, greblarea etc.
Exemplu
Sârma de oțel trasă la rece își poate dubla rezistența.
Semnificația practică a întăririi deformării (avantaje și dezavantaje)
(1) Beneficii:
①Întărirea prin deformare este o metodă eficientă de întărire a metalelor. Pentru unele materiale care nu pot fi întărite prin tratament termic, întărirea prin deformare poate fi utilizată pentru a crește rezistența materialului, care poate dubla rezistența.
②Este un factor important în prelucrarea și formarea unor piese de prelucrat sau semifabricate, ceea ce face ca metalul să se deformeze uniform și face posibilă formarea pieselor de prelucrat sau semifabricatelor, cum ar fi sârma de oțel trasă la rece și ștanțarea pieselor.
③Întărirea deformării poate îmbunătăți, de asemenea, siguranța pieselor sau componentelor în timpul utilizării. Când are loc concentrarea tensiunilor sau suprasarcina în anumite părți ale piesei, în acel loc va avea loc deformarea plastică, iar deformarea piesei supraîncărcate se va opri din cauza călirii prin lucru, îmbunătățind astfel siguranța. sex.
(2) Dezavantaje:
①Întărirea deformării aduce, de asemenea, probleme la producția și utilizarea materialelor. Deformarea crește rezistența și reduce plasticitatea, ceea ce face dificilă continuarea deformării și necesită un consum mai mare de energie.
②Pentru a permite materialului să se deformeze în continuare, este necesară recoacere de recristalizare în mijloc, astfel încât materialul să poată continua să se deformeze fără crăpare, ceea ce crește costul de producție.
2. Întărirea soluției solide
Definiție
Odată cu creșterea conținutului de atom de dizolvat, rezistența și duritatea soluției solide cresc, iar fenomenul prin care plasticitatea și duritatea scad se numește întărire a soluției solide.
Mecanism
(1) Dizolvarea atomilor de dizolvat distorsionează rețeaua soluției solide și împiedică mișcarea dislocațiilor pe planul de alunecare.
(2) Masa de aer Coriolis formată de atomii dizolvați segregați pe linia de dislocare poate fixa dislocarea și crește rezistența mișcării de dislocare.
(3) Segregarea atomilor de soluție în regiunea defectului de stivuire împiedică mișcarea dislocațiilor extinse. Toți factorii care împiedică mișcarea luxațiilor și cresc rezistența la mișcarea luxației pot crește puterea.
lege
①În intervalul de solubilitate a soluției solide, cu cât fracția de masă a elementelor de aliere este mai mare, cu atât este mai mare efectul de întărire
②Cu cât diferența de dimensiune dintre atomii de dizolvat și atomii de solvenți este mai mare, cu atât efectul de întărire va fi mai semnificativ.
③Efectul de întărire al elementelor dizolvate care formează soluții solide interstițiale este mai mare decât cel al elementelor care formează soluții solide de înlocuire
④Cu cât diferența dintre numărul de electroni de valență dintre atomii de dizolvat și atomii de solvenți este mai mare, cu atât este mai mare efectul de întărire.
Metodă
Aliere, adică adăugarea de elemente de aliere.
Exemplu
Rezistența aliajelor de cupru-nichel este mai mare decât cea a cuprului și a metalelor pure de nichel.
3. Întărirea boabelor fine
Definiție
Odată cu scăderea mărimii granulelor, rezistența și duritatea materialului cresc, iar fenomenul prin care plasticitatea și duritatea sunt de asemenea îmbunătățite se numește întărire a granulelor fine.
Mecanism
Principiul constă în efectul de blocare al limitelor de cereale asupra alunecării de dislocare. Pentru policristale, mișcarea dislocațiilor trebuie să învingă rezistența granițelor. Acest lucru se datorează faptului că orientările de dislocare de pe ambele părți ale granițelor de cereale sunt diferite, astfel încât într-un anumit granu, dislocațiile alunecate nu pot traversa direct limita granulelor și nu pot intra în limita granulelor adiacente. Numai atunci când un număr mare de dislocații sunt împachetate la limita granulelor și provoacă concentrarea tensiunii, poate fi stimulată mișcarea dislocațiilor existente în boabele adiacente pentru a genera alunecare. Deci, cu cât boabele sunt mai fine, cu atât rezistența materialului este mai mare.
lege
Cu cât boabele sunt mai fine, cu atât aria limită a granulelor este mai mare. Conform imaginii cu formula Hall-Page, cu cât diametrul mediu d al boabelor este mai mic, cu atât limita de curgere σs a materialului este mai mare.
Metoda de rafinare a cerealelor
① În timpul procesului de cristalizare, boabele de cristal pot fi rafinate prin creșterea gradului de suprarăcire, tratament de modificare, vibrație și agitare pentru a crește rata de nucleare;
② Pentru metalele deformate la rece, boabele pot fi rafinate controlând gradul de deformare și temperatura de recoacere;
③Boabele pot fi rafinate prin metode de tratament termic de normalizare și recoacere;
④ Elementele de aliere pot fi adăugate oțelului pentru a forma o nouă fază pentru a inhiba creșterea cerealelor.
4. Faza a doua de consolidare
Definiție
Există una sau mai multe faze în matricea metalică, iar prezența acestor faze crește rezistența metalului. Datorită diferitelor procese de obținere a celei de-a doua faze, a doua fază de întărire este împărțită în ①întărirea prin precipitare: a doua fază se obține prin tratament termic cu schimbare de fază ②întărirea dispersiei: a doua fază este obținută prin sinterizarea pulberii sau oxidarea internă.
Mecanism
Când dislocarea întâlnește a doua fază în timpul mișcării, trebuie să ocolească sau să treacă prin a doua fază, astfel încât a doua fază împiedică mișcarea luxației și îmbunătățește rezistența materialului.
Exemplu
Prezența cementitului în oțel crește rezistența acestuia.
