1. Deformācijas stiprināšana (vai deformācijas stiprināšana, darba sacietēšana)
Definīcija
Pēc materiāla atdeves, deformācijas pakāpei palielinoties, materiāla stiprība un cietība palielinās, un parādību, ka samazinās plastiskums un stingrība, sauc par deformācijas stiprināšanu vai darba sacietēšanu.
Mehānisms
Plastiskajai deformācijai turpinoties, dislokācijas blīvums nepārtraukti palielinās, līdz ar to kustības laikā pastiprinās savstarpējā dislokāciju piegāde, kā rezultātā rodas tādi šķēršļi kā fiksēti pakāpieni un dislokācijas samezglojumi, kas palielina dislokācijas kustības pretestību un izraisa deformāciju. Pretestības palielināšanās apgrūtinās plastiskās deformācijas turpināšanu, tādējādi uzlabojot metāla izturību: palielinās deformācijas pakāpe, palielinās materiāla izturība un cietība, samazinās plastiskums un stingrība, kā arī turpina palielināties dislokācijas blīvums. Saskaņā ar formulas attēlu stiprumu un dislokācijas blīvumu var zināt ρ ir proporcionāls pusei no jaudas, jo lielāks ir dislokācijas Burgers vektors b, jo nozīmīgāka ir stiprinošā iedarbība.
Metode
Aukstā deformācija, piemēram, aukstā presēšana, velmēšana, skrotis utt.
Piemērs
Auksti vilktā tērauda stieple var dubultot savu izturību.
Deformācijas stiprināšanas praktiskā nozīme (priekšrocības un trūkumi)
(1) Ieguvumi:
①Deformācijas stiprināšana ir efektīva metode metālu stiprināšanai. Dažiem materiāliem, kurus nevar stiprināt ar termisko apstrādi, materiāla stiprības palielināšanai var izmantot deformācijas stiprināšanu, kas var dubultot stiprību.
②Tas ir svarīgs faktors dažu sagatavju vai pusfabrikātu apstrādē un formēšanā, kas liek metālam vienmērīgi deformēties un ļauj veidot sagataves vai pusfabrikātus, piemēram, auksti stieptas tērauda stieples un detaļu štancēšanu.
③ Deformācijas stiprināšana var arī uzlabot detaļu vai sastāvdaļu drošību lietošanas laikā. Kad atsevišķās detaļas daļās rodas sprieguma koncentrācija vai pārslodze, šajā vietā notiks plastiskā deformācija, un pārslogotās daļas deformācija apstāsies darba sacietēšanas dēļ, tādējādi uzlabojot drošību. sekss.
(2) Trūkumi:
①Deformācijas stiprināšana rada problēmas arī materiālu ražošanā un izmantošanā. Deformācija palielina izturību un samazina plastiskumu, apgrūtinot deformācijas turpināšanu un prasa lielāku enerģijas patēriņu.
②Lai materiāls varētu turpināt deformēties, vidū ir nepieciešama pārkristalizācijas atkausēšana, lai materiāls varētu turpināt deformēties bez plaisāšanas, kas palielina ražošanas izmaksas.
2. Cietā šķīduma stiprināšana
Definīcija
Palielinoties izšķīdušās vielas atoma saturam, palielinās cietā šķīduma stiprums un cietība, un fenomenu, ka plastika un stingrība samazinās, sauc par cietā šķīduma stiprināšanu.
Mehānisms
(1) Izšķīdušo vielu atomu šķīšana deformē cietā šķīduma režģi un kavē dislokāciju kustību slīdēšanas plaknē.
(2) Koriolisa gaisa masa, ko veido atdalītie izšķīdušās vielas atomi uz dislokācijas līnijas, var piespraust dislokāciju un palielināt dislokācijas kustības pretestību.
(3) Izšķīdušo atomu segregācija sakraušanas bojājuma reģionā kavē paplašinātu dislokāciju kustību. Visi faktori, kas kavē dislokāciju kustību un palielina dislokācijas kustības pretestību, var palielināt spēku.
likumu
①Cietā šķīduma šķīdības diapazonā, jo lielāka ir leģējošo elementu masas daļa, jo lielāka ir stiprinošā iedarbība
②Jo lielāka izmēra atšķirība starp izšķīdušās vielas atomiem un šķīdinātāju atomiem, jo nozīmīgāks būs stiprinošais efekts.
③ Izšķīdušo elementu, kas veido intersticiālus cietos šķīdumus, stiprinošais efekts ir lielāks nekā elementu, kas veido cieto šķīdumu aizstājējus.
④Jo lielāka valences elektronu skaita atšķirība starp izšķīdušās vielas atomiem un šķīdinātāju atomiem, jo lielāka ir stiprinošā iedarbība.
Metode
Leģēšana, tas ir, leģējošu elementu pievienošana.
Piemērs
Vara-niķeļa sakausējumu stiprība ir lielāka nekā vara un niķeļa tīriem metāliem.
3. Smalko graudu stiprināšana
Definīcija
Samazinoties graudu izmēram, palielinās materiāla izturība un cietība, un parādība, ka tiek uzlabota arī plastiskums un stingrība, tiek saukta par smalko graudu stiprināšanu.
Mehānisms
Princips slēpjas graudu robežu bloķēšanas efektā uz dislokācijas slīdēšanu. Polikristāliem dislokāciju kustībai jāpārvar graudu robežu pretestība. Tas ir tāpēc, ka dislokācijas orientācijas abās graudu robežu pusēs ir atšķirīgas, tāpēc noteiktā graudā noslīdētie dislokācijas nevar tieši šķērsot graudu robežu un iekļūt blakus esošajā graudu robežā. Tikai tad, kad liels skaits dislokāciju ir iesaiņotas uz graudu robežas un izraisa stresa koncentrāciju, var stimulēt esošo dislokāciju kustību blakus esošajos graudos, lai radītu slīdēšanu. Tātad, jo smalkāki graudi, jo lielāka ir materiāla izturība.
likumu
Jo smalkāki graudi, jo lielāks ir graudu robežas laukums. Saskaņā ar Hall-Page formulas attēlu, jo mazāks ir graudu vidējais diametrs d, jo lielāka ir materiāla tecēšanas robeža σs.
Graudu rafinēšanas metode
① Kristalizācijas procesā kristāla graudus var rafinēt, palielinot pārdzesēšanas pakāpi, modifikācijas apstrādi, vibrāciju un maisīšanu, lai palielinātu kodola veidošanās ātrumu;
② Auksti deformētiem metāliem graudus var rafinēt, kontrolējot deformācijas pakāpi un atkausēšanas temperatūru;
③Graudus var rafinēt ar termiskās apstrādes normalizēšanas un atkausēšanas metodēm;
④ Tēraudam var pievienot leģējošus elementus, lai izveidotu jaunu fāzi, lai kavētu graudu augšanu.
4. Otrās fāzes nostiprināšana
Definīcija
Metāla matricā ir viena vai vairākas citas fāzes, un šo fāžu klātbūtne palielina metāla izturību. Sakarā ar dažādiem otrās fāzes iegūšanas procesiem, otrās fāzes stiprināšana tiek sadalīta ① nokrišņu stiprināšanā: otro fāzi iegūst ar fāzes maiņas termisko apstrādi ②dispersijas stiprināšanu: otro fāzi iegūst, izmantojot pulvera saķepināšanu vai iekšējo oksidēšanu.
Mehānisms
Kad dislokācija kustības laikā saskaras ar otro fāzi, tai ir jāapiet vai jāpārgriež otrā fāze, lai otrā fāze kavētu dislokācijas kustību un uzlabotu materiāla izturību.
Piemērs
Cementīta klātbūtne tēraudā palielina tā stiprību.
