1. Enfortiment de la deformació (o enfortiment de la tensió, enduriment per treball)
Definició
Després que el material cedeix, a mesura que augmenta el grau de deformació, la força i la duresa del material augmenten, i el fenomen que disminueix la plasticitat i la duresa s'anomena reforç per deformació o enduriment per treball.
Mecanisme
A mesura que avança la deformació plàstica, la densitat de la dislocació augmenta contínuament, de manera que l'entrega mútua de dislocacions s'intensifica durant el moviment, donant lloc a obstacles com ara passos fixos i embolcalls de dislocació, que augmenten la resistència al moviment de dislocació i provoquen deformacions. L'augment de la resistència dificultarà continuar la deformació plàstica, millorant així la resistència del metall: augmenta el grau de deformació, augmenta la força i la duresa del material, la plasticitat i la duresa disminueixen i la densitat de dislocació continua augmentant. Segons la imatge de la fórmula, es pot conèixer la força i la densitat de dislocació ρ és proporcional a la meitat de la potència, com més gran sigui el vector Burgers b de la dislocació, més significatiu serà l'efecte d'enfortiment.
Mètode
Deformació en fred, com ara premsat en fred, laminació, granallat, etc.
Exemple
El filferro d'acer estirat en fred pot duplicar la seva resistència.
La importància pràctica de l'enfortiment de la deformació (avantatges i desavantatges)
(1) Beneficis:
① L'enfortiment de la deformació és un mètode eficaç per enfortir metalls. Per a alguns materials que no es poden reforçar amb tractament tèrmic, es pot utilitzar l'enfortiment de la deformació per augmentar la resistència del material, que pot duplicar la resistència.
② És un factor important en el processament i la formació d'algunes peces de treball o productes semielaborats, que fa que el metall es deformi de manera uniforme i fa possible la formació de peces o productes semielaborats, com ara filferro d'acer estirat en fred i estampació de peces.
③ L'enfortiment de la deformació també pot millorar la seguretat de les peces o components durant l'ús. Quan es produeix la concentració de tensió o la sobrecàrrega en determinades parts de la peça, es produirà una deformació plàstica en aquest lloc i la deformació de la peça sobrecarregada s'aturarà a causa de l'enduriment per treball, millorant així la seguretat. sexe.
(2) Desavantatges:
① L'enfortiment de la deformació també comporta problemes per a la producció i l'ús de materials. La deformació augmenta la resistència i redueix la plasticitat, dificultant la continuïtat de la deformació i requerint més consum d'energia.
②Per tal de permetre que el material continuï deformant-se, es requereix un recuit de recristal·lització al mig, de manera que el material pugui continuar deformant-se sense esquerdar-se, la qual cosa augmenta el cost de producció.
2. Enfortiment de la solució sòlida
Definició
Amb l'augment del contingut d'àtoms de solut, la força i la duresa de la solució sòlida augmenten, i el fenomen que disminueix la plasticitat i la duresa s'anomena reforç de la solució sòlida.
Mecanisme
(1) La dissolució dels àtoms de solut distorsiona la xarxa de la solució sòlida i dificulta el moviment de les dislocacions en el pla de lliscament.
(2) La massa d'aire de Coriolis formada pels àtoms de solut segregats a la línia de dislocació pot fixar la dislocació i augmentar la resistència del moviment de dislocació.
(3) La segregació d'àtoms de solut a la regió de falla d'apilament dificulta el moviment de dislocacions esteses. Tots els factors que dificulten el moviment de les luxacions i augmenten la resistència del moviment de la luxació poden augmentar la força.
Llei
①En el rang de solubilitat de la solució sòlida, com més gran sigui la fracció de massa dels elements d'aliatge, més gran serà l'efecte de reforç
②Com més gran sigui la diferència de mida entre els àtoms de solut i els àtoms de dissolvent, més significatiu serà l'efecte d'enfortiment.
③L'efecte de reforç dels elements de solut que formen solucions sòlides intersticials és més gran que el dels elements que formen solucions sòlides de substitució
④Com més gran sigui la diferència en el nombre d'electrons de valència entre els àtoms de solut i els àtoms de dissolvent, més gran serà l'efecte d'enfortiment.
Mètode
Aliatge, és a dir, afegint elements d'aliatge.
Exemple
La resistència dels aliatges de coure-níquel és més gran que la del coure i els metalls purs de níquel.
3. Enfortiment de gra fi
Definició
Amb la disminució de la mida del gra, la força i la duresa del material augmenten, i el fenomen que la plasticitat i la duresa també es milloren s'anomena reforç de gra fi.
Mecanisme
El principi rau en l'efecte de bloqueig dels límits del gra en el lliscament de la dislocació. Per als policristalls, el moviment de les dislocacions ha de superar la resistència dels límits de gra. Això es deu al fet que les orientacions de la dislocació a banda i banda dels límits del gra són diferents, de manera que en un gra determinat, les dislocacions lliscades no poden creuar directament el límit del gra i entrar al límit del gra adjacent. Només quan un gran nombre de dislocacions s'embalen al límit del gra i provoquen una concentració d'estrès, es pot estimular el moviment de les dislocacions existents als grans adjacents per generar lliscament. Així, com més fins són els grans, més gran és la resistència del material.
Llei
Com més fi és el gra, més gran serà l'àrea del límit del gra. Segons la imatge de la fórmula de Hall-Page, com més petit sigui el diàmetre mitjà d del gra, més gran serà la resistència a la fluència σs del material.
El mètode de refinament del gra
① Durant el procés de cristal·lització, els grans de cristall es poden refinar augmentant el grau de superrefrigeració, tractament de modificació, vibració i agitació per augmentar la taxa de nucleació;
② Per als metalls deformats en fred, els grans es poden refinar controlant el grau de deformació i la temperatura de recuit;
③Els grans es poden refinar mitjançant mètodes de tractament tèrmic de normalització i recuit;
④ Es poden afegir elements d'aliatge a l'acer per formar una nova fase per inhibir el creixement del gra.
4. La segona fase de reforç
Definició
Hi ha una o diverses fases més a la matriu metàl·lica, i la presència d'aquestes fases augmenta la resistència del metall. A causa dels diferents processos d'obtenció de la segona fase, l'enfortiment de la segona fase es divideix en ①enfortiment per precipitació: la segona fase s'obté mitjançant tractament tèrmic de canvi de fase ②enfortiment de dispersió: la segona fase s'obté mitjançant sinterització en pols o oxidació interna.
Mecanisme
Quan la dislocació es troba amb la segona fase durant el moviment, ha de passar per alt o tallar la segona fase, de manera que la segona fase dificulta el moviment de la dislocació i millora la resistència del material.
Exemple
La presència de cementita a l'acer augmenta la seva resistència de l'acer.
