1. Deformációerősítés (vagy húzáserősítés, munkaedzés)
Meghatározás
Az anyag hozamát követően az alakváltozás mértékének növekedésével az anyag szilárdsága és keménysége növekszik, és azt a jelenséget, hogy a plaszticitás és a szívósság csökken, alakváltozás-erősítésnek vagy munkakeményedésnek nevezzük.
Gépezet
A plasztikus deformáció előrehaladtával a diszlokációsűrűség folyamatosan növekszik, így mozgás közben felerősödik a diszlokációk kölcsönös átadása, ami akadályokat eredményez, mint például fix lépcsőfokok és diszlokációs összefonódások, amelyek növelik a diszlokáció mozgásának ellenállását és deformációt okoznak. Az ellenállás növekedése megnehezíti a plasztikus deformáció folytatását, ezáltal javul a fém szilárdsága: nő az alakváltozás mértéke, nő az anyag szilárdsága és keménysége, csökken a plaszticitás és a szívósság, és tovább növekszik a diszlokációs sűrűség. A képletkép szerint a szilárdság és a diszlokációsűrűség ismerhető ρ a teljesítmény felével arányos, minél nagyobb a diszlokáció Burgers-vektora b, annál jelentősebb az erősítő hatás.
Módszer
Hideg deformáció, például hidegsajtolással, hengerléssel, sörétezéssel stb.
Példa
A hidegen húzott acélhuzal megkétszerezheti az erejét.
A deformációerősítés gyakorlati jelentősége (előnyök és hátrányok)
(1) Előnyök:
①A deformációerősítés hatékony módszer a fémek megerősítésére. Egyes hőkezeléssel nem erősíthető anyagoknál deformációs erősítéssel növelhető az anyag szilárdsága, ami megkétszerezheti a szilárdságot.
②Fontos tényező egyes munkadarabok vagy félkész termékek megmunkálásában és alakításában, ami miatt a fém egyenletesen deformálódik, és lehetővé teszi a munkadarabok vagy félkész termékek, például a hidegen húzott acélhuzal és az alkatrészek bélyegzésének kialakítását.
③ A deformáció megerősítése javíthatja az alkatrészek vagy alkatrészek biztonságát a használat során. Ha az alkatrész egyes részein feszültségkoncentráció vagy túlterhelés lép fel, az adott helyen képlékeny alakváltozás lép fel, és a túlterhelt alkatrész deformációja a munkakeményedés miatt leáll, ezáltal javul a biztonság. szex.
(2) Hátrányok:
①A deformációerősítés az anyagok gyártásában és felhasználásában is gondokat okoz. A deformáció növeli a szilárdságot és csökkenti a plaszticitást, ami megnehezíti a deformáció folytatását és nagyobb energiafogyasztást igényel.
② Annak érdekében, hogy az anyag továbbra is deformálódhasson, átkristályosító izzításra van szükség a közepén, hogy az anyag repedés nélkül tovább deformálódhasson, ami növeli a gyártási költségeket.
2. Szilárd oldat megerősítése
Meghatározás
Az oldott anyag atomtartalmának növekedésével a szilárd oldat szilárdsága és keménysége növekszik, és azt a jelenséget, hogy a plaszticitás és a szívósság csökken, szilárd oldat erősítésének nevezzük.
Gépezet
(1) Az oldott atomok feloldódása torzítja a szilárd oldat rácsát és akadályozza a diszlokációk mozgását a csúszási síkon.
(2) A diszlokációs vonalon elkülönülő oldott atomok által alkotott Coriolis légtömeg rögzítheti a diszlokációt és növelheti a diszlokációs mozgás ellenállását.
(3) Az oldott anyag atomjainak szegregációja a halmozási hiba régióban akadályozza a kiterjedt diszlokációk mozgását. Minden olyan tényező, amely akadályozza a diszlokációk mozgását és növeli a diszlokáció mozgásának ellenállását, növelheti az erőt.
törvény
① A szilárd oldatban való oldhatóság tartományában minél nagyobb az ötvözőelemek tömeghányada, annál nagyobb az erősítő hatás
②Minél nagyobb a méretkülönbség az oldott anyag atomjai és az oldószeratomok között, annál jelentősebb lesz az erősítő hatás.
③ Az intersticiális szilárd oldatokat alkotó oldott elemek erősítő hatása nagyobb, mint a helyettesítő szilárd oldatokat alkotó elemeké
④ Minél nagyobb a különbség a vegyértékelektronok számában az oldott anyag atomjai és az oldószeratomok között, annál nagyobb az erősítő hatás.
Módszer
Ötvözés, azaz ötvözőelemek hozzáadása.
Példa
A réz-nikkel ötvözetek szilárdsága nagyobb, mint a réz és a nikkel tiszta fémeké.
3. Finomszemcsés erősítés
Meghatározás
A szemcseméret csökkenésével nő az anyag szilárdsága és keménysége, és azt a jelenséget, hogy a plaszticitás és a szívósság is javul, finomszemcsés erősítésnek nevezzük.
Gépezet
Az elv a szemcsehatárok diszlokációs csúszásra gyakorolt blokkoló hatásában rejlik. Polikristályok esetében a diszlokációk mozgásának le kell győznie a szemcsehatárok ellenállását. Ennek az az oka, hogy a szemcsehatárok mindkét oldalán eltérő a diszlokáció orientációja, így egy bizonyos szemcsén az elcsúszott diszlokációk nem léphetik át közvetlenül a szemcsehatárt és nem léphetnek be a szomszédos szemcsehatárba. Csak akkor, ha nagyszámú diszlokáció van a szemcsehatáron, és feszültségkoncentrációt okoz, akkor a szomszédos szemcsék meglévő diszlokációinak mozgása csúszást okoz. Tehát minél finomabbak a szemcsék, annál nagyobb az anyag szilárdsága.
törvény
Minél finomabb a szemcse, annál nagyobb a szemcsehatárterület. A Hall-Page képlet képe szerint minél kisebb a szemcse átlagos d átmérője, annál nagyobb az anyag σs folyáshatára.
A gabonafinomítás módszere
① A kristályosítási folyamat során a kristályszemcséket finomítani lehet a túlhűtés mértékének növelésével, a módosítási kezeléssel, a vibrációval és a gócképződési sebesség növelése érdekében keveréssel;
② A hidegen deformált fémek esetében a szemcsék finomíthatók a deformáció mértékének és az izzítási hőmérsékletnek a szabályozásával;
③A szemek hőkezelési módszerekkel, normalizálással és lágyítással finomíthatók;
④ Az acélhoz ötvözőelemek adhatók, hogy új fázist képezzenek a szemcsenövekedés gátlására.
4. A második fázis erősítése
Meghatározás
A fémmátrixban van egy vagy több más fázis is, és ezeknek a fázisoknak a jelenléte növeli a fém szilárdságát. A második fázis előállításának különböző folyamatai miatt a második fázis erősítése ①csapadékerősítésre oszlik: a második fázist fázisváltó hőkezeléssel ②diszperziós erősítéssel kapjuk: a második fázist porszinterezéssel vagy belső oxidációval nyerjük.
Gépezet
Amikor a diszlokáció a mozgás során találkozik a második fázissal, a második fázist meg kell kerülnie vagy át kell vágnia, így a második fázis akadályozza a diszlokáció mozgását és javítja az anyag szilárdságát.
Példa
A cementit jelenléte az acélban növeli az acél szilárdságát.
