1. Deformatsiooni tugevdamine (või deformatsiooni tugevdamine, töökõvendamine)
Definitsioon
Pärast materjali järeleandmist, deformatsiooniastme suurenedes suureneb materjali tugevus ja kõvadus ning nähtust, et plastilisus ja sitkus vähenevad, nimetatakse deformatsioonitugevdamiseks või töökarastamiseks.
mehhanism
Plastilise deformatsiooni edenedes dislokatsioonitihedus pidevalt suureneb, mistõttu liikumise ajal intensiivistub dislokatsioonide vastastikune kohaletoimetamine, mille tagajärjeks on takistused nagu fikseeritud astmed ja dislokatsiooni põimumised, mis suurendavad dislokatsiooni liikumise takistust ja põhjustavad deformatsiooni. Takistuse suurenemine raskendab plastilise deformatsiooni jätkamist, parandades seeläbi metalli tugevust: deformatsiooniaste suureneb, materjali tugevus ja kõvadus suurenevad, plastilisus ja sitkus vähenevad ning dislokatsioonitihedus suureneb jätkuvalt. Valemipildi järgi saab teada tugevuse ja dislokatsioonitiheduse ρ on võrdeline poole võimsusega, mida suurem on dislokatsiooni Burgersi vektor b, seda olulisem on tugevdav toime.
meetod
Külmdeformatsioon, näiteks külmpressimine, valtsimine, haavlitamine jne.
Näide
Külmtõmmatud terastraat võib oma tugevust kahekordistada.
Deformatsiooni tugevdamise praktiline tähtsus (eelised ja puudused)
(1) Eelised:
①Deformatsiooni tugevdamine on tõhus meetod metallide tugevdamiseks. Mõne materjali puhul, mida ei saa kuumtöötlemisega tugevdada, saab materjali tugevuse suurendamiseks kasutada deformatsioonitugevdamist, mis võib tugevuse kahekordistada.
②See on oluline tegur mõne töödeldava detaili või pooltoodete töötlemisel ja vormimisel, mis muudab metalli ühtlaseks deformeerumiseks ja võimaldab töödeldavate detailide või pooltoodete, näiteks külmtõmmatud terastraadi ja osade stantsimise vormimise.
③Deformatsiooni tugevdamine võib samuti parandada osade või komponentide ohutust kasutamise ajal. Kui detaili teatud osades tekib pinge koondumine või ülekoormus, tekib selles kohas plastne deformatsioon ning ülekoormatud detaili deformeerumine peatub töökõvenemise tõttu, parandades sellega ohutust. seks.
(2) Puudused:
①Deformatsiooni tugevdamine toob kaasa probleeme ka materjalide tootmisel ja kasutamisel. Deformatsioon suurendab tugevust ja vähendab plastilisust, muutes deformatsiooni jätkamise keeruliseks ja nõudes suuremat energiatarbimist.
②Selleks, et materjal saaks jätkuvalt deformeeruda, on vaja keskel rekristalliseerivat lõõmutamist, et materjal saaks deformeeruda ilma pragunemiseta, mis suurendab tootmiskulusid.
2. Tahke lahuse tugevdamine
Definitsioon
Lahustunud aine aatomite sisalduse suurenemisega tahke lahuse tugevus ja kõvadus suurenevad ning nähtust, et plastilisus ja sitkus vähenevad, nimetatakse tahke lahuse tugevnemiseks.
mehhanism
(1) Lahustunud aine aatomite lahustumine moonutab tahke lahuse võre ja takistab dislokatsioonide liikumist libisemistasandil.
(2) Dislokatsioonijoonel eraldatud lahustunud aine aatomitest moodustatud Coriolise õhumass võib dislokatsiooni kinnitada ja suurendada dislokatsiooni liikumise takistust.
(3) Lahustunud aine aatomite eraldumine virnastusvea piirkonnas takistab laiendatud dislokatsioonide liikumist. Kõik tegurid, mis takistavad nihestuste liikumist ja suurendavad dislokatsiooni liikumise vastupanuvõimet, võivad suurendada tugevust.
seadus
① Tahke lahuse lahustuvuse vahemikus, mida suurem on legeerivate elementide massiosa, seda suurem on tugevdav toime
②Mida suurem on suuruste erinevus lahustunud aine aatomite ja lahustiaatomite vahel, seda olulisem on tugevdav toime.
③ Interstitsiaalseid tahkeid lahuseid moodustavate lahustunud elementide tugevdav toime on suurem kui tahkeid asenduslahuseid moodustavatel elementidel
④Mida suurem on valentselektronide arvu erinevus lahustunud aine aatomite ja lahusti aatomite vahel, seda suurem on tugevdav toime.
meetod
Legeerimine, st legeerivate elementide lisamine.
Näide
Vase-nikli sulamite tugevus on suurem kui vase ja nikli puhaste metallide oma.
3. Peenteraline tugevdamine
Definitsioon
Tera suuruse vähenemisega suureneb materjali tugevus ja kõvadus ning nähtust, et paraneb ka plastilisus ja sitkus, nimetatakse peenteraliseks tugevdamiseks.
mehhanism
Põhimõte seisneb terade piiride blokeerivas mõjus dislokatsiooni libisemisele. Polükristallide puhul peab dislokatsioonide liikumine ületama terapiiride takistuse. Selle põhjuseks on asjaolu, et nihestuste orientatsioonid mõlemal pool terapiire on erinevad, mistõttu teatud tera puhul ei saa libisenud dislokatsioonid otse ületada terapiiri ja siseneda külgnevasse terapiiri. Ainult siis, kui terade piiril on pakitud suur hulk dislokatsioone ja need põhjustavad stressi kontsentratsiooni, saab külgnevates terades olemasolevate dislokatsioonide liikumist stimuleerida, et tekitada libisemist. Seega, mida peenemad terad, seda suurem on materjali tugevus.
seadus
Mida peenem on tera, seda suurem on tera piiriala. Hall-Page’i valemipildi järgi on materjali voolavuspiir σs seda suurem, mida väiksem on tera keskmine läbimõõt d.
Teravilja rafineerimise meetod
① Kristalliseerimisprotsessi ajal saab kristalliterad rafineerida, suurendades tuumade moodustumise kiiruse suurendamiseks ülejahutuse, modifitseerimise, vibratsiooni ja segamise astet;
② Külmdeformeeritud metallide puhul saab terasid rafineerida, reguleerides deformatsiooniastet ja lõõmutamistemperatuuri;
③ Terasid saab rafineerida normaliseerimise ja lõõmutamise kuumtöötlusmeetoditega;
④ Terasele saab lisada legeerivaid elemente, et moodustada uus faas, mis pärsib terade kasvu.
4. Teise faasi tugevdamine
Definitsioon
Metallmaatriksis on veel üks või mitu faasi ja nende faaside olemasolu suurendab metalli tugevust. Erinevate teise faasi saamise protsesside tõttu jaguneb teise faasi tugevdamine ①sademega tugevdamiseks: teine faas saadakse faasimuutusega kuumtöötlemise teel ②dispersioontugevdamine: teine faas saadakse pulbri paagutamise või sisemise oksüdatsiooni teel.
mehhanism
Kui dislokatsioon satub liikumise ajal teise faasi, peab see teisest faasist mööda minema või läbi lõikama, nii et teine faas takistab nihestuse liikumist ja parandab materjali tugevust.
Näide
Tsementiidi olemasolu terases suurendab selle terase tugevust.
