金属的冷变形强化的根本原因是什么意思
⑴ 冷变形强化是什么
碳钢在锻造温度范围内变形时,使金属纤维方向的变化,这种纤维方向在热处理时是无法消除的,对材料的性能有好处。不是冷变形强化,冷变形强化主要指滚压强化加工工艺和喷丸强化工艺。
⑵ 金属材料常用的强化方式及机理是什么
金属材料常用的强化方式有细晶强化、固溶强化、第二相强化、加工硬化。
1 细晶强化
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上将通过细 化晶粒以提高材料强度。
其原理是通常金属是由许多晶粒组成的多晶体,晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目 来表示,数目越多,晶粒越细。
二.固溶强化
合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高 的现象。
原理:融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力, 使滑移难以进行,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。
三.第二相强化
复相合金与单相合金相比,除基体相以外,还有第二相得存在。当第二相以细小 弥散的微粒均匀分布于基体相中时,将会产生显著的强化作用。
原理:它们与位错间的交互作用,阻碍了位错 运动,提高了合金的变形抗力。 对于位错的运动来说,合金所含的第二相有以下两种情况:
1、不可变形微粒的强化作用。
2、可变形微粒的强化作用。 弥散强化和沉淀强化均属于第二相强化的特殊情形。
四.加工硬化
随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、 韧性有所下降。
原理:金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出 现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。
(2)金属的冷变形强化的根本原因是什么意思扩展阅读:
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
①黑色金属又称钢铁材料,包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁,含碳0.0218%~2.11%的钢,含碳大于 2.11%的铸铁。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等,有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。
③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
金属材料的疲劳现象,按条件不同可分为下列几种:
⑴高周疲劳:指在低应力(工作应力低于材料的屈服极限,甚至低于弹性极限)条件下,应力循环周数在100000以上的疲劳。它是最常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。
⑵低周疲劳:指在高应力(工作应力接近材料的屈服极限)或高应变条件下,应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用,因而,也称为塑性疲劳或应变疲劳。
⑶热疲劳:指由于温度变化所产生的热应力的反复作用,所造成的疲劳破坏。
⑷腐蚀疲劳:指机器部件在交变载荷和腐蚀介质(如酸、碱、海水、活性气体等)的共同作用下,所产生的疲劳破坏。
⑸接触疲劳:这是指机器零件的接触表面,在接触应力的反复作用下,出现麻点剥落或表面压碎剥落,从而造成机件失效破坏。
⑶ 为何钢材的冷加工强化及时效处理其主要目的是什么
加工硬化--金属在复冷加工后,制由于晶粒被压扁,拉长,晶格歪曲,晶粒破碎,使金属的塑性降低 强度和硬度增高,把这种现象就加工硬化。
意义:他是强化金属 提高强度的方法之一,对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。另外,加工强化也给金属的冷加工生产,创造了条件。因为金属在冷加工工程中加工到一定程度就不能再继续加工,所以在一定条件下不致因变形而发生断裂。
时效处理分人工时效和自然时效。目的:消除内应力,减小零件变形,稳定尺寸,对精度要求高的零件更为重要。
人工时效:将经过淬火的钢件加热到100~160摄氏度,经过长时间的保温,随后冷却。
自然时效:将铸件放在露天;钢件(如长轴 丝杆等)放在海水中或长期悬吊或轻轻敲打,要经过自然时效的工件,最好先进行粗加工
⑷ 什么是冷加工强化
钢材经冷加工产生塑性变形,从而提高其屈服强度,这一过程称为冷加工强化处理。
将经过冷拉的钢筋于常温下存放15~20d,或加热到100~200℃并保持2h左右,这个过程称为时效处理。前者称为自然时效,后者称为人工时效。在奥氏体形成温度以下受到足够大外力后晶格扭曲变形才会强化。
碳钢在锻造温度范围内变形时,使金属纤维方向的变化,这种纤维方向在热处理时是无法消除的,对材料的性能有好处。不是冷变形强化,冷变形强化主要指滚压强化加工工艺和喷丸强化工艺。
(4)金属的冷变形强化的根本原因是什么意思扩展阅读:
1、切削加工是利用切削工具从工件上切去多余材料的加工方法。通过切削加工,使工件变成符合图样规定的形状、尺寸和表面粗糙度等方面要求的零件。
2、加工利用机械力对各种工件进行加工的方法。他一般是通过工人操纵机床设备进行加工的,其方法有车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削、磨削、研磨、超精加工和和抛光等。
3、钳工加工是指一般在台上以手工工具为主,对工件进行加工的各种加工方法,钳工的工作内容一般包括划线、锯削、锉削、刮削、研磨、钻孔、扩孔、铰孔,攻螺纹、套螺纹、机械装配和设备修理等。
⑸ 什么叫金属的冷塑性变形
金属不经过加热的塑性变形,称为冷塑性变形。例如,冲压、冷弯 、冷拔、冷镦等加工方法,都属于冷塑性变形。
⑹ 为什么冷变形加工能提高金属的强度和硬度
热胀冷缩
低温下金属原子的间隙变小
强度和硬度增加
⑺ 冷变形使金属的组织结构和性能发生什么变化有何意义
冷变形金属内部的组织结构没有发生变化,其组织与原来一致
热变形金属内部的组织结构会变为另外一种金相组织,至于会变成什么样的金相组织与金属本身形态及加热温度及冷却方式有关
⑻ 冷变形强化对金属的组织有什么影响
将淬火后的工件,在零度以下的低温介质中继续冷却到零下80℃,待工件截面冷到温度均匀一致后,取出空冷。可使残余奥氏体全部或大部分转变为马氏体。因此,不仅提高了工件硬度,抗拉强度,还可以稳定工件尺寸。
⑼ 冷变形强化是稳定态吗发生冷变形强化的原因是什么如何解决
冷变型强化将增加工件的强度,这导致锻压加工时加工力变大,严重可使锻压模具损坏,或工件断裂等,可通过退火的方式,消除强化现象
⑽ 冷变形对金属性能的影响
①晶粒沿变形方向拉长,性能趋于 各向异性,如纵向的强度和塑性远大于横向等;
②晶粒破碎,位错密度增加,产生加工硬化,即随着变形量的增加,强度和硬度显著提高,而塑性和韧性下降;
③织构现象的产生,即随着变形的发生,不仅金属中的晶粒会被破碎拉长,而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动,转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致,产生织构现象;
④冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀,金属内部会形成残余的内应力,这在一般情况下都是不利的,会引起零件尺寸不稳定。
各向异性纤维组织的形成和形变织构的出现,均使金属的性能产生各向异性,这对塑性成形加工是不利的。用有织构的板材冲压筒形件时,因在不同方向上塑性差别很大,工件的边缘出现高低不平(俗称“制耳”现象),且壁厚和硬度也不均匀。为了避免织构带来的这类缺陷,变形量较大的工件往往经多次变形完成,并进行中间退火过程。
冷变形强化随着塑性变形程度的增加,金属的强度和硬度显著提高,而塑性明显下降,这一现象称为冷变形强化,也称加工硬化。变形过程中位错密度的增加和晶粒的碎化是产生冷变形强化的主要原因。由于位错之间的距离越来越小,交互作用不断加剧,从而使位错运动的阻力增大,金属的塑性变形更加困难,要继续变形就要增大外力,因此金属的强度得以提高。
产生残余内应力由于金属塑性变形中存在不同层次和不同程度的变形不均匀性,使金属在变形后形成宏观范围和微观区域(如晶粒内部或晶粒之间)的多种残余内应力。