如何利用合金化提高鋼的強度

㈠ 提高鐵碳合金強度的主要技術途徑有哪些

提高強度的措施主要有以下幾方面：
1、提高鐵碳合金的含碳量，一般情況下，隨著含碳量增加，鐵碳合金強度升高，大約在0.9%左右達到最大值，然後隨著含碳量增加強度降低。
2、合金化：往鐵碳合金中加入合金元素，形成合金鋼。
3、加工硬化：通過塑性變形而產生的加工硬化現象來提高強度。
4、細晶強化：通過細化組織、細化晶粒來提高強度。
5、固溶強化：通過提高固溶度來提高強度
6、熱處理強化：通過熱處理淬火來提高強度，是目前最有效的提高強度的方法。
7、第二相強化：使之形成第二相，阻止位錯的移動來提高強度。
8、時效強化：對於不能熱處理淬火的鋼種，這個是唯一有效的強化方法。
9、彌散強化：通過調整第二相顆粒的大小和分布，來提高強度，這個是超高強度鋼的有效方法。
此外，還有通過化學熱處理、表面淬火等方法來提高表面強度的方法，就不一一說了。

㈡ 高碳合金鋼中存在幾種強化方式

金屬材料常用的強化方式有細晶強化、固溶強化、第二相強化、加工硬化
一．細晶強化 通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為細晶強化，工業上將通過細 化晶粒以提高材料強度。 其原理是通常金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內晶粒的數目 來表示，數目越多，晶粒越細。實驗表明，在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬 有更高的強度、硬度、塑性和韌性。這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分 散在更多的晶粒內進行，塑性變形較均勻，應力集中較小；此外，晶粒越細，晶 界面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴展。故工業上將通過細化晶粒以提 高材料強度的方法稱為細晶強化。
二．固溶強化 定義：合金元素固溶於基體金屬中造成一定程度的晶格畸變從而使合金強度提高 的現象。 原理：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力， 使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質 元素來形成固溶體而使金屬強化的現象稱為固溶強化。在溶質原子濃度適當時， 可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。
三．第二相強化 復相合金與單相合金相比，除基體相以外，還有第二相得存在。當第二相以細小 彌散的微粒均勻分布於基體相中時，將會產生顯著的強化作用。這種強化作用稱 為第二相強化。第二相強化的主要原因是它們與位錯間的交互作用，阻礙了位錯 運動，提高了合金的變形抗力。 對於位錯的運動來說，合金所含的第二相有以下兩種情況： 1、不可變形微粒的強化作用。 2、可變形微粒的強化作用。 彌散強化和沉澱強化均屬於第二相強化的特殊情形。
四．加工硬化 定義： 隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、 韌性有所下降。 簡介： 金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降 低的現象。又稱冷作硬化。產生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出 現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工 硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示 加工硬化。 加工硬化給金屬件的進一步加工帶來困難。如在冷軋鋼板的過程中會愈軋愈硬以 致軋不動，因而需在加工過程中安排中間退火，通過加熱消除其加工硬化。

㈢ 從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑

1）細化奧氏體晶粒。如強碳化物形成元素
Ti、Nb、V
等。
2）提高鋼回火穩定性。如強碳化物形成元素
Ti、Nb、V
等都很有效。
3）改善基體的韌度。如加
Ni。
4）細化碳化物。碳化物細小、園整、分布均勻和適量對韌度有利。
5）降低或消除回火脆性。如加入
W、Mo。
6）在保證強度時，盡可能降低含
C
量。

㈣ 提高金屬強度的方法有什麼

一是提高合金的原子間結合力，提高其理論強度，並製得無缺陷的完整晶體，如晶須。已知鐵的晶須的強度接近理論值，可以認為這是因為晶須中沒有位錯，或者只包含少量在形變過程中不能增殖的位錯。這種強化方法只有在幾種特殊的金屬中才得到應用。

另一強化途徑是向晶體內引入大量晶體缺陷，如位錯、點缺陷、異類原子、晶界等，這些缺陷阻礙位錯運動，也會明顯地提高金屬強度。事實證明，這是提高金屬強度最有效的途徑。

對工程材料來說，一般是通過綜合的強化效應以達到較好的綜合性能。具體方法有固溶強化、形變強化、沉澱強化和彌散強化、細化晶粒強化、擇優取向強化、復相強化、纖維強化和相變強化等,這些方法往往是共存的。

(4)如何利用合金化提高鋼的強度擴展閱讀：

結晶強化就是通過控制結晶條件，在凝固結晶以後獲得良好的宏觀組織和顯微組織，從而提高金屬材料的性能。它包括：

（1）細化晶粒。細化晶粒可以使金屬組織中包含較多的晶界，由於晶界具有阻礙滑移變形作用，因而可使金屬材料得到強化。同時也改善了韌性，這是其它強化機制不可能做到的。

（2）提純強化。在澆注過程中，把液態金屬充分地提純，盡量減少夾雜物，能顯著提高固態金屬的性能。夾雜物對金屬材料的性能有很大的影響。採用真空冶煉等方法，可以獲得高純度的金屬材料。

㈤ 鋼材的強度通過哪些方式可以予以提升鋼材的韌度以及強度

如圖1所示，合金元素可以溶解а - 鐵，導致а - 鐵晶格畸變，減少易流動的回錯位，產生固溶答強化作用，使鐵素體的強度，硬度增加。硅，錳可以顯著增加鐵素體的硬度和強度，但含量對韌性太小，影響不大。鉻，兩個元素的鎳含量，在適當的時候，可以提高鐵素體的硬度和強度，韌性得以提高。點擊看詳細2，合金元素可形成碳化物，鋼加強。點擊看詳細3，晶粒細化的合金元素可改善鋼的機械性能。點擊看詳細如圖4所示，在熱處理過程中，以改善鋼的性能。在加入合金元素，以提高淬透性和回火鋼的穩定性。點擊看詳細5，鋼可以得到特殊的物理和化學性質。添加合金元素後，鋼可以得到各種特殊性能，如酸，鹼，高磁性，高溫等。