低碳钢材料由于冷作硬化会使什么提高

『壹』 冷作硬化的冷作硬化的力学现象

普通弹性材料（例如低碳钢）在拉伸实验中会经历4个阶段：弹性形变、屈服阶段、强化阶段、破坏直至断裂
弹性形变：即材料所受拉力在弹性极限之内，拉力与材料伸长成正比（胡克定律）。当外力撤去之后，材料会恢复原来的长度。
屈服阶段：在外部拉力超过弹性极限之后，材料失去抵抗外力的能力而“屈服”，即在此情况下外力无显著变化材料依然会伸长。当外力撤去后，材料无法回到原来的长度。
强化阶段：材料在内部晶体重新排列后重新获得抵抗拉伸的能力，但此时的形变为塑性形变，外力撤去后无法回到原来的长度。
破坏阶段：材料在过度受力后开始在薄弱部位出现颈缩现象，抵抗拉伸能力急剧下降，直至断裂。
由于钢材在从红热状态冷却后，内部热应力及晶体排列的缘故，无法使其发挥出最大的抵抗拉伸能力，因此在常温下，将钢材拉伸至强化阶段后撤去外力。钢材经过这种加工后，长度增加，直径缩小，弹性极限上升至相当于原材料强化阶段，大大提升了材料的弹性极限。并且使应变率降低，提高了材料的刚度。

『贰』 什么是材料的冷作硬化

材料的冷作硬化是一种独特的金属强化技术，它不依赖于热处理，而是通过在室温或低于再结晶温度下对低碳钢件进行冷态拉伸，使其达到强化状态，从而提升材料的强度。在这个过程中，金属经历复杂的塑性变形，晶格结构发生扭曲和畸变，晶粒经历剪切和滑移，导致晶粒长度增加，使得表面层金属的硬度显著提高，其塑性性能相应降低。

这种强化现象表现在金属的力学性能上，屈服强度和硬度增加，而塑性指标如伸长率则有所下降。值得注意的是，尽管冷作硬化过程中金属的弹性模量保持不变，但整体性能的提升主要集中在强度和硬度方面，这对于需要高强度但不需要显著塑性变形的应用场景特别有利。

『叁』 钢材的冷作硬化时效

冷作硬化就是通过冷加工而使零件表面产生的表面应力，使零件的表面内比加工前的表面硬度耐磨性等容有所提高。
冷拉时效一般指普通的钢材在常温下施加机械拉应力，这样零件内部会产生轴向的内应力，对于零件在使用过程中轴向的强度大大加强，但是在冷拉的时候不要超过材料本身的屈服强度，超过了等于就是把它拉坏了，把零件冷拉之后理论上讲它会有慢慢恢复到它原来形状的内应力，在恢复到原状之前它 的强度大于冷拉之前，所以叫冷拉时效。

『肆』 工程力学问题 当施加载荷使低碳钢试件超过屈服阶段后卸载，第二次再加载，则材料的比例极限将会提高。这

用手机没法上传图片，如果能找到一张低碳钢的应力应变曲线会更好理解。
我们知道低碳钢版的应力应权变曲线图依次分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，颈缩阶段，当受到轴向拉压力使材料到达屈服极限与强度极限中间时，卸去外力，此时弹性形变恢复，因此可做一条平行于弹性阶段的线段，使应力到达零。因为材料的弹性模量没有改变，因此当受力时，材料也会沿着刚才的直线进行弹性变形，由此可以看出，材料的比例极限变大，材料的强度变高了。

『伍』 低碳钢硬化之后会发生什么力学性质的变化

答案应该是B
正确的变化应该是 屈服应力提高，韧性下降，弹性模量不变。

可以根据低碳钢的拉伸试验曲线来解释，当进入硬化阶段时如果撤除拉力，材料将沿着平行弹性阶段的曲线的一条曲线卸载。再次加载又会沿着同一条曲线。
这说明，弹性模量保持不变。

在第二次加载中，当曲线到达原先撤除拉力的点后，继续增加拉力，将重新沿着硬化的曲线加载。这说明，撤除拉力的点成为新的屈服点，这时的屈服应力当然大于原先的屈服应力。

关于韧性，我想不用解释了。

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