❶ 什么是加工硬化现象
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。
简介
金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是,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。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
在纳米材料中也会出现加工硬化现象,此时的硬化行为多认为和位错运动密切相关。
加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动,因而需在加工过程中安排中间退火,通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬,从而加速刀具磨损、增大切削力等。
但有利的一面是,它可提高金属的强度、硬度和耐磨性,特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等,就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。
金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象,称加工硬化或冷作硬化。
❷ 什么是冷作硬化
一、金属材料在常温或再结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形,使晶格扭曲、畸变,晶粒产生剪切、滑移,晶粒被拉长,这些都会使表面层金属的硬度增加,减少表面层金属变形的塑性,称为冷作硬化。
二、金属在冷态塑性变形中,使金属的强化指标,如屈服点、硬度等侍旦提高,塑性指标如伸长率降低的现象称为冷作硬化。
(2)钢板加工硬化后有什么影响扩展阅读:
一、局部或整体硬化,即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度,但却降低了塑性和韧性租谈备,这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。
二、冷拔高强度钢丝充分利用了冷作硬化现象。
三、在悬索结构中有广泛的应用。
四、冷弯薄壁型钢结构在强度验算时,可有条件地利用因冷弯效应而产生的强度提高现象。
五、但对截面复杂的钢构件来说,则是无法利用的。相反,钢材由于冷硬变脆,常成为钢结构弊毁脆性断裂的原因。
❸ 何谓加工硬化,产生的原因是什么,有何利弊
加工硬化就是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。
产生的原因: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。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
好处:加工硬化是强化金属(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。例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺,提高金属材料、零件和构件的表面强度;
或者零件受力后,某些部位局部应力常超过材料的屈服极限,引起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展,可提高零件和构件的安全度;
坏处:加工硬化提高了变形抗力,给金属的继续加工带来困难。如冷拉钢丝,由于加工硬化使进一步拉拔耗能大,甚至被拉断,因此必须经中间退火,消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中会使工件表层脆而硬,在切削时增加切削力,加速刀具磨损等。
影响表面层加工硬化的因素如下:
1、切削力。切削力越大,塑性变形越大,硬化程度也越大,硬化层深度也越大。因此,增大进给量切削深度和减小前角,都会增丈切削力,使加工硬化严重。
2、切削温度。切削时产生的热最会对工件的表面层硬化产生软化作用,因此切削温度越高,表面层的加工硬化回复程度就越大。
3、变形速度(切削速度)。变形速度很快时,工件接触时间短,塑性变形不充分,因此硬化程度将降低。
4、工件材料硬度低、塑性大时切削加工的表面层加工硬化现象严重。
❹ 加工硬化的加工硬化简介
work hardening
金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是,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。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
在纳米材料中也会出现加工硬化现象,此时的硬化行为多认为和位错运动密切相关。
加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动,因而需在加工过程中安排中间退火,通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬,从而加速刀具磨损、增大切削力等。但有利的一面是,它可提高金属的强度、硬度和耐磨性,特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等,就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。
以低碳钢拉伸的应力-应变(σ-ε)图为例(见图)。当载荷超过屈服阶段cе后,进入强化阶段еg,到某点k卸载时,应力不沿加载路线ocdеk返回,而是沿着基本平行于oɑ的直线ko1下降,产生塑性变形oo1。再加载时,应力沿o1k上升,过k点后继续产生塑性变形,此时屈服极限已由σS提高到。如此反复作用,每循环一次都产生一次新的塑性变形,并提高强度指标。但随着循环次数的增加,加工硬化逐渐趋于稳定。这种加工硬化现象可解释为:在塑性变形时晶粒产生滑移,滑移面和其附近的晶格扭曲,使晶粒伸长和破碎,金属内部产生残余应力等,因而继续塑性变形就变得困难,引起加工硬化。这种现象受到构成金属基体的元素性质、点阵类型、变形温度、变形速度和变形程度等因素影响。加工硬化可由真正应力-应变曲线来描述。
❺ 刚材经过冷作硬化以后,力学性质有什么变化
在常温下把材料预拉到强化阶段然后卸载,当再次加载时,试样在线弹性范围内所能承受的最大荷载将增大.这种现象称为冷作硬化.
利:提高了材料在弹性阶段内的承载能力.
弊:降低了材料的塑性.
❻ 经冷作硬化后对金属材料的力学性能有何影响 对于存在明显屈服阶段的材料,屈服力判定的基本原则是什么
经冷来作硬化后对金属材料的强度、硬度自均有不同程度的升高、但塑性和韧性却会下降。
在材料进行拉伸实验时,其中强度会出现一段微小波动的曲线,而波峰称为上屈服点、波谷称为下屈服点,相差不大时,直接用上屈服点代替屈服强度,否则取其平均值。
在外力的作用下,金属材料的变形量增大,晶粒破碎和位错密度增加,导致金属的塑性变形抗力迅速增加,对材料的力学性能影响是: 硬度和强度显著升高;塑性和韧性下降,产生所谓的“加工硬化”现象。
(6)钢板加工硬化后有什么影响扩展阅读:
在金属的弹性变形达到极限后,其强度就会发生小范围的波动,这时也就是塑性变形开始了。这个点即是屈服点,这时所受的应力就叫做屈服应力或屈服强度。屈服点之前一般金属的变形量与拉力接近一次线性关系,屈服点之后就变为二次线性关系(抛物线),即拉力增加不大,但产生的变形量却相对较大。