1. Deformacijų stiprinimas (arba tempimo stiprinimas, darbo grūdinimas)
Apibrėžimas
Medžiagai pasidavus, didėjant deformacijos laipsniui, didėja medžiagos stiprumas ir kietumas, o plastiškumo ir kietumo mažėjimo reiškinys vadinamas deformacijos stiprėjimu arba darbiniu grūdinimu.
Mechanizmas
Vykstant plastinei deformacijai, dislokacijos tankis nuolat didėja, todėl judėjimo metu sustiprėja abipusis dislokacijų pernešimas, todėl atsiranda kliūčių, tokių kaip fiksuoti žingsniai ir dislokacijos susipynimai, kurie padidina dislokacijos judėjimo pasipriešinimą ir sukelia deformaciją. Padidėjęs atsparumas apsunkins plastinės deformacijos tęsimą, taip pagerindamas metalo stiprumą: didėja deformacijos laipsnis, didėja medžiagos stiprumas ir kietumas, mažėja plastiškumas ir kietumas, toliau didėja dislokacijos tankis. Pagal formulės paveikslėlį stiprumas ir dislokacijos tankis gali būti žinomi ρ yra proporcingi pusei galios, kuo didesnis dislokacijos Burgers vektorius b, tuo reikšmingesnis stiprinamasis efektas.
Metodas
Šalta deformacija, pvz., šaltas presavimas, valcavimas, šlifavimas ir kt.
Pavyzdys
Šaltai tempta plieninė viela gali padvigubinti savo stiprumą.
Praktinė deformacijos stiprinimo reikšmė (privalumai ir trūkumai)
(1) Privalumai:
①Deformacijų stiprinimas yra veiksmingas būdas stiprinti metalus. Kai kurioms medžiagoms, kurių negalima sustiprinti termiškai apdorojant, gali būti naudojamas deformacijos stiprinimas, siekiant padidinti medžiagos stiprumą, o tai gali padvigubinti stiprumą.
②Tai yra svarbus veiksnys apdorojant ir formuojant kai kuriuos ruošinius ar pusgaminius, todėl metalas tolygiai deformuojasi ir leidžia formuoti ruošinius arba pusgaminius, pvz., šaltai temptą plieninę vielą ir dalių štampavimą.
③ Deformacijos stiprinimas taip pat gali pagerinti dalių ar komponentų saugą naudojimo metu. Kai tam tikrose detalės dalyse susidaro įtempių koncentracija arba perkrova, toje vietoje įvyks plastinė deformacija, o perkrautos detalės deformacija sustos dėl darbinio grūdinimo, taip pagerindama saugą. seksas.
(2) Trūkumai:
①Deformacijų stiprinimas taip pat sukelia problemų gaminant ir naudojant medžiagas. Deformacija padidina stiprumą ir sumažina plastiškumą, todėl sunku tęsti deformaciją ir reikia daugiau energijos.
② Kad medžiaga toliau deformuotųsi, viduryje reikia atkaitinti perkristalizaciją, kad medžiaga toliau deformuotųsi be įtrūkimų, o tai padidina gamybos sąnaudas.
2. Kieto tirpalo stiprinimas
Apibrėžimas
Didėjant tirpiųjų medžiagų atomų kiekiui, kietojo tirpalo stiprumas ir kietumas didėja, o plastiškumo ir kietumo mažėjimo reiškinys vadinamas kietojo tirpalo stiprėjimu.
Mechanizmas
(1) Tirpusių medžiagų atomų tirpimas iškreipia kietojo tirpalo gardelę ir trukdo dislokacijoms judėti slydimo plokštumoje.
(2) Koriolio oro masė, kurią sudaro dislokacijos linijoje atskirti ištirpusių medžiagų atomai, gali prisegti dislokaciją ir padidinti dislokacijos judėjimo pasipriešinimą.
(3) Tirpusių medžiagų atomų atskyrimas krovimo gedimo srityje trukdo judėti išplėstoms dislokacijoms. Visi veiksniai, kurie trukdo išnirimų judėjimui ir padidina išnirimo judėjimo pasipriešinimą, gali padidinti jėgą.
įstatymas
①Tirpumo kietajame tirpale diapazone kuo didesnė legiruojamųjų elementų masės dalis, tuo stipresnis poveikis
②Kuo didesnis tirpių atomų ir tirpiklio atomų dydžio skirtumas, tuo stipresnis bus stiprinamasis poveikis.
③ Tirpinių elementų, sudarančių intersticinius kietus tirpalus, stiprinantis poveikis yra didesnis nei elementų, sudarančių pakaitinius kietus tirpalus.
④Kuo didesnis valentinių elektronų skaičiaus skirtumas tarp tirpių atomų ir tirpiklio atomų, tuo stipresnis poveikis.
Metodas
Legiravimas, tai yra legiravimo elementų pridėjimas.
Pavyzdys
Vario ir nikelio lydinių stiprumas yra didesnis nei vario ir nikelio grynų metalų.
3. Smulkaus grūdo stiprinimas
Apibrėžimas
Sumažėjus grūdelių dydžiui, didėja medžiagos stiprumas ir kietumas, o reiškinys, kai pagerėja ir plastiškumas bei kietumas, vadinamas smulkiagrūdžiu stiprėjimu.
Mechanizmas
Principas slypi grūdų ribų blokavimo poveikyje dislokacijos slydimui. Polikristalams dislokacijų judėjimas turi įveikti grūdelių ribų pasipriešinimą. Taip yra todėl, kad dislokacijos orientacijos abiejose grūdų ribų pusėse yra skirtingos, todėl tam tikrame grūde nuslinkusios išnirimai negali tiesiogiai kirsti grūdų ribos ir patekti į gretimą grūdų ribą. Tik tada, kai daug dislokacijų yra supakuota prie grūdų ribos ir sukelia streso koncentraciją, gali būti skatinamas esamų dislokacijų judėjimas gretimuose grūduose, kad susidarytų slydimas. Taigi kuo smulkesni grūdeliai, tuo didesnis medžiagos stiprumas.
įstatymas
Kuo smulkesni grūdai, tuo didesnis grūdų ribos plotas. Pagal Hall-Page formulės paveikslėlį, kuo mažesnis vidutinis grūdelio skersmuo d, tuo didesnė medžiagos takumo riba σs.
Grūdų rafinavimo būdas
① Kristalizacijos proceso metu kristalų grūdeliai gali būti rafinuoti didinant peršalimo, modifikavimo, vibracijos ir maišymo laipsnį, kad padidėtų branduolio susidarymo greitis;
② Šaltai deformuotiems metalams grūdelius galima rafinuoti kontroliuojant deformacijos laipsnį ir atkaitinimo temperatūrą;
③ Grūdai gali būti rafinuojami termiškai apdorojant normalizavimo ir atkaitinimo būdus;
④ Į plieną galima pridėti legiravimo elementų, kad susidarytų nauja fazė, stabdanti grūdų augimą.
4. Antrojo etapo stiprinimas
Apibrėžimas
Metalo matricoje yra viena ar kelios kitos fazės, o šių fazių buvimas padidina metalo stiprumą. Dėl skirtingų antrosios fazės gavimo procesų antrosios fazės stiprinimas skirstomas į ①stiprinimą nusodinant: antroji fazė gaunama keičiant fazę terminį apdorojimą ②dispersijos stiprinimas: antroji fazė gaunama sukepinant miltelius arba vidinę oksidaciją.
Mechanizmas
Kai judesio metu dislokacija susiduria su antrąja faze, ją reikia apeiti arba perpjauti antrąją fazę, kad antroji fazė trukdytų dislokacijai judėti ir pagerintų medžiagos stiprumą.
Pavyzdys
Cementito buvimas pliene padidina jo stiprumą.
