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歡迎來到青島豐東熱處理有限公司1、加工硬化
在塑性變形過程中,隨著金屬內(nèi)部組織的變化,金屬的力學(xué)性能也將產(chǎn)生明顯的變化,即隨著變形量的增加,金屬的強度、硬度增大,而塑性、韌性下降,這種現(xiàn)象即為加工硬化或形變強化。
加工硬化現(xiàn)象在金屬材料生產(chǎn)過程中具有重要的實際意義,目前已廣泛用來提高金屬材料的強度。例如自行車鏈條的鏈板,材料為Q345 (16Mn)低合金鋼,原來的硬度為150HBW,抗拉強度Rm≥520MPa,經(jīng)過五次軋制,鋼板厚度從3.5mm壓縮到1.2mm(變形量為65.7%),這時硬度提高到275HBW,抗拉強度提高到接近1000MPa,這使鏈條的負荷能力提高了一倍。對于用熱處理方法不能強化的材料來說,用加工硬化方法提高其強度就顯得更加重要。如塑性很好而強度較低的鋁、鋼及某些不銹鋼等,在生產(chǎn)上往往制成冷拔棒材或冷軋板材供應(yīng)用戶。加工硬化也是某些工件或半成品能夠加工成形的重要因素。例如冷拔鋼絲拉過模孔后,其斷面尺寸必然減小,而每單位面積上所受應(yīng)力卻會增大,如果金屬不是產(chǎn)生了加工硬化而提高強度,那么鋼絲在出??缀缶涂赡鼙焕瓟?。由于鋼絲經(jīng)塑性變形后產(chǎn)生了加工硬化,盡管鋼絲斷面縮減,但其強度顯著增大,因此便不再繼續(xù)變形,而使變形轉(zhuǎn)移到尚未拉過模孔的部分。這樣,鋼絲可以持續(xù)地、均勻地通過??锥尚?。又如金屬薄板在拉深過程中,彎角處變形最嚴重,首先產(chǎn)生加工硬化,因此該處變形到一定程度后,隨后的變形就轉(zhuǎn)移到其他部分,這樣便可得到厚薄均勻的沖壓件。加工硬化還可提高零件或構(gòu)件在使用過程中的安全性。即使經(jīng)過最精確的設(shè)計而加工出來的零件,在使用過程中各個部位的受力也是不均勻的,往往會在某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中和過載現(xiàn)象,使該處產(chǎn)生塑性變形。如果金屬材料沒有加工硬化,則該處的變形會越來越大,應(yīng)力也會越來越高,最后導(dǎo)致零件的失效或斷裂。但正因為金屬材料具有加工硬化這一性質(zhì),故這種偶爾過載部位的變化會自行停止,應(yīng)力集中也可以自行減弱,從而提高了零件的安全性。
加工硬化現(xiàn)象也對金屬材料的生產(chǎn)和使用產(chǎn)生某些不利影響。因為金屬冷塑性加工到一定程度以后,變形抗力就會增大,進一步的變形就必須加大設(shè)備功率,增加動力消耗。另外,經(jīng)加工硬化后,金屬的塑性大為降低,繼續(xù)變形就會導(dǎo)致開裂。為了消除這種硬化現(xiàn)象以便繼續(xù)進行冷變形加工,中間需要進行再結(jié)晶退火處理。
2、冷塑性加工對其他性能的影響
經(jīng)冷塑性加工后,金屬材料的物理性能和化學(xué)性能也將發(fā)生明顯變化。如使金屬及合金的比電阻增大,導(dǎo)電性能和電阻溫度系數(shù)下降,熱導(dǎo)率也略微下降。冷塑性加工還使磁導(dǎo)率、磁飽和度下降,但磁滯和矯頑力增大。冷塑性加工提高金屬的內(nèi)能,使其化學(xué)活性提高,腐蝕速度加快。冷塑性加工后由于金屬中的晶體缺陷(位錯及空位)增加,因而使其擴散激活能減小,擴散速度加快。