Tăng cường biến dạng (hoặc tăng cường sức căng, tăng cường độ cứng)
Sự định nghĩa
Sau khi vật liệu đạt năng suất, với mức độ biến dạng tăng, độ bền và độ cứng của vật liệu tăng lên, độ dẻo và độ dẻo dai giảm, hiện tượng này được gọi là tăng cường biến dạng hoặc làm cứng.
Cơ chế
Với biến dạng dẻo, mật độ trật khớp tiếp tục tăng, do đó độ lệch trong chuyển động cắt ngang lẫn nhau tăng cường, kết quả là tạo ra bước cắt cố định, vướng víu trật khớp và các trở ngại khác đối với chuyển động trật khớp của lực cản tăng lên, làm cho khả năng chống biến dạng tăng lên do sự biến dạng dẻo liên tục gây ra bởi những khó khăn trong việc cải thiện độ bền của định luật kim loại: mức độ biến dạng tăng, độ bền của vật liệu, độ cứng tăng, độ dẻo, độ bền giảm, mật độ trật khớp tiếp tục tăng , Theo hình ảnh công thức, có thể thấy rằng cường độ và mật độ trật khớp ρ một nửa công suất tỷ lệ thuận với độ lệch, vectơ Berthold b càng lớn thì hiệu quả tăng cường càng đáng kể.
phương pháp
Biến dạng nguội, ví dụ như ép nguội, nhào lộn, bắn đá, v.v.
Ví dụ
Kéo nguội dây thép làm tăng sức mạnh của nó theo cấp số nhân.
Ý nghĩa thực tiễn của việc tăng cường biến dạng (ưu và nhược điểm)
(1) Ưu điểm:
① Gia cường biến dạng là một cách hiệu quả để tăng cường kim loại, đối với một số vật liệu không thể gia cường bằng cách xử lý nhiệt, bạn có thể sử dụng phương pháp tăng cường biến dạng để cải thiện độ bền của vật liệu, có thể làm cho độ bền tăng theo cấp số nhân.
② là một yếu tố quan trọng trong quá trình xử lý và đúc các phôi hoặc bán thành phẩm nhất định, sao cho biến dạng đồng đều của kim loại, sao cho có thể đúc phôi hoặc bán thành phẩm, chẳng hạn như dây thép kéo nguội, các bộ phận của khuôn dập.
③ Tăng cường biến dạng cũng có thể cải thiện sự an toàn của các bộ phận hoặc bộ phận trong quá trình sử dụng, một số bộ phận của tập trung ứng suất hoặc hiện tượng quá tải, do đó biến dạng dẻo của nơi này, do cứng lại, biến dạng của các bộ phận quá tải dừng lại và do đó cải thiện sự an toàn.
(2) Nhược điểm
①Gia cường biến dạng còn gây khó khăn cho quá trình sản xuất và sử dụng vật liệu, biến dạng làm tăng cường độ, độ dẻo giảm, tiếp tục biến dạng gây khó khăn, cần tiêu thụ nhiều điện năng hơn.
(2) Để vật liệu tiếp tục biến dạng, cần tiến hành ủ kết tinh lại ở giữa, để vật liệu tiếp tục biến dạng mà không bị nứt, làm tăng giá thành sản xuất.
Tăng cường giải pháp vững chắc
Sự định nghĩa
Với sự gia tăng hàm lượng nguyên tử chất tan, cường độ dung dịch rắn, độ cứng, độ dẻo, độ dẻo dai, hiện tượng này được gọi là tăng cường dung dịch rắn.
Cơ chế
(1) Các nguyên tử chất tan hòa tan, do đó sự biến dạng mạng tinh thể của dung dịch rắn, trên bề mặt trượt của chuyển động trật khớp có tác dụng cản trở.
(2) Đường lệch vị trí của sự kết tụ nguyên tử chất tan của nhóm khí Kirchner hình thành trên sự lệch vị trí của hiệu ứng ghim, làm tăng khả năng chống chuyển động lệch vị trí.
(3) Sự phân cực của các nguyên tử chất tan trong vùng trật khớp tầng cản trở chuyển động của trật khớp kéo dài. Tất cả các yếu tố cản trở chuyển động trật khớp và tăng khả năng chống lại chuyển động trật khớp đều có thể dẫn đến tăng sức mạnh.
Luật
(i) Trong phạm vi hòa tan dung dịch rắn, phần khối lượng của các nguyên tố hợp kim càng lớn thì hiệu quả tăng cường càng lớn
② Chênh lệch kích thước giữa các nguyên tử chất tan và dung môi càng lớn thì tác dụng tăng cường càng đáng kể.
③ sự hình thành dung dịch rắn xen kẽ của các nguyên tố hòa tan có tác dụng tăng cường lớn hơn sự hình thành các nguyên tố dung dịch rắn thay thế
④ sự khác biệt giữa số lượng electron hóa trị giữa nguyên tử chất tan và nguyên tử dung môi càng lớn thì tác dụng tăng cường càng lớn.
phương pháp
Hợp kim hóa, tức là thêm các yếu tố hợp kim
Ví dụ
Độ bền của hợp kim đồng-niken lớn hơn độ bền của kim loại nguyên chất là đồng và niken.
Tăng cường hạt mịn
Sự định nghĩa
Với việc giảm kích thước hạt, độ bền và độ cứng của vật liệu tăng lên, độ dẻo và độ dai cũng được cải thiện, một hiện tượng được gọi là tăng cường hạt mịn.
Cơ chế
Nguyên lý nằm ở tác dụng chặn của ranh giới hạt đối với trượt lệch vị trí. Đối với đa tinh thể, chuyển động lệch vị trí phải vượt qua lực cản của ranh giới hạt, điều này là do sự định hướng của các sai lệch ở hai phía của ranh giới hạt là khác nhau nên trong một hạt, các sai lệch trượt không thể trực tiếp xuyên qua ranh giới hạt vào bên trong. Các hạt lân cận, chỉ ở ranh giới hạt được cắm với số lượng lớn các sai lệch do tập trung ứng suất, nhằm kích thích sự chuyển động của các sai lệch ở các hạt liền kề đã tạo ra sự trượt. Vì vậy hạt càng mịn thì độ bền của vật liệu càng cao.
Pháp luật
Hạt càng mịn thì diện tích ranh giới hạt càng lớn, theo hình ảnh công thức Hall - Page, đường kính trung bình của hạt d càng nhỏ thì cường độ chảy của vật liệu σs càng cao
Phương pháp sàng lọc hạt
①Quá trình kết tinh có thể được tăng lên bằng cách tăng mức độ làm lạnh phụ, xử lý biến chất, rung và khuấy để tăng tốc độ tạo mầm để tinh chế hạt;
② đối với biến dạng nguội của kim loại có thể được kiểm soát bởi mức độ biến dạng, nhiệt độ ủ để tinh chế hạt;
③ có thể được bình thường hóa, phương pháp xử lý nhiệt ủ để tinh chế hạt;
④ có thể được thêm vào các nguyên tố hợp kim thép, hình thành các pha mới để ức chế sự phát triển của hạt.
Tăng cường giai đoạn thứ hai
Sự định nghĩa
Trong ma trận kim loại còn có một hoặc một số pha khác, sự có mặt của các pha này giúp cải thiện độ bền của kim loại. Do các quy trình khác nhau để thu được pha thứ hai, quá trình tăng cường pha thứ hai được chia thành: ① Tăng cường kết tủa: thu được pha thứ hai bằng cách xử lý nhiệt thay đổi pha ② Tăng cường phân tán: thu được pha thứ hai bằng cách thiêu kết bột hoặc oxy hóa bên trong.
Cơ chế
Các trật khớp gặp phải pha thứ hai trong quá trình di chuyển của chúng và cần phải bỏ qua hoặc cắt qua pha thứ hai, do đó pha thứ hai cản trở chuyển động của các trật khớp, dẫn đến độ bền của vật liệu tăng lên.
Ví dụ
Sự hiện diện của bộ chế hòa khí trong thép làm tăng độ bền của thép.
