Μετά τη διαρροή ενός υλικού, το φαινόμενο όπου η αντοχή και η σκληρότητά του αυξάνονται ενώ η πλαστικότητα και η σκληρότητά του μειώνονται με την αύξηση της παραμόρφωσης ονομάζεται σκλήρυνση παραμόρφωσης ή σκλήρυνση εργασίας.
02
Μηχανισμός
Καθώς η πλαστική παραμόρφωση εξελίσσεται, η πυκνότητα της εξάρθρωσης αυξάνεται συνεχώς. Επομένως, η τομή των εξαρθρώσεων κατά την κίνηση εντείνεται, με αποτέλεσμα σταθερές διασπάσεις, εμπλοκές εξαρθρώσεων και άλλα εμπόδια. Αυτό αυξάνει την αντίσταση στην κίνηση της εξάρθρωσης, οδηγώντας σε αυξημένη αντίσταση παραμόρφωσης και καθιστώντας δύσκολη την περαιτέρω πλαστική παραμόρφωση, αυξάνοντας έτσι την αντοχή του μετάλλου.
Κανόνας: Καθώς ο βαθμός παραμόρφωσης αυξάνεται, η αντοχή και η σκληρότητα του υλικού αυξάνονται, ενώ η πλαστικότητα και η σκληρότητά του μειώνονται. Η πυκνότητα της εξάρθρωσης αυξάνεται συνεχώς. Σύμφωνα με το διάγραμμα τύπου, η αντοχή είναι ευθέως ανάλογη με την πρώτη ισχύ της πυκνότητας εξάρθρωσης ρ. Όσο μεγαλύτερο είναι το διάνυσμα Burgers b των εξαρθρώσεων, τόσο πιο σημαντικό είναι το φαινόμενο ενίσχυσης.
03
Μέθοδοι
Ψυχρή παραμόρφωση, όπως ψυχρή έκθλιψη, κύλιση, ρίψη βολής κ.λπ.
04
Παράδειγμα
Το χαλύβδινο σύρμα{0}}ψυχρού έλξης μπορεί να αυξήσει την αντοχή του αρκετές φορές.
05
Η Πρακτική Σημασία της Ενίσχυσης Στελέχους (Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα)
(1) Πλεονεκτήματα:
① Η ενίσχυση με παραμόρφωση είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την ενίσχυση μετάλλων. Για υλικά που δεν μπορούν να ενισχυθούν με θερμική επεξεργασία, η ενίσχυση με παραμόρφωση μπορεί να αυξήσει την αντοχή τους αρκετές φορές.
② Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη διαμόρφωση ορισμένων τεμαχίων ή ημι{0}}προϊόντων, επιτρέποντας την ομοιόμορφη παραμόρφωση του μετάλλου και καθιστώντας δυνατή τη διαμόρφωση τεμαχίων ή ημι{1}}προϊόντων, όπως σύρμα από κρύο-συρόμενο χάλυβα και σφράγιση εξαρτημάτων.
③ Η ενίσχυση της παραμόρφωσης μπορεί επίσης να βελτιώσει την ασφάλεια εξαρτημάτων ή εξαρτημάτων κατά τη χρήση. Όταν συμβαίνει συγκέντρωση τάσεων ή υπερφόρτωση σε ορισμένα μέρη ενός τμήματος, εμφανίζεται πλαστική παραμόρφωση σε αυτή τη θέση. Λόγω της σκλήρυνσης εργασίας, η παραμόρφωση του υπερφορτωμένου τμήματος σταματά, βελτιώνοντας έτσι την ασφάλεια.
(2) Μειονεκτήματα:
① Η ενίσχυση της παραμόρφωσης προκαλεί επίσης προβλήματα στην παραγωγή και χρήση υλικού. Η παραμόρφωση αυξάνει την αντοχή αλλά μειώνει την πλαστικότητα, καθιστώντας δύσκολη την περαιτέρω παραμόρφωση και απαιτώντας περισσότερη ισχύ.
② Προκειμένου το υλικό να συνεχίσει να παραμορφώνεται, απαιτείται ενδιάμεσα ανόπτηση ανακρυστάλλωσης για να επιτραπεί στο υλικό να συνεχίσει να παραμορφώνεται χωρίς ρωγμές, αυξάνοντας το κόστος παραγωγής. Εικόνα Εικόνα II. Ενίσχυση στερεού διαλύματος Εικόνα 01 Ορισμός Ενίσχυση στερεού διαλύματος είναι το φαινόμενο κατά το οποίο η αντοχή και η σκληρότητα ενός στερεού διαλύματος αυξάνονται ενώ η πλαστικότητα και η σκληρότητά του μειώνονται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άτομα διαλυμένης ουσίας. 02 Μηχανισμός (1) Η διάλυση των ατόμων της διαλυμένης ουσίας παραμορφώνει το κρυσταλλικό πλέγμα του στερεού διαλύματος, εμποδίζοντας την κίνηση των εξαρθρώσεων στις επιφάνειες του χείλους. (2) Ατμόσφαιρες Cotillard που σχηματίζονται από άτομα διαλυμένης ουσίας που διαχωρίζονται στις εξαρθρώσεις των ακίδων στις γραμμές εξάρθρωσης, αυξάνοντας την αντίσταση στην κίνηση της εξάρθρωσης. (3) Ο διαχωρισμός των ατόμων διαλυμένης ουσίας στις περιοχές ρήγματος στοίβαξης εμποδίζει την κίνηση των εκτεταμένων εξαρθρώσεων. Όλοι οι παράγοντες που εμποδίζουν την κίνηση της εξάρθρωσης και αυξάνουν την αντίσταση στην μετατόπιση μπορούν να αυξήσουν την αντοχή. 03 Κανόνες ① Εντός του εύρους διαλυτότητας του στερεού διαλύματος, όσο μεγαλύτερο είναι το κλάσμα μάζας του στοιχείου κράματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση ενίσχυσης. ② Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά μεγέθους μεταξύ των ατόμων διαλυμένης ουσίας και των ατόμων διαλύτη, τόσο πιο σημαντική είναι η επίδραση ενίσχυσης. ③ Η επίδραση ενίσχυσης των διαλυμένων στοιχείων που σχηματίζουν ενδιάμεσα στερεά διαλύματα είναι μεγαλύτερη από εκείνη των στοιχείων που σχηματίζουν υποκατάστατα στερεά διαλύματα.
④ Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους μεταξύ των ατόμων διαλυμένης ουσίας και των ατόμων διαλύτη, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση ενίσχυσης.
04
Μέθοδος
Κραματοποίηση, δηλαδή προσθήκη στοιχείων κράματος.
05
Παράδειγμα
Η αντοχή των κραμάτων χαλκού-νικελίου είναι μεγαλύτερη από αυτή του καθαρού χαλκού και των μετάλλων νικελίου.
Εικόνα Εικόνα
III. Ενίσχυση βελτιστοποίησης σιτηρών
Εικόνα 01
Ορισμός
Το φαινόμενο ότι η αντοχή, η σκληρότητα, η πλαστικότητα και η σκληρότητα ενός υλικού αυξάνονται με τη μείωση του μεγέθους των κόκκων ονομάζεται ενίσχυση ραφιναρίσματος κόκκων.
02
Μηχανισμός
Η αρχή έγκειται στην παρεμποδιστική επίδραση των ορίων των κόκκων στην ολίσθηση της εξάρθρωσης. Για πολυκρυσταλλικά υλικά, η μετατόπιση πρέπει να υπερνικήσει την αντίσταση των ορίων των κόκκων. Αυτό συμβαίνει επειδή οι προσανατολισμοί των εξαρθρώσεων και στις δύο πλευρές ενός ορίου κόκκου είναι διαφορετικοί. Επομένως, σε ένα συγκεκριμένο κόκκο, μια εξάρθρωση ολίσθησης δεν μπορεί να διασχίσει απευθείας το όριο του κόκκου σε έναν γειτονικό κόκκο. Μόνο μετά τη συσσώρευση μεγάλου αριθμού εξαρθρώσεων στο όριο των κόκκων, προκαλώντας συγκέντρωση τάσεων, μπορεί η κίνηση των υπαρχόντων εξαρθρώσεων σε παρακείμενους κόκκους να διεγείρεται για να προκαλέσει ολίσθηση. Επομένως, όσο πιο λεπτό είναι το μέγεθος των κόκκων, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή του υλικού.
03
Κανόνας
Οι λεπτότεροι κόκκοι έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερες οριακές περιοχές κόκκων. Σύμφωνα με τον τύπο Hall-Page, όσο μικρότερη είναι η μέση διάμετρος κόκκου d, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή διαρροής σs του υλικού.
04
Μέθοδοι εξευγενισμού κόκκων
① Κατά τη διάρκεια της κρυστάλλωσης, οι κόκκοι μπορούν να εξευγενιστούν αυξάνοντας την υπερψύξη, την επεξεργασία τροποποίησης, τη δόνηση και την ανάδευση για να αυξηθεί ο ρυθμός πυρήνωσης.
② Για ψυχρά-παραμορφωμένα μέταλλα, οι κόκκοι μπορούν να καθαριστούν ελέγχοντας τον βαθμό παραμόρφωσης και τη θερμοκρασία ανόπτησης.
③ Οι κόκκοι μπορούν να εξευγενιστούν μέσω θερμικών επεξεργασιών κανονικοποίησης και ανόπτησης.
④ Τα στοιχεία κράματος μπορούν να προστεθούν στον χάλυβα για να σχηματιστούν νέες φάσεις, αναστέλλοντας έτσι την ανάπτυξη των κόκκων.
Εικόνα Εικόνα
IV. Δεύτερη Φάση Ενίσχυση
Εικόνα 01
Ορισμός
Η παρουσία μιας ή περισσότερων άλλων φάσεων στη μεταλλική μήτρα αυξάνει την αντοχή του μετάλλου. Ανάλογα με τη διαδικασία λήψης της δεύτερης φάσης, η ενίσχυση της δεύτερης φάσης χωρίζεται σε: ① Ενίσχυση βροχοπτώσεων: λήψη της δεύτερης φάσης μέσω θερμικής επεξεργασίας μετασχηματισμού φάσης. ② Ενίσχυση διασποράς: λήψη της δεύτερης φάσης μέσω πυροσυσσωμάτωσης σκόνης ή εσωτερικής οξείδωσης.
02
Μηχανισμός
Όταν ένα εξάρθρημα συναντά μια δεύτερη φάση κατά τη διάρκεια της κίνησής του, πρέπει να παρακάμψει ή να κόψει τη δεύτερη φάση. Έτσι, η δεύτερη φάση εμποδίζει την κίνηση της εξάρθρωσης, αυξάνοντας έτσι την αντοχή του υλικού.
03
Παράδειγμα
Η παρουσία τσιμεντίτου στον χάλυβα αυξάνει την αντοχή του.
