Deformacijsko ojačanje (ili deformacijsko ojačanje, očvrsnuće)
Definicija
Nakon popuštanja materijala, s povećanjem stupnja deformacije raste čvrstoća i tvrdoća materijala, a smanjuje se plastičnost i žilavost, pojava se naziva deformacijskim ojačanjem ili očvrsnućem.
Mehanizam
S plastičnom deformacijom, gustoća dislokacije nastavlja se povećavati, tako da se dislokacija u kretanju međusobnog poprečnog rezanja pojačala, rezultat koji proizvodi fiksni rezni korak, zaplet dislokacije i druge prepreke kretanju dislokacije otpora za povećanje, uzrokujući povećanje otpora deformacije do nastavka plastične deformacije uzrokovane poteškoćama u poboljšanju čvrstoće metalnog zakona: stupanj deformacije se povećava, čvrstoća materijala, tvrdoća raste, plastičnost, žilavost se smanjuje, gustoća dislokacija nastavlja rasti , prema slici formule, može se vidjeti da su čvrstoća i gustoća dislokacije ρ jedna polovina snage proporcionalne dislokaciji, što je veći Bertholdov vektor b, to je značajniji učinak ojačanja.
Metode
Hladna deformacija, npr. hladno prešanje, prevrtanje, sačmarenje, itd.
Primjer
Hladno izvlačenje čelične žice eksponencijalno povećava njezinu čvrstoću.
Praktični značaj deformacijskog ojačanja (za i protiv)
(1) Prednosti:
① ojačanje deformacijom je učinkovit način za ojačavanje metala, za neke materijale koji se ne mogu ojačati toplinskom obradom, možete koristiti metodu ojačanja deformacijom za poboljšanje čvrstoće materijala, što može eksponencijalno povećati čvrstoću.
② je važan čimbenik u obradi i kalupljenju određenih izradaka ili poluproizvoda, tako da je jednolika deformacija metala, tako da je moguće oblikovanje izratka ili poluproizvoda, kao što je hladno vučena čelična žica, dijelovi kalup za utiskivanje.
③ jačanje deformacije također može poboljšati sigurnost dijelova ili komponenti u procesu uporabe, neki dijelovi dijelova koncentracije naprezanja ili fenomena preopterećenja, tako da plastična deformacija mjesta, zbog otvrdnjavanja deformacije preopterećenih dijelova zaustaviti i time poboljšati sigurnost.
(2) Nedostaci
①Ojačanje deformacijom također donosi probleme u proizvodnji i korištenju materijala, deformacija povećava čvrstoću, smanjuje se plastičnost, a nastavak deformacije donosi poteškoće, potrebno je trošiti više energije.
(2) Kako bi se materijal nastavio deformirati, potrebno je izvršiti rekristalizacijsko žarenje u sredini, kako bi se materijal mogao dalje deformirati bez pucanja, što povećava troškove proizvodnje.
Ojačanje čvrste otopine
Definicija
S povećanjem udjela atoma otopljene tvari, čvrstoća čvrste otopine, tvrdoća, plastičnost, žilavost, pojava koja se naziva ojačanje čvrste otopine.
Mehanizam
(1) Atomi otopljene tvari otopljeni, tako da izobličenje rešetke čvrste otopine na kliznoj površini kretanja dislokacije ima ometajući učinak.
(2) Linija dislokacije aglomeracije atoma otopljene tvari Kirchnerove plinske skupine nastala je na dislokaciji učinka pričvršćivanja, povećavajući otpor kretanju dislokacije.
(3) Polarizacija atoma otopljene tvari u području laminarne dislokacije ometa kretanje proširenih dislokacija. Svi čimbenici koji ometaju gibanje dislokacije i povećavaju otpor kretanju dislokacije mogu dovesti do povećanja čvrstoće.
Zakoni
(i) U području topljivosti krute otopine, što je veći maseni udio legirajućih elemenata, to je veći učinak ojačanja
② Što je veća razlika u veličini između atoma otopljene tvari i otapala, to je značajniji učinak jačanja.
③ stvaranje intersticijske čvrste otopine otopljenih elemenata učinka jačanja veće je od stvaranja zamjenskih elemenata čvrste otopine
④ što je veća razlika između broja valentnih elektrona između atoma otopljene tvari i atoma otapala, to je veći učinak jačanja.
Metode
Legiranje, odnosno dodavanje legirajućih elemenata
Primjer
Čvrstoća legure bakra i nikla veća je od čvrstoće čistog metala bakra i nikla.
Ojačanje finog zrna
Definicija
Sa smanjenjem veličine zrna povećava se čvrstoća i tvrdoća materijala, a poboljšavaju se i plastičnost i žilavost, što je fenomen poznat kao ojačavanje finog zrna.
Mehanizam
Princip leži u blokirajućem učinku granica zrna na klizanje dislokacija. Kod polikristalnih, kretanje dislokacija mora prevladati otpor granice zrna, to je zbog toga što je orijentacija dislokacija na obje strane granice zrna različita, tako da u zrnu klizne dislokacije ne mogu biti izravno preko granice zrna u susjedna zrna, samo su granice zrna začepljene velikim brojem dislokacija uzrokovanih koncentracijom naprezanja, kako bi se potaknulo kretanje dislokacija u susjednim zrnima, došlo je do klizanja. Dakle, što je finije zrno, veća je čvrstoća materijala.
Zakon
Što je zrno sitnije, to je veće granično područje zrna, prema slici formule Hall - Page, što je manji prosječni promjer zrna d, veća je granica razvlačenja materijala σs
Metode usitnjavanja zrna
①Proces kristalizacije može se povećati povećanjem stupnja pothlađivanja, metamorfne obrade, vibracija i miješanja kako bi se povećala brzina nukleacije radi pročišćavanja zrna;
② za hladnu deformaciju metala može se kontrolirati stupnjem deformacije, temperaturom žarenja za pročišćavanje zrna;
③ može se normalizirati, žariti metoda toplinske obrade za pročišćavanje zrna;
④ može se dodati elementima za legiranje čelika, stvaranje novih faza za inhibiciju rasta zrna.
Druga faza ojačanja
Definicija
U metalnoj matrici postoji još jedna ili nekoliko drugih faza, prisutnost ovih faza za poboljšanje čvrstoće metala. Zbog različitih procesa za dobivanje druge faze, ojačanje druge faze dijeli se na: ① Ojačanje taloženjem: dobivanje druge faze toplinskom obradom promjenom faze ② Disperzivno ojačavanje: dobivanje druge faze sinteriranjem praha ili unutarnjom oksidacijom.
Mehanizam
Dislokacije tijekom svog kretanja nailaze na drugu fazu i moraju zaobići ili presjeći drugu fazu, čime druga faza ometa kretanje dislokacija, što rezultira povećanjem čvrstoće materijala.
Primjer
Prisutnost karburizatora u čeliku rezultira povećanjem čvrstoće čelika.
