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yanm元木蟲(chóng) (小有名氣)
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[交流]
總結(jié)提高鋼鐵材料強(qiáng)度和韌性的常用方法。 已有5人參與
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強(qiáng)度是指材料在宏觀上抵抗形變(彈性形變或塑性形變)的能力，韌性是材料斷裂能量的判據(jù)，是強(qiáng)度和塑性的綜合表征。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和韌性是一對(duì)矛盾。通常提高強(qiáng)度，就降低韌性。或者反過(guò)來(lái)，韌性改善了，強(qiáng)度就下降。 金屬材料的強(qiáng)化途徑不外兩個(gè)，一是提高合金的原子間結(jié)合力，提高其理論強(qiáng)度，并制得無(wú)缺陷的完整晶體，如晶須。另一強(qiáng)化途徑是向晶體內(nèi)引入大量晶體缺陷，如位錯(cuò)、點(diǎn)缺陷、異類原子、晶界、高度彌散的質(zhì)點(diǎn)或不均勻性（如偏聚）等，這些缺陷阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)明顯地提高金屬?gòu)?qiáng)度。目前鋼鐵材料主要的強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化等幾種強(qiáng)化方式。在所有金屬?gòu)?qiáng)化方法中，細(xì)化晶粒是目前唯一可以做到既提高強(qiáng)度，又改善塑性和韌性的方法。 固溶強(qiáng)化：融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變?cè)龃罅宋诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使滑移難以進(jìn)行，從而使合金固溶體的強(qiáng)度與硬度增加。這種通過(guò)融入某種溶質(zhì)元素來(lái)形成固溶體而使金屬?gòu)?qiáng)化的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。在溶質(zhì)原子濃度適當(dāng)時(shí)，可提高材料的強(qiáng)度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。 形變強(qiáng)化：在金屬的整個(gè)形變過(guò)程中當(dāng)外力超過(guò)屈服強(qiáng)度后，要塑性變性繼續(xù)進(jìn)行必須不斷增加外力，從而在真實(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為盈利不斷上升。 沉淀強(qiáng)化：合金通過(guò)相變得到的合金元素與基體元素的化合物會(huì)引起合金強(qiáng)化，為沉淀強(qiáng)化 ，彌散強(qiáng)化則是機(jī)械混摻于基體材料中的硬質(zhì)顆粒引起的強(qiáng)化。兩者的區(qū)別是沉淀強(qiáng)化中沉淀相和基體有化學(xué)交互作用，而彌散強(qiáng)化沉淀相和基體無(wú)化學(xué)交互作用。 彌散強(qiáng)化：彌散強(qiáng)化指一種通過(guò)在均勻材料中加入硬質(zhì)顆粒的一種材料的強(qiáng)化手段。是指用不溶于基體金屬的超細(xì)第二相(強(qiáng)化相)強(qiáng)化的金屬材料。為了使第二相在基體金屬中分布均勻，通常用粉末冶金方法制造。第二相一般為高熔點(diǎn)的氧化物或碳化物、氮化物，其強(qiáng)化作用可保持到較高溫度。彌散強(qiáng)化是強(qiáng)化效果較大的一種強(qiáng)化合金的方法，很有發(fā)展前途。若化合物在固溶體晶粒內(nèi)呈彌散質(zhì)點(diǎn)或粒狀分布，則既可顯著提高合金強(qiáng)度和硬度，又可使塑性和韌性下降不大，并且顆粒越細(xì)小，越呈彌散均勻分布，強(qiáng)化效果越好。 細(xì)晶強(qiáng)化：通常金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內(nèi)晶粒的數(shù)目來(lái)表示，數(shù)目越多，晶粒越細(xì)。在常溫下的細(xì)晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性。這是因?yàn)榧?xì)晶粒受到外力發(fā)生塑性變形可分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，塑性變形較均勻，應(yīng)力集中較��；此外，晶粒越細(xì)，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利于裂紋的擴(kuò)展。故工業(yè)上將通過(guò)細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。 |
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