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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 金屬 » 交流互助 » 總結提高鋼鐵材料強度和韌性的常用方法。
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yanm元木蟲 (小有名氣)
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[交流]
總結提高鋼鐵材料強度和韌性的常用方法。 已有5人參與
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強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)，是強度和塑性的綜合表征。一般來說，結構材料的強度和韌性是一對矛盾。通常提高強度，就降低韌性。或者反過來，韌性改善了，強度就下降。 金屬材料的強化途徑不外兩個，一是提高合金的原子間結合力，提高其理論強度，并制得無缺陷的完整晶體，如晶須。另一強化途徑是向晶體內(nèi)引入大量晶體缺陷，如位錯、點缺陷、異類原子、晶界、高度彌散的質(zhì)點或不均勻性（如偏聚）等，這些缺陷阻礙位錯運動，也會明顯地提高金屬強度。目前鋼鐵材料主要的強化方式有固溶強化、形變強化、沉淀強化和彌散強化、細晶強化等幾種強化方式。在所有金屬強化方法中，細化晶粒是目前唯一可以做到既提高強度，又改善塑性和韌性的方法。 固溶強化：融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質(zhì)元素來形成固溶體而使金屬強化的現(xiàn)象稱為固溶強化。在溶質(zhì)原子濃度適當時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。 形變強化：在金屬的整個形變過程中當外力超過屈服強度后，要塑性變性繼續(xù)進行必須不斷增加外力，從而在真實的應力-應變曲線上表現(xiàn)為盈利不斷上升。 沉淀強化：合金通過相變得到的合金元素與基體元素的化合物會引起合金強化，為沉淀強化 ，彌散強化則是機械混摻于基體材料中的硬質(zhì)顆粒引起的強化。兩者的區(qū)別是沉淀強化中沉淀相和基體有化學交互作用，而彌散強化沉淀相和基體無化學交互作用。 彌散強化：彌散強化指一種通過在均勻材料中加入硬質(zhì)顆粒的一種材料的強化手段。是指用不溶于基體金屬的超細第二相(強化相)強化的金屬材料。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的氧化物或碳化物、氮化物，其強化作用可保持到較高溫度。彌散強化是強化效果較大的一種強化合金的方法，很有發(fā)展前途。若化合物在固溶體晶粒內(nèi)呈彌散質(zhì)點或粒狀分布，則既可顯著提高合金強度和硬度，又可使塑性和韌性下降不大，并且顆粒越細小，越呈彌散均勻分布，強化效果越好。 細晶強化：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)目來表示，數(shù)目越多，晶粒越細。在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。這是因為細晶粒受到外力發(fā)生塑性變形可分散在更多的晶粒內(nèi)進行，塑性變形較均勻，應力集中較�。淮送�，晶粒越細，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利于裂紋的擴展。故工業(yè)上將通過細化晶粒以提高材料強度的方法稱為細晶強化。 |
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yanm元
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