什麼叫加工硬化強化機理

㈠ 加工硬化，固溶強化和彌散強化有什麼不同

一、三者的原理不同：

1、加工硬化的原理：金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，阻礙金屬的進一步變形，而塑性和韌性降低的現象。又稱冷作硬化。

產生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。

2、固溶強化的原理：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，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。

3、彌散強化的原理：通過控制這些相的尺寸、形狀、數量和單個相的性能，可以獲得理想的性能組合。如果材料中添加的合金元素太多，以致超過了其溶解度，就會出現第二相，形成兩相合金。在這兩種相之問的界面上的原子排列不再具有品格完整性。在金屬等塑性材料中，這些相界面會阻礙位錯的滑移，從而使材料得到強化。

二、三者的作用不同：

1、加工硬化的作用：可以改進低碳鋼的切削性能，使切屑易於分離。但加工硬化也給金屬件進一步加工帶來困難。如冷拉鋼絲，由於加工硬化使進一步拉拔耗能大，甚至被拉斷，因此必須經中間退火，消除加工硬化後再拉拔。又如在切削加工中為使工件表層脆而硬，再切削時增加切削力，加速刀具磨損等。

2、固溶強化的作用：通過融入某種溶質元素來形成固溶體而使金屬強化，合金的生成常會改善元素單質的性質。

3、彌散強化的作用：彌散強化是強化效果較大的一種強化合金的方法，很有發展前途。若化合物在固溶體晶粒內呈彌散質點或粒狀分布，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，並且顆粒越細小，越呈彌散均勻分布，強化效果越好。

三、三者的概述不同：

1、加工硬化的概述：加工硬化就是隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、韌性有所下降。

2、固溶強化的概述：固溶強化作用是指合金元素固溶於基體金屬中造成一定程度的晶格畸變從而使合金強度提高。

3、彌散強化的概述：彌散強化是指一種通過在均勻材料中加入硬質顆粒的一種材料的強化手段。是指用不溶於基體金屬的超細第二相（強化相）強化的金屬材料。

㈡ 簡要分析加工硬化，細晶強化，固熔強化及彌散強化在本質上有何異同

相同點：都是位錯運動受阻，增加了位滿運動的阻力，使得材料得到強化。不同點專：①屬加工硬化：位錯塞積、位錯阻力和形成割階消耗外力所做的功為其可能機制；②細晶強化：增加了晶界，增加了位錯塞積的范圍；③固溶強化：溶質原子沿位錯聚集並釘扎位錯；④第二相強化：分散的強化粒迫使位錯切過繞過強化相顆粒而額外做功都是分散相強化的位錯機制。

㈢ 金屬材料常用的強化方式及機理是什麼

金屬材料常用的強化方式有細晶強化、固溶強化、第二相強化、加工硬化。

1 細晶強化

通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為細晶強化，工業上將通過細 化晶粒以提高材料強度。

其原理是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晶粒的數目 來表示，數目越多，晶粒越細。

二．固溶強化

合金元素固溶於基體金屬中造成一定程度的晶格畸變從而使合金強度提高 的現象。

原理：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，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。

三．第二相強化

復相合金與單相合金相比，除基體相以外，還有第二相得存在。當第二相以細小 彌散的微粒均勻分布於基體相中時，將會產生顯著的強化作用。

原理：它們與位錯間的交互作用，阻礙了位錯 運動，提高了合金的變形抗力。 對於位錯的運動來說，合金所含的第二相有以下兩種情況：

1、不可變形微粒的強化作用。

2、可變形微粒的強化作用。 彌散強化和沉澱強化均屬於第二相強化的特殊情形。

四．加工硬化

隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、 韌性有所下降。

原理：金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出 現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。

(3)什麼叫加工硬化強化機理擴展閱讀：

金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。

①黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括雜質總含量<0.2%及含碳量不超過0.0218%的工業純鐵，含碳0.0218%~2.11%的鋼，含碳大於 2.11%的鑄鐵。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等，有色合金的強度和硬度一般比純金屬高，並且電阻大、電阻溫度系數小。

③特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態金屬材料，以及准晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金以及金屬基復合材料等。

金屬材料的疲勞現象，按條件不同可分為下列幾種：

⑴高周疲勞：指在低應力（工作應力低於材料的屈服極限，甚至低於彈性極限）條件下，應力循環周數在100000以上的疲勞。它是最常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。

⑵低周疲勞：指在高應力（工作應力接近材料的屈服極限）或高應變條件下，應力循環周數在10000~100000以下的疲勞。由於交變的塑性應變在這種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為塑性疲勞或應變疲勞。

⑶熱疲勞：指由於溫度變化所產生的熱應力的反復作用，所造成的疲勞破壞。

⑷腐蝕疲勞：指機器部件在交變載荷和腐蝕介質（如酸、鹼、海水、活性氣體等）的共同作用下，所產生的疲勞破壞。

⑸接觸疲勞：這是指機器零件的接觸表面，在接觸應力的反復作用下，出現麻點剝落或表面壓碎剝落，從而造成機件失效破壞。

㈣ 什麼是加工硬化現象

加工硬化
隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、韌性有所下降。

簡介

金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現象。又稱冷作硬化。產生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。
在納米材料中也會出現加工硬化現象，此時的硬化行為多認為和位錯運動密切相關。
加工硬化給金屬件的進一步加工帶來困難。如在冷軋鋼板的過程中會愈軋愈硬以致軋不動，因而需在加工過程中安排中間退火，通過加熱消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表層脆而硬，從而加速刀具磨損、增大切削力等。
但有利的一面是，它可提高金屬的強度、硬度和耐磨性，特別是對於那些不能以熱處理方法提高強度的純金屬和某些合金尤為重要。如冷拉高強度鋼絲和冷卷彈簧等，就是利用冷加工變形來提高其強度和彈性極限。又如坦克和拖拉機的履帶、破碎機的顎板以及鐵路的道岔等也是利用加工硬化來提高其硬度和耐磨性的。

金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時，由於晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，使金屬的強度和硬度升高，塑性和韌性降低的現象，稱加工硬化或冷作硬化。

㈤ 什麼是加工硬化現象

金屬隨著變形量的增加,其強度硬度增加,而塑性韌性下降,這種現象稱為"形變強化"或"加工強化"。

㈥ 四種強化機制及原理

1、 形變強化
形變強化：隨變形程度的增加，材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降的現象叫形變強化或加工硬化。
機理：隨塑性變形的進行，位錯密度不斷增加，因此位錯在運動時的相互交割加劇，結果即產生固定的割階、位錯纏結等障礙，使位錯運動的阻力增大，引起變形抗力增加，給繼續塑性變形造成困難，從而提高金屬的強度。
規律：變形程度增加，材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降，位錯密度不斷增加，根據公式Δσ=αbGρ1/2 ，可知強度與位錯密度（ρ）的二分之一次方成正比，位錯的柏氏矢量（b）越大強化效果越顯著。
方法：冷變形（擠壓、滾壓、噴丸等）。
形變強化的實際意義（利與弊）：形變強化是強化金屬的有效方法，對一些不能用熱處理強化的材料可以用形變強化的方法提高材料的強度，可使強度成倍的增加；是某些工件或半成品加工成形的重要因素，使金屬均勻變形，使工件或半成品的成形成為可能，如冷拔鋼絲、零件的沖壓成形等；形變強化還可提高零件或構件在使用過程中的安全性，零件的某些部位出現應力集中或過載現象時，使該處產生塑性變形，因加工硬化使過載部位的變形停止從而提高了安全性。另一方面形變強化也給材料生產和使用帶來麻煩，變形使強度升高、塑性降低，給繼續變形帶來困難，中間需要進行再結晶退火，增加生產成本。

2、 固溶強化
隨溶質原子含量的增加，固溶體的強度硬度升高，塑性韌性下降的現象稱為固溶強化。強化機理：一是溶質原子的溶入，使固溶體的晶格發生畸變，對滑移面上運動的位錯有阻礙作用；二是位錯線上偏聚的溶質原子形成的柯氏氣團對位錯起釘扎作用，增加了位錯運動的阻力；三是溶質原子在層錯區的偏聚阻礙擴展位錯的運動。所有阻止位錯運動，增加位錯移動阻力的因素都可使強度提高。
固溶強化規律：①在固溶體溶解度范圍內，合金元素的質量分數越大，則強化作用越大；②溶質原子與溶劑原子的尺寸差越大，強化效果越顯著；③形成間隙固溶體的溶質元素的強化作用大於形成置換固溶體的元素；④溶質原子與溶劑原子的價電子數差越大，則強化作用越大。
方法：合金化，即加入合金元素。

3、第二相強化
鋼中第二相的形態主要有三種，即網狀、片狀和粒狀。
①網狀特別是沿晶界析出的連續網狀Fe3C，降低的鋼機械性能，塑性、韌性急劇下降，強度也隨之下降；
②第二相為片狀分布時，片層間距越小，強度越高，塑性、韌性也越好。符合σs=σ0＋KS0-1/2的規律，S0 片層間距。
③第二相為粒狀分布時，顆粒越細小，分布越均勻，合金的強度越高，符合??
規律，λ粒子之間的平均距離。第二相的數量越多，對塑性的危害越大；
④片狀與粒狀相比，片狀強度高，塑性、韌性差；
⑤沿晶界析出時，不論什麼形態都降低晶界強度，使鋼的機械性能下降。
第二相無論是片狀還是粒狀都阻止位錯的移動。 Gb?的
方法：合金化，即加入合金元素，通過熱處理或變形改變第二相的形態及分布。

4、細晶強化
細晶強化：隨晶粒尺寸的減小，材料的強度硬度升高，塑性、韌性也得到改善的現象稱為細晶強化。
細化晶粒不但可以提高強度又可改善鋼的塑性和韌性，是一種較好的強化材料的方法。 機理：晶粒越細小，位錯塞集群中位錯個數（n）越小，根據??n?0，應力集中越小，
所以材料的強度越高。
細晶強化的強化規律：晶界越多，晶粒越細，根據霍爾-配奇關系式σs=σ0＋Kd-1/2 晶粒的平均直（d）越小，材料的屈服強度（σs）越高。
細化晶粒的方法：結晶過程中可以通過增加過冷度，變質處理，振動及攪拌的方法增加形核率細化晶粒。對於冷變形的金屬可以通過控制變形度、退火溫度來細化晶粒。可以通過正火、退火的熱處理方法細化晶粒；在鋼中加入強碳化物物形成元素。

㈦ 試述加工硬化對金屬材料的強化作用，這些變化有什麼實際意義試舉一些有用的例子，也舉一些有害的事實。

加工硬化是金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，專而塑性和韌性降低的現象屬。又稱冷作硬化。加工硬化由於強度和硬度升高而塑性和韌性降低，給金屬件的進一步進行塑性變形加工帶來困難。
有用的例子：
加工硬化可提高金屬的強度、硬度和耐磨性，特別是對於那些不能以熱處理方法提高強度的純金屬和某些合金尤為重要。如冷拉高強度鋼絲和冷卷彈簧等，就是利用冷加工變形來提高其強度和彈性極限。又如坦克和拖拉機的履帶、破碎機的顎板以及鐵路的道岔等也是利用加工硬化來提高其硬度和耐磨性的。
有害的事實：
如在冷軋鋼板的過程中會愈軋愈硬以致軋不動，不得不在加工過程中安排中間退火，通過加熱消除其加工硬化，多耗費能源。又如在切削加工中使工件表層脆而硬，從而加速刀具磨損、增大切削力等。

㈧ 簡述金屬材料的強化機制有哪些

主要有：細晶強化固溶強化第二相強化 加工硬化

詳細介紹：

細晶強化

通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為細晶強化，工業上將通過細化晶粒以提高材料強度

定義

通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為 細晶強化，工業上將通過細化晶粒以提高材料強度 。

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晶粒的數目來表示，數目越多，晶粒越細。實驗表明，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 晶粒受到外力發生 塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形較均勻，應力集中較小；此外，晶粒越細， 晶界面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴展。故工業上將通過細化晶粒以提高材料強度的方法稱為 細晶強化。

晶粒越細小， 位錯集群中位錯個數（n）越小，根據τ=nτ0，應力集中越小，所以材料的強度越高；

細晶強化的強化規律，晶界越多，晶粒越細，根據霍爾-配奇關系式，晶粒的平均值(d)越小，材料的屈服強度就越高。

固溶強化 ：

基本內容

由於溶質原子進入溶劑晶格的間隙或結點，使晶格發生畸變，使固溶體硬度和強度升高，這種現象叫固溶強化現象。

融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，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元素來形成固溶體而使金屬強化的現象稱為固溶強化。在溶質原子濃度適當時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。

第二相強化 ：

基本內容

復相合金與單相合金相比，除基體相以外，還有第二相存在。當第二相以細小彌散的微粒均勻分布於基體相中時，將會產生顯著的 強化作用，這種強化作用稱為第二相強化。第二相強化的主要原因是它們與 位錯間的交互作用，阻礙了位錯運動，提高了合金的變形抗力。

加工硬化 ：

加工硬化（英文：work hardening），指隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、韌性有所下降的現象，又稱冷作硬化。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。

相關鏈接：網頁鏈接

㈨ 什麼是加工硬化在生產中有什麼實際意義

金屬材料經壓力加工（如軋制、鍛造、擠壓、拉絲和沖壓等）變形後，不僅改變了其外形尺寸，而且也使內部組織和性能發生變化。例如，經冷塑性變形後，金屬的強度、硬度顯著提高而塑性、韌性下降，也就是常稱的加工硬化或形變強化。

經熱塑性變形後，強度提高不明顯，但塑性和韌性會有所改善。不過，若壓力加工工藝不當，在變形量超過金屬的塑性值後，將會產生裂紋或斷裂。

實際意義：加工硬化是強化金屬（提高強度）的方法之一，對純金屬以及不能用熱處理方法強化的金屬來說尤其重要。

例如可以用冷拉、滾壓和噴丸等工藝，提高金屬材料、零件和構件的表面強度；或者零件受力後，某些部位局部應力常超過材料的屈服極限，引起塑性變形，由於加工硬化限制了塑性變形的繼續發展，可提高零件和構件的安全度。

(9)什麼叫加工硬化強化機理擴展閱讀

如果材料在屈服後一定的塑性變形處卸載，隨後立即再拉伸，則屈服平台不再出現，即下圖中的BAC。

若卸載後在室溫停留較長時間，或在較高溫度下停留一定時間後，再進行拉伸，又出現屈服現象，即曲線將沿BDC進行，這種現象稱為應變時效。顯然，應變時效也是一種加工硬化現象。應變時效也會導致材料的強度與硬度升高，而塑性、韌性的下降。

在塑性變形超過一定比例後，如果即進行再結晶退火，已經消除了加工硬化引起的強度增加、韌性下降，通常也無需要考慮再次載入後還有沒有屈服現象了另。

通常以鋼材應變時效前後其沖擊韌性降低的百分比，來衡量鋼材對應變時效的敏感程度，稱為應變時效敏感性系數。有專門的國標，GB/T 4160-2004《鋼的應變時效敏感性試驗方法(夏比沖擊法)》。

但由於已經有其他韌性指標，包括GB/T 150、GB/T 713等標准都沒有提到這個應變時效敏感性系數。

㈩ 加工硬化是什麼原理

加工硬化是塑性變形時，金屬出現一種現象，金屬硬化被彎曲過的部位變得非常硬，這就是加強硬被彎曲或加工的金屬硬化而造成的強度的增加