钢材硬化导致钢材强度(硬化对钢材性能的影响)
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1、钢材的冷加工硬化对钢材的性能有何影响
钢材在冷拉、冷拔、冷弯、冲切、剪切等冷加工时都会产生很大的塑性变形,由此产生冷作硬化。①冷作硬化可提高钢材的屈服强度,②但同时降低塑性和增加脆性,③对钢结构特别是承受动力荷载的钢结构是不利的。
当钢材冷加工塑性变形后,或受动载的反复振动,都会促进氮、氧原子的移动和聚集,加速时效的发展,使晶格畸变加剧,阻碍晶粒发生滑移,增加了抵抗塑性变形的能力。
冷加工能够显著提高钢材的强度和硬度,但同时也会导致其塑性和韧性降低。冷加工是一种通过在室温下对钢材进行塑性变形,从而提高其强度和硬度的工艺。
冷加工会使钢材产生很大的塑性变形,在重新加荷载时屈服点将提高,同时塑性和韧性降低。经冷加工的钢材,紧随时间的增长,强度还会进一步有所提高,同时转而变脆,塑性,韧性也有所降低,成为“时效硬化”。
硬度,塑性指标。金属在冷态塑性变形中,使金属的指标强化,如屈服点、硬度等提高,塑性指标如伸长率降低的现象称为冷作硬化。“冷作硬化,材料科学术语,金属材料在常温或在结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形。
2、为什么说钢材硬度越高强度越大
硬度指的是抵抗局部变形的能力,强度指的是抵抗破坏的能力,这两个之间基本是正相关的。
通常来说强度和硬度成正比的,硬度越高,耐磨性越好 -- 这个可以说;硬度越高,强度对应高 -- 一般也成立,但强度是硬度和韧性的综合体现。有些材料光硬,但脆,显然强度不高。
金属材料强度和硬度的关系呈线性回归关系,他们之间呈正比趋势,因此工程中常用测试材料硬度的方法来估算其强度。
对于钢铁材料来说,硬度高的强度增加,抗压强度也会提高。但是,硬度过高,钢铁工件的脆性也会增加,受到过大的压力,钢铁工件会折断、崩裂。
3、1. 钢材的硬化和应力集中成因什么?对钢材性能有何影响?
产生应力集中的情况:实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。影响:构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,即产生应力集中形象。
由于某些因素的影响,钢材强度增加,塑性和韧性降低,脆性增加的现象称为硬化现象。一般来说,弹性极限在重复载荷下增加(发生在进入塑性阶段之后)(2)在冷加工过程中(室温下的弯曲、冲压和剪切等)。
应力集中会引起脆性材料断裂;使脆性和塑性材料产生疲劳裂纹。在应力集中区域,应力的最大值(峰值应力)与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。
加上残余应力和钢材加工的冷作硬化等不利因素的影响,常是结构、尤其在低温环境下工作的钢结构发生脆性破坏的重要原因。所以进行钢结构设计时,应尽量减免构件截面的急剧改变,以减少应力集中,从构造上防止构件的脆性破坏。
钢材中的碳、氮,随着时间的增长和温度的变化,而形成碳化物和氮化物,使钢材变脆的“老化”现象称之为时效硬化。
4、钢材的冷加工硬化对钢材的性能有何影响?
当钢材冷加工塑性变形后,或受动载的反复振动,都会促进氮、氧原子的移动和聚集,加速时效的发展,使晶格畸变加剧,阻碍晶粒发生滑移,增加了抵抗塑性变形的能力。
冷加工会使钢材产生很大的塑性变形,在重新加荷载时屈服点将提高,同时塑性和韧性降低。经冷加工的钢材,紧随时间的增长,强度还会进一步有所提高,同时转而变脆,塑性,韧性也有所降低,成为“时效硬化”。
然而,冷加工也会导致钢材的塑性和韧性降低。塑性是指材料在受到外力作用时发生永久变形的能力,而韧性则是指材料在受到冲击或拉伸时能够吸收能量的能力。
【答案】:通过对钢材进行冷拉、冷拔、冷轧等冷加工,钢材晶格缺陷增多,晶格畸变,对位错的阻力增大,因而屈服强度提高,塑性和韧性降低。
否则取其平均值。在外力的作用下,金属材料的变形量增大,晶粒破碎和位错密度增加,导致金属的塑性变形抗力迅速增加,对材料的力学性能影响是: 硬度和强度显著升高;塑性和韧性下降,产生所谓的“加工硬化”现象。
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