冷作硬化现象|工程应用及详解|定义 (冷作硬化现象是指材料)

定义

冷作硬化指金属材料在常温或结晶温度以下塑性变形时，强度和硬度升高，但塑性和韧性降低的现象。又称冷加工硬化。

产生原因

• 晶粒滑移：
  塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错缠结。
• 晶粒拉长、破碎、纤维化：
  位错缠结导致晶粒拉长、破碎和纤维化。
• 残余应力：
  变形过程中产生的内部应力，阻碍金属的进一步变形。

工程应用

• 提高钢筋屈服强度：
  用于节约钢材。
• 提高钢材屈服点：
  提高材料的抗变形能力。

塑性和韧性

塑性：

当应力超过屈服点后，能产生显著残余变形而不立即断裂的性质。

韧性：

塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。与塑性有关，但又有所不同，是强度和塑性的综合表现。

冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义

• 冷弯性能：
  钢材在冷加工产生塑性变形时，抵抗发生裂缝的能力。可检验钢材的冷加工工艺和内部缺陷。
• 冷作硬化：
  钢材冷加工过程中引起的钢材硬化。冷作硬化可能使材料变脆。在结构设计中应考虑冷弯性能和冷作硬化的影响，以确保结构的安全性。

加工硬化

定义

加工硬化指金属材料在再结晶温度以下塑性变形时，强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。

强化作用

• 强度升高：
  增加金属的抗变形能力。
• 硬度升高：
  增加金属的耐磨损性。

实际意义

有用的例子

• 提高强度和弹性极限：
  冷拉高强度钢丝、冷卷弹簧等。
• 提高硬度和耐磨性：
  坦克履带、破碎机颚板、铁路道岔等。

有害事实

• 冷轧钢板轧不动：
  需要安排中间退火消除加工硬化，耗费能源。
• 切削加工中刀具磨损增加：
  工件表层冷作硬化，加速刀具磨损、增大切削力。