機(jī)械制造基礎(chǔ)大作業(yè)(已修改)
2025-07-06 12:36 本頁面
【正文】 金屬材料的強(qiáng)韌化原理和方法摘要：本文系統(tǒng)地論述了金屬材料的強(qiáng)韌化原理和方法，以便指導(dǎo)實際生產(chǎn)中的加工。關(guān)鍵詞：金屬材料 強(qiáng)韌化介紹：強(qiáng)度是指金屬材料在靜載荷作用下，抵抗變形和斷裂的能力；韌性是指金屬材料在斷裂前吸收的斷裂變形功和斷裂功的能力。一、金屬材料的強(qiáng)化 強(qiáng)韌化意義 提高材料的強(qiáng)度和韌性。節(jié)約材料，降低成本，增加材料在使用過程中的可靠性和延延長服役壽命希望所使用的材料既有足夠的強(qiáng)度，又有較好的韌性，通常的材料二者不可兼得理解材料強(qiáng)韌化機(jī)理，掌握材料強(qiáng)韌化現(xiàn)象的物理本質(zhì)，是合理運(yùn)用和發(fā)展材料強(qiáng)韌化方法從而挖掘材料性能潛力的基礎(chǔ) 提高金屬材料強(qiáng)度途徑 ，使它的強(qiáng)度接近于理論強(qiáng)度 ，即在金屬中引入大量的缺陷，以阻礙位錯的運(yùn)動 目前雖然能夠制出無位錯的高強(qiáng)度金屬晶須，但實際應(yīng)用它還存在困難，因為這樣強(qiáng)韌化意義提高材料的強(qiáng)度和韌性。節(jié)約材料，降低成本，增加材料在使用過程中的可靠性和獲得的高強(qiáng)度是不穩(wěn)定的，對操作效應(yīng)和表面情況非常敏感，而且位錯一旦產(chǎn)生后，強(qiáng)度就大大下降 在生產(chǎn)實踐中，主要采用在金屬中引入大量的缺陷，以阻礙位錯的運(yùn)動的方法來強(qiáng)化金屬，包括 、綜合強(qiáng)化 固溶強(qiáng)化：利用點缺陷對位錯運(yùn)動的阻力使金屬基體獲得強(qiáng)化的方法 溶質(zhì)原子在基體金屬晶格中占據(jù)的位置分填隙式和替代式兩種不同方式 1. 填隙原子對金屬強(qiáng)度的影響可用下面的通式表示 2. 替代式溶質(zhì)原子在基體晶格中造成的畸變大都是球面對稱的，因而強(qiáng)化效果要比填隙式原子小，但在高溫下，替代式固溶強(qiáng)化變得較為重要 ，需要多個滑移系統(tǒng)同時動作，這同樣導(dǎo)致位錯不易穿過晶界，而是塞積在晶界處，引起強(qiáng)度的增高 位錯在多晶體中運(yùn)動時，由于晶界兩側(cè)晶粒的取向不同，加之這里雜質(zhì)原子較多，增大了晶界附近的滑移阻力，因而一側(cè)晶粒中的滑移帶不能直接進(jìn)入第二個晶粒 晶粒越細(xì)小，晶界越多，位錯被阻滯的地方就越多，多晶體的強(qiáng)度就越高 常溫下一種有效的材料強(qiáng)化手段 高溫時晶界滑動導(dǎo)致材料形變 ，細(xì)晶材料比粗晶材料軟，增加金屬材料高溫強(qiáng)度要增大晶粒尺寸。鎳基高溫合金利用定向凝固方法獲得較大晶粒尺寸甚至單晶，減少晶界對高溫強(qiáng)度不利影響，提高高溫下的強(qiáng)度 ①通過相變熱處理獲得的，稱為析出硬化、沉淀強(qiáng)化或時效強(qiáng)化 第二相粒子的強(qiáng)度、體積分?jǐn)?shù)、間距、粒子的形狀和分布等都對強(qiáng)化效果有影響 金屬材料具有加工硬化的性能，形變后流變應(yīng)力得到提高。 形變強(qiáng)化是因為金屬在塑性變形過程中位錯密度不斷增加，使彈性應(yīng)力場不斷增大，位錯間的交互作用不斷增強(qiáng)，因而位錯的運(yùn)動越來越困難 引起金屬加工硬化的機(jī)制有：位錯的塞積
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