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        冷塑性加工對金屬性能的影響

        文章出處:青島豐東熱處理責任編輯:熱處理設備小許查看手機網址
        掃一掃!冷塑性加工對金屬性能的影響掃一掃!
        人氣:-發表時間:2017-06-20 15:00【

        1、加工硬化  

        在塑性變形過程中,隨著金屬內部組織的變化,金屬的力學性能也將產生明顯的變化,即隨著變形量的增加,金屬的強度、硬度增大,而塑性、韌性下降,這種現象即為加工硬化或形變強化。

        加工硬化現象在金屬材料生產過程中具有重要的實際意義,目前已廣泛用來提高金屬材料的強度。例如自行車鏈條的鏈板,材料為Q345 (16Mn)低合金鋼,原來的硬度為150HBW,抗拉強度Rm≥520MPa,經過五次軋制,鋼板厚度從3.5mm壓縮到1.2mm(變形量為65.7%),這時硬度提高到275HBW,抗拉強度提高到接近1000MPa,這使鏈條的負荷能力提高了一倍。對于用熱處理方法不能強化的材料來說,用加工硬化方法提高其強度就顯得更加重要。如塑性很好而強度較低的鋁、鋼及某些不銹鋼等,在生產上往往制成冷拔棒材或冷軋板材供應用戶。加工硬化也是某些工件或半成品能夠加工成形的重要因素。例如冷拔鋼絲拉過??缀?,其斷面尺寸必然減小,而每單位面積上所受應力卻會增大,如果金屬不是產生了加工硬化而提高強度,那么鋼絲在出??缀缶涂赡鼙焕瓟?。由于鋼絲經塑性變形后產生了加工硬化,盡管鋼絲斷面縮減,但其強度顯著增大,因此便不再繼續變形,而使變形轉移到尚未拉過??椎牟糠?。這樣,鋼絲可以持續地、均勻地通過??锥尚?。又如金屬薄板在拉深過程中,彎角處變形最嚴重,首先產生加工硬化,因此該處變形到一定程度后,隨后的變形就轉移到其他部分,這樣便可得到厚薄均勻的沖壓件。加工硬化還可提高零件或構件在使用過程中的安全性。即使經過最精確的設計而加工出來的零件,在使用過程中各個部位的受力也是不均勻的,往往會在某些部位出現應力集中和過載現象,使該處產生塑性變形。如果金屬材料沒有加工硬化,則該處的變形會越來越大,應力也會越來越高,最后導致零件的失效或斷裂。但正因為金屬材料具有加工硬化這一性質,故這種偶爾過載部位的變化會自行停止,應力集中也可以自行減弱,從而提高了零件的安全性。

        加工硬化現象也對金屬材料的生產和使用產生某些不利影響。因為金屬冷塑性加工到一定程度以后,變形抗力就會增大,進一步的變形就必須加大設備功率,增加動力消耗。另外,經加工硬化后,金屬的塑性大為降低,繼續變形就會導致開裂。為了消除這種硬化現象以便繼續進行冷變形加工,中間需要進行再結晶退火處理。

        2、冷塑性加工對其他性能的影響 

        經冷塑性加工后,金屬材料的物理性能和化學性能也將發生明顯變化。如使金屬及合金的比電阻增大,導電性能和電阻溫度系數下降,熱導率也略微下降。冷塑性加工還使磁導率、磁飽和度下降,但磁滯和矯頑力增大。冷塑性加工提高金屬的內能,使其化學活性提高,腐蝕速度加快。冷塑性加工后由于金屬中的晶體缺陷(位錯及空位)增加,因而使其擴散激活能減小,擴散速度加快。

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