何谓加工硬化,产生的原因是什么,有何利弊

何谓加工硬化?其利,弊各是什么~

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。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。


加工硬化就是随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。

产生的原因:金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

好处:加工硬化是强化金属(提高强度)的方法之一,对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺,提高金属材料、零件和构件的表面强度;

或者零件受力后,某些部位局部应力常超过材料的屈服极限,引起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展,可提高零件和构件的安全度;

坏处:加工硬化提高了变形抗力,给金属的继续加工带来困难。如冷拉钢丝,由于加工硬化使进一步拉拔耗能大,甚至被拉断,因此必须经中间退火,消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中会使工件表层脆而硬,在切削时增加切削力,加速刀具磨损等。

影响表面层加工硬化的因素如下:

1、切削力。切削力越大,塑性变形越大,硬化程度也越大,硬化层深度也越大。因此,增大进给量切削深度和减小前角,都会增丈切削力,使加工硬化严重。

2、切削温度。切削时产生的热最会对工件的表面层硬化产生软化作用,因此切削温度越高,表面层的加工硬化回复程度就越大。

3、变形速度(切削速度)。变形速度很快时,工件接触时间短,塑性变形不充分,因此硬化程度将降低。

4、工件材料硬度低、塑性大时切削加工的表面层加工硬化现象严重。



加工硬化:随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。
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。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动,因而需在加工过程中安排中间退火,通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬,从而加速刀具磨损、增大切削力等。但有利的一面是,它可提高金属的强度、硬度和耐磨性,特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等,就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。

①随着变形的增加,晶粒逐渐被拉长,直至破碎,这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒,变形愈大, 晶粒破碎的程度愈大,这样使位错密度显著增加;同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。 因此,随着变形量的增加,由于晶粒破碎和位错密度的增加,金属的塑性变形抗力将迅速增大, 即强度和硬度显著提高,而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。②金属的加工硬化现象 会给金属的进一步加工带来困难,如钢板在冷轧过程中会越轧越硬,以致最后轧不动。另一方面 人们可以利用加工硬化现象,来提高金属强度和硬度,如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产 生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。如冷 拉钢丝拉过模孔的部分,由于发生了加工硬化,不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部 分,这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。

加工硬化:随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。
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。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动,因而需在加工过程中安排中间退火,通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬,从而加速刀具磨损、增大切削力等。但有利的一面是,它可提高金属的强度、硬度和耐磨性,特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等,就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。

加工后,零件表面层为什么会产生加工硬化和残余应力?
答:其产生的原因通常归于以下二个方面:一方面是机械应力引起的不均匀弹塑性变形;另一方面是热应力引起的不均匀热一弹塑性变形。实质上残余应力的产生是各种影响因素综合叠加的结果,还需要根据具体加工条件进行具体分析。切削加工硬化产生的原因:切削加工后的表面层硬度,取决于金属在切削过程中的变形强化和温升...

产生加工硬化的主要原因是
答:产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。加工硬化也是GB 150.4中要求进行恢复性能热处理的情形之一。对于金属再结晶温度以上进行的加工,即热加工,...

锻件加工过程中的硬化表现指的是什么?
答:如在过低温度下停锻,由于产生加工硬化,使金属塑性下降,要继续塑性变形困难,就不得不增加中间退火工艺,而降低了生产率和提高了生产成本,这是不利因素。加工硬化也有其好的实际应用意义,如对一些无法通过热处理强化的金属材料,可采用加工硬化来强化,以提高金属零件的承载能力。例如lCr18Ni9Ti 材料在...

什么叫热加工硬化
答:热加工硬化是指金属材料在热加工过程中,由于塑性变形和热处理引起的材料硬化现象。在金属加工领域,热加工硬化是一个重要的现象,对材料的力学性能和加工性能产生显著影响。它通常发生在金属材料在高温下进行塑性变形时,如锻造、轧制、挤压等工艺过程中。在这些过程中,金属晶粒会发生变形、破碎和重新排列,...

为什么加工硬化不适合高温状态下使用的材料?
答:加工硬化是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。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。而在高温状态下晶格结构会发生变化,位错消失,残余应力消失,因此材料的强度和硬度...

冷轧钢硬化层产生的原因
答:会有个塑变,就有了加工硬化,而轧制是相当于一个滚压的过程,相对表层的金属会逐渐的被轧辊“赶”到后部和轧辊的左右末端,这样表层的金属硬度会明显的高于中部,故塑变发生最激烈的地方是直接被滚动(即有伸长又有压缩)到的地方,这样就是硬化层产生的原因。

何谓冷硬现象与冷作硬化?
答:冷作硬化是金属材料在常温或在结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,阻碍金属的进一步变形,而塑性和韧性降低的现象。又称冷加工硬化。冷作硬化现象的发生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。冷作硬化现象在工程中具有广泛的应用...

低碳钢冷变形前后硬度值变化的原因是什么
答:产生加工硬化的原因与位错密度增大有关。随着低碳钢冷塑变形的进行,亚机构细化,位错密度大大增加,位错间距越来越小,晶格畸变程度也急剧增大;加之位错间距的交互作用加剧,从而使位错运动的阻力增大,引起变形阻力增加。这样使金属的塑性变形就变得困难,要继续变形就必须增大外力,因此就提高了金属的强度。

哪种材料在加工时容易产生加工硬化
答:很多材料加工都能引起硬化。加工硬化跟材料物理性能有关,抗拉强度、屈服、冲击韧性、弹性模量都有关系。我个人认为,简单判定加工硬化的程度与材料的延伸率有关,延伸率越大,加工硬化敏感性越低。当然,这种说法有待验证。

加工硬化的强化原理
答:加工硬化的强化原理:①经过冷拉、滚压和喷丸(见表面强化)等工艺,能显著提高金属材料、零件和构件的表面强度。②零件受力后,某些部位局部应力常超过材料的屈服极限,引起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展,可提高零件和构件的安全度。③金属零件或构件在冲压时,其塑性变形处伴随着强化,使...

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