A fémes anyagok hozamerőssége és annak befolyásoló tényezői

A folyáshatár arra utal, hogy az anyag anyaga makroplasztikus deformációt okoz, amikor a feszültség. A folyási jelenség számára nyilvánvaló anyag, folyáshatár a feszültség folyáshatárán - folyási érték; mert a folyási jelenség nem nyilvánvaló anyag, általában a feszültség-nyúlás görbe lesz, hogy szabványként biztosítsuk egy bizonyos mértékű maradó alakváltozás előfordulását, mint például általában 0,2%-os maradó alakváltozás a feszültség mint a folyáshatár, a σ0.2 vagy σys szimbóluma.
A folyáshatárt általában a szilárd anyagok mechanikai tulajdonságainak értékelési indexeként használják, és ez az anyag tényleges felhasználási határa.
A folyáshatárt befolyásoló belső tényezők
A folyáshatárt befolyásoló belső tényezők a következők:
1. fémjelleg és rácstípus - A tiszta fémes egykristály folyáshatárát a diszlokációs mozgással szembeni ellenállás határozza meg. Ezeket az ellenállásokat megkülönböztetjük a rácsellenállás és a diszlokációk közötti kölcsönhatásokból eredő ellenállás között. A rácserők a diszlokációszélességekhez és a Bergner-vektorokhoz kapcsolódnak, mindkettő a kristályszerkezethez kapcsolódik. A diszlokációk közötti kölcsönhatás által generált ellenállás magában foglalja a párhuzamos diszlokációk kölcsönhatása által generált ellenállást, valamint a mozgó diszlokációk és az erdei diszlokációk közötti kölcsönhatás által generált ellenállást. Ezt a következő képlettel fejezzük ki: T= Gb/L, ahol a léptékező tényező, és mivel a ρ sűrűség arányos 1/L2-vel, ezért T= Gbρ1/2, ami azt mutatja, hogy a sűrűség növekedése növeli a folyáshatárt.
2. Szemcseméret és alépítmény - a szemcseméret hatása a szemcsehatárok hatását tükrözi, a szemcseméret csökkentése növeli a diszlokáció mozgási gátak számát és csökkenti a diszlokációt elzáró csoport hosszát a szemcsén belül, ami a folyáshatár növekedése. Sok fém és ötvözet a folyáshatár és a szemcseméret összefüggésében megfelel a Holpegger-féle σs=σj + kyd-1/2 képletnek, amelyben σj az alapfémben bekövetkező diszlokáció a teljes ellenállás, más néven súrlódási ellenállás, amelyet a kristályszerkezet és a diszlokációk sűrűsége határoz meg; ky a szemcsehatárok mérőszáma a rögzítési állandó méretéhez való hozzájárulás erősödésére, vagy arra, hogy a feszültségkoncentrációs együttható csúszási sávjának vége; d a szemcsék átlagos méretére. A szemcse alatti határok a szemcsehatárokhoz hasonlóan hatnak, és akadályozzák a diszlokációk mozgását is.
3. oldott elemek - tiszta fém az oldott atomokba, hogy intersticiális vagy helyettesítő típusú szilárd oldatos ötvözetet képezzenek, jelentősen növeli a folyáshatárt, ez a szilárd oldat erősítése. Ez elsősorban a különböző átmérőjű oldott anyag atomoknak és oldószeratomoknak köszönhető, az oldott anyagban a rácstorzító feszültségmező kialakulása körül a feszültségmező kölcsönhatást vált ki, így a diszlokációs mozgás blokkolva van, ezzel növelve a folyáshatárt.

4. második fázis - fémes anyagok tervezése, amelyek mikroszerkezete általában többfázisú. A második fázis folyáshatárra gyakorolt ​​hatása erősen összefügg azzal, hogy maguk a plazmák deformálódhatnak-e a fémes anyag folyási deformációja során. Ennek megfelelően a második fázisú plazmák két kategóriába sorolhatók: nem deformálható és deformálható.
A diszlokációelmélet szerint a diszlokációs vonal csak a deformálhatatlan második fázisú plazmákat tudja megkerülni, ezért a hajlítási diszlokáció vonalfeszültségét le kell küzdeni. A nem deformálódó második fázisú plazmákkal rendelkező fémes anyagok folyáshatárát és reológiai feszültségét a második fázisú plazmák közötti távolság határozza meg. A deformálható második fázisú plazmáknál a diszlokációk átvághatók és a mátrixszal együtt deformálhatók, ezzel is növelve a folyáshatárt.
A második fázis erősítő hatása összefügg a méretével, alakjával, számával és eloszlásával, valamint a második fázis és a mátrix szilárdságával, plaszticitásával és megfelelő keményedési tulajdonságaival, a két fázis közötti krisztallográfiai illeszkedéssel és a határfelületi energiával. . A második fázis azonos térfogataránya esetén a megnyúlt plazmák jelentősen befolyásolják a diszlokációs mozgást, így az ilyen szerveződésű fémes anyag folyáshatára nagyobb, mint a gömb alakúé.
Összefoglalva, jellemezze a fémnyomok képlékeny alakváltozási ellenállását a folyáshatár összetétele, a szervezet rendkívül érzékeny az index mechanikai tulajdonságaira, számos belső tényező befolyásolja, az ötvözet összetételének megváltoztatása vagy a hőkezelési folyamat a folyáshatárt előállíthatja jelentős változásokat.
A külső tényezők folyáshatárának befolyásolása
1. hőmérséklet - a fémanyag folyáshatárának általános hőmérséklete csökken, azonban a fémanyag kristályszerkezete eltérő, a változás tendenciája nem azonos.
2. alakváltozási sebesség - nyújtáskor nő a terhelési sebesség, nő az alakváltozási sebesség, nő a fémanyag szilárdsága. Ez elsősorban azért van így, mert minden fémnek megvan a maga plasztikus alakváltozási terjedési sebessége, ha a terhelési sebesség nagyobb, mint a saját plasztikus terjedési sebessége, az elkerülhetetlenül a folyáshatár növekedéséhez vezet. Ennek az az oka, hogy túl gyors terhelés esetén a krisztallográfiai sík külső erő irányú forgása nem elegendő, és a próbatest növekedésében és tágulásában a csúszás gátolt, ami makroszkopikusan növekedés formájában jelentkezik. a kiinduló képlékeny alakváltozással szembeni ellenállásban. Ez azt jelenti, hogy a deformációs keményedés létrejöttével a válasz keményedésének spontán megszüntetése nem hajtható végre, és a deformációs keményedés megakadályozza a deformáció további kialakulását, ezért a kívánt maradó alakváltozás eléréséhez folytatni kell a növeli a külső erőt, ami a kezdeti képlékeny alakváltozással szembeni ellenállás növekedésében is megnyilvánul.

3. Feszültségi állapot - a fémanyagok folyáshatárának feszültségi állapota is nagyon fontos. Minél nagyobb a nyírófeszültség komponense, annál jobban elősegíti az anyag képlékeny alakváltozását, annál kisebb a folyáshatár, tehát a torzió, mint a szakítószilárdság folyáshatára alacsony, a szakítószilárdság, mint a hajlítási folyáshatár alacsony, az anyag azonos feszültségi állapota A folyáshatár eltérő, nem az anyag jellegének változása, hanem az anyag eltérő körülmények között a mechanikai viselkedése eltérő csak. Általában azt mondjuk, hogy az anyag folyáshatára általában az egyirányú nyújtás folyáshatárára vonatkozik.
Hogyan javítható a folyáshatár
1. Ötvözetmódosítás
Az ötvözetmódosítás általános módszer a fémek folyáshatárának javítására. A fémben lévő elemek hozzáadásával szilárd oldat, csapadékos keményedési fázis vagy intersticiális szilárd oldat stb. képződése, a fém mikroszerkezetének javítása, ezáltal a fém szilárdságának javítása. Például ritkaföldfém elemek hozzáadása az alumíniumötvözetekhez jelentősen növelheti azok folyáshatárát.
2. Hőkezelés
A hőkezelés magában foglalja az izzítást, az oltást és a temperálást. A hőkezelés hőmérsékletének, idejének és hűtési sebességének szabályozásával a fém szemcsemérete finomodik, a szemcsehatár megtisztul, és a diszlokációs sűrűség nő, így a fém folyáshatára javul. Például az edzés jelentősen növelheti az acél folyáshatárát és keménységét.
3. Hidegmunka keményedés
A hidegmunka-edzés a diszlokációsűrűség növelését jelenti a fém hidegen végzett deformációja révén, valamint a fém szilárdságának és keménységének fokozását a diszlokációk mozgásának akadályozása révén. Általában használjon tömörítést, nyújtást, hajlítást és egyéb hideg munkamódszereket. Például a réz jelentősen növelheti folyáshatárát a húzó deformáció után.
4. Szemcsehatár tervezés
A szemcsehatárok tervezése egy módszer a fémek folyáshatárának javítására a szemcsehatárok anyagtulajdonságokra gyakorolt ​​hatásának felhasználásával. A fémszemcsehatárok kölcsönhatásának és a diszlokációk akadályozó hatásának szabályozásával a fémek folyáshatára jelentősen javítható. Például a réz folyáshatára jelentősen javítható a szemcsehatárszög és a szemcsehatár morfológia beállításával.
5. Felületkezelés
A felületkezelés egy módszer a fém folyáshatárának javítására felületmódosítással. Például a kémiai rézbevonat technológiája az acélfelületet egységes rézbevonatréteggé alakíthatja, így az acélfelület új szerkezetet és szervezetet alkot, ezáltal javítva a folyáshatárt.
Összefoglalva, különféle módszerek léteznek a fémes anyagok folyáshatárának javítására, ideértve az ötvözés módosítását, a hőkezelést, a hidegmunkás edzést, a szemcsehatár-tervezést és a felületkezelést. A gyakorlati alkalmazás során a különböző anyagtípusoknak és felhasználási környezeteknek megfelelő javítási módszereket kell kiválasztani.