解析钢材硬化的两种基本情况

2021-07-30 08:52 陕西钢结构 华邦建设

　　钢材的硬化有两种基本情况：时效硬化和冷作硬化。

（陕西钢结构）

　　一、时效硬化

　　轧制形成的钢材随着时间的增长，强度逐渐提高，塑性、韧性降低,脆性增加，这种现象称为时效硬化，俗称老化。这是由于纯铁体的结晶粒内常留有一些数量极少的碳和氮的固熔物质,它们在结晶粒中的存在是不稳定的，随着时间的增加，这些固熔物质逐渐从结晶粒中析出，并形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布在纯铁体晶粒的滑移面上，起着阻碍滑移的强化作用，从而约束纯铁体发展塑性变形，使钢材强度(屈服点和抗拉强度)提高,塑性降低，特别是冲击韧性大大降低，钢材变脆。

　　二、冷作硬化

　　钢材在冷加工(常温加工)过程中引起强度提高，同时塑性、韧性降低的现象称为冷作硬化。钢材的冷加工过程通常有两种基本情况:

　　1、作用于钢材上的应力超过屈服点而小于极限强度，此时只产生永久变形而不破坏钢材的连续性，如辊、压、折、冷拉、冷弯、冷轧、矫正等。

　　2、作用于钢材上的应力超过了极限强度，从而使钢材产生断裂，部分材料脱离主体，如机械剪切、刨、钻、冲孔、铰刀扩孔等。这两种情况都必然产生很大的塑性变形，会使钢材内部发生冷作硬化现象。

　　冷作硬化会改变钢材的力学性能，即强度(比例极限、屈服点和抗拉强度等)提高,但塑性和冲击韧性降低，出现脆性破坏的可能性也增大，这对钢结构是不利的。简言之，冷作硬化提高了钢材的强度，但却使钢材变脆，牺牲了塑性，对于承受动力荷载的重要构件，不应使用经过冷作硬化的钢材。

　　将经过冷作硬化的钢材放置一段时间之后，还会进一步出现时效硬化的现象，称为应变时效硬化。应变时效硬化是冷作硬化和时效硬化的复合作用结果。

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