钢材强化的微观机理

2020-07-24 09:25 陕西钢结构 钢结构公司

　　为了提高钢材的屈服强度和其他力学性能,可以采用改变微观晶体缺陷的数量和分布状态的方法,例如,引入更多位错或加入其他合金元素,以使位错运动受到的阻力增加。具体措施有以下几种。

　　一、细晶强化

　　对于多晶体而言,位错运动必须克服晶界阻力,由于晶界两侧晶格取向不同及晶界处晶格的畸变,其中一个晶粒晶格所产生的滑移不能直接进入第二晶粒,位错会在晶界处集结,并激发相邻晶粒中的位错运动,晶格的滑移才能传入第二晶粒,因而增大了位错运动阻力,使宏观屈服强度提高。

　　晶粒越细,单位体积中的晶界越多,因而阻力越大。这种以增加单位体积中晶界面积来提高金属屈服强度的方法,称为细晶强化。在钢材中,加入某些合金元素,会使钢材凝固时结晶核心增多,可以达到细晶的目的。

　　二、固溶强化

　　在金属中加入另一种物质,如铁中加入碳,可以形成固溶体。当固溶体中溶质原子和溶剂原子的直径有一定差异时,会形成众多的缺陷,从而使位错运动阻力增大,使屈服强度提高,称为固溶强化。

　　三、弥散强化

　　在金属材料中,散入第二相质点,构成对错位运动的阻力,因而提高了屈服强度,称为弥散强化。在采用弥散强化时,散人质点的强度越高、越细、越分散、数量越多,则位错运动阻力越大,强化作用越明显。

　　四、变形强化

　　当金属材料受力变形时,晶体内部的缺陷密度将明显增大,导致屈服强度提高,称为变形强化。这种强化作用只能在低于熔点温度40%的条件下产生,因此也称冷加工硬化或冷作硬化。

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