什麼是鋼材的冷加工硬化冷作硬化,應變

2021-03-03 21:39:55 字數 3532 閱讀 3980

1樓:匿名使用者

通過物理作用加工。比如延展,冷拉,滾壓,彎曲達到形變增加強度。

鋼材經過冷加工所產生的應變硬化後什麼發生變化

2樓:

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞:載入後,無明顯變形,因此破壞前無預兆,斷裂時斷口平齊,呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。

影響脆性破壞的因素

1.化學成分

2.冶金缺陷(偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層)

3.溫度(熱脆、低溫冷脆)

4.冷作硬化

5.時效硬化

6.應力集中

7.同號三向主應力狀態

1 ) 鋼材質量差、厚度大:鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等;較厚的鋼材輥軋次數較少,材質差、韌性低,可能存在較多的冶金缺陷。

(2) 結構或構件構造不合理:孔洞、缺口或截面改變急劇或佈置不當等使應力集中嚴重。

(3) 製造安裝質量差:焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘餘應力嚴重;冷加工引起的應變硬化和隨後出現的應變時效使鋼材變脆。

(4) 結構受有較大動力荷載或反覆荷載作用:但荷載在結構上作用速度很快時(如吊車行進時由於軌縫處高差而造成對吊車樑的衝擊作用和**作用等),材料的應力- 應變特性就要發生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高而韌性降低。

特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時作用時,材料的脆性將顯著增加。

(5)在較低環境溫度下工作:當溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質稱為低溫冷脆。

不同的鋼種,向脆性轉化的溫度並不相同。同一種材料,也會由於缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂,可以從以下幾個方面著手:

1、裂紋

當焊接結構的板厚較大時(大於25mm),如果含碳量高,連線內部有約束作用,焊肉外形不適當,或冷卻過快,都有可能在焊後出現裂紋,從而產生斷裂破壞。針對這個問題,把碳控制在0.22%左右,同時在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢,解決了斷裂問題。

焊縫冷卻時收縮作用受到約束,有可能促使它出現裂紋。措施是:在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙,焊縫有收縮餘地,裂紋就不會出現。

把角焊縫的表面作成凹形,有利於緩和應力集中。凹形表面的焊縫,焊後比凸形的容易開裂,原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力,並且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大,而45°截面又有所增強,情況要好的多。

在凹形焊縫開裂的條件下,改用凸形焊縫,就不再開裂。

2、應力

考察斷裂問題時,應力是構件的實際應力,它不僅和荷載的大小有關,也和構造形狀及施焊條件有關。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中,使區域性應力增高,對脆性破壞最為危險。施焊過程造成構件內的殘餘拉應力,也是不利的。

因此,避免焊縫過於集中和避免截面突然變化,都有助於防止脆性斷裂。

3、材料選用

為了防止脆性斷裂,結構的材料應該具有一定的韌性。材料斷裂時吸收的能量和溫度有密切關係。吸收的能量可以劃分為三個區域,即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。

要求材料的韌性不低於彈性,以避免出現完全脆性的斷裂,也沒有必要高於彈塑性,對鋼材要求太高,必然會提高造價。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低於薄鋼板。

4、構造細部

發生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙,或相當於構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當於狹長的裂紋,造成高度的應力集中,焊縫則造成高額殘餘拉應力並使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化,提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。

因此,設計時必須注意焊縫的施工條件,以保證施焊方便,能夠焊透。

什麼叫冷作硬化

3樓:四川瞭望工業

金屬材料在常溫或在結晶溫度以下的加工產生強烈的塑性變形,使晶格扭曲、畸變,晶粒產生剪下、滑移,晶粒被拉長,這些都會使表面層金屬的硬度增加,減少表面層金屬變形的塑性,稱為冷作硬化。金屬在冷態塑性變形中,使金屬的強化指標,如屈服點、硬度等提高,塑性指標如伸長率降低的現象稱為冷作硬化。

運用此工藝的例子

熱軋:把鋼材加熱後控制在再結晶溫度以上進行軋製加工的工藝稱為熱軋。而在再結晶溫度以下,包括常溫下進行扎制加工。

鋼材熱軋:具有良好的塑性,容易成型,成型後鋼材沒有內應力,便於下面工序加工。

鋼材冷軋具有冷加工硬化的特性。由於冷軋具有較好的機械效能,很多直接使用的鋼材都使用冷軋鋼材。

冷作硬化的力學現象

普通彈性材料(例如低碳鋼)在拉伸實驗中會經歷4個階段:彈性形變、屈服階段、強化階段、破壞直至斷裂

彈性形變:即材料所受拉力在彈性極限之內,拉力與材料伸長成正比(胡克定律)。當外力撤去之後,材料會恢復原來的長度。

屈服階段:在外部拉力超過彈性極限之後,材料失去抵抗外力的能力而「屈服」,即在此情況下外力無顯著變化材料依然會伸長。當外力撤去後,材料無法回到原來的長度。

強化階段:材料在內部晶體重新排列後重新獲得抵抗拉伸的能力,但此時的形變為塑性形變,外力撤去後無法回到原來的長度。

破壞階段:材料在過度受力後開始在薄弱部位出現頸縮現象,抵抗拉伸能力急劇下降,直至斷裂。

由於鋼材在從紅熱狀態冷卻後,內部熱應力及晶體排列的緣故,無法使其發揮出最大的抵抗拉伸能力,因此在常溫下,將鋼材拉伸至強化階段後撤去外力。鋼材經過這種加工後,長度增加,直徑縮小,彈性極限上升至相當於原材料強化階段,大大提升了材料的彈性極限。並且使應變率降低,提高了材料的剛度。

塑性和韌性的定義,兩者有何區別,冷彎效能和冷作硬化對結構設計的意義是什麼

4樓:匿名使用者

答:塑性是指當應力超過屈服點後,能產生顯著的殘餘變形而不立即斷裂的性質;韌性是指塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性同塑性有關,但不完全相同,是強度和塑性的綜合表現。

冷彎效能是指鋼材在冷加工產生塑性變形時,對發生裂縫的抵抗能力,可檢驗鋼材的冷加工工藝和檢查鋼材的內部缺陷。鋼材冷加工過程中引起的鋼材硬化稱為冷作硬化,冷作硬化可能使材料變脆。

什麼鋼適合冷作硬化 冷作硬化的效果與什麼有關係?

5樓:蒼山隱樵

一般熱處理不能強化的鋼進行冷作硬化處理,還有那些碳含量及合金元素含量不高的鋼(即塑性好的鋼),也可進行冷作硬化處理。

冷作硬化的效果與塑性變形量的大小有關,塑性變形量越大效果越明顯。

鋼結構中應變硬化的概念

6樓:ansys劉笑天

加工硬化(英文:work hardening),指隨著冷變形程度的增加,金屬材料強度和硬度指標都有所提高,但塑性、韌性有所下降的現象,又稱冷作硬化。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。

冷作硬化  鋼材在常溫或再結晶溫度以下的加工,能顯著提高強度和硬度,降低塑性和衝擊韌性,成為冷作硬化。

鋼材經過冷加工所產生的應變硬化後,哪些係數發生改變

7樓:匿名使用者

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞:載入後,無明顯變形,因此破壞前無預兆,斷裂時斷口平齊,呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。

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