大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于高韌性滾壓模具鋼的問題,于是小編就整理了2個相關介紹高韌性滾壓模具鋼的解答,讓我們一起看看吧。
原理:金屬的強化是指通過合金化、塑性變形、熱處理等手段提高金屬材料的強度。金屬的實際強度只有理論強度的幾十分之一,甚至幾千分之一。為了提高金屬的強度,常用的強化方法有形變強化、固溶強化、第二相強化、析出強化。
1、 形變強化
隨變形程度的增加,材料的強度、硬度升高,塑性、韌性下降的現(xiàn)象叫形變強化或加工硬化。
隨塑性變形的進行,位錯密度不斷增加,導致位錯運動時的相互作用增強,位錯運動阻力增大,變形抗力增加,從而提高金屬的強度。
變形程度增加,位錯密度不斷增加,根據(jù)公式Δσ=αbGρ1/2 ,強度與位錯密度(ρ)的二分之一次方成正比,位錯的柏氏矢量(b)越大強化效果越顯著。
通常采用冷變形(擠壓、滾壓、噴丸等)的方法進行強化。形變強化是強化金屬的有效方法,尤其對于一些不能用熱處理強化的材料;還可以使金屬均勻變形,提高零件或構件在使用過程中的安全性。
形變強化也給材料生產(chǎn)和使用帶來麻煩,變形使強度升高、塑性降低,需要進行再結晶退火,增加生產(chǎn)成本。
2、 固溶強化
固溶強化的實質(zhì)是將合金元素溶入基體相中形成固溶體,由于兩者原子半徑的差異及晶格改變造成內(nèi)部晶格畸變,使金屬的強度、硬度升高,塑性、韌性下降。
固溶強化的機理一是溶質(zhì)原子使固溶體的晶格發(fā)生畸變,對滑移面上運動的位錯有阻礙作用;二是位錯線上偏聚的溶質(zhì)原子形成的柯氏氣團對位錯起釘扎作用,增加了位錯運動的阻力;三是溶質(zhì)原子在層錯區(qū)的偏聚阻礙擴展位錯的運動。
在固溶體溶解度范圍內(nèi),合金元素的質(zhì)量分數(shù)越大,則強化作用越大;溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差越大,強化效果越顯著;形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素的強化作用大于形成置換固溶體的元素;溶質(zhì)原子與溶劑原子的價電子數(shù)差越大,則強化作用越大。
固溶強化通常采用的方法是合金化,即加入合金元素。
3、第二相強化
第二相強化一般指各種化合物質(zhì)點。通過各種手段使第二相質(zhì)點彌散分布,可以阻礙合金內(nèi)部的位錯運動,從而提高屈服強度和抗拉強度。目前工業(yè)上使用的合金大都是復相或多相合金,其顯微組織為在固溶體基體上分布著第二相(過剩相)。
鋼中第二相的形態(tài)主要有三種,即網(wǎng)狀、片狀和粒狀。網(wǎng)狀特別是沿晶界析出的連續(xù)網(wǎng)狀Fe3C,降低的鋼機械性能,塑性、韌性急劇下降,強度也隨之下降。
第二相為片狀分布時,片層間距越小,強度越高,塑性、韌性也越好。第二相為粒狀分布時,顆粒越細小,分布越均勻
鋼材冷加工強化的機理:鋼材冷加工至塑性變形后,由于塑性變形區(qū)域內(nèi)的晶粒產(chǎn)生相對滑移,致使滑移面處的晶粒破碎,晶格歪扭,畸變加劇,從而阻礙其進一步滑移,因而屈服強度提高,塑性和韌性降低。
同時,塑性變形時產(chǎn)生的內(nèi)應力,使鋼材彈性模量降低。
冷加工后的鋼筋,在常溫下存放15~20天,或加熱到100~200℃,保持一定時間,則其屈服強度將進一步提高,抗拉強度也有所提高,塑性和韌性繼續(xù)降低,彈性模量基本恢復。
這一過程稱為時效處理,前者稱自然時效,后者稱人工時效。 時效強化的機理:溶于α-Fe中的碳、氮原子隨時間的增長,向晶格缺陷處移動和集中的速度加快,從而造成晶格缺陷處碳、氮原子富集,晶格畸變加劇,可進一步阻礙晶?;?,使強度進一步提高,塑性和韌性繼續(xù)下降。
但由于時效過程中內(nèi)應力消減,因而彈性模量基本恢復。
對冷加工鋼筋進行時效處理時,一般強度較低的鋼筋可采用自然時效,強度較高的鋼筋則應采用人工時效。
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