解析鋼材硬化的兩種基本情況
2021-07-30 08:52 陜西鋼結構 華邦建設
鋼材的硬化有兩種基本情況：時效硬化和冷作硬化。
（陜西鋼結構）
一、時效硬化
軋制形成的鋼材隨著時間的增長，強度逐漸提高，塑性、韌性降低,脆性增加，這種現象稱為時效硬化，俗稱老化。這是由于純鐵體的結晶粒內常留有一些數量極少的碳和氮的固熔物質,它們在結晶粒中的存在是不穩定的，隨著時間的增加，這些固熔物質逐漸從結晶粒中析出，并形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布在純鐵體晶粒的滑移面上，起著阻礙滑移的強化作用，從而約束純鐵體發展塑性變形，使鋼材強度(屈服點和抗拉強度)提高,塑性降低，特別是沖擊韌性大大降低，鋼材變脆。
二、冷作硬化
鋼材在冷加工(常溫加工)過程中引起強度提高，同時塑性、韌性降低的現象稱為冷作硬化。鋼材的冷加工過程通常有兩種基本情況:
1、作用于鋼材上的應力超過屈服點而小于極限強度，此時只產生永久變形而不破壞鋼材的連續性，如輥、壓、折、冷拉、冷彎、冷軋、矯正等。
2、作用于鋼材上的應力超過了極限強度，從而使鋼材產生斷裂，部分材料脫離主體，如機械剪切、刨、鉆、沖孔、鉸刀擴孔等。這兩種情況都必然產生很大的塑性變形，會使鋼材內部發生冷作硬化現象。
冷作硬化會改變鋼材的力學性能，即強度(比例極限、屈服點和抗拉強度等)提高,但塑性和沖擊韌性降低，出現脆性破壞的可能性也增大，這對鋼結構是不利的。簡言之，冷作硬化提高了鋼材的強度，但卻使鋼材變脆，犧牲了塑性，對于承受動力荷載的重要構件，不應使用經過冷作硬化的鋼材。
將經過冷作硬化的鋼材放置一段時間之后，還會進一步出現時效硬化的現象，稱為應變時效硬化。應變時效硬化是冷作硬化和時效硬化的復合作用結果。
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