发布时间：2022-11-17点击：7166
一、形变强化（或应变强化，，， ，，加工硬化）
材料屈服以后，，， ，，随变形程度的增加，，， ，，材料的强度、硬度升高，，， ，，塑性、韧性下降的现象叫形变强化或加工硬化。。。。 。 。。。
机理
随着塑性变形的进行，，， ，，位错密度不断增加，，， ，，因此位错在运动时的相互交割加剧，，， ，，结果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍，，， ，，使位错运动的阻力增大，，， ，，引起变形抗力增加，，， ，，给继续塑性变形造成困难，，， ，，从而提高金属的强度
规律：变形程度增加，，， ，，材料的强度、硬度升高，，， ，，塑性、韧性下降，，， ，，位错密度不断增加，，， ，，根据公式图片，，， ，，可知强度与位错密度ρ的二分之一次方成正比，，， ，，位错的伯氏矢量b越大，，， ，，强化效果越显著。。。。 。 。。。
方法：冷变形，，， ，，比如冷压、滚压、喷丸等。。。。 。 。。。例子：冷拔钢丝可使其强度成倍增加。。。。 。 。。。
形变强化的实际意义(利与弊)
（1）利：
① 形变强化是强化金属的有效方法，，， ，，对一些不能用热处理强化的材料，，， ，，可以用形变强化的方法提高材料的强度，，， ，，可使强度成倍的增加。。。。 。 。。。
② 是某些工件或半成品加工成形的重要因素，，， ，，使金属均匀变形，，， ，，使工件或半成品的成形成为可能，，， ，，如冷拔钢丝、零件的冲压成形。。。。 。 。。。
③ 形变强化还可提高零件或构件在使用过程中的安全性，，， ，，零件的某些部位出现应力集中或过载现象时，，， ，，使该处产生塑性变形，，， ，，因加工硬化使过载部位的变形停止从而提高了安全性。。。。 。 。。。
（2）弊：
① 形变强化也给材料生产和使用带来麻烦，，， ，，变形使强度升高、塑性降低，，， ，，始继续变形带来困难，，， ，，需要消耗更多的功率。。。。 。 。。。
② 为了能让材料继续变形，，， ，，中间需要进行再结晶退火，，， ，，使材料可以继续变形而不至开裂，，， ，，增加了生产成本。。。。 。 。。。
二、固溶强化
随溶质原子含量的增加，，， ，，固溶体的强度、硬度升高，，， ，，塑性、韧性下降的现象叫固溶强化。。。。 。 。。。
机理
(1) 溶质原子的溶入，，， ，，使固溶体的晶格发生畸变，，， ，，对滑移面上运动的位错有阻碍作用。。。。 。 。。。
(2) 位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用，，， ，，增加了位错运动的阻力。。。。 。 。。。
(3) 溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。。。。 。 。。。所有阻碍位错运动，，， ，，增加位错移动阻力的因素都可使强度提高。。。。 。 。。。
规律
①在固溶体溶解度范围内，，， ，，合金元素的质量分数越大，，， ，，则强化作用越大
②溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大，，， ，，强化效果越显著。。。。 。 。。。
③形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素
④溶质原子与溶剂原子的价电子数相差越大，，， ，，强化作用越大。。。。 。 。。。
方法：合金化，，， ，，即加入合金元素。。。。 。 。。。
例子：铜镍合金的强度大于铜和镍纯金属的强度。。。。 。 。。。
三、细晶强化
随晶粒尺寸的减�。。。。 。 。。。�， ，，材料的强度、硬度升高，，， ，，塑性、韧性也得到改善的现象称为细晶强化。。。。 。 。。。
机制
其原理在于晶界对位错滑移的阻滞效应。。。。 。 。。。对于多晶体来说，，， ，，位错运动必须克服晶界的阻力，，， ，，这是由于晶界两侧位错的取向不同，，， ，，所以在某一个晶粒中，，， ，，滑移的位错不能直接穿越晶界进入相邻的晶粒，，， ，，只有在晶界处塞积了大量的位错后引起应力集中，，， ，，才能激发相邻晶粒中已有位错的运动产生滑移。。。。 。 。。。所以晶粒越细，，， ，，材料的强度就越高。。。。 。 。。。
规律
晶粒越细，，， ，，晶界面积越大，，， ，，根据霍尔-佩奇公式图片，，， ，，晶粒的平均直径d越�。。。。 。 。。。�， ，，材料的屈服强度σs越高
细化晶粒的方法
①结晶过程中可以通过增加过冷度，，， ，，变质处理，，， ，，振动及搅拌增加形核率来细化晶粒；；；； ； ；
②对于冷变形的金属可以通过控制变形度、退火温度来细化晶粒；；；； ； ；
③可以通过正火、退火的热处理方法细化晶粒；；；； ； ；
④可以在钢中加入合金元素，，， ，，形成新相从而抑制晶粒长大。。。。 。 。。。
四、第二相强化
在金属基体中还存在另外一个或几个其他的相，，， ，，这些相的存在使金属的强度得到提高。。。。 。 。。。因获得第二相的工艺不同，，， ，，第二相强化分为：①沉淀强化：通过相变热处理获得第二相②弥散强化：通过粉末烧结或内氧化获得第二相。。。。 。 。。。
机制
位错在运动过程中遇到第二相，，， ，，需要绕过或切过第二相，，， ，，从而第二相阻碍了位错的运动，，， ，，使得材料的强度提高。。。。 。 。。。
例子：钢中渗碳体的存在使钢的强度得到提高。。。。 。 。。。
文章来源：材料基
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