钢材经历了应变硬化之后(钢材热处理后硬度变化)

特殊钢 3年前 (2024) aysz01
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钢材经过冷加工所产生的应变硬化后什么发生变化

钢材经历了应变硬化之后(钢材热处理后硬度变化)

钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种。

脆性破坏:加载后,无明显变形,因此破坏前无预兆,断裂时断口平齐,呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大。

影响脆性破坏的因素

1.化学成分

2.冶金缺陷(偏析、非金属夹杂、裂纹、起层)

3.温度(热脆、低温冷脆)

4.冷作硬化

5.时效硬化

6.应力集中

7.同号三向主应力状态

1 ) 钢材质量差、厚度大:钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高,晶粒较粗,夹杂物等冶金缺陷严重,韧性差等;较厚的钢材辊轧次数较少,材质差、韧性低,可能存在较多的冶金缺陷。

(2) 结构或构件构造不合理:孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。

(3) 制造安装质量差:焊接、安装工艺不合理,焊缝交错,焊接缺陷大,残余应力严重;冷加工引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。

(4) 结构受有较大动力荷载或反复荷载作用:但荷载在结构上作用速度很快时(如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等),材料的应力- 应变特性就要发生很大的改变。随着加荷速度增大,屈服点将提高而韧性降低。特别是和缺陷、应力集中、低温等因素同时作用时,材料的脆性将显著增加。

(5)在较低环境温度下工作:当温度从常温开始下降肘,材料的缺口韧性将随之降低,材料逐渐变脆。这种性质称为低温冷脆。不同的钢种,向脆性转化的温度并不相同。同一种材料,也会由于缺口形状的尖锐程度不同,而在不同温度下发生脆性断裂。

为了防止钢材的脆性断裂,可以从以下几个方面着手:

1、裂纹

当焊接结构的板厚较大时(大于25mm),如果含碳量高,连接内部有约束作用,焊肉外形不适当,或冷却过快,都有可能在焊后出现裂纹,从而产生断裂破坏。针对这个问题,把碳控制在0.22%左右,同时在焊接工艺上增加预热措施使焊缝冷却缓慢,解决了断裂问题。

焊缝冷却时收缩作用受到约束,有可能促使它出现裂纹。措施是:在两板之间垫上软钢丝留出缝隙,焊缝有收缩余地,裂纹就不会出现。

把角焊缝的表面作成凹形,有利于缓和应力集中。凹形表面的焊缝,焊后比凸形的容易开裂,原因是凹形缝的表面有较大的收缩拉应力,并且在45截面上焊缝厚度最小。凸形缝表面拉力不大,而45截面又有所增强,情况要好的多。在凹形焊缝开裂的条件下,改用凸形焊缝,就不再开裂。

2、应力

考察断裂问题时,应力是构件的实际应力,它不仅和荷载的大小有关,也和构造形状及施焊条件有关。几何形状和尺寸的突然变化造成应力集中,使局部应力增高,对脆性破坏最为危险。施焊过程造成构件内的残余拉应力,也是不利的。因此,避免焊缝过于集中和避免截面突然变化,都有助于防止脆性断裂。

3、材料选用

为了防止脆性断裂,结构的材料应该具有一定的韧性。材料断裂时吸收的能量和温度有密切关系。吸收的能量可以划分为三个区域,即变形是塑性的、弹塑性的和弹性的。要求材料的韧性不低于弹性,以避免出现完全脆性的断裂,也没有必要高于弹塑性,对钢材要求太高,必然会提高造价。钢材的厚度对它的韧性也有影响。厚钢板的韧性低于薄钢板。

4、构造细部

发生脆性断裂的原因是存在和焊缝相交的构造缝隙,或相当于构造缝隙的未透焊缝。构造焊缝相当于狭长的裂纹,造成高度的应力集中,焊缝则造成高额残余拉应力并使近旁金属因热塑变形而时效硬化,提高脆性。低温地区结构的构造细部应该保证焊缝能够焊透。因此,设计时必须注意焊缝的施工条件,以保证施焊方便,能够焊透。

不锈钢应变硬化要注意什么

加工硬化------随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。 应变硬化------在材料的拉伸压缩实验中,材料经过屈服阶段之后,又增强了抵抗变形的能力。这时,要使材料继续变形需要增大应力。经过屈服滑移之后,材料重新呈现抵抗继续变形的能力,称为应变硬化。(又称为冷作应变)。 一.常温下钢经过塑性变形后,内部组织将发生变化,晶粒沿着变形最大的方向被拉长,晶格被扭曲,从而提高了材料的抗变形能力。这种现象称为应变硬化或加工硬化。 二. 金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示

应变硬化对钢材的常温力学性能有何影响

在常温下钢经过塑性变形后,内部组织将发生变化,晶粒沿变形最大的方向被伸长,晶格 被扭曲,从而提高材料的抗变形能力。这种现象称为应变硬化或加工硬化。例如,在常温下 把钢预拉到塑性变形,然后卸载,当再次加载时,材料的比例极限将提高而塑性降低。

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