本篇文章給大家談?wù)勪摬牡睦渥饔不?，以及鋼材冷作硬?使對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

剛材經(jīng)過(guò)冷作硬化以后,力學(xué)性質(zhì)有什么變化

在常溫下把材料預(yù)拉到強(qiáng)化階段然后卸載,當(dāng)再次加載時(shí),試樣在線彈性范圍內(nèi)所能承受的最大荷載將增大.這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。

利：提高了材料在彈性階段內(nèi)的承載能力。

弊：降低了材料的塑性。

加工硬化給金屬件的進(jìn)一步加工帶來(lái)困難。如在冷軋鋼板的過(guò)程中會(huì)愈軋愈硬以致軋不動(dòng)，因而需在加工過(guò)程中安排中間退火，通過(guò)加熱消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表層脆而硬，從而加速刀具磨損、增大切削力等。但有利的一面是，特別是對(duì)于那些不能以熱處理方法提高強(qiáng)度的純金屬和某些合金尤為重要。如冷拉高強(qiáng)度鋼絲和冷卷彈簧等，就是利用冷加工變形來(lái)提高其強(qiáng)度和彈性極限。又如坦克和拖拉機(jī)的履帶、破碎機(jī)的顎板以及鐵路的道岔等也是利用加工硬化來(lái)提高其硬度和耐磨性的。

經(jīng)冷作硬化后對(duì)金屬材料的力學(xué)性能有何影響？ 對(duì)于存在明顯屈服階段的材料，屈服力判定的基本原則是什么

經(jīng)冷作硬化后對(duì)金屬材料的強(qiáng)度、硬度均有不同程度的升高、但塑性和韌性卻會(huì)下降。

在材料進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，其中強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)一段微小波動(dòng)的曲線，而波峰稱為上屈服點(diǎn)、波谷稱為下屈服點(diǎn)，相差不大時(shí)，直接用上屈服點(diǎn)代替屈服強(qiáng)度，否則取其平均值。

在外力的作用下，金屬材料的變形量增大，晶粒破碎和位錯(cuò)密度增加，導(dǎo)致金屬的塑性變形抗力迅速增加，對(duì)材料的力學(xué)性能影響是： 硬度和強(qiáng)度顯著升高；塑性和韌性下降，產(chǎn)生所謂的“加工硬化”現(xiàn)象。

擴(kuò)展資料：

在金屬的彈性變形達(dá)到極限后，其強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生小范圍的波動(dòng)，這時(shí)也就是塑性變形開(kāi)始了。這個(gè)點(diǎn)即是屈服點(diǎn)，這時(shí)所受的應(yīng)力就叫做屈服應(yīng)力或屈服強(qiáng)度。屈服點(diǎn)之前一般金屬的變形量與拉力接近一次線性關(guān)系，屈服點(diǎn)之后就變?yōu)槎尉€性關(guān)系（拋物線），即拉力增加不大，但產(chǎn)生的變形量卻相對(duì)較大。

參考資料來(lái)源：百度百科-屈服應(yīng)力

鋼材經(jīng)過(guò)冷加工所產(chǎn)生的應(yīng)變硬化后什么發(fā)生變化

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞：加載后，無(wú)明顯變形，因此破壞前無(wú)預(yù)兆，斷裂時(shí)斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險(xiǎn)性大。

影響脆性破壞的因素

1.化學(xué)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(shí)效硬化

6.應(yīng)力集中

7.同號(hào)三向主應(yīng)力狀態(tài)

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

(2) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件構(gòu)造不合理：孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當(dāng)?shù)仁箲?yīng)力集中嚴(yán)重。

(3) 制造安裝質(zhì)量差：焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯(cuò),焊接缺陷大,殘余應(yīng)力嚴(yán)重；冷加工引起的應(yīng)變硬化和隨后出現(xiàn)的應(yīng)變時(shí)效使鋼材變脆。

(4) 結(jié)構(gòu)受有較大動(dòng)力荷載或反復(fù)荷載作用：但荷載在結(jié)構(gòu)上作用速度很快時(shí)（如吊車行進(jìn)時(shí)由于軌縫處高差而造成對(duì)吊車梁的沖擊作用和地震作用等），材料的應(yīng)力- 應(yīng)變特性就要發(fā)生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點(diǎn)將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應(yīng)力集中、低溫等因素同時(shí)作用時(shí),材料的脆性將顯著增加。

（5）在較低環(huán)境溫度下工作：當(dāng)溫度從常溫開(kāi)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(zhì)稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉(zhuǎn)化的溫度并不相同。同一種材料,也會(huì)由于缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發(fā)生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂，可以從以下幾個(gè)方面著手：

1、裂紋

當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)的板厚較大時(shí)（大于25mm），如果含碳量高，連接內(nèi)部有約束作用，焊肉外形不適當(dāng)，或冷卻過(guò)快，都有可能在焊后出現(xiàn)裂紋，從而產(chǎn)生斷裂破壞。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，把碳控制在0.22%左右，同時(shí)在焊接工藝上增加預(yù)熱措施使焊縫冷卻緩慢，解決了斷裂問(wèn)題。

焊縫冷卻時(shí)收縮作用受到約束，有可能促使它出現(xiàn)裂紋。措施是：在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙，焊縫有收縮余地，裂紋就不會(huì)出現(xiàn)。

把角焊縫的表面作成凹形，有利于緩和應(yīng)力集中。凹形表面的焊縫，焊后比凸形的容易開(kāi)裂，原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應(yīng)力，并且在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(qiáng)，情況要好的多。在凹形焊縫開(kāi)裂的條件下，改用凸形焊縫，就不再開(kāi)裂。

2、應(yīng)力

考察斷裂問(wèn)題時(shí)，應(yīng)力是構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力，它不僅和荷載的大小有關(guān)，也和構(gòu)造形狀及施焊條件有關(guān)。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應(yīng)力集中，使局部應(yīng)力增高，對(duì)脆性破壞最為危險(xiǎn)。施焊過(guò)程造成構(gòu)件內(nèi)的殘余拉應(yīng)力，也是不利的。因此，避免焊縫過(guò)于集中和避免截面突然變化，都有助于防止脆性斷裂。

3、材料選用

為了防止脆性斷裂，結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)該具有一定的韌性。材料斷裂時(shí)吸收的能量和溫度有密切關(guān)系。吸收的能量可以劃分為三個(gè)區(qū)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于彈性，以避免出現(xiàn)完全脆性的斷裂，也沒(méi)有必要高于彈塑性，對(duì)鋼材要求太高，必然會(huì)提高造價(jià)。鋼材的厚度對(duì)它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低于薄鋼板。

4、構(gòu)造細(xì)部

發(fā)生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構(gòu)造縫隙，或相當(dāng)于構(gòu)造縫隙的未透焊縫。構(gòu)造焊縫相當(dāng)于狹長(zhǎng)的裂紋，造成高度的應(yīng)力集中，焊縫則造成高額殘余拉應(yīng)力并使近旁金屬因熱塑變形而時(shí)效硬化，提高脆性。低溫地區(qū)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)部應(yīng)該保證焊縫能夠焊透。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意焊縫的施工條件，以保證施焊方便，能夠焊透。

冷作硬化的冷作硬化的力學(xué)現(xiàn)象

普通彈性材料（例如低碳鋼）在拉伸實(shí)驗(yàn)中會(huì)經(jīng)歷4個(gè)階段：彈性形變、屈服階段、強(qiáng)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(nèi)，拉力與材料伸長(zhǎng)成正比（胡克定律）。當(dāng)外力撤去之后，材料會(huì)恢復(fù)原來(lái)的長(zhǎng)度。

屈服階段：在外部拉力超過(guò)彈性極限之后，材料失去抵抗外力的能力而“屈服”，即在此情況下外力無(wú)顯著變化材料依然會(huì)伸長(zhǎng)。當(dāng)外力撤去后，材料無(wú)法回到原來(lái)的長(zhǎng)度。

強(qiáng)化階段：材料在內(nèi)部晶體重新排列后重新獲得抵抗拉伸的能力，但此時(shí)的形變?yōu)樗苄孕巫儯饬Τ啡ズ鬅o(wú)法回到原來(lái)的長(zhǎng)度。

破壞階段：材料在過(guò)度受力后開(kāi)始在薄弱部位出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，抵抗拉伸能力急劇下降，直至斷裂。

由于鋼材在從紅熱狀態(tài)冷卻后，內(nèi)部熱應(yīng)力及晶體排列的緣故，無(wú)法使其發(fā)揮出最大的抵抗拉伸能力，因此在常溫下，將鋼材拉伸至強(qiáng)化階段后撤去外力。鋼材經(jīng)過(guò)這種加工后，長(zhǎng)度增加，直徑縮小，彈性極限上升至相當(dāng)于原材料強(qiáng)化階段，大大提升了材料的彈性極限。并且使應(yīng)變率降低，提高了材料的剛度。

鋼材的冷加工硬化對(duì)鋼材的性能有何影響

鋼材隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象，稱為時(shí)效。經(jīng)時(shí)效處理的鋼筋，其屈服點(diǎn)、抗拉極限提高，塑性和韌性降低。

由于溶于-Fe晶格中的氮和氧等原子，以Fe4N與FeO的形式析出并向缺陷處移動(dòng)和聚集。當(dāng)鋼材冷加工塑性變形后，或受動(dòng)載的反復(fù)振動(dòng)，都會(huì)促進(jìn)氮、氧原子的移動(dòng)和聚集，加速時(shí)效的發(fā)展，使晶格畸變加劇，阻礙晶粒發(fā)生滑移，增加了抵抗塑性變形的能力。

在常溫下，將鋼材進(jìn)行機(jī)械加工，使其產(chǎn)生塑性變形，以提高其屈服強(qiáng)度的過(guò)程稱為冷加工。冷加工后的鋼材，其屈服點(diǎn)提高而抗拉強(qiáng)度基本不變，塑性和韌性相應(yīng)降低，彈性模量也有所降低。

鋼材在冷加工變形時(shí)，由于晶粒間已產(chǎn)生滑移，晶粒形狀改變。同時(shí)在滑移區(qū)域，晶粒破碎，晶格歪扭，從而對(duì)繼續(xù)滑移造成阻力，要使它重新產(chǎn)生滑移就必須增加外力，這就意味著屈服強(qiáng)度有所提高，但由于減少了可以利用的滑移面，故鋼的塑性降低。另外，在塑性變形中產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力，鋼材的彈性模量降低。

什么是冷作硬化？

一、金屬材料在常溫或再結(jié)晶溫度以下的加工產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒產(chǎn)生剪切、滑移，晶粒被拉長(zhǎng)，這些都會(huì)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。

二、金屬在冷態(tài)塑性變形中，使金屬的強(qiáng)化指標(biāo)，如屈服點(diǎn)、硬度等提高，塑性指標(biāo)如伸長(zhǎng)率降低的現(xiàn)象稱為冷作硬化。

擴(kuò)展資料：

一、局部或整體硬化，即在局部或整體上提高了鋼材的強(qiáng)度和硬度，但卻降低了塑性和韌性，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化(或應(yīng)變硬化）。

二、冷拔高強(qiáng)度鋼絲充分利用了冷作硬化現(xiàn)象。

三、在懸索結(jié)構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用。

四、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，可有條件地利用因冷彎效應(yīng)而產(chǎn)生的強(qiáng)度提高現(xiàn)象。

五、但對(duì)截面復(fù)雜的鋼構(gòu)件來(lái)說(shuō)，則是無(wú)法利用的。相反，鋼材由于冷硬變脆，常成為鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂的原因。

參考資料：

冷作硬化---百度百科

鋼材的冷作硬化后的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容。