今天給各位分享鋼材經(jīng)過冷作硬化后的知識，現(xiàn)在開始吧！

鋼材經(jīng)冷加工和時(shí)效處理后性能如何變化?

鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔和冷軋。使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度，成為冷加工強(qiáng)化。鋼材經(jīng)冷加工強(qiáng)化后，屈服強(qiáng)度提高，塑性、韌性及彈性模量降低。

經(jīng)冷加工處理后的鋼材，在常溫下存放15~20d，或加熱至100~200℃后保持一定時(shí)間（2~3h），其屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高，且抗拉強(qiáng)度也提高，同時(shí)塑性和韌性也進(jìn)一步降低，彈性模量則基本恢復(fù)。這個(gè)過程稱為時(shí)效處理。在常溫下存放15~20d，稱為自然時(shí)效，適合用于低強(qiáng)度鋼材；加熱至100~200℃后保持一定時(shí)間（2~3h），稱為人工時(shí)效，適合高強(qiáng)度鋼材

總之：經(jīng)過冷加工和時(shí)效后個(gè)鋼材的屈服強(qiáng)度提高。塑性和韌性降低。

鋼材經(jīng)過冷作硬化處理后其什么不變

鋼材經(jīng)過冷作硬化處理后其彈性模量不變。

彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù)，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度的反映。凡影響鍵合強(qiáng)度的因素均能影響材料的彈性模量，如鍵合方式、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、微觀組織、溫度等。因合金成分不同、熱處理狀態(tài)不同、冷塑性變形不同等，金屬材料的楊氏模量值會有5%或者更大的波動。但是總體來說，金屬材料的彈性模量是一個(gè)對組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)，合金化、熱處理（纖維組織）、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小，溫度、加載速率等外在因素對其影響也不大，所以一般工程應(yīng)用中都把彈性模量作為常數(shù)。

彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，相當(dāng)于普通彈簧中的剛度。

鋼材的冷加工硬化對鋼材的性能有何影響

鋼材隨著時(shí)間的延長，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和聚集。當(dāng)鋼材冷加工塑性變形后，或受動載的反復(fù)振動，都會促進(jìn)氮、氧原子的移動和聚集，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。

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)，拉力與材料伸長成正比（胡克定律）。當(dāng)外力撤去之后，材料會恢復(fù)原來的長度。

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

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?，外力撤去后無法回到原來的長度。

破壞階段：材料在過度受力后開始在薄弱部位出現(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)過這種加工后，長度增加，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。

剛材經(jīng)過冷作硬化以后,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)一步加工帶來困難。如在冷軋鋼板的過程中會愈軋愈硬以致軋不動，因而需在加工過程中安排中間退火，通過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提高其硬度和耐磨性的。

鋼材經(jīng)過冷加工所產(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，無明顯變形，因此破壞前無預(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)，或冷卻過快，都有可能在焊后出現(xiàn)裂紋，從而產(chǎn)生斷裂破壞。針對這個(gè)問題，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。在凹形焊縫開裂的條件下，改用凸形焊縫，就不再開裂。

2、應(yīng)力

考察斷裂問題時(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，對脆性破壞最為危險(xiǎn)。施焊過程造成構(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，也沒有必要高于彈塑性，對鋼材要求太高，必然會提高造價(jià)。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。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。

關(guān)于鋼材經(jīng)過冷作硬化后和鋼材經(jīng)過冷作硬化后其性能的變化的介紹到此就結(jié)束了,記得收藏關(guān)注本站。