金屬材料強度理論

1、強度理論在加工硬化中的應(yīng)用強度理論在鍛壓方向的主要應(yīng)用是加工硬化加工硬化的機理：（1） 三種單晶體金屬的應(yīng)力應(yīng)變情況1， 面心立方金屬形變強化能力遠(yuǎn)大于其他金屬。2，隨著應(yīng)變增大，面心立方金屬經(jīng)歷弱的變形強化階段后，發(fā)生強的形變強化，隨后形變強化能力減弱。3，體心立方的金屬和密排六方金屬初始弱形變強化階段長度大于面心立方金屬。金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象。又稱冷作硬化。產(chǎn)生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯的纏結(jié)，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力等。加工硬化的程度通常用加工后與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表

2、   加工硬化示。 加工硬化給金屬件的進一步加工帶來困難。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，它可提高金屬的強度、硬度和耐磨性，特別是對于那些不能以熱處理方法提高強度的純金屬和某些合金尤為重要。如冷拉高強度鋼絲和冷卷彈簧等，就是利用冷加工變形來提高其強度和彈性極限。又如坦克和拖拉機的履帶、破碎機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。 以低碳鋼拉伸的應(yīng)力應(yīng)變(-)圖為例（見圖）。當(dāng)載荷超過屈服階段c后,進入強化

3、階段g,到某點k卸載時,應(yīng)力不沿加載路線ocdk返回，而是沿著基本平行于o的直線ko1下降,產(chǎn)生塑性變形oo1。再加載時,應(yīng)力沿o1k上升,過k點后繼續(xù)產(chǎn)生塑性變形,此時屈服極限已由S提高到。如此反復(fù)作用,每循環(huán)一次都產(chǎn)生一次新的塑性變形，并提高強度指標(biāo)。但隨著循環(huán)次數(shù)的增加，加工硬化逐漸趨于穩(wěn)定。這種加工硬化現(xiàn)象可解釋為：在塑性變形時晶粒產(chǎn)生滑移，滑移面和其附近的晶格扭曲，使晶粒伸長和破碎，金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力等，因而繼續(xù)塑性變形就變得困難，引起加工硬化。這種現(xiàn)象受到構(gòu)成金屬基體的元素性質(zhì)、點陣類型、變形溫度、變形速度和變形程度等因素影響。加工硬化可由真正應(yīng)力-應(yīng)變曲線來描述。 編輯本段在機械工程中的作用經(jīng)過冷拉、滾壓和噴丸（見表面強化）等工藝，能顯著提高金屬材料、零件和構(gòu)件的表面強度；    加工硬化零件受力后，某些部位局部應(yīng)力常超過材料的屈服極限，引起塑性變形，由于加工硬化限制了塑性變形的繼續(xù)發(fā)展，可提高零件和構(gòu)件的安全度； 金屬零件或構(gòu)件在沖壓時，其塑性變形處伴隨著強化，使變形轉(zhuǎn)移到其周圍未加工硬化部分。經(jīng)過這樣反復(fù)交替作用可得到截面變形均勻一致的冷沖壓件； 可以改進低碳鋼的切削性能，使切屑易于分離。但加工硬化也給金屬件進一步加工帶來困難。如冷拉鋼絲，由于加工硬化使進一步拉拔耗能大，甚至