Kekuatan Hasil Bahan Logam Dan Faktor Yang Mempengaruhinya

Kekuatan hasil merujuk kepada bahan bahan mula menghasilkan ubah bentuk makro-plastik apabila tegasan. Untuk fenomena hasil adalah bahan yang jelas, kekuatan hasil pada titik hasil tegasan - nilai hasil; untuk fenomena hasil bukan bahan yang jelas, biasanya akan menjadi lengkung tegasan - terikan untuk menyediakan untuk berlakunya jumlah ubah bentuk baki sebagai piawai, seperti biasanya 0.2% ubah bentuk baki tegasan sebagai kekuatan hasil, simbol untuk σ0.2 atau σys.
Kekuatan hasil biasanya digunakan sebagai indeks penilaian sifat mekanikal bahan pepejal, dan merupakan had penggunaan sebenar bahan.
Faktor intrinsik yang mempengaruhi kekuatan hasil
Faktor intrinsik yang mempengaruhi kekuatan hasil adalah:
1. sifat logam dan jenis kekisi - Kekuatan hasil bagi hablur tunggal logam tulen ditentukan oleh rintangan terhadap pergerakan terkehel. Rintangan ini dibezakan antara rintangan kekisi dan rintangan yang terhasil daripada interaksi antara kehelan. Daya kekisi berkaitan dengan lebar kehelan dan vektor Bergner, yang kedua-duanya berkaitan dengan struktur kristal. Rintangan yang dijana oleh interaksi antara kehelan termasuk rintangan yang dihasilkan oleh interaksi antara kehelan selari dan rintangan yang dijana oleh interaksi antara kehelan bergerak dan kehelan hutan. Ia dinyatakan dengan formula: T= Gb/L, di manakah faktor penskalaan, dan kerana ketumpatan ρ adalah berkadar dengan 1/L2, oleh itu, T= Gbρ1/2, yang menunjukkan bahawa peningkatan ketumpatan meningkatkan kekuatan hasil.
2. Saiz dan substruktur butiran - kesan saiz butiran adalah gambaran kesan sempadan butiran, mengurangkan saiz butiran akan meningkatkan bilangan halangan pergerakan terkehel dan mengurangkan panjang kumpulan penyumbat kehelan dalam butiran, yang akan mengakibatkan peningkatan dalam kekuatan hasil. Banyak logam dan aloi dengan kekuatan hasil dan saiz butiran perhubungan adalah konsisten dengan formula Holpegger σs=σj + kyd-1/2, di mana σj ialah kehelan dalam logam asas dalam pergerakan jumlah rintangan, juga dikenali sebagai rintangan geseran, yang ditentukan oleh struktur kristal dan ketumpatan kehelan; ky ialah ukuran sempadan butiran pada pengukuhan sumbangan kepada saiz pemalar tambatan, atau penghujung jalur gelincir pekali kepekatan tegasan; d untuk saiz purata bijirin. Sempadan subgranular bertindak serupa dengan sempadan butiran dan juga menghalang pergerakan terkehel.
3. unsur terlarut - logam tulen ke dalam atom terlarut untuk membentuk interstisial atau penggantian jenis aloi penyelesaian pepejal akan meningkatkan kekuatan hasil dengan ketara, ini adalah pengukuhan penyelesaian pepejal. Ini disebabkan terutamanya oleh atom terlarut dan atom pelarut diameter yang berbeza, dalam bahan terlarut di sekeliling pembentukan medan tegasan herotan kekisi, medan tegasan menghasilkan interaksi, supaya pergerakan kehelan disekat, dengan itu meningkatkan kekuatan hasil.

4. fasa kedua - bahan logam kejuruteraan yang mikrostrukturnya secara amnya berbilang fasa. Kesan fasa kedua ke atas kekuatan hasil berkait rapat dengan sama ada plasma itu sendiri boleh berubah bentuk semasa ubah bentuk hasil bahan logam. Sehubungan itu, plasma fasa kedua boleh dibahagikan kepada dua kategori: tidak boleh ubah bentuk dan boleh ubah bentuk.
Mengikut teori kehelan, garisan kehelan hanya boleh memintas plasma fasa kedua yang tidak boleh diubah bentuk, dan atas sebab ini, ketegangan garis kehelan lentur mesti diatasi. Kekuatan hasil dan tegasan reologi bahan logam dengan plasma fasa kedua yang tidak boleh diubah bentuk ditentukan oleh jarak antara plasma fasa kedua. Dalam kes plasma fasa kedua boleh ubah bentuk, kehelan boleh dipotong dan diubah bentuk bersama-sama dengan matriks, dengan itu juga meningkatkan kekuatan hasil.
Kesan pengukuhan fasa kedua juga berkaitan dengan saiz, bentuk, nombor dan taburannya, serta kekuatan, keplastikan dan sifat pengerasan yang sepadan bagi fasa kedua dan matriks, kesesuaian kristalografi antara dua fasa dan tenaga antara muka. . Untuk nisbah isipadu yang sama bagi fasa kedua, plasma memanjang dengan ketara mempengaruhi gerakan kehelan, supaya kekuatan hasil bahan logam dengan organisasi sedemikian adalah lebih tinggi daripada yang berbentuk sfera.
Ringkasnya, ciri-ciri jejak logam rintangan ubah bentuk plastik kekuatan hasil adalah komposisi, organisasi adalah amat sensitif kepada sifat mekanikal indeks, dipengaruhi oleh banyak faktor intrinsik, menukar komposisi aloi atau proses rawatan haba boleh membuat kekuatan hasil untuk menghasilkan. perubahan ketara.
Pengaruh ke atas kekuatan hasil faktor ekstrinsik
1. suhu - suhu umum kekuatan hasil bahan logam berkurangan, bagaimanapun, struktur kristal bahan logam adalah berbeza, trend perubahan tidak sama.
2. kadar terikan - apabila regangan, kadar pemuatan meningkat, kadar terikan meningkat, kekuatan bahan logam akan meningkat. Ini terutamanya kerana, sebarang jenis logam mempunyai kelajuan perambatan ubah bentuk plastiknya sendiri, jika kelajuan pemuatan lebih besar daripada kelajuan perambatan plastiknya sendiri, pasti akan membawa kepada peningkatan dalam titik hasil. Ini kerana jika kadar pemuatan terlalu cepat, putaran satah kristalografi ke arah daya luaran tidak mencukupi, dan gelinciran terhalang dalam pertumbuhan dan pengembangan spesimen, yang menampakkan dirinya secara makroskopik dalam bentuk peningkatan. dalam rintangan kepada ubah bentuk plastik yang memulakan. Ini adalah, dengan penjanaan pengerasan ubah bentuk, penghapusan spontan pengerasan tindak balas tidak dapat dijalankan, dan pengerasan ubah bentuk akan menghalang perkembangan ubah bentuk yang berterusan, jadi untuk mencapai ubah bentuk sisa yang diingini, adalah perlu untuk meneruskan meningkatkan daya luaran, yang juga ditunjukkan sebagai peningkatan rintangan kepada ubah bentuk plastik awal.

3. Keadaan tegasan - keadaan tegasan pada kekuatan hasil bahan logam juga sangat penting. Lebih besar komponen tegasan ricih, lebih kondusif kepada ubah bentuk plastik bahan, semakin rendah kekuatan hasil, jadi kilasan daripada kekuatan hasil tegangan rendah, tegangan daripada kekuatan hasil lenturan rendah, keadaan tegasan yang sama bahan. kekuatan hasil adalah berbeza, bukan perubahan dalam sifat bahan, tetapi bahan dalam keadaan yang berbeza prestasi tingkah laku mekanikal yang berbeza sahaja. Kami biasanya mengatakan bahawa kekuatan hasil bahan secara amnya merujuk kepada kekuatan hasil dalam regangan sehala.
Bagaimana untuk meningkatkan kekuatan hasil
1. Pengubahsuaian aloi
Pengubahsuaian aloi adalah kaedah biasa untuk meningkatkan kekuatan hasil logam. Melalui penambahan unsur dalam logam, pembentukan larutan pepejal, fasa pengerasan pemendakan atau larutan pepejal celahan, dsb., untuk memperbaiki struktur mikro logam, dengan itu meningkatkan kekuatan logam. Sebagai contoh, penambahan unsur nadir bumi kepada aloi aluminium boleh meningkatkan kekuatan hasilnya dengan ketara.
2. Rawatan haba
Rawatan haba termasuk kaedah penyepuhlindapan, pelindapkejutan dan pembajaan. Dengan mengawal suhu, masa dan kadar penyejukan rawatan haba, saiz butiran logam ditapis, sempadan butiran disucikan dan ketumpatan kehelan meningkat, untuk meningkatkan kekuatan hasil logam. Sebagai contoh, pelindapkejutan boleh meningkatkan kekuatan hasil dan kekerasan keluli dengan ketara.
3. Pengerasan kerja sejuk
Pengerasan kerja sejuk merujuk kepada peningkatan ketumpatan kehelan melalui ubah bentuk kerja sejuk logam dan peningkatan kekuatan dan kekerasan logam dengan menghalang pergerakan kehelan. Biasanya menggunakan kaedah pemampatan, regangan, lenturan dan lain-lain kaedah kerja sejuk. Sebagai contoh, kuprum boleh meningkatkan kekuatan hasil dengan ketara selepas ubah bentuk tegangan.
4. Kejuruteraan sempadan bijian
Kejuruteraan sempadan bijian adalah kaedah untuk meningkatkan kekuatan hasil logam dengan menggunakan kesan sempadan bijian ke atas sifat bahan. Dengan mengawal interaksi sempadan butiran logam dan kesan penghalang kehelan, kekuatan hasil logam boleh dipertingkatkan dengan ketara. Sebagai contoh, kekuatan hasil kuprum boleh dipertingkatkan dengan ketara dengan melaraskan sudut sempadan butiran dan morfologi sempadan butiran.
5. Rawatan permukaan
Rawatan permukaan adalah kaedah untuk meningkatkan kekuatan hasil logam melalui pengubahsuaian permukaan. Sebagai contoh, penggunaan teknologi penyaduran tembaga kimia boleh membuat permukaan keluli untuk membentuk lapisan salutan tembaga seragam, supaya permukaan keluli untuk membentuk struktur dan organisasi baru, dengan itu meningkatkan kekuatan hasil.
Secara ringkasnya, terdapat pelbagai kaedah untuk meningkatkan kekuatan hasil bahan logam, termasuk pengubahsuaian pengaloian, rawatan haba, pengerasan kerja sejuk, kejuruteraan sempadan bijian dan rawatan permukaan. Dalam aplikasi praktikal, adalah perlu untuk memilih kaedah yang sesuai untuk penambahbaikan mengikut jenis bahan yang berbeza dan persekitaran penggunaan.