Metalinių medžiagų išeiga ir ją įtakojantys veiksniai

Takumo stipris reiškia, kad medžiaga medžiaga pradeda gaminti makroplastinę deformaciją, kai įtampa. Dėl derlingumo reiškinys yra akivaizdus medžiaga, takumo riba dėl įtempių takumo taško - takumo vertės; Kadangi išeigos reiškinys nėra akivaizdus medžiaga, paprastai tai bus įtempių ir deformacijų kreivė, kad būtų užtikrintas tam tikras liekamosios deformacijos dydis, pavyzdžiui, paprastai 0.2 % liekamosios deformacijos. įtempis kaip takumo riba, simbolis σ0.2 arba σys.
Takumo stipris paprastai naudojamas kaip kietų medžiagų mechaninių savybių vertinimo indeksas ir yra faktinė medžiagos naudojimo riba.
Būdingi veiksniai, turintys įtakos takumo ribai
Esminiai veiksniai, turintys įtakos takumo ribai, yra šie:
1. metalo prigimtis ir gardelės tipas – gryno metalinio monokristalo takumo riba nustatoma pagal atsparumą dislokaciniam judėjimui. Šios varžos skiriasi tarp grotelių pasipriešinimo ir pasipriešinimo, atsirandančio dėl dislokacijų sąveikos. Grotelių jėgos yra susijusios su dislokacijos pločiais ir Bergnerio vektoriais, kurie abu savo ruožtu yra susiję su kristalų struktūra. Atsparumas, atsirandantis dėl sąveikos tarp dislokacijų, apima pasipriešinimą, kurį sukuria lygiagrečių dislokacijų sąveika, ir pasipriešinimą, kurį sukuria judančių dislokacijų ir miško dislokacijų sąveika. Jis išreiškiamas formule: T= Gb/L, kur yra mastelio koeficientas, ir kadangi tankis ρ yra proporcingas 1/L2, todėl T= Gbρ1/2, kas rodo, kad tankio padidėjimas padidina takumo ribą.
2. Grūdelių dydis ir substruktūra – grūdelių dydžio efektas atspindi grūdų ribų poveikį, sumažinus grūdelių dydį padidės dislokacijos judėjimo kliūčių skaičius ir sumažės dislokacijos užsikimšimo grupės ilgis grūde, dėl ko takumo stiprumo padidėjimas. Daugelis metalų ir lydinių, kurių takumo riba ir grūdelių dydis atitinka ryšį, atitinka Holpeggerio formulę σs=σj + kyd-1/2, kurioje σj yra netauriojo metalo dislokacija judant bendra varža, dar vadinama trinties varža, kurią lemia kristalų struktūra ir dislokacijų tankis; ky – grūdelių ribų matas, atsižvelgiant į tai, kaip stiprėja prisirišimo konstantos dydis arba įtempių koncentracijos koeficiento slydimo juostos pabaiga; d vidutiniam grūdų dydžiui. Subgranulinės ribos veikia panašiai kaip grūdų ribos ir taip pat trukdo dislokacijų judėjimui.
3. tirpių elementų - grynas metalas į tirpių atomus, kad susidarytų intersticinis arba pakaitinis kieto tirpalo lydinys, žymiai padidins takumo ribą, tai yra kietojo tirpalo stiprinimas. Taip yra daugiausia dėl skirtingo skersmens ištirpusių medžiagų atomų ir tirpiklių atomų, o tirpioje medžiagoje aplink grotelių iškraipymo įtempių lauko susidarymą įtempių laukas sukuria sąveiką, todėl dislokacijos judėjimas yra blokuojamas, taip padidinant takumo ribą.

4. antroji fazė – inžinerinės metalinės medžiagos, kurių mikrostruktūra paprastai yra daugiafazė. Antrosios fazės poveikis takumo ribai yra labai susijęs su tuo, ar pačios plazmos gali deformuotis metalinės medžiagos takumo deformacijos metu. Atitinkamai antrosios fazės plazmas galima suskirstyti į dvi kategorijas: nedeformuojančias ir deformuojamas.
Remiantis dislokacijos teorija, dislokacijos linija gali apeiti tik nedeformuojamas antrosios fazės plazmas, todėl reikia įveikti lenkimo dislokacijos linijos įtempimą. Metalinių medžiagų su nedeformuojamomis antrosios fazės plazmomis takumo riba ir reologinis įtempis nustatomas pagal atstumą tarp antrosios fazės plazmų. Deformuojamų antrosios fazės plazmų atveju dislokacijos gali būti perpjautos ir deformuojamos kartu su matrica, taip padidinant takumo ribą.
Antrosios fazės stiprinantis poveikis taip pat yra susijęs su jos dydžiu, forma, skaičiumi ir pasiskirstymu, taip pat antrosios fazės ir matricos stiprumu, plastiškumu ir atitinkamomis kietėjimo savybėmis, kristalografiniu suderinimu tarp dviejų fazių ir sąsajos energija. . Esant tokiam pačiam antrosios fazės tūrio santykiui, pailgėjusios plazmos reikšmingai įtakoja dislokacijos judėjimą, todėl tokios struktūros metalinės medžiagos takumo riba yra didesnė nei sferinės.
Apibendrinant galima pasakyti, kad apibūdinkite metalo pėdsakų atsparumą plastinei deformacijai, takumo riba yra sudėtis, organizacija yra labai jautri mechaninėms indekso savybėms, veikiama daugelio būdingų veiksnių, lydinio sudėties pasikeitimas arba terminio apdorojimo procesas gali sukelti takumo ribą. reikšmingų pokyčių.
Įtaka išorinių veiksnių takumo ribai
1. temperatūra - mažėja bendra metalo medžiagos takumo riba, tačiau skiriasi metalinės medžiagos kristalinė struktūra, kitimo tendencija nevienoda.
2. deformacijos greitis - tempiant padidėja apkrovos greitis, padidėja deformacijos greitis, padidės metalinės medžiagos stiprumas. Taip yra daugiausia dėl to, kad bet koks metalas turi savo plastinės deformacijos plitimo greitį, jei apkrovos greitis yra didesnis nei jo paties plastiko sklidimo greitis, neišvengiamai padidės takumo taškas. Taip yra todėl, kad jei apkrovos greitis yra per greitas, kristalografinės plokštumos sukimasis išorinės jėgos kryptimi yra nepakankamas, o bandinio augimas ir plėtimasis trukdo slydimui, o tai makroskopiškai pasireiškia padidėjimo forma. atsparumu pradedančiai plastinei deformacijai. Tai yra, kai susidaro deformacinis sukietėjimas, savaiminis atsako sukietėjimo pašalinimas negali būti atliktas, o deformacijos sukietėjimas neleis toliau vystytis deformacijai, todėl norint pasiekti norimą liekamąją deformaciją, būtina toliau padidinti išorinę jėgą, kuri taip pat pasireiškia kaip atsparumo pradinei plastinei deformacijai padidėjimas.

3. Įtempių būsena – įtempių būsena metalinių medžiagų takumo ribai taip pat labai svarbi. Kuo didesnis šlyties įtempio komponentas, tuo palankesnė medžiagos plastinei deformacijai, tuo mažesnė takumo riba, taigi, sukimas nei tempimo takumo riba žema, tempimas nei takumo riba lenkiant mažas, ta pati medžiagos įtempių būsena. takumo riba yra skirtinga, tai ne keičiasi medžiagos pobūdis, o medžiaga skirtingomis mechaninio veikimo sąlygomis skiriasi tik. Paprastai sakome, kad medžiagos takumo riba paprastai reiškia takumo ribą vienpusio tempimo metu.
Kaip pagerinti takumo ribą
1. Legiravimo modifikacija
Legiravimo modifikavimas yra įprastas būdas pagerinti metalų takumo ribą. Pridedant elementų į metalą, susidaro kietas tirpalas, kietėjimo nuo kritulių fazė arba intersticinis kietasis tirpalas ir kt., siekiant pagerinti metalo mikrostruktūrą ir taip pagerinti metalo stiprumą. Pavyzdžiui, retųjų žemių elementų pridėjimas prie aliuminio lydinių gali žymiai padidinti jų takumo ribą.
2. Terminis apdorojimas
Terminis apdorojimas apima atkaitinimo, grūdinimo ir grūdinimo metodus. Kontroliuojant terminio apdorojimo temperatūrą, laiką ir aušinimo greitį, išgryninamas metalo grūdelių dydis, išvaloma grūdelių riba ir padidinamas dislokacijos tankis, kad padidėtų metalo takumo riba. Pavyzdžiui, grūdinimas gali žymiai padidinti plieno takumo ribą ir kietumą.
3. Grūdinimas šaltuoju būdu
Grūdinimas šaltuoju būdu reiškia dislokacijos tankio padidėjimą dėl metalo deformacijos šalto darbo metu ir metalo stiprumo bei kietumo padidėjimą, trukdant dislokacijų judėjimui. Dažniausiai naudojami suspaudimo, tempimo, lenkimo ir kiti šalto darbo metodai. Pavyzdžiui, varis gali žymiai padidinti savo takumo ribą po tempimo deformacijos.
4. Grūdų ribų inžinerija
Grūdelių ribų inžinerija yra metodas, skirtas pagerinti metalų takumo ribą, panaudojant grūdelių ribų poveikį medžiagos savybėms. Kontroliuojant metalo grūdelių ribų sąveiką ir stabdantį dislokacijų poveikį, galima žymiai pagerinti metalų takumo ribą. Pavyzdžiui, vario takumo riba gali būti žymiai pagerinta koreguojant grūdelių ribos kampą ir grūdelių ribos morfologiją.
5. Paviršiaus apdorojimas
Paviršiaus apdorojimas yra būdas pagerinti metalo takumo ribą modifikuojant paviršių. Pavyzdžiui, naudojant cheminę vario dengimo technologiją, plieno paviršius gali sudaryti vienodos vario dangos sluoksnį, kad plieno paviršius suformuotų naują struktūrą ir organizaciją, taip pagerindamas jo takumo ribą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad yra įvairių metodų, kaip pagerinti metalinių medžiagų takumo ribą, įskaitant legiravimo modifikavimą, terminį apdorojimą, grūdinimą šaltuoju būdu, grūdelių ribų inžineriją ir paviršiaus apdorojimą. Praktikoje būtina pasirinkti tinkamus tobulinimo būdus, atsižvelgiant į skirtingus medžiagų tipus ir naudojimo aplinką.