Pēc materiāla padeves parādību, kad tā stiprība un cietība palielinās, bet plastiskums un stingrība samazinās, palielinoties deformācijai, sauc par deformācijas sacietēšanu vai darba sacietēšanu.
02
Mehānisms
Progresējot plastiskai deformācijai, dislokācijas blīvums nepārtraukti palielinās. Tāpēc kustību laikā pastiprinās dislokāciju krustošanās, kā rezultātā rodas fiksētas šķelšanās, dislokāciju sapīšanās un citi šķēršļi. Tas palielina pretestību pret dislokācijas kustību, izraisot paaugstinātu deformācijas pretestību un apgrūtinot turpmāku plastisko deformāciju, tādējādi palielinot metāla izturību.
Noteikums: Palielinoties deformācijas pakāpei, materiāla izturība un cietība palielinās, bet plastiskums un stingrība samazinās. Dislokācijas blīvums nepārtraukti palielinās. Saskaņā ar formulas diagrammu stiprība ir tieši proporcionāla dislokācijas blīvuma ρ pirmajai pakāpei. Jo lielāks ir dislokāciju Burgers vektors b, jo nozīmīgāks ir stiprinošais efekts.
03
Metodes
Aukstā deformācija, piemēram, aukstā presēšana, velmēšana, skrotis utt.
04
Piemērs
Auksti vilkta-tērauda stieple var vairākas reizes palielināt tās stiprību.
05
Spriedzes stiprināšanas praktiskā nozīme (priekšrocības un trūkumi)
(1) Priekšrocības:
① Spriedzes stiprināšana ir efektīva metode metālu stiprināšanai. Materiāliem, kurus nevar stiprināt ar termisko apstrādi, deformācijas stiprināšana var palielināt to izturību vairākas reizes.
② Tas ir svarīgs faktors noteiktu apstrādājamo detaļu vai pusfabrikātu veidošanā, kas nodrošina vienmērīgu metāla deformāciju un padara iespējamu sagatavju vai pusfabrikātu formēšanu, piemēram, auksti-velkot tērauda stiepli un detaļu štancēšanu.
③ Spriedzes stiprināšana var arī uzlabot detaļu vai sastāvdaļu drošību lietošanas laikā. Ja atsevišķās daļas daļās rodas sprieguma koncentrācija vai pārslodze, šajā vietā notiek plastiskā deformācija. Darba rūdīšanas dēļ pārslogotās daļas deformācija apstājas, tādējādi uzlabojot drošību.
(2) Trūkumi:
① Spriedzes stiprināšana rada problēmas arī materiālu ražošanā un izmantošanā. Deformācija palielina izturību, bet samazina plastiskumu, padarot turpmāku deformāciju sarežģītu un prasa lielāku jaudu.
② Lai materiāls turpinātu deformēties, starplaikos ir nepieciešama pārkristalizācijas atkvēlināšana, lai materiāls varētu turpināt deformēties bez plaisāšanas, palielinot ražošanas izmaksas. Attēls II attēls. Cietā šķīduma stiprināšana Attēls 01 Definīcija Cietā šķīduma stiprināšana ir parādība, ka cieta šķīduma stiprums un cietība palielinās, bet tā plastiskums un stingrība samazinās, palielinoties izšķīdušās vielas atomu saturam. 02 Mehānisms (1) Izšķīdušo vielu šķīdināšana izkropļo cietā šķīduma kristālisko režģi, kavējot dislokāciju kustību uz slīdošām virsmām. (2) Cotillard atmosfēras, ko veido izšķīdušo vielu atomi, kas segregējas uz dislokācijas līnijām, piestiprina dislokācijas, palielinot pretestību dislokācijas kustībai. (3) Izšķīdušo atomu segregācija sakraušanas defektu reģionos kavē paplašinātu dislokāciju kustību. Visi faktori, kas kavē dislokācijas kustību un palielina pretestību pret dislokācijas kustību, var palielināt izturību. 03 Noteikumi ① Cietā šķīduma šķīdības diapazonā, jo lielāka sakausējuma elementa masas daļa, jo lielāka ir stiprinošā iedarbība. ② Jo lielāka ir izmēru atšķirība starp izšķīdušās vielas atomiem un šķīdinātāju atomiem, jo nozīmīgāks ir stiprinošais efekts. ③ Izšķīdušo elementu, kas veido intersticiālus cietos šķīdumus, stiprinošais efekts ir lielāks nekā elementiem, kas veido aizvietojošos cietos šķīdumus.
④ Jo lielāka ir valences elektronu skaita atšķirība starp izšķīdušās vielas atomiem un šķīdinātāju atomiem, jo lielāka ir stiprinošā iedarbība.
04
Metode
Leģēšana, ti, leģējošu elementu pievienošana.
05
Piemērs
Vara{0}}niķeļa sakausējumu stiprība ir lielāka nekā tīram vara un niķeļa metāliem.
Attēls Attēls
III. Graudu rafinēšanas stiprināšana
01. attēls
Definīcija
Parādību, ka materiāla izturība, cietība, plastiskums un stingrība palielinās, samazinoties graudu izmēram, sauc par graudu rafinēšanas stiprināšanu.
02
Mehānisms
Princips ir graudu robežu kavējošā ietekme uz dislokācijas slīdēšanu. Polikristāliskiem materiāliem dislokācijas kustībai jāpārvar graudu robežu pretestība. Tas ir tāpēc, ka dislokāciju orientācijas abās graudu robežas pusēs ir atšķirīgas. Tāpēc noteiktā graudā slīdoša dislokācija nevar tieši šķērsot graudu robežu blakus graudos. Tikai pēc tam, kad uz graudu robežas uzkrājas liels skaits dislokāciju, kas izraisa stresa koncentrāciju, var stimulēt esošo dislokāciju kustību blakus graudos, lai radītu slīdēšanu. Tāpēc, jo smalkāks ir graudu izmērs, jo lielāka ir materiāla izturība.
03
Noteikums
Smalkāki graudi rada lielākus graudu robežu laukumus. Saskaņā ar Hall-Page formulu, jo mazāks vidējais graudu diametrs d, jo augstāka ir materiāla tecēšanas robeža σs.
04
Graudu rafinēšanas metodes
① Kristalizācijas laikā graudus var rafinēt, palielinot pārdzesēšanu, modifikācijas apstrādi, vibrāciju un maisīšanu, lai palielinātu kodola veidošanās ātrumu.
② Auksti{0}}deformētiem metāliem graudus var attīrīt, kontrolējot deformācijas pakāpi un atkausēšanas temperatūru.
③ Graudus var rafinēt, veicot termiskās apstrādes normalizēšanu un atlaidināšanu.
④ Tēraudam var pievienot sakausējuma elementus, veidojot jaunas fāzes, tādējādi kavējot graudu augšanu.
Attēls Attēls
IV. Otrās fāzes stiprināšana
01. attēls
Definīcija
Vienas vai vairāku citu fāžu klātbūtne metāla matricā palielina metāla izturību. Atkarībā no otrās fāzes iegūšanas procesa otrās fāzes nostiprināšana tiek sadalīta: ① Nokrišņu stiprināšana: otrās fāzes iegūšana ar fāzes transformācijas termisko apstrādi; ② Dispersijas stiprināšana: otrās fāzes iegūšana, izmantojot pulvera saķepināšanu vai iekšējo oksidēšanu.
02
Mehānisms
Kad dislokācija kustības laikā saskaras ar otro fāzi, tai ir jāapiet vai jāpārtrauc otrā fāze. Tādējādi otrā fāze kavē dislokācijas kustību, tādējādi palielinot materiāla izturību.
03
Piemērs
Cementīta klātbūtne tēraudā palielina tā izturību.
