Reforço de deformação (ou reforço de tensão, endurecimento por trabalho)
Definição
Após o escoamento do material, com o aumento do grau de deformação, a resistência e a dureza do material aumentam, e a plasticidade e a tenacidade diminuem, o fenômeno é chamado de reforço por deformação ou endurecimento por trabalho.
Mecanismo
Com a deformação plástica, a densidade de deslocamento continua a aumentar, de modo que o deslocamento no movimento do corte transversal mútuo se intensificou, o resultado que produz um passo de corte fixo, emaranhamento de deslocamento e outros obstáculos ao movimento de deslocamento da resistência para aumentar, fazendo com que a resistência à deformação aumente para a continuação da deformação plástica causada pelas dificuldades para melhorar a resistência da lei do metal: o grau de deformação aumenta, a resistência do material, a dureza aumenta, a plasticidade, a tenacidade diminui, a densidade de deslocamento continua a aumentar , de acordo com a imagem da fórmula, pode-se observar que a força e a densidade de deslocamento ρ metade da potência são proporcionais ao deslocamento, quanto maior o vetor de Berthold b, mais significativo será o efeito de fortalecimento.
Métodos
Deformação a frio, por exemplo, prensagem a frio, tombamento, shot peening, etc.
Exemplo
A trefilação a frio do fio de aço aumenta exponencialmente sua resistência.
Significado prático do reforço de deformação (prós e contras)
(1) Vantagens:
① O reforço por deformação é uma forma eficaz de fortalecer o metal, para alguns materiais que não podem ser reforçados com tratamento térmico, pode-se usar o método de reforço por deformação para melhorar a resistência do material, o que pode fazer com que a resistência aumente exponencialmente.
② é um fator importante no processamento e moldagem de certas peças ou produtos semiacabados, de modo que a deformação uniforme do metal, de modo que seja possível a moldagem da peça ou produto semiacabado, como fio de aço trefilado a frio, peças de a moldagem de estampagem.
③ O reforço da deformação também pode melhorar a segurança de peças ou componentes no processo de uso, algumas partes das peças da concentração de tensão ou fenômeno de sobrecarga, de modo que a deformação plástica do local, devido ao endurecimento da deformação das peças sobrecarregadas parar e assim melhorar a segurança.
(2) Desvantagens
①O fortalecimento da deformação também traz problemas para a produção e uso de materiais, a deformação faz com que a resistência aumente, a plasticidade diminui e continuar a deformação traz dificuldades, precisa consumir mais energia.
(2) Para permitir que o material continue a se deformar, é necessário realizar o recozimento de recristalização no meio, para que o material continue a se deformar sem fissuras, o que aumenta o custo de produção.
Fortalecimento de Solução Sólida
Definição
Com o aumento do conteúdo de átomos de soluto, a resistência da solução sólida, dureza, plasticidade, tenacidade, o fenômeno denominado fortalecimento da solução sólida.
Mecanismo
(1) Os átomos de soluto dissolvidos, de modo que a distorção da rede da solução sólida, no movimento da superfície de deslizamento do deslocamento tem um efeito dificultador.
(2) A linha de deslocamento de aglomeração de átomos de soluto do grupo gasoso de Kirchner formada no deslocamento do efeito de fixação, aumentando a resistência ao movimento de deslocamento.
(3) A polarização dos átomos de soluto na região da discordância laminar dificulta o movimento das discordâncias estendidas. Todos os fatores que impedem o movimento da luxação e aumentam a resistência ao movimento da luxação podem levar ao aumento da força.
Leis
(i) Na faixa de solubilidade em solução sólida, quanto maior a fração mássica dos elementos de liga, maior o efeito de fortalecimento
② Quanto maior a diferença de tamanho entre os átomos do soluto e do solvente, mais significativo será o efeito de fortalecimento.
③ a formação de solução sólida intersticial dos elementos de soluto do efeito de fortalecimento é maior do que a formação de elementos de solução sólida de substituição
④ quanto maior a diferença entre o número de elétrons de valência entre os átomos do soluto e os átomos do solvente, maior será o efeito de fortalecimento.
Métodos
Liga, ou seja, adição de elementos de liga
Exemplo
A resistência de uma liga de cobre-níquel é maior que a do metal puro cobre e níquel.
Fortalecimento de grãos finos
Definição
Com a redução do tamanho do grão, a resistência e a dureza do material aumentam, e a plasticidade e a tenacidade também melhoram, fenômeno conhecido como fortalecimento de grão fino.
Mecanismo
O princípio reside no efeito de bloqueio dos contornos de grão no deslizamento das discordâncias. Para policristalino, o movimento das discordâncias deve superar a resistência do contorno de grão, isso se deve à orientação das discordâncias em ambos os lados do contorno de grão ser diferente, portanto, em um grão, as discordâncias de deslizamento não podem estar diretamente através do limite de grão para o grãos vizinhos, apenas no limite do grão obstruído com um grande número de discordâncias causadas pela concentração de tensão, a fim de estimular o movimento de discordâncias nos grãos adjacentes foram gerados deslizamentos. Portanto, quanto mais fino for o grão, maior será a resistência do material.
Lei
Quanto mais fino o grão, maior a área do limite do grão, de acordo com a imagem da fórmula de Hall - Page, quanto menor o diâmetro médio do grão d, maior será o limite de escoamento do material σs
Métodos de refinamento de grãos
①O processo de cristalização pode ser aumentado aumentando o grau de subresfriamento, tratamento metamórfico, vibração e agitação para aumentar a taxa de nucleação para refinar o grão;
② para deformação a frio do metal pode ser controlada pelo grau de deformação, temperatura de recozimento para refinar o grão;
③ pode ser normalizado, método de tratamento térmico recozido para refinar o grão;
④ pode ser adicionado aos elementos de liga de aço, a formação de novas fases para inibir o crescimento de grãos.
Fortalecimento da segunda fase
Definição
Na matriz metálica existe outra ou várias outras fases, a presença dessas fases para melhorar a resistência do metal. Devido aos diferentes processos de obtenção da segunda fase, o reforço da segunda fase é dividido em: ① Reforço por Precipitação: obtenção da segunda fase por tratamento térmico de mudança de fase ② Reforço Dispersivo: obtenção da segunda fase por sinterização do pó ou oxidação interna.
Mecanismo
As discordâncias encontram a segunda fase durante o seu movimento e precisam contornar ou cortar a segunda fase, assim a segunda fase dificulta o movimento das discordâncias, resultando em um aumento na resistência do material.
Exemplo
A presença de carburizantes no aço resulta num aumento na resistência do aço.
