1. Ојачање деформацијама (или ојачање на напрезање, очвршћавање при раду)
Дефиниција
Након попуштања материјала, са повећањем степена деформације повећавају се чврстоћа и тврдоћа материјала, а појава да се пластичност и жилавост смањују назива се деформационом ојачањем или радним каљењем.
Механизам
Како се пластична деформација одвија, густина дислокација се континуирано повећава, па се међусобно испорука дислокација појачава током кретања, што резултира препрекама као што су фиксни степеници и заплети дислокација, што повећава отпор кретању дислокација и изазива деформацију. Повећање отпора ће отежати наставак пластичне деформације, чиме се побољшава чврстоћа метала: степен деформације се повећава, чврстоћа и тврдоћа материјала се повећавају, пластичност и жилавост се смањују, а густина дислокација наставља да расте. Према слици формуле, може се знати јачина и густина дислокације ρ је пропорционална једној половини снаге, што је већи Бургерсов вектор б дислокације, то је значајнији ефекат јачања.
Метод
Хладна деформација, као што је хладно пресовање, ваљање, сачмарење, итд.
Пример
Хладно вучена челична жица може удвостручити своју снагу.
Практични значај деформационог ојачања (предности и мане)
(1) Предности:
①Деформационо јачање је ефикасан метод за јачање метала. За неке материјале који се не могу ојачати топлотном обрадом, деформационо ојачање се може користити за повећање чврстоће материјала, што може удвостручити снагу.
②То је важан фактор у обради и формирању неких радних комада или полупроизвода, који чини да се метал равномерно деформише и омогућава формирање радних комада или полупроизвода, као што је хладно вучена челична жица и штанцање делова.
③Ојачање деформација такође може побољшати безбедност делова или компоненти током употребе. Када дође до концентрације напона или преоптерећења у појединим деловима дела, на том месту ће доћи до пластичне деформације, а деформација преоптерећеног дела ће престати услед радног очвршћавања, чиме се побољшава безбедност. сек.
(2) Недостаци:
①Ојачање деформацијама такође доноси проблеме у производњи и употреби материјала. Деформација повећава снагу и смањује пластичност, што отежава наставак деформације и захтева већу потрошњу енергије.
②Да би се омогућило материјалу да настави да се деформише, потребно је рекристализационо жарење у средини, тако да материјал може да настави да се деформише без пуцања, што повећава трошкове производње.
2. Јачање чврстог раствора
Дефиниција
Са повећањем садржаја раствореног атома повећавају се чврстоћа и тврдоћа чврстог раствора, а појава да се смањује пластичност и жилавост назива се јачањем чврстог раствора.
Механизам
(1) Растварање атома растворених материја искривљује решетку чврстог раствора и омета кретање дислокација на равни клизања.
(2) Кориолисова ваздушна маса формирана од одвојених растворених атома на дислокационој линији може да причврсти дислокацију и повећа отпор кретања дислокације.
(3) Сегрегација растворених атома у области грешке слагања омета кретање проширених дислокација. Сви фактори који ометају кретање дислокација и повећавају отпор кретања дислокација могу повећати снагу.
закон
①У опсегу растворљивости чврстог раствора, што је већи масени удео легирајућих елемената, то је већи ефекат јачања
②Што је већа разлика у величини између атома растворених материја и атома растварача, то ће бити значајнији ефекат јачања.
③Ефекат јачања растворених елемената који формирају интерстицијске чврсте растворе је већи од ефеката елемената који формирају заменске чврсте растворе
④Што је већа разлика у броју валентних електрона између атома растворених материја и атома растварача, то је већи ефекат јачања.
Метод
Легирање, односно додавање легирајућих елемената.
Пример
Чврстоћа легура бакра и никла је већа од јачине бакра и чистих метала никла.
3. Јачање финог зрна
Дефиниција
Са смањењем величине зрна повећавају се чврстоћа и тврдоћа материјала, а појава да се побољшавају и пластичност и жилавост назива се фино зрно ојачање.
Механизам
Принцип лежи у ефекту блокирања граница зрна на клизање дислокације. За поликристале, кретање дислокација мора да превазиђе отпор граница зрна. То је зато што су оријентације дислокација на обе стране граница зрна различите, тако да у одређеном зрну, исклизнуте дислокације не могу директно да пређу границу зрна и уђу у суседну границу зрна. Тек када је велики број дислокација спакован на граници зрна и изазове концентрацију напона, може се стимулисати кретање постојећих дислокација у суседним зрнима да би дошло до клизања. Дакле, што су зрна финија, то је већа чврстоћа материјала.
закон
Што је зрно ситније, то је већа површина границе зрна. Према слици формуле Халл-Паге, што је мањи средњи пречник д зрна, то је већа граница попуштања σс материјала.
Метода оплемењивања зрна
① Током процеса кристализације, кристална зрна се могу рафинисати повећањем степена суперхлађења, модификационог третмана, вибрација и мешања како би се повећала брзина нуклеације;
② За хладно деформисане метале, зрна се могу рафинисати контролисањем степена деформације и температуре жарења;
③ Зрна се могу рафинирати методама термичке обраде нормализације и жарења;
④ Легирајући елементи се могу додати челику да би се формирала нова фаза која инхибира раст зрна.
4. Друга фаза јачања
Дефиниција
У металној матрици постоји једна или неколико других фаза, а присуство ових фаза повећава чврстоћу метала. Због различитих процеса за добијање друге фазе, ојачање друге фазе се дели на ①преципитационо ојачање: друга фаза се добија топлотном обрадом са променом фазе ②дисперзијско ојачање: друга фаза се добија синтеровањем праха или унутрашњом оксидацијом.
Механизам
Када дислокација током кретања наиђе на другу фазу, треба да заобиђе или пресече другу фазу, тако да друга фаза омета кретање дислокације и побољшава чврстоћу материјала.
Пример
Присуство цементита у челику повећава његову чврстоћу челика.
