钢材的冷作硬化后（钢材冷作硬化,使）

本篇文章给大家谈谈钢材的冷作硬化后，以及钢材冷作硬化,使对应的知识点，希望对各位有所帮助。

刚材经过冷作硬化以后,力学性质有什么变化

在常温下把材料预拉到强化阶段然后卸载,当再次加载时,试样在线弹性范围内所能承受的最大荷载将增大.这种现象称为冷作硬化。

利：提高了材料在弹性阶段内的承载能力。

弊：降低了材料的塑性。

加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动，因而需在加工过程中安排中间退火，通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬，从而加速刀具磨损、增大切削力等。但有利的一面是，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等，就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。

经冷作硬化后对金属材料的力学性能有何影响？ 对于存在明显屈服阶段的材料，屈服力判定的基本原则是什么

经冷作硬化后对金属材料的强度、硬度均有不同程度的升高、但塑性和韧性却会下降。

在材料进行拉伸实验时，其中强度会出现一段微小波动的曲线，而波峰称为上屈服点、波谷称为下屈服点，相差不大时，直接用上屈服点代替屈服强度，否则取其平均值。

在外力的作用下，金属材料的变形量增大，晶粒破碎和位错密度增加，导致金属的塑性变形抗力迅速增加，对材料的力学性能影响是： 硬度和强度显著升高；塑性和韧性下降，产生所谓的“加工硬化”现象。

扩展资料：

在金属的弹性变形达到极限后，其强度就会发生小范围的波动，这时也就是塑性变形开始了。这个点即是屈服点，这时所受的应力就叫做屈服应力或屈服强度。屈服点之前一般金属的变形量与拉力接近一次线性关系，屈服点之后就变为二次线性关系（抛物线），即拉力增加不大，但产生的变形量却相对较大。

参考资料来源：百度百科-屈服应力

钢材经过冷加工所产生的应变硬化后什么发生变化

钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种。

脆性破坏：加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大。

影响脆性破坏的因素

1.化学成分

2.冶金缺陷（偏析、非金属夹杂、裂纹、起层）

3.温度（热脆、低温冷脆）

4.冷作硬化

5.时效硬化

6.应力集中

7.同号三向主应力状态

1 ) 钢材质量差、厚度大：钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高,晶粒较粗,夹杂物等冶金缺陷严重,韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差、韧性低，可能存在较多的冶金缺陷。

(2) 结构或构件构造不合理：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。

(3) 制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理,焊缝交错,焊接缺陷大,残余应力严重；冷加工引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。

(4) 结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等），材料的应力- 应变特性就要发生很大的改变。随着加荷速度增大,屈服点将提高而韧性降低。特别是和缺陷、应力集中、低温等因素同时作用时,材料的脆性将显著增加。

（5）在较低环境温度下工作：当温度从常温开始下降肘,材料的缺口韧性将随之降低,材料逐渐变脆。这种性质称为低温冷脆。不同的钢种,向脆性转化的温度并不相同。同一种材料,也会由于缺口形状的尖锐程度不同,而在不同温度下发生脆性断裂。

为了防止钢材的脆性断裂，可以从以下几个方面着手：

1、裂纹

当焊接结构的板厚较大时（大于25mm），如果含碳量高，连接内部有约束作用，焊肉外形不适当，或冷却过快，都有可能在焊后出现裂纹，从而产生断裂破坏。针对这个问题，把碳控制在0.22%左右，同时在焊接工艺上增加预热措施使焊缝冷却缓慢，解决了断裂问题。

焊缝冷却时收缩作用受到约束，有可能促使它出现裂纹。措施是：在两板之间垫上软钢丝留出缝隙，焊缝有收缩余地，裂纹就不会出现。

把角焊缝的表面作成凹形，有利于缓和应力集中。凹形表面的焊缝，焊后比凸形的容易开裂，原因是凹形缝的表面有较大的收缩拉应力，并且在45截面上焊缝厚度最小。凸形缝表面拉力不大，而45截面又有所增强，情况要好的多。在凹形焊缝开裂的条件下，改用凸形焊缝，就不再开裂。

2、应力

考察断裂问题时，应力是构件的实际应力，它不仅和荷载的大小有关，也和构造形状及施焊条件有关。几何形状和尺寸的突然变化造成应力集中，使局部应力增高，对脆性破坏最为危险。施焊过程造成构件内的残余拉应力，也是不利的。因此，避免焊缝过于集中和避免截面突然变化，都有助于防止脆性断裂。

3、材料选用

为了防止脆性断裂，结构的材料应该具有一定的韧性。材料断裂时吸收的能量和温度有密切关系。吸收的能量可以划分为三个区域，即变形是塑性的、弹塑性的和弹性的。要求材料的韧性不低于弹性，以避免出现完全脆性的断裂，也没有必要高于弹塑性，对钢材要求太高，必然会提高造价。钢材的厚度对它的韧性也有影响。厚钢板的韧性低于薄钢板。

4、构造细部

发生脆性断裂的原因是存在和焊缝相交的构造缝隙，或相当于构造缝隙的未透焊缝。构造焊缝相当于狭长的裂纹，造成高度的应力集中，焊缝则造成高额残余拉应力并使近旁金属因热塑变形而时效硬化，提高脆性。低温地区结构的构造细部应该保证焊缝能够焊透。因此，设计时必须注意焊缝的施工条件，以保证施焊方便，能够焊透。

冷作硬化的冷作硬化的力学现象

普通弹性材料（例如低碳钢）在拉伸实验中会经历4个阶段：弹性形变、屈服阶段、强化阶段、破坏直至断裂

弹性形变：即材料所受拉力在弹性极限之内，拉力与材料伸长成正比（胡克定律）。当外力撤去之后，材料会恢复原来的长度。

屈服阶段：在外部拉力超过弹性极限之后，材料失去抵抗外力的能力而“屈服”，即在此情况下外力无显著变化材料依然会伸长。当外力撤去后，材料无法回到原来的长度。

强化阶段：材料在内部晶体重新排列后重新获得抵抗拉伸的能力，但此时的形变为塑性形变，外力撤去后无法回到原来的长度。

破坏阶段：材料在过度受力后开始在薄弱部位出现颈缩现象，抵抗拉伸能力急剧下降，直至断裂。

由于钢材在从红热状态冷却后，内部热应力及晶体排列的缘故，无法使其发挥出最大的抵抗拉伸能力，因此在常温下，将钢材拉伸至强化阶段后撤去外力。钢材经过这种加工后，长度增加，直径缩小，弹性极限上升至相当于原材料强化阶段，大大提升了材料的弹性极限。并且使应变率降低，提高了材料的刚度。

钢材的冷加工硬化对钢材的性能有何影响

钢材随着时间的延长，钢的屈服强度和抗拉强度提高，而塑性和韧性降低的现象，称为时效。经时效处理的钢筋，其屈服点、抗拉极限提高，塑性和韧性降低。

由于溶于-Fe晶格中的氮和氧等原子，以Fe4N与FeO的形式析出并向缺陷处移动和聚集。当钢材冷加工塑性变形后，或受动载的反复振动，都会促进氮、氧原子的移动和聚集，加速时效的发展，使晶格畸变加剧，阻碍晶粒发生滑移，增加了抵抗塑性变形的能力。

在常温下，将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，以提高其屈服强度的过程称为冷加工。冷加工后的钢材，其屈服点提高而抗拉强度基本不变，塑性和韧性相应降低，弹性模量也有所降低。

钢材在冷加工变形时，由于晶粒间已产生滑移，晶粒形状改变。同时在滑移区域，晶粒破碎，晶格歪扭，从而对继续滑移造成阻力，要使它重新产生滑移就必须增加外力，这就意味着屈服强度有所提高，但由于减少了可以利用的滑移面，故钢的塑性降低。另外，在塑性变形中产生了内应力，钢材的弹性模量降低。

什么是冷作硬化？

一、金属材料在常温或再结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒产生剪切、滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，减少表面层金属变形的塑性，称为冷作硬化。

二、金属在冷态塑性变形中，使金属的强化指标，如屈服点、硬度等提高，塑性指标如伸长率降低的现象称为冷作硬化。

扩展资料：

一、局部或整体硬化，即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度，但却降低了塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化(或应变硬化）。

二、冷拔高强度钢丝充分利用了冷作硬化现象。

三、在悬索结构中有广泛的应用。

四、冷弯薄壁型钢结构在强度验算时，可有条件地利用因冷弯效应而产生的强度提高现象。

五、但对截面复杂的钢构件来说，则是无法利用的。相反，钢材由于冷硬变脆，常成为钢结构脆性断裂的原因。

参考资料：

冷作硬化---百度百科

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