Renforcement par déformation (ou renforcement par déformation, écrouissage)
Définition
Une fois le matériau cédé, avec l'augmentation du degré de déformation, la résistance et la dureté du matériau augmentent, et la plasticité et la ténacité diminuent, le phénomène est appelé renforcement par déformation ou écrouissage.
Mécanisme
Avec la déformation plastique, la densité de dislocation continue d'augmenter, de sorte que la dislocation dans le mouvement de coupe transversale mutuelle s'intensifie, le résultat qui produit une étape de coupe fixe, un enchevêtrement de dislocation et d'autres obstacles au mouvement de dislocation de la résistance pour augmenter, provoquant une augmentation de la résistance à la déformation à la poursuite de la déformation plastique causée par les difficultés à améliorer la résistance de la loi du métal : le degré de déformation augmente, la résistance du matériau, la dureté augmente, la plasticité, la ténacité diminue, la densité de dislocation continue d'augmenter , selon l'image de la formule, on peut voir que la force et la densité de dislocation ρ une demi-puissance sont proportionnelles à la luxation, plus le vecteur de Berthold b est grand, plus l'effet de renforcement est important.
Méthodes
Déformation à froid, par exemple pressage à froid, culbutage, grenaillage, etc.
Exemple
L'étirage à froid du fil d'acier augmente sa résistance de façon exponentielle.
Importance pratique du renforcement de la déformation (avantages et inconvénients)
(1) Avantages :
① Le renforcement par déformation est un moyen efficace de renforcer le métal. Pour certains matériaux qui ne peuvent pas être renforcés par traitement thermique, vous pouvez utiliser la méthode de renforcement par déformation pour améliorer la résistance du matériau, ce qui peut augmenter la résistance de manière exponentielle.
② est un facteur important dans le traitement et le moulage de certaines pièces ou produits semi-finis, de sorte que la déformation uniforme du métal, de sorte que le moulage de la pièce ou du produit semi-fini soit possible, tel que le fil d'acier étiré à froid, les pièces de le moulage d'estampage.
③ Le renforcement de la déformation peut également améliorer la sécurité des pièces ou des composants en cours d'utilisation, certaines parties des pièces du phénomène de concentration de contraintes ou de surcharge, de sorte que la déformation plastique de l'endroit, due au durcissement de la déformation des pièces surchargées pour s'arrêter et ainsi améliorer la sécurité.
(2) Inconvénients
①Le renforcement de la déformation entraîne également des problèmes dans la production et l'utilisation des matériaux, la déformation augmente la résistance, la plasticité diminue et la déformation continue entraîne des difficultés et nécessite de consommer plus d'énergie.
(2) Afin de permettre au matériau de continuer à se déformer, il est nécessaire d'effectuer un recuit de recristallisation au milieu, afin que le matériau puisse continuer à se déformer sans se fissurer, ce qui augmente le coût de production.
Renforcement de la solution solide
Définition
Avec l'augmentation de la teneur en atomes de soluté, la résistance, la dureté, la plasticité et la ténacité de la solution solide, le phénomène est appelé renforcement de la solution solide.
Mécanisme
(1) Les atomes de soluté se sont dissous, de sorte que la distorsion du réseau de la solution solide, sur la surface de glissement, le mouvement de la dislocation a un effet gênant.
(2) La ligne de dislocation de l'agglomération des atomes de soluté du groupe gazeux de Kirchner s'est formée lors de la dislocation de l'effet de blocage, augmentant la résistance au mouvement de la dislocation.
(3) La polarisation des atomes de soluté dans la région de dislocation laminaire entrave le mouvement des dislocations étendues. Tous les facteurs qui entravent le mouvement de la luxation et augmentent la résistance au mouvement de la luxation peuvent conduire à une résistance accrue.
Lois
(i) Dans la plage de solubilité en solution solide, plus la fraction massique des éléments d'alliage est élevée, plus l'effet de renforcement est important.
② Plus la différence de taille entre les atomes de soluté et de solvant est grande, plus l'effet de renforcement est important.
③ la formation d'une solution solide interstitielle des éléments solutés de l'effet de renforcement est supérieure à la formation d'éléments de solution solide de remplacement
④ plus la différence entre le nombre d'électrons de valence entre les atomes de soluté et les atomes de solvant est grande, plus l'effet de renforcement est important.
Méthodes
Alliage, c'est-à-dire ajout d'éléments d'alliage
Exemple
La résistance d’un alliage cuivre-nickel est supérieure à celle du métal pur constitué de cuivre et de nickel.
Renforcement des grains fins
Définition
Avec la réduction de la taille des grains, la résistance et la dureté du matériau augmentent, et la plasticité et la ténacité sont également améliorées, un phénomène connu sous le nom de renforcement des grains fins.
Mécanisme
Le principe réside dans l'effet bloquant des joints de grains sur le glissement des dislocations. Pour les polycristallins, le mouvement des dislocations doit vaincre la résistance du joint de grain, cela est dû au fait que l'orientation des dislocations des deux côtés du joint de grain est différente, donc dans un grain, les dislocations par glissement ne peuvent pas traverser directement le joint de grain dans le grains voisins, seulement dans la limite des grains bouchés par un grand nombre de dislocations provoquées par la concentration de contraintes, afin de stimuler le mouvement des dislocations dans les grains adjacents ont été générés par glissement. Ainsi, plus le grain est fin, plus le matériau est résistant.
Loi
Plus le grain est fin, plus la zone limite du grain est grande, selon l'image de la formule Hall - Page, plus le diamètre moyen du grain d est petit, plus la limite d'élasticité du matériau σs est élevée.
Méthodes de raffinage des grains
①Le processus de cristallisation peut être augmenté en augmentant le degré de sous-refroidissement, le traitement métamorphique, la vibration et l'agitation pour augmenter le taux de nucléation afin d'affiner le grain ;
② pour la déformation à froid du métal peut être contrôlé par le degré de déformation, la température de recuit pour affiner le grain ;
③ peut être normalisé, méthode de traitement thermique recuit pour affiner le grain ;
④ peut être ajouté aux éléments d'alliage d'acier, la formation de nouvelles phases pour inhiber la croissance des grains.
Renforcement de la deuxième phase
Définition
Dans la matrice métallique se trouve une ou plusieurs autres phases, la présence de ces phases permettant d'améliorer la résistance du métal. En raison des différents procédés d'obtention de la deuxième phase, le renforcement de la deuxième phase se divise en : ① Renforcement par précipitation : obtention de la deuxième phase par traitement thermique à changement de phase ② Renforcement dispersif : obtention de la deuxième phase par frittage de poudre ou oxydation interne.
Mécanisme
Les luxations rencontrent la deuxième phase au cours de leur mouvement et doivent contourner ou couper la deuxième phase, ainsi la deuxième phase entrave le mouvement des luxations, entraînant une augmentation de la résistance du matériau.
Exemple
La présence de carburateurs dans l'acier entraîne une augmentation de la résistance de l'acier.
