Die Festigkeit von Stahl bezieht sich auf das Verformungs- und Bruchverhalten von Metallwerkstoffen unter der Einwirkung \u00e4u\u00dferer Kr\u00e4fte, wozu im Allgemeinen die Zugfestigkeit, die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit geh\u00f6ren. Je widerstandsf\u00e4higer Stahl gegen \u00e4u\u00dfere Kr\u00e4fte ist, desto st\u00e4rker ist er. Wie k\u00f6nnen wir also die Festigkeit von Stahl verbessern?<\/p>\n\n\n\n
Der Mischkristall von Legierungselementen in der Metallmatrix verursacht eine gewisse Gitterverzerrung und erh\u00f6ht die Festigkeit der Legierung. Die Gitterverzerrung erh\u00f6ht den Widerstand der Versetzungsbewegung und erschwert das Gleiten, wodurch sich die Festigkeit und H\u00e4rte des Mischkristalls der Legierung erh\u00f6ht. Dieses Ph\u00e4nomen der Verfestigung eines Metalls durch Aufl\u00f6sen in ein gel\u00f6stes Element zur Bildung eines Mischkristalls wird als Mischkristallverfestigung bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n
Die Festigkeit und die H\u00e4rte des Materials steigen mit der richtigen Konzentration an gel\u00f6sten Atomen, aber die Z\u00e4higkeit und die Plastizit\u00e4t nehmen ab. Je h\u00f6her der Atomanteil der gel\u00f6sten Atome ist, desto gr\u00f6\u00dfer ist der atomare Gr\u00f6\u00dfenunterschied zwischen dem gel\u00f6sten Atom und dem Matrixmetall, und desto st\u00e4rker ist die Verst\u00e4rkung. <\/p>\n\n\n\n
Die interstitiellen gel\u00f6sten Atome haben eine gr\u00f6\u00dfere l\u00f6sungsverst\u00e4rkende Wirkung als die substituierenden Atome, und die verst\u00e4rkende Wirkung der interstitiellen Atome ist gr\u00f6\u00dfer als die von kubisch-fl\u00e4chenzentrierten Kristallen, da die Gitterverzerrung der interstitiellen Atome in kubisch-fl\u00e4chenzentrierten Kristallen asymmetrisch ist. Die Festk\u00f6rperl\u00f6slichkeit der Zwischengitteratome ist jedoch sehr begrenzt, und die tats\u00e4chliche Verst\u00e4rkungswirkung ist ebenfalls begrenzt. Je gr\u00f6\u00dfer der Unterschied in der Anzahl der Valenzelektronen zwischen dem gel\u00f6sten Atom und dem Tr\u00e4germetall ist, desto deutlicher ist die Verst\u00e4rkung der L\u00f6sung, d. h. die Streckgrenze des Mischkristalls steigt mit der Zunahme der Konzentration der Valenzelektronen.<\/p>\n\n\n\n
Mit zunehmender Kaltverformung nehmen Festigkeit und H\u00e4rte von Metallwerkstoffen zu, w\u00e4hrend Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit abnehmen. Kaltverfestigung ist das Ph\u00e4nomen, dass die Festigkeit und H\u00e4rte von Metallwerkstoffen zunimmt, w\u00e4hrend die Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit w\u00e4hrend der plastischen Verformung unterhalb der Rekristallisationstemperatur abnimmt. Weil das Metall in der plastischen Verformung, Kornschlupf, Versetzung Ursachen Korn Dehnung, Fragmentierung und Fibrose, die Metall-Eigenspannung. Die Kaltverfestigung wird in der Regel durch das Verh\u00e4ltnis zwischen der Mikroh\u00e4rte der Oberfl\u00e4chenschicht nach der Bearbeitung und vor der Bearbeitung und der Tiefe der Verfestigungsschicht ausgedr\u00fcckt.<\/p>\n\n\n\n
Kaltverfestigung kann die Zerspanungsleistung von kohlenstoffarmem Stahl verbessern und die Sp\u00e4ne leicht abtrennen, aber sie bringt Schwierigkeiten bei der weiteren Bearbeitung von Metallteilen mit sich. Zum Beispiel, in den Prozess der kaltgewalzten Stahlplatte und kaltgezogenen Stahldraht, der Energieverbrauch der Zeichnung erh\u00f6ht wird und sogar gebrochen ist, so muss es durch Zwischengl\u00fchen zu beseitigen Kaltverfestigung werden. In den Schneidprozess, um die Oberfl\u00e4che des Werkst\u00fccks spr\u00f6de und hart, erh\u00f6hen die Schnittkraft und beschleunigen Werkzeugverschlei\u00df, etc.<\/p>\n\n\n\n
Es verbessert die Festigkeit, H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit von St\u00e4hlen, insbesondere bei reinen Metallen und einigen Legierungen, deren Festigkeit durch W\u00e4rmebehandlung nicht verbessert werden kann. Bei kaltgezogenen hochfesten Stahldr\u00e4hten und kalten Spiralfedern wird die Kaltverformung zur Verbesserung der Festigkeit und Elastizit\u00e4tsgrenze eingesetzt. Die Gleise von Panzern, Traktoren und die Weichen von Eisenbahnen werden ebenfalls kaltverfestigt, um ihre H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n
Die Methode zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Metall durch Verfeinerung des Korns wird als Feinkornverfestigung bezeichnet. Wir wissen, dass ein Metall ein Polykristall ist, der aus vielen K\u00f6rnern besteht, und die Gr\u00f6\u00dfe der K\u00f6rner kann durch die Anzahl der K\u00f6rner pro Volumeneinheit ausgedr\u00fcckt werden. Je h\u00f6her die Anzahl, desto feiner die K\u00f6rner. Die Versuche zeigen, dass feink\u00f6rniges Metall bei normaler Temperatur eine h\u00f6here Festigkeit, H\u00e4rte, Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit aufweist als grobk\u00f6rniges Metall. Dies liegt daran, dass die feinen K\u00f6rner bei einer plastischen Verformung unter \u00e4u\u00dferer Krafteinwirkung in mehr K\u00f6rner aufgespalten werden k\u00f6nnen, so dass die plastische Verformung gleichm\u00e4\u00dfiger und die Spannungskonzentration geringer ist.<\/p>\n\n\n\n
Au\u00dferdem gilt: Je feiner das Korn ist, desto gr\u00f6\u00dfer ist die Korngrenzenfl\u00e4che, und je gewundener die Korngrenze ist, desto ung\u00fcnstiger ist die Rissausbreitung. Daher wird die industrielle Methode zur Verbesserung der Materialfestigkeit durch Verfeinerung des Korns als Feinkornverst\u00e4rkung bezeichnet. Je mehr Korngrenzen vorhanden sind, desto geringer ist die Spannungskonzentration, und desto h\u00f6her ist die Streckgrenze des Materials. Zu den Methoden der Kornfeinung geh\u00f6ren: Erh\u00f6hung des Grades der Unterk\u00fchlung;<\/p>\n\n\n\n
Metamorphische Behandlung;<\/p>\n\n\n\n
R\u00fctteln und Sch\u00fctteln;<\/p>\n\n\n\n
Kaltverformte Metalle k\u00f6nnen durch Steuerung des Verformungsgrads und der Gl\u00fchtemperatur veredelt werden.<\/p>\n\n\n\n
Neben der Matrixphase gibt es in der mehrphasigen Legierung im Vergleich zur einphasigen Legierung noch eine zweite Phase. Wenn die zweite Phase gleichm\u00e4\u00dfig in der Matrixphase als fein verteilte Partikel verteilt ist, ist die Verst\u00e4rkungswirkung erheblich. Diese Verst\u00e4rkung wird als Zweitphasenverst\u00e4rkung bezeichnet. F\u00fcr die Versetzungsbewegung hat die zweite Phase der Legierung die folgenden zwei Bedingungen: (1) Verst\u00e4rkung durch ein unverformbares Teilchen (ein Bypass-Mechanismus). (2) Die verst\u00e4rkende Wirkung von verformbaren Teilchen (ein Schneidemechanismus).<\/p>\n\n\n\n
Die Dispersionsverfestigung und die Ausscheidungsverfestigung geh\u00f6ren beide zu den Sonderf\u00e4llen der Verfestigung der zweiten Phase. Der Hauptgrund f\u00fcr die Verfestigung der zweiten Phase ist die Wechselwirkung zwischen ihnen und der Versetzung, die die Versetzungsbewegung behindert und die Verformungsfestigkeit der Legierung erh\u00f6ht.<\/p>\n\n\n\n
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Im Allgemeinen ist der wichtigste Faktor, der sich auf die Festigkeit auswirkt, die Zusammensetzung des Metalls selbst, die Organisationsstruktur und der Oberfl\u00e4chenzustand, gefolgt vom Belastungszustand, wie z. B. die Geschwindigkeit der nachwirkenden Kraft, die Belastungsmethode, die einfache Dehnung oder die wiederholte Beanspruchung, sie werden unterschiedliche Festigkeit zeigen; Dar\u00fcber hinaus haben die Form und Gr\u00f6\u00dfe des Metalls und das Pr\u00fcfmedium auch einen Einfluss, manchmal sogar entscheidend, wie z. B. die Zugfestigkeit von ultrahochfesten St\u00e4hlen kann in einer Wasserstoffatmosph\u00e4re exponentiell reduziert werden.<\/p>\n\n\n\n
Es gibt zwei M\u00f6glichkeiten, die Festigkeit zu verbessern: Zum einen kann die interatomare Bindungskraft der Legierung verbessert werden, um ihre theoretische Festigkeit zu erh\u00f6hen, und zum anderen kann ein vollst\u00e4ndiger Kristall ohne Defekte wie Whisker hergestellt werden. Die Festigkeit der bekannten Eisenwhisker liegt nahe am theoretischen Wert, was vermutlich auf das Fehlen von Versetzungen in den Whiskern oder auf die Tatsache zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, dass sie nur eine geringe Anzahl von Versetzungen enthalten, die sich w\u00e4hrend der Verformung nicht vermehren k\u00f6nnen. Ist der Durchmesser des Whiskers jedoch gro\u00df, nimmt die Festigkeit stark ab. Zweitens werden zahlreiche Kristalldefekte in den Kristall eingebracht, z. B. Versetzungen, Punktdefekte, heterogene Atome, Korngrenzen, hochdisperse Teilchen oder Inhomogenit\u00e4t (z. B. Entmischung) usw. Diese Defekte behindern die Versetzungsbewegung und verbessern die Festigkeit des Metalls erheblich. Dies hat sich als die wirksamste Methode zur Erh\u00f6hung der Festigkeit des Metalls erwiesen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
The strength of steel refers to the deformation and fracture performance of metal materials under the action of external force, which generally includes tensile strength, bending strength and compressive strength. The more resistant steel is to external forces, the stronger the steel will be. So how can we improve the strength of steel? Solution Strengthening The […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":3817,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1],"tags":[],"yoast_head":"\n