La resistenza dell'acciaio si riferisce alle prestazioni di deformazione e frattura dei materiali metallici sotto l'azione di una forza esterna, che generalmente comprende la resistenza alla trazione, alla flessione e alla compressione. Pi\u00f9 l'acciaio \u00e8 resistente alle forze esterne, pi\u00f9 \u00e8 forte. Come possiamo quindi migliorare la resistenza dell'acciaio?<\/p>\n\n\n\n
La soluzione solida degli elementi di lega nel metallo matrice provoca una certa distorsione reticolare e aumenta la resistenza della lega. La distorsione reticolare aumenta la resistenza al movimento delle dislocazioni e rende difficile lo scivolamento, aumentando cos\u00ec la resistenza e la durezza della soluzione solida della lega. Questo fenomeno di rafforzamento di un metallo attraverso la dissoluzione in un elemento soluto per formare una soluzione solida \u00e8 chiamato rafforzamento in soluzione solida.<\/p>\n\n\n\n
La resistenza e la durezza del materiale aumentano con la giusta concentrazione di atomi di soluto, ma la tenacit\u00e0 e la plasticit\u00e0 diminuiscono. Pi\u00f9 alta \u00e8 la frazione atomica di atomi di soluto, maggiore \u00e8 la differenza di dimensioni atomiche tra l'atomo di soluto e il metallo della matrice e pi\u00f9 forte \u00e8 il rafforzamento. <\/p>\n\n\n\n
Gli atomi soluti interstiziali hanno un effetto di rafforzamento della soluzione maggiore rispetto agli atomi sostitutivi e l'effetto di rafforzamento degli atomi interstiziali \u00e8 maggiore di quello dei cristalli cubici a facce centrate perch\u00e9 la distorsione reticolare degli atomi interstiziali nei cristalli cubici a corpo centrato \u00e8 asimmetrica. Tuttavia, la solubilit\u00e0 solida degli atomi interstiziali \u00e8 molto limitata e anche l'effetto di rafforzamento effettivo \u00e8 limitato. Quanto pi\u00f9 grande \u00e8 la differenza nel numero di elettroni di valenza tra l'atomo di soluto e il metallo di substrato, tanto pi\u00f9 evidente \u00e8 il rafforzamento della soluzione, cio\u00e8 la forza di resa della soluzione solida aumenta con l'aumento della concentrazione di elettroni di valenza.<\/p>\n\n\n\n
Con l'aumento della deformazione a freddo, la resistenza e la durezza dei materiali metallici aumentano, ma la plasticit\u00e0 e la tenacit\u00e0 diminuiscono. L'incrudimento a freddo \u00e8 il fenomeno per cui la resistenza e la durezza dei materiali metallici aumentano, mentre la plasticit\u00e0 e la tenacit\u00e0 diminuiscono durante la deformazione plastica al di sotto della temperatura di ricristallizzazione. Poich\u00e9 il metallo nella deformazione plastica, lo slittamento dei grani, le dislocazioni causano l'allungamento dei grani, la frammentazione e la fibrosi, la tensione residua interna del metallo. L'indurimento da lavoro \u00e8 solitamente espresso dal rapporto tra la microdurezza dello strato superficiale dopo la lavorazione e quella prima della lavorazione e la profondit\u00e0 dello strato di indurimento.<\/p>\n\n\n\n
L'indurimento da lavoro pu\u00f2 migliorare le prestazioni di taglio degli acciai a basso tenore di carbonio e facilitare la separazione del truciolo, ma comporta difficolt\u00e0 nella successiva lavorazione delle parti metalliche. Ad esempio, nel processo di laminazione a freddo delle lamiere e dei fili d'acciaio trafilati a freddo, il consumo di energia della trafilatura aumenta e addirittura si rompe, per cui \u00e8 necessario passare attraverso una ricottura intermedia per eliminare l'indurimento da lavoro. Nel processo di taglio, la superficie del pezzo diventa fragile e dura, aumentando la forza di taglio e accelerando l'usura degli utensili, ecc.<\/p>\n\n\n\n
Migliora la resistenza, la durezza e la resistenza all'usura degli acciai, soprattutto per quei metalli puri e alcune leghe la cui resistenza non pu\u00f2 essere migliorata dal trattamento termico. Ad esempio, il filo di acciaio ad alta resistenza trafilato a freddo e la molla a spirale a freddo, sono deformazioni che vengono utilizzate per migliorare la resistenza e il limite elastico. Anche i cingoli dei carri armati, dei trattori e i deviatoi delle ferrovie utilizzano l'incrudimento per migliorare la durezza e la resistenza all'usura.<\/p>\n\n\n\n
Il metodo per migliorare le propriet\u00e0 meccaniche del metallo raffinando i grani \u00e8 chiamato rafforzamento a grana fine. Sappiamo che un metallo \u00e8 un policristallo composto da molti grani e la dimensione dei grani pu\u00f2 essere espressa dal numero di grani per unit\u00e0 di volume. Maggiore \u00e8 il numero, pi\u00f9 fini sono i grani. Gli esperimenti dimostrano che il metallo a grana fine ha una resistenza, una durezza, una plasticit\u00e0 e una tenacit\u00e0 maggiori rispetto al metallo a grana grossa a temperatura normale. Ci\u00f2 \u00e8 dovuto al fatto che i grani fini possono essere dispersi in un numero maggiore di grani quando si verifica la deformazione plastica sotto l'azione di una forza esterna, per cui la deformazione plastica \u00e8 pi\u00f9 uniforme e la concentrazione delle sollecitazioni \u00e8 ridotta.<\/p>\n\n\n\n
Inoltre, quanto pi\u00f9 fine \u00e8 la grana, tanto pi\u00f9 grande \u00e8 l'area di confine della grana e quanto pi\u00f9 tortuoso \u00e8 il confine della grana, tanto pi\u00f9 svantaggiosa \u00e8 la propagazione della cricca. Pertanto, il metodo industriale per migliorare la resistenza del materiale attraverso la raffinazione della grana \u00e8 chiamato rafforzamento a grana fine. Quanto pi\u00f9 numerosi sono i confini dei grani, tanto minore \u00e8 la concentrazione delle tensioni e tanto pi\u00f9 elevato \u00e8 il limite di snervamento del materiale. I metodi per affinare la grana includono: aumento del grado di superraffreddamento;<\/p>\n\n\n\n
Trattamento metamorfico;<\/p>\n\n\n\n
Vibrazioni e agitazione;<\/p>\n\n\n\n
I metalli deformati a freddo possono essere raffinati controllando il grado di deformazione e la temperatura di ricottura.<\/p>\n\n\n\n
Oltre alla fase matrice, nella lega multifase esiste una seconda fase rispetto alla lega monofase. Quando la seconda fase \u00e8 distribuita uniformemente nella fase matrice sotto forma di particelle finemente disperse, l'effetto di rafforzamento sar\u00e0 significativo. Questo rafforzamento \u00e8 chiamato rinforzo di seconda fase. Per il movimento delle dislocazioni, la seconda fase della lega presenta le seguenti due condizioni: (1) rinforzo da parte di una particella indeformabile (meccanismo di bypass). (2) L'effetto di rafforzamento delle particelle deformabili (un meccanismo di taglio).<\/p>\n\n\n\n
Il rafforzamento per dispersione e quello per precipitazione appartengono entrambi ai casi speciali di rafforzamento della seconda fase. La ragione principale del rafforzamento della seconda fase \u00e8 l'interazione tra queste e le dislocazioni, che ostacola il movimento delle dislocazioni e aumenta la resistenza alla deformazione della lega.<\/p>\n\n\n\n
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In generale, l'elemento pi\u00f9 importante che influisce sulla resistenza \u00e8 la composizione del metallo stesso, la struttura organizzativa e lo stato superficiale, seguiti dallo stato di sollecitazione, come la velocit\u00e0 della forza successiva, il metodo di carico, il semplice stiramento o la sollecitazione ripetuta, mostreranno una resistenza diversa; inoltre, anche la forma e le dimensioni del metallo e il mezzo di prova hanno un effetto, a volte persino decisivo, come la resistenza alla trazione degli acciai ultra-altoresistenziali pu\u00f2 ridursi esponenzialmente in un'atmosfera di idrogeno.<\/p>\n\n\n\n
Ci sono due modi principali per migliorare la resistenza: uno \u00e8 quello di migliorare la forza di legame interatomico della lega per migliorare la sua resistenza teorica e produrre un cristallo completo senza difetti come i whisker. La resistenza dei baffi di ferro noti \u00e8 vicina al valore teorico, il che si pu\u00f2 supporre sia dovuto alla mancanza di dislocazioni nei baffi o al fatto che essi contengono solo un piccolo numero di dislocazioni che non possono proliferare durante la deformazione. Tuttavia, quando il diametro del baffo \u00e8 grande, la resistenza diminuisce drasticamente. In secondo luogo, nel cristallo viene introdotto un gran numero di difetti, come dislocazioni, difetti puntiformi, atomi eterogenei, confini di grano, particelle altamente disperse o disomogeneit\u00e0 (come la segregazione), ecc. Questi difetti ostacolano il movimento delle dislocazioni e migliorano significativamente la resistenza del metallo. Questo si \u00e8 rivelato il modo pi\u00f9 efficace per aumentare la resistenza del metallo.<\/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