加工硬化:加工硬化

加工硬化

金属在冷加工后，由于晶粒被压扁、拉长（见图1），晶格歪扭、晶粒变形（见图2），使金属的塑性降低、强度和硬度增高，把这种现象叫做加工硬化。

图1 晶体变形纤维纰织

a—变形前晶体组织；b—变形后晶体组织

图2 滑移面附近晶粒变形示意图

加工硬化具有非常重要的实际意义，它是强化金属（提高强度）的方法之一，对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。例如坦克履带、矿石破碎机衬板之所以具有高耐磨性，冷弹簧在卷制后之所以能具有高弹性，冷拔钢材之所以具有高强度等，都是加工硬化的结果。另外，加工硬化也给金属的冷加工生产，创造了条件。因为金属在冷加工过程中硬化到一定程度就不能再继续加工，所以在一定条件下不致因变形而发生断裂。

加工硬化提高了变形抗力，给金属的继续加工带来困难。为了消除加工硬化必须在加工过程中进行专门的热处理，金属经再结晶软化之后才能继续进行加工。

塑性变形过程中，运动位错受阻是导致加工硬化的重要原因。位错受阻来自：

(1)位错间的弹性交 互作用。由位错源发出的一系列位错环的运动，在障碍物前受阻而塞积(见位错塞积)。塞积群的领先位错和障碍物之间存在弹性交互作用，只有当外加应力较大时 才能越过障碍物而继续移动。显然，变形越大塞积越严重，要使晶体继续变形，必须再次加大外力。塞积的位错也可能借助交滑移越过障碍物，运动到另一个滑移面 上去而继续移动。

(2)位错交截产生割阶。位错交截产生的割阶不在同一原子面上，带割阶位错只有在比较大的应力或比较高的温度下才能继续运动。

(3)位错反应产生结点。晶体中非平行位错的反应，即在不同滑移面上发生的位错反应，可形成许多固定的结点并构成稳定的位错网络。打乱晶体中一个稳定的网络，比推动一个孤立位错线需要大得多的力。因此，位错的这种排列，在金属加工硬化中起着极为重要的作用。