形变强化

冶金工程学术语

形变强化，即加工硬化，属于典型的四种金属强化方式之一，workinghardening：随着塑性变形量的增加，金属流变强度也增加，这种现象称为形变强化或加工硬化。

简介

形变强化是指在金属的整个形变过程中当外力超过屈服强度后，要塑性变形继续进行必须不断增加外力，从而在真实的应力-应变曲线上表现为应力不断上升。

用AISI304钢与Cr－Mn－N双相不锈钢进行了磨损和腐蚀磨损试验，测定了磨损和磨蚀的体积损失随载荷及接触应务的变化关系及磨痕的显微硬度，观察了磨痕形貌及Cr－Mn－N双相不锈钢形变引起的位错滑移及增殖。结果表明，双相Cr－Mn－N不锈钢具有较强的形变强化能力，良好的耐磨性和耐腐蚀性。在不降低合金耐蚀性的前提下，利用合金本身的形变强化能力提高其耐磨蚀性能，是一种开发磨蚀合金的有效途径。

组织演变

形变强化相变组织演变

变形温度、形变童对铁素体转变黄、晶拉尺寸及第二组织的的影响, 固定应变速率, 形变强化铁素体相变的转变量随变形温度的降低及形变量的提高而提高, 同时铁素体晶粒随应变量提高而变细图随应变量的逐渐提高, 形变温度对转变量晶粒大小影响的显著程度减弱按相图热平衡状态计算的转变量约为82%左右, 与其相比, 随形变温度的降低铁素体转变量增加, 珠光体量减少在试验温度740-800℃ 范围内, 名义变形70%左右, 铁素体晶粒平均尺寸可达到3μm以下。当形变温度继续降低到740℃时, 晶粒平均尺寸可达到2μm以下。

影响

奥氏体晶粒大小对形变强化相变的影响

通过工艺得到平均截径分别为7,14 ,17 ,21 ,24 ,44μm等六种不同的奥氏体晶粒组织, 以50℃ /s的速度快冷到形变温度800-740℃ 时为过冷状态, 形变结束后水淬试样的组织变化表明, 变形促进了过冷奥氏体向铁素体的转变形变强化相变铁素体往往以颗粒状形貌沿原奥氏体晶界析出, 向晶粒内部外沿生长同一奥氏体晶粒大小级别的试样, 随形变温度的降低与应变量的提高, 铁素体转变量增加。在三个形变温度下, 奥氏体晶粒对相变转变量的影响并不相同原始奥氏体晶粒较粗大的, 变形结束后铁素体体积分数较少随奥氏体晶粒尺寸逐渐减小, 转变量增加相变前奥氏体晶粒小于某一尺寸时,奥氏体晶粒尺寸分别为7μm与7μm的试样, 由于变形的均匀性, 随着应变向晶内的传递, 晶界及晶内都可能成为相变形核的优先部位, 在40-800℃形变温度范围内, 形变强化相变迅速完成, 同时可能获得细小的分布均匀的铁素体晶粒组织但随奥氏体晶粒尺寸增大, 达到相同转变量的形变温度降低当驱动力足够大时, 在过冷较大的低于740℃时的50%变形, 或象等提出的采用大应变, 都会导致形核速率与形核部位的同时增加, 转变就能迅速完成这时奥氏体晶粒大小的影响并不明显。

总结

形变强烈促进过冷奥氏体相变, 过冷奥氏体在800-740℃范围名义变形为的70%条件下,可形成平均截径为小于3μm的铁素体细晶与珠光体混合组织, 当形变温度降至740℃, 铁素体晶粒平均尺寸细化到2μm以下时, 碳在铁素体中过饱和, 在局部细小铁素体晶粒的晶界上渗碳体以离异珠光体形式析出几适当控制奥氏体晶粒尺寸有利于形变强化细晶组织的获得。

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