【热处理】热处理与抗拉强度

百科 2024-11-10 20:00 湖北

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抗拉强度

拉强度（ бb ）也叫强度极限，指材料在拉断前承受最大应力值。增加工件的调质硬度，可以有效的增加屈服、抗拉强度。

提高强度，应该是降低回火温度。在材料确定的前提下，提高抗拉的方法：1）增加冷速2）降低回火温度。自己协调。

抗拉强度,伸长率和屈服强度三者之间一般没有必然的联系，一般由材料的性质决定的。

屈强比越小,安全性不一定高。屈强比大小取决于设计思想，看用在什么地方，要求的可靠性、安全性要求有多高。

要根据零件的具体使用位置及其受力情况而定,屈强比高了抗变形能力会好一些,但一旦达到屈服点就容易断裂,一般情况下,弹簧用材料要求屈强比接近1,但轴\销类要求为0.5-0.8左右,既有好的抗变形能力,耐磨,又有好的塑韧性,所以必须得根据实际使用,材质等而定。

降低强度，就在回火上做文章，增加温度和延长保温时间及随炉冷却的方法。

抗拉强度与晶粒度有关吗？

一般来讲，晶粒越细，抗拉强度越大。有种强化机制就是细晶强化，其强度主要取决于硬度,晶粒的细可以提高抗拉强度。晶粒越细，抵抗变形和断裂的能力越大，抗拉强度越高。

晶粒强化是靠晶界来强化的，它是属于面缺陷，钢铁材料中就是通过制造缺陷来强化钢铁的。

晶粒越小越能提高强度和韧性，晶粒越小它的屈强比就越大，越接近1，晶粒越小有可能产生塑性失稳。

细化途径：

（1）改变结晶过程中的凝固条件，尽量增加冷却速度，另一方面调节合金成分以提高液体金属过冷能力，使形核率增加，进而获得细化的初生晶粒。

（2）进行塑性变形时严格控制随后的回复和再结晶过程以获得细小的晶粒组织。

（3）利用固溶体的过饱和分解或粉末烧结等方法，在合金中产生弥散分布的第二相以控制基体组织的晶粒长大。

（4）通过同素异形转变的多次反复快速加热冷却的热循环处理来细化晶粒。

细晶强化为什么晶界多了就能阻止位错运动呢？这个是因为在低温状态下，晶界之间的张力大于晶粒之间的结合力，有时候我们发现某个工件裂了，是由于晶粒处断裂而不是晶粒断裂，这个在金属学书上有解释。而在高温时晶界变得很脆弱，很容易断裂，而此时晶粒粗大反而不易裂开。这就是我们在低温下都尽可以有获得细晶粒，而在一些高温下用的钢种如耐热用钢都要大晶粒，减少晶界从而得到高的高温强度。

弥散强化除有弥散分而阻止位错滑移外，主要是能和基体形成共格或半工共格关系，使其强度提高。

怎么调整热处理降低屈服不降抗拉？

服强度和抗拉强度是一个方向的，也就是说通过热处理这两个性能要提高都提高，要降低都降低。强度和塑性韧性是一对矛盾，要提高塑性指标就要牺牲点强度。一般提高回火温度或增加回火时间能提高塑性和韧性。

还有一点，材料带状组织对塑性和韧性影响很大，当取样方向与带状垂直的时候，塑性和韧性会降低很多，做个金相看看是否有带状组织。

晶粒越细小，抗拉强度越大，这是因为对于给定面积的金相组织，如果晶粒数目越多，那么相对的晶界面积就会很大，对位错的阻碍作用也就越强，抗拉强度值也就相应的提高。

但是因为不知道具体的合金成分，所以很难说这是一定的，因为还要参考第二相的形态和性能，比如说它的硬脆性等，如果作为第二相来说它是软相，那么上述结果就可能成立，但是如果是硬相，那么还要看它的分布情况，是大量的聚集还是细小的弥散，或者是其他的状态。

同时还应看到作为原始合金的热处理状态，是固溶的，还是时效的，热处理的具体制度是什么样的，综合以上的因素，从金相组织来推断合金的力学性能应该是可以得到一些信息的。

屈服强度σs反映了金属抵抗塑性变形的能力。应该从位错、孪晶等亚结构方面入手分析。

抗拉强度σb反映了金属抵抗断裂的能力。应该从裂纹的萌生、扩展的断裂力学角度入手分析。

晶粒尺寸减小，那相应的晶界数量就变多，位错滑移遇到晶界，滑移就会减缓，这在一定程度上应该是增加了屈服强度的。

机械设计的内容讲解到此结束，留言功能已开通，欢迎各位进行补充。

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