高韧性滚压模具钢,高韧性滚压模具钢材有哪些

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二次硬化型超高强度钢的强化原理？

原理：金属的强化是指通过合金化、塑性变形、热处理等手段提高金属材料的强度。金属的实际强度只有理论强度的几十分之一，甚至几千分之一。为了提高金属的强度，常用的强化方法有形变强化、固溶强化、第二相强化、析出强化。

1、 形变强化

随变形程度的增加，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象叫形变强化或加工硬化。

随塑性变形的进行，位错密度不断增加，导致位错运动时的相互作用增强，位错运动阻力增大，变形抗力增加，从而提高金属的强度。

变形程度增加，位错密度不断增加，根据公式Δσ=αbGρ1/2 ，强度与位错密度（ρ）的二分之一次方成正比，位错的柏氏矢量（b）越大强化效果越显著。

通常采用冷变形（挤压、滚压、喷丸等）的方法进行强化。形变强化是强化金属的有效方法，尤其对于一些不能用热处理强化的材料；还可以使金属均匀变形，提高零件或构件在使用过程中的安全性。

形变强化也给材料生产和使用带来麻烦，变形使强度升高、塑性降低，需要进行再结晶退火，增加生产成本。

2、 固溶强化

固溶强化的实质是将合金元素溶入基体相中形成固溶体，由于两者原子半径的差异及晶格改变造成内部晶格畸变，使金属的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。

固溶强化的机理一是溶质原子使固溶体的晶格发生畸变，对滑移面上运动的位错有阻碍作用；二是位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用，增加了位错运动的阻力；三是溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。

在固溶体溶解度范围内，合金元素的质量分数越大，则强化作用越大；溶质原子与溶剂原子的尺寸差越大，强化效果越显著；形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素；溶质原子与溶剂原子的价电子数差越大，则强化作用越大。

固溶强化通常采用的方法是合金化，即加入合金元素。

3、第二相强化

第二相强化一般指各种化合物质点。通过各种手段使第二相质点弥散分布，可以阻碍合金内部的位错运动，从而提高屈服强度和抗拉强度。目前工业上使用的合金大都是复相或多相合金，其显微组织为在固溶体基体上分布着第二相(过剩相)。

钢中第二相的形态主要有三种，即网状、片状和粒状。网状特别是沿晶界析出的连续网状Fe3C，降低的钢机械性能，塑性、韧性急剧下降，强度也随之下降。

第二相为片状分布时，片层间距越小，强度越高，塑性、韧性也越好。第二相为粒状分布时，颗粒越细小，分布越均匀

冷加工采用了什么强化机制？

钢材冷加工强化的机理：钢材冷加工至塑性变形后，由于塑性变形区域内的晶粒产生相对滑移，致使滑移面处的晶粒破碎，晶格歪扭，畸变加剧，从而阻碍其进一步滑移，因而屈服强度提高，塑性和韧性降低。

同时，塑性变形时产生的内应力，使钢材弹性模量降低。

冷加工后的钢筋，在常温下存放15~20天，或加热到100~200℃，保持一定时间，则其屈服强度将进一步提高，抗拉强度也有所提高，塑性和韧性继续降低，弹性模量基本恢复。

这一过程称为时效处理，前者称自然时效，后者称人工时效。 时效强化的机理：溶于α-Fe中的碳、氮原子随时间的增长，向晶格缺陷处移动和集中的速度加快，从而造成晶格缺陷处碳、氮原子富集，晶格畸变加剧，可进一步阻碍晶粒滑移，使强度进一步提高，塑性和韧性继续下降。

但由于时效过程中内应力消减，因而弹性模量基本恢复。

对冷加工钢筋进行时效处理时，一般强度较低的钢筋可采用自然时效，强度较高的钢筋则应采用人工时效。

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