冷加工和时效对钢材性能有何影响
随着时间的推移,钢材会经历一个强度和韧性变化的阶段,这个现象叫做时效。时效作用会使得钢材的屈服强度和抗拉强度增加,但塑性和韧性会下降。
钢筋在经过时效处理后,其屈服点和抗拉极限会得到提升,而塑性和韧性则会相应减弱。
时效的过程涉及到钢材内部氮和氧等原子的析出和聚集,这些原子以Fe4 N和FeO的形式存在于α-Fe晶格中,并逐渐向晶格缺陷处移动和积聚。
当钢材经历冷加工产生塑性变形,或受到动载荷的反复作用时,这些原子的移动和聚集会加速,从而加速时效过程的发展。
这不仅会加剧晶格的畸变,还会阻碍晶粒的滑移,进而增强钢材抵抗塑性变形的能力。
冷加工是指在常温下通过机械加工使钢材产生塑性变形,目的是提高其屈服强度。
冷加工后的钢材,虽然屈服点有所提高,但抗拉强度基本保持不变,而塑性和韧性会相应降低,弹性模量也会有所下降。
在冷加工过程中,钢材的晶粒间会发生滑移,导致晶粒形状改变。
滑移区域内的晶粒会破碎,晶格也会发生歪扭,这些变化会增加继续滑移的阻力。
因此,要使钢材重新产生滑移就需要增加外力,这意味着屈服强度有所提高。
然而,由于可利用的滑移面减少,钢材的塑性会下降。
此外,塑性变形还会产生内应力,导致钢材的弹性模量降低。