Medza klzu kovových materiálov a faktory, ktoré ju ovplyvňujú

Medza klzu sa vzťahuje na materiál materiálu, ktorý pri namáhaní začne produkovať makroplastickú deformáciu. Pre jav klzu je zrejmý materiál, medza klzu na medzi klzu napätia - hodnota klzu; pretože jav klzu nie je zrejmý materiál, zvyčajne to bude krivka napätie - deformácia, aby sa štandardne zabezpečil výskyt určitej zvyškovej deformácie, ako je zvyčajne 0.2% zvyšková deformácia napätie ako medza klzu, symbol pre σ0.2 alebo σys.
Medza klzu sa zvyčajne používa ako hodnotiaci index mechanických vlastností pevných materiálov a je skutočným limitom použitia materiálu.
Vnútorné faktory ovplyvňujúce medzu klzu
Vnútorné faktory ovplyvňujúce medzu klzu sú:
1. povaha kovu a typ mriežky - Medza klzu čistého kovového monokryštálu je určená odolnosťou voči pohybu dislokácie. Tieto odpory sa rozlišujú medzi odporom mriežky a odporom vyplývajúcim z interakcií medzi dislokáciami. Mriežkové sily súvisia s dislokačnými šírkami a Bergnerovými vektormi, ktoré zase súvisia s kryštálovou štruktúrou. Odpor generovaný interakciou medzi dislokáciami zahŕňa odpor generovaný interakciou medzi paralelnými dislokáciami a odpor generovaný interakciou medzi pohyblivými dislokáciami a dislokáciami lesa. Vyjadruje sa vzorcom: T= Gb/L, kde je škálovací faktor, a keďže hustota ρ je úmerná 1/L2, tak T= Gbρ1/2, čo ukazuje, že zvýšenie hustoty zvyšuje medzu klzu.
2. Veľkosť zŕn a subštruktúra - vplyv veľkosti zŕn je odrazom vplyvu hraníc zŕn, zmenšenie veľkosti zŕn zvýši počet bariér pohybu dislokácií a zníži dĺžku skupiny upchávania dislokácie v rámci zrna, čo bude mať za následok zvýšenie medze klzu. Mnohé kovy a zliatiny s medzou klzu a veľkosťou zrna sú v súlade s Holpeggerovým vzorcom σs=σj + kyd-1/2, v ktorom σj je dislokácia v základnom kove pri pohybe celkový odpor, tiež známy ako trecí odpor, ktorý je určený kryštálovou štruktúrou a hustotou dislokácií; ky je miera hraníc zŕn na zosilnení príspevku k veľkosti fixačnej konštanty, alebo že koniec pásma sklzu koeficientu koncentrácie napätia; d pre priemernú veľkosť zŕn. Subgranulárne hranice pôsobia podobne ako hranice zŕn a tiež bránia pohybu dislokácií.
3. rozpustené prvky - čistý kov do rozpustených atómov na vytvorenie intersticiálneho alebo náhradného typu zliatiny pevného roztoku výrazne zvýši medzu klzu, to je spevnenie tuhého roztoku. Je to spôsobené najmä atómami rozpustenej látky a atómami rozpúšťadla s rôznymi priemermi, v rozpustenej látke okolo vytvorenia napäťového poľa deformácie mriežky vytvára pole napätia interakciu, takže pohyb dislokácie je blokovaný, čím sa zvyšuje medza klzu.

4. druhá fáza - inžinierske kovové materiály, ktorých mikroštruktúra je vo všeobecnosti viacfázová. Vplyv druhej fázy na medzu klzu silne súvisí s tým, či sa samotné plazmy môžu deformovať počas klznej deformácie kovového materiálu. V súlade s tým možno plazmy druhej fázy rozdeliť do dvoch kategórií: nedeformovateľné a deformovateľné.
Podľa dislokačnej teórie môže dislokačná čiara iba obísť nedeformovateľné plazmy druhej fázy, a preto je potrebné prekonať napätie čiary ohybovej dislokácie. Medza klzu a reologické napätie kovových materiálov s nedeformovateľnými plazmami druhej fázy sú určené vzdialenosťou medzi plazmami druhej fázy. V prípade deformovateľnej plazmy druhej fázy môžu byť dislokácie prerezané a deformované spolu s matricou, čím sa tiež zvýši medza klzu.
Zosilňujúci účinok druhej fázy tiež súvisí s jej veľkosťou, tvarom, počtom a distribúciou, ako aj s pevnosťou, plasticitou a zodpovedajúcimi vlastnosťami vytvrdzovania druhej fázy a matrice, kryštalografickým prispôsobením medzi dvoma fázami a medzifázovou energiou. . Pri rovnakom objemovom pomere druhej fázy predĺžené plazmy výrazne ovplyvňujú pohyb dislokácie, takže medza klzu kovového materiálu s takouto organizáciou je vyššia ako guľového materiálu.
Stručne povedané, charakterizujte kovovú stopu plastickej deformácie odolnosť medzu klzu je zloženie, organizácia je mimoriadne citlivá na mechanické vlastnosti indexu, ovplyvnené mnohými vnútornými faktormi, zmena zloženia zliatiny alebo proces tepelného spracovania môže spôsobiť medzu klzu na výrobu významné zmeny.
Vplyv vonkajších faktorov na medzu klzu
1. teplota - všeobecná teplota klzu kovového materiálu klesá, avšak kryštálová štruktúra kovového materiálu je iná, trend zmien nie je rovnaký.
2. rýchlosť deformácie - pri naťahovaní sa zvyšuje rýchlosť zaťaženia, zvyšuje sa rýchlosť deformácie, zvyšuje sa pevnosť kovového materiálu. Je to hlavne preto, že akýkoľvek druh kovu má svoju vlastnú rýchlosť šírenia plastickej deformácie, ak je rýchlosť zaťaženia väčšia ako jeho vlastná rýchlosť šírenia plastu, nevyhnutne to vedie k zvýšeniu medze klzu. Je to preto, že ak je rýchlosť zaťaženia príliš vysoká, rotácia kryštalografickej roviny v smere vonkajšej sily je nedostatočná a sklz je sťažený v raste a expanzii vzorky, čo sa makroskopicky prejavuje vo forme nárastu. v odolnosti voči spúšťajúcej plastickej deformácii. To znamená, že pri vytváraní deformačného spevnenia nie je možné uskutočniť spontánnu elimináciu spevnenia odozvy a deformačné spevnenie zabráni ďalšiemu rozvoju deformácie, takže na dosiahnutie požadovanej zvyškovej deformácie je potrebné pokračovať zvýšiť vonkajšiu silu, čo sa prejaví aj zvýšením odolnosti voči počiatočnej plastickej deformácii.

3. Stav napätia - stav napätia na medzu klzu kovových materiálov je tiež veľmi dôležitý. Čím väčšia je zložka šmykového napätia, tým viac prispeje k plastickej deformácii materiálu, tým nižšia je medza klzu, teda krútenie ako medza klzu v ťahu nízka, v ťahu ako medza klzu pri ohybe nízka, rovnaký stav napätia materiálu medza klzu je rôzna, nejde o zmenu charakteru materiálu, ale materiál v rôznych podmienkach výkonu mechanického správania sa iba líši. Zvyčajne hovoríme, že medza klzu materiálu sa vo všeobecnosti vzťahuje na medzu klzu pri jednosmernom naťahovaní.
Ako zlepšiť medzu klzu
1. Legujúca úprava
Modifikácia legovania je bežnou metódou na zlepšenie medze klzu kovov. Pridaním prvkov do kovu, tvorbou tuhého roztoku, precipitačnej vytvrdzovacej fázy alebo intersticiálneho tuhého roztoku atď., sa zlepší mikroštruktúra kovu, čím sa zlepší pevnosť kovu. Napríklad pridanie prvkov vzácnych zemín do hliníkových zliatin môže výrazne zvýšiť ich medzu klzu.
2. Tepelné spracovanie
Tepelné spracovanie zahŕňa metódy žíhania, kalenia a temperovania. Riadením teploty, času a rýchlosti ochladzovania tepelného spracovania sa zjemňuje veľkosť zŕn kovu, čistia sa hranice zŕn a zvyšuje sa hustota dislokácií, aby sa zlepšila medza klzu kovu. Napríklad kalenie môže výrazne zvýšiť medzu klzu a tvrdosť ocele.
3. Otužovanie za studena
Kalenie za studena sa týka zvýšenia hustoty dislokácií prostredníctvom deformácie kovu za studena a zvýšenia pevnosti a tvrdosti kovu zabránením pohybu dislokácií. Zvyčajne používajte kompresiu, naťahovanie, ohýbanie a iné metódy práce za studena. Napríklad meď môže výrazne zvýšiť svoju medzu klzu po deformácii v ťahu.
4. Inžinierstvo hraníc zŕn
Inžinierstvo hraníc zŕn je metóda na zlepšenie medze klzu kovov využívaním vplyvu hraníc zŕn na vlastnosti materiálu. Riadením interakcie hraníc kovových zŕn a brániaceho účinku dislokácií možno výrazne zlepšiť medzu klzu kovov. Napríklad medza klzu medi sa môže výrazne zlepšiť úpravou uhla hranice zŕn a morfológie hraníc zŕn.
5. Povrchová úprava
Povrchová úprava je metóda na zlepšenie medze klzu kovu úpravou povrchu. Napríklad použitie technológie chemického pokovovania medi môže spôsobiť, že povrch ocele vytvorí vrstvu rovnomerného medeného povlaku, takže povrch ocele vytvorí novú štruktúru a organizáciu, čím sa zlepší jej medza klzu.
Stručne povedané, existujú rôzne metódy na zlepšenie medze klzu kovových materiálov, vrátane modifikácie legovania, tepelného spracovania, vytvrdzovania za studena, inžinierstva na hranici zŕn a povrchovej úpravy. Pri praktickej aplikácii je potrebné zvoliť vhodné metódy na zlepšenie podľa rôznych typov materiálov a prostredia použitia.