什么是加工硬化现象？

加工硬化

随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。

简介

金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

在纳米材料中也会出现加工硬化现象，此时的硬化行为多认为和位错运动密切相关。

加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动，因而需在加工过程中安排中间退火，通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬，从而加速刀具磨损、增大切削力等。

但有利的一面是，它可提高金属的强度、硬度和耐磨性，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等，就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。

金属材料在再结晶温度以下塑性变形时，由于晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，使金属的强度和硬度升高，塑性和韧性降低的现象，称加工硬化或冷作硬化。

何谓加工硬化，产生的原因是什么，有何利弊

加工硬化就是随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。

产生的原因：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

好处：加工硬化是强化金属（提高强度）的方法之一，对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺，提高金属材料、零件和构件的表面强度；

或者零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度；

坏处：加工硬化提高了变形抗力，给金属的继续加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中会使工件表层脆而硬，在切削时增加切削力，加速刀具磨损等。

影响表面层加工硬化的因素如下：

1、切削力。切削力越大，塑性变形越大，硬化程度也越大，硬化层深度也越大。因此，增大进给量切削深度和减小前角，都会增丈切削力，使加工硬化严重。

2、切削温度。切削时产生的热最会对工件的表面层硬化产生软化作用，因此切削温度越高，表面层的加工硬化回复程度就越大。

3、变形速度（切削速度）。变形速度很快时，工件接触时间短，塑性变形不充分，因此硬化程度将降低。

4、工件材料硬度低、塑性大时切削加工的表面层加工硬化现象严重。

加工硬化，固溶强化和弥散强化有什么不同？

一、三者的原理不同：

1、加工硬化的原理：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，阻碍金属的进一步变形，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。

产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

2、固溶强化的原理：融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。

3、弥散强化的原理：通过控制这些相的尺寸、形状、数量和单个相的性能，可以获得理想的性能组合。如果材料中添加的合金元素太多，以致超过了其溶解度，就会出现第二相，形成两相合金。在这两种相之问的界面上的原子排列不再具有品格完整性。在金属等塑性材料中，这些相界面会阻碍位错的滑移，从而使材料得到强化。

二、三者的作用不同：

1、加工硬化的作用：可以改进低碳钢的切削性能，使切屑易于分离。但加工硬化也给金属件进一步加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中为使工件表层脆而硬，再切削时增加切削力，加速刀具磨损等。

2、固溶强化的作用：通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化，合金的生成常会改善元素单质的性质。

3、弥散强化的作用：弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法，很有发展前途。若化合物在固溶体晶粒内呈弥散质点或粒状分布，则既可显著提高合金强度和硬度，又可使塑性和韧性下降不大，并且颗粒越细小，越呈弥散均匀分布，强化效果越好。

三、三者的概述不同：

1、加工硬化的概述：加工硬化就是随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。

2、固溶强化的概述：固溶强化作用是指合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高。

3、弥散强化的概述：弥散强化是指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相（强化相）强化的金属材料。

参考资料来源：百度百科-加工硬化

参考资料来源：百度百科-固溶强化作用

参考资料来源：百度百科-固溶强化

参考资料来源：百度百科-弥散强化

什么是加工硬化？在生产中有什么实际意义？

金属材料经压力加工（如轧制、锻造、挤压、拉丝和冲压等）变形后，不仅改变了其外形尺寸，而且也使内部组织和性能发生变化。例如，经冷塑性变形后，金属的强度、硬度显著提高而塑性、韧性下降，也就是常称的加工硬化或形变强化。

经热塑性变形后，强度提高不明显，但塑性和韧性会有所改善。不过，若压力加工工艺不当，在变形量超过金属的塑性值后，将会产生裂纹或断裂。

实际意义：加工硬化是强化金属（提高强度）的方法之一，对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。

例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺，提高金属材料、零件和构件的表面强度；或者零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度。

扩展资料

如果材料在屈服后一定的塑性变形处卸载，随后立即再拉伸，则屈服平台不再出现，即下图中的BAC。

若卸载后在室温停留较长时间，或在较高温度下停留一定时间后，再进行拉伸，又出现屈服现象，即曲线将沿BDC进行，这种现象称为应变时效。显然，应变时效也是一种加工硬化现象。应变时效也会导致材料的强度与硬度升高，而塑性、韧性的下降。

在塑性变形超过一定比例后，如果即进行再结晶退火，已经消除了加工硬化引起的强度增加、韧性下降，通常也无需要考虑再次加载后还有没有屈服现象了另。

通常以钢材应变时效前后其冲击韧性降低的百分比，来衡量钢材对应变时效的敏感程度，称为应变时效敏感性系数。有专门的国标，GB/T 4160-2004《钢的应变时效敏感性试验方法(夏比冲击法)》。

但由于已经有其他韧性指标，包括GB/T 150、GB/T 713等标准都没有提到这个应变时效敏感性系数。

参考资料来源：百度百科-加工硬化