1.加工硬化 金属经塑性变形,其机械性能将发生明显的变化,即随着变形程度的增加, 金属的强度、硬度增加,而塑性、韧性下降,如图4.10所示,这一现象称为加 工硬化( work hardening)或应变硬化( strain hardening) 关于加工硬化的原因,目前普遍认为是与位错的交互作用有关。随着塑性变 形的进行,位错密度不断增加,位错之间的距离随之减小,位错间的交互作用增 强,大量形成位错缠结、不动位错和位错胞等障碍,造成位错运动阻力的增大, 引起变形抗力的增加。这样,金属的塑性变形就变得困难,要继续变形就必须增 大外力,从而提高了金属的强度。 加工硬化具有很重要的工程意义。首先,它是一种非常重要的强化材料的手 段,可以用来提高金属的强度,这对于那些不能通过热处理方法得以强化的合金 尤为重要;其次,加工硬化有利于金属进行均匀变形,因为金属的已变形部分得 到强化时,继续的变形将主要在未变形部分中发展;第三,它可保证金属零件和 构件的工作安全性,因为金属具有应变硬化特性,可以防止短时超载引起的突然 断裂,等等。 加工硬化使金属得以强化是以牺牲金属的塑性和韧性为代价的,而且在冷变 形加工过程中随着加工硬化现象的产生,要不断增加机械功率,故对设备和工具 的强度有较高的要求,而且随着材料塑性和韧性的下降,继续变形可能发生脆性 破坏。此外,加工硬化也使冷轧、冷拔、冲压等成形工艺增加能耗。为了消除这 种硬化现象以便继续进行冷变形加工,往往需要进行再结晶处理 0 变形量(%) 图410含碳量为0.3wt%的碳钢 冷轧后机械性能的变化 Chap8 第10页Chap8 第10页 1．加工硬化 金属经塑性变形，其机械性能将发生明显的变化，即随着变形程度的增加， 金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，如图 4.10 所示，这一现象称为加 工硬化（work hardening）或应变硬化（strain hardening）。 关于加工硬化的原因，目前普遍认为是与位错的交互作用有关。随着塑性变 形的进行，位错密度不断增加，位错之间的距离随之减小，位错间的交互作用增 强，大量形成位错缠结、不动位错和位错胞等障碍，造成位错运动阻力的增大， 引起变形抗力的增加。这样，金属的塑性变形就变得困难，要继续变形就必须增 大外力，从而提高了金属的强度。 加工硬化具有很重要的工程意义。首先，它是一种非常重要的强化材料的手 段，可以用来提高金属的强度，这对于那些不能通过热处理方法得以强化的合金 尤为重要；其次，加工硬化有利于金属进行均匀变形，因为金属的已变形部分得 到强化时，继续的变形将主要在未变形部分中发展；第三，它可保证金属零件和 构件的工作安全性，因为金属具有应变硬化特性，可以防止短时超载引起的突然 断裂，等等。 加工硬化使金属得以强化是以牺牲金属的塑性和韧性为代价的，而且在冷变 形加工过程中随着加工硬化现象的产生，要不断增加机械功率，故对设备和工具 的强度有较高的要求，而且随着材料塑性和韧性的下降，继续变形可能发生脆性 破坏。此外，加工硬化也使冷轧、冷拔、冲压等成形工艺增加能耗。为了消除这 种硬化现象以便继续进行冷变形加工，往往需要进行再结晶处理。 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 50 100 150 200 0 20 40 60 40 80 60 σb σ0.2 ψ δ HBS HBS δ,ψ×100 σ/(×100Mpa) 变形量（%） 图 4.10 含碳量为 0.3wt%的碳钢 冷轧后机械性能的变化