1. การเสริมความแข็งแรงของการเปลี่ยนรูป (หรือการเสริมความแข็งแรงของความเครียด, การชุบแข็งงาน)
คำนิยาม
หลังจากที่วัสดุให้ผลผลิต เมื่อระดับการเสียรูปเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุจะเพิ่มขึ้น และปรากฏการณ์ที่ความเป็นพลาสติกและความเหนียวลดลงเรียกว่าการเสริมกำลังการเสียรูปหรือการชุบแข็งงาน
กลไก
เมื่อเกิดการเสียรูปพลาสติก ความหนาแน่นของการเคลื่อนที่จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการเคลื่อนตัวของการเคลื่อนที่ร่วมกันจึงทวีความรุนแรงขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ ส่งผลให้มีสิ่งกีดขวาง เช่น ขั้นบันไดคงที่และสิ่งกีดขวางของการเคลื่อนที่ ซึ่งเพิ่มความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และทำให้เสียรูป ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นจะทำให้การเปลี่ยนรูปพลาสติกดำเนินต่อไปได้ยาก ซึ่งจะเป็นการปรับปรุงความแข็งแรงของโลหะ: ระดับของการเสียรูปเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุเพิ่มขึ้น ความเป็นพลาสติกและความเหนียวลดลง และความหนาแน่นของการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตามภาพสูตร ความแข็งแรงและความหนาแน่นของการเคลื่อนที่สามารถทราบได้ ρ เป็นสัดส่วนกับครึ่งหนึ่งของกำลัง ยิ่งเบอร์เกอร์เวกเตอร์ b ของความคลาดเคลื่อนมากเท่าใด ผลการเสริมกำลังก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้นเท่านั้น
วิธี
การเสียรูปเย็น เช่น การรีดเย็น การรีด การพ่นสี เป็นต้น
ตัวอย่าง
ลวดเหล็กกล้ารีดเย็นสามารถเพิ่มความแข็งแรงเป็นสองเท่า
ความสำคัญในทางปฏิบัติของการเสริมความแข็งแรงของการเปลี่ยนรูป (ข้อดีและข้อเสีย)
(1) สิทธิประโยชน์:
①การเสริมความแข็งแรงด้วยการเปลี่ยนรูปเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเสริมความแข็งแกร่งให้กับโลหะ สำหรับวัสดุบางชนิดที่ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน สามารถใช้การเสริมความแข็งแรงด้วยการเสียรูปเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงเป็นสองเท่า
②เป็นปัจจัยสำคัญในการแปรรูปและขึ้นรูปชิ้นงานหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปบางชนิด ซึ่งทำให้โลหะเปลี่ยนรูปอย่างสม่ำเสมอ และทำให้สามารถขึ้นรูปชิ้นงานหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปได้ เช่น ลวดเหล็กรีดเย็นและการปั๊มชิ้นส่วน
③การเสริมความแข็งแรงของการเปลี่ยนรูปยังสามารถปรับปรุงความปลอดภัยของชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบระหว่างการใช้งาน เมื่อความเข้มข้นของความเค้นหรือการโอเวอร์โหลดเกิดขึ้นในบางส่วนของชิ้นส่วน การเปลี่ยนรูปพลาสติกจะเกิดขึ้นที่ตำแหน่งนั้น และการเสียรูปของชิ้นส่วนที่โอเวอร์โหลดจะหยุดลงเนื่องจากการชุบแข็งของงาน จึงช่วยเพิ่มความปลอดภัย เพศ.
(2) ข้อเสีย:
①การเสริมความแข็งแรงของการเสียรูปยังทำให้เกิดปัญหาในการผลิตและการใช้วัสดุ การเสียรูปจะเพิ่มความแข็งแรงและลดความเป็นพลาสติก ทำให้ยากต่อการเปลี่ยนรูปและต้องใช้พลังงานมากขึ้น
②เพื่อให้วัสดุเปลี่ยนรูปต่อไปได้ จึงจำเป็นต้องทำการหลอมแบบตกผลึกใหม่ตรงกลาง เพื่อให้วัสดุเปลี่ยนรูปต่อไปได้โดยไม่แตก ซึ่งเป็นการเพิ่มต้นทุนการผลิต
2. การเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายที่เป็นของแข็ง
คำนิยาม
เมื่อปริมาณอะตอมของตัวถูกละลายเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและความแข็งของสารละลายของแข็งจะเพิ่มขึ้น และปรากฏการณ์ที่ความเป็นพลาสติกและความเหนียวลดลงเรียกว่าการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็ง
กลไก
(1) การละลายของอะตอมของตัวถูกละลายจะบิดเบือนโครงตาข่ายของสารละลายของแข็งและขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่บนระนาบลื่น
(2) มวลอากาศโคริโอลิสที่เกิดขึ้นจากอะตอมของตัวถูกละลายที่แยกออกจากกันบนเส้นการเคลื่อนที่สามารถตรึงการเคลื่อนที่และเพิ่มความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่
(3) การแยกตัวของอะตอมของตัวถูกละลายในบริเวณรอยเลื่อนการเรียงซ้อนขัดขวางการเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อนที่ขยายออกไป ปัจจัยทั้งหมดที่ขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และเพิ่มความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้
กฎ
①ในช่วงของความสามารถในการละลายของสารละลายที่เป็นของแข็ง ยิ่งมีเศษส่วนมวลขององค์ประกอบผสมมากเท่าใด ผลการเสริมความแข็งแรงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
②ยิ่งความแตกต่างของขนาดระหว่างอะตอมของตัวถูกละลายและอะตอมของตัวทำละลายมากเท่าใด ผลการเสริมความแข็งแกร่งก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้นเท่านั้น
③ผลการเสริมความแข็งแกร่งขององค์ประกอบที่ถูกละลายซึ่งก่อตัวเป็นสารละลายของแข็งคั่นระหว่างหน้านั้นมากกว่าองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นสารละลายของแข็งแทนที่
④ยิ่งความแตกต่างของจำนวนเวเลนต์อิเล็กตรอนระหว่างอะตอมของตัวถูกละลายและอะตอมของตัวทำละลายมากเท่าใด ผลการเสริมความแข็งแกร่งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
วิธี
การผสม นั่นคือการเพิ่มองค์ประกอบการผสม
ตัวอย่าง
ความแข็งแรงของโลหะผสมทองแดง-นิกเกิลมีมากกว่าโลหะผสมทองแดงและนิกเกิลบริสุทธิ์
3. การเสริมความแข็งแรงของเกรนละเอียด
คำนิยาม
เมื่อขนาดเกรนลดลง ความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุก็เพิ่มขึ้น และปรากฏการณ์ที่ความเป็นพลาสติกและความเหนียวก็ดีขึ้นด้วย เรียกว่า การเสริมเกรนละเอียด
กลไก
หลักการอยู่ที่ผลกระทบการปิดกั้นของขอบเขตเกรนบนใบเลื่อน สำหรับโพลีคริสตัล การเคลื่อนที่ของความคลาดเคลื่อนจะต้องเอาชนะการต้านทานของขอบเกรน เนื่องจากการวางแนวการเคลื่อนที่ของทั้งสองด้านของขอบเกรนนั้นแตกต่างกัน ดังนั้นในบางเกรน ความคลาดเคลื่อนที่ลื่นไถลจะไม่สามารถข้ามขอบเกรนโดยตรงและเข้าสู่ขอบเกรนที่อยู่ติดกันได้ เฉพาะเมื่อเกิดการเคลื่อนตัวจำนวนมากที่ขอบเกรนและทำให้เกิดความเข้มข้นของความเครียดเท่านั้น การเคลื่อนไหวของการเคลื่อนตัวที่มีอยู่ในเกรนที่อยู่ติดกันสามารถถูกกระตุ้นให้เกิดการลื่นไถลได้ ดังนั้นยิ่งธัญพืชละเอียดเท่าใด ความแข็งแรงของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
กฎ
ยิ่งเกรนละเอียดเท่าใด พื้นที่ขอบเกรนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตามภาพสูตรของ Hall-Page ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย d ของเกรนเล็กลงเท่าใด ความแข็งแรงของผลผลิต σs ของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
วิธีการปรับแต่งเกรน
① ในระหว่างกระบวนการตกผลึก สามารถขัดเกลาเม็ดคริสตัลได้โดยการเพิ่มระดับของความเย็นยิ่งยวด การปรับสภาพ การสั่นสะเทือน และการกวนเพื่อเพิ่มอัตราการเกิดนิวเคลียส
② สำหรับโลหะขึ้นรูปเย็น ธัญพืชสามารถขัดเกลาได้โดยการควบคุมระดับการเสียรูปและอุณหภูมิการหลอม
③ธัญพืชสามารถขัดเกลาได้ด้วยวิธีการรักษาความร้อนของการทำให้เป็นมาตรฐานและการหลอม
④ สามารถเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมลงในเหล็กเพื่อสร้างเฟสใหม่เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของเกรน
4. การเสริมความแข็งแกร่งระยะที่สอง
คำนิยาม
มีหนึ่งหรือหลายขั้นตอนในเมทริกซ์โลหะ และการมีอยู่ของขั้นตอนเหล่านี้จะเพิ่มความแข็งแรงของโลหะ เนื่องจากกระบวนการที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้มาซึ่งเฟสที่สอง การเสริมความแข็งแกร่งในเฟสที่สองจึงแบ่งออกเป็น ①การเสริมความแข็งแกร่งของหยาดน้ำฟ้า: เฟสที่สองได้มาจากการบำบัดด้วยความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส ②การเสริมความแข็งแกร่งในการกระจาย: เฟสที่สองได้มาจากการเผาผงหรือออกซิเดชั่นภายใน
กลไก
เมื่อความคลาดเคลื่อนพบระยะที่สองระหว่างการเคลื่อนที่ จำเป็นต้องเลี่ยงหรือตัดผ่านระยะที่สอง เพื่อให้ระยะที่สองขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และปรับปรุงความแข็งแรงของวัสดุ
ตัวอย่าง
การปรากฏตัวของซีเมนต์ในเหล็กจะเพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก
