低合金高强钢的强化方法.ppt

低合金高强钢的强化方法 低合金高强钢的强化方法 钢的屈服主要是由于位错的滑移和增殖，影响位错运动的主要有固溶强化、细晶强化和析出弥散强化 固溶强化 固溶强化是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。 细晶强化 通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化。 析出弥散强化 在材料中析出弥散分布的硬质微粒，利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料强度。 固溶强化 固溶强化是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。 碳能产生大的固溶强化效果，同 时成本很低。但随着碳含量的提 高韧脆转变温度显著提高，故碳 含量一般限制在0.2％以下 细晶强化 通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化。 霍尔-配奇关系式 随着晶粒尺寸d的减小，钢的屈服强度将提高 细化晶粒也同时能改善韧性 采用细化晶粒的方法，每提高15MPa可使韧脆转变温度下降10℃。细化晶粒是既能使钢强化又能改善韧性的唯一方法。 细化晶粒减少位错塞积数量 降低因位错塞积引起的应力集中，减轻裂纹的形成 即使裂纹形成，晶界增多也会阻碍裂纹扩展 析出弥散强化 在材料中析出弥散分布的硬质微粒，利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料强度。 位错遇到障碍时通过绕过机制和位错的切过机制越过这些障碍，而这将会消耗更大的能量，宏观表现为强度和硬度的提高 提高低合金高强度钢的工艺方法 提高低合金高强度钢的工艺方法主要是用Al脱氧和在钢中加入Nb、V、Ti等微合金元素，生成弥散的碳化物、氮化物和碳氮化物，它们能钉扎晶界，抑制晶粒的长大。 同时析出的碳氮化物降低铁素体中的碳氮含量，提高钢的韧性、塑形、成型性和焊接性。 另外还可以通过提高冶金质量，改善加工工艺（如通过热机制控制工艺TMCP生产）