今天給各位分享鋼材經過冷作硬化后的知識，現在開始吧！

鋼材經冷加工和時效處理后性能如何變化?

鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔和冷軋。使其產生塑性變形，從而提高屈服強度，成為冷加工強化。鋼材經冷加工強化后，屈服強度提高，塑性、韌性及彈性模量降低。

經冷加工處理后的鋼材，在常溫下存放15~20d，或加熱至100~200℃后保持一定時間（2~3h），其屈服強度進一步提高，且抗拉強度也提高，同時塑性和韌性也進一步降低，彈性模量則基本恢復。這個過程稱為時效處理。在常溫下存放15~20d，稱為自然時效，適合用于低強度鋼材；加熱至100~200℃后保持一定時間（2~3h），稱為人工時效，適合高強度鋼材

總之：經過冷加工和時效后個鋼材的屈服強度提高。塑性和韌性降低。

鋼材經過冷作硬化處理后其什么不變

鋼材經過冷作硬化處理后其彈性模量不變。

彈性模量是工程材料重要的性能參數，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。凡影響鍵合強度的因素均能影響材料的彈性模量，如鍵合方式、晶體結構、化學成分、微觀組織、溫度等。因合金成分不同、熱處理狀態不同、冷塑性變形不同等，金屬材料的楊氏模量值會有5%或者更大的波動。但是總體來說，金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標，合金化、熱處理（纖維組織）、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小，溫度、加載速率等外在因素對其影響也不大，所以一般工程應用中都把彈性模量作為常數。

彈性模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，其值越大，使材料發生一定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應力作用下，發生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產生單位彈性變形所需要的應力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標，相當于普通彈簧中的剛度。

鋼材的冷加工硬化對鋼材的性能有何影響

鋼材隨著時間的延長，鋼的屈服強度和抗拉強度提高，而塑性和韌性降低的現象，稱為時效。經時效處理的鋼筋，其屈服點、抗拉極限提高，塑性和韌性降低。

由于溶于-Fe晶格中的氮和氧等原子，以Fe4N與FeO的形式析出并向缺陷處移動和聚集。當鋼材冷加工塑性變形后，或受動載的反復振動，都會促進氮、氧原子的移動和聚集，加速時效的發展，使晶格畸變加劇，阻礙晶粒發生滑移，增加了抵抗塑性變形的能力。

在常溫下，將鋼材進行機械加工，使其產生塑性變形，以提高其屈服強度的過程稱為冷加工。冷加工后的鋼材，其屈服點提高而抗拉強度基本不變，塑性和韌性相應降低，彈性模量也有所降低。

鋼材在冷加工變形時，由于晶粒間已產生滑移，晶粒形狀改變。同時在滑移區域，晶粒破碎，晶格歪扭，從而對繼續滑移造成阻力，要使它重新產生滑移就必須增加外力，這就意味著屈服強度有所提高，但由于減少了可以利用的滑移面，故鋼的塑性降低。另外，在塑性變形中產生了內應力，鋼材的彈性模量降低。

冷作硬化的冷作硬化的力學現象

普通彈性材料（例如低碳鋼）在拉伸實驗中會經歷4個階段：彈性形變、屈服階段、強化階段、破壞直至斷裂

彈性形變：即材料所受拉力在彈性極限之內，拉力與材料伸長成正比（胡克定律）。當外力撤去之后，材料會恢復原來的長度。

屈服階段：在外部拉力超過彈性極限之后，材料失去抵抗外力的能力而“屈服”，即在此情況下外力無顯著變化材料依然會伸長。當外力撤去后，材料無法回到原來的長度。

強化階段：材料在內部晶體重新排列后重新獲得抵抗拉伸的能力，但此時的形變為塑性形變，外力撤去后無法回到原來的長度。

破壞階段：材料在過度受力后開始在薄弱部位出現頸縮現象，抵抗拉伸能力急劇下降，直至斷裂。

由于鋼材在從紅熱狀態冷卻后，內部熱應力及晶體排列的緣故，無法使其發揮出最大的抵抗拉伸能力，因此在常溫下，將鋼材拉伸至強化階段后撤去外力。鋼材經過這種加工后，長度增加，直徑縮小，彈性極限上升至相當于原材料強化階段，大大提升了材料的彈性極限。并且使應變率降低，提高了材料的剛度。

剛材經過冷作硬化以后,力學性質有什么變化

在常溫下把材料預拉到強化階段然后卸載,當再次加載時,試樣在線彈性范圍內所能承受的最大荷載將增大.這種現象稱為冷作硬化。

利：提高了材料在彈性階段內的承載能力。

弊：降低了材料的塑性。

加工硬化給金屬件的進一步加工帶來困難。如在冷軋鋼板的過程中會愈軋愈硬以致軋不動，因而需在加工過程中安排中間退火，通過加熱消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表層脆而硬，從而加速刀具磨損、增大切削力等。但有利的一面是，特別是對于那些不能以熱處理方法提高強度的純金屬和某些合金尤為重要。如冷拉高強度鋼絲和冷卷彈簧等，就是利用冷加工變形來提高其強度和彈性極限。又如坦克和拖拉機的履帶、破碎機的顎板以及鐵路的道岔等也是利用加工硬化來提高其硬度和耐磨性的。

鋼材經過冷加工所產生的應變硬化后什么發生變化

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞：加載后，無明顯變形，因此破壞前無預兆，斷裂時斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。

影響脆性破壞的因素

1.化學成分

2.冶金缺陷（偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層）

3.溫度（熱脆、低溫冷脆）

4.冷作硬化

5.時效硬化

6.應力集中

7.同號三向主應力狀態

1 ) 鋼材質量差、厚度大：鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等；較厚的鋼材輥軋次數較少，材質差、韌性低，可能存在較多的冶金缺陷。

(2) 結構或構件構造不合理：孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當等使應力集中嚴重。

(3) 制造安裝質量差：焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴重；冷加工引起的應變硬化和隨后出現的應變時效使鋼材變脆。

(4) 結構受有較大動力荷載或反復荷載作用：但荷載在結構上作用速度很快時（如吊車行進時由于軌縫處高差而造成對吊車梁的沖擊作用和地震作用等），材料的應力- 應變特性就要發生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時作用時,材料的脆性將顯著增加。

（5）在較低環境溫度下工作：當溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉化的溫度并不相同。同一種材料,也會由于缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂，可以從以下幾個方面著手：

1、裂紋

當焊接結構的板厚較大時（大于25mm），如果含碳量高，連接內部有約束作用，焊肉外形不適當，或冷卻過快，都有可能在焊后出現裂紋，從而產生斷裂破壞。針對這個問題，把碳控制在0.22%左右，同時在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢，解決了斷裂問題。

焊縫冷卻時收縮作用受到約束，有可能促使它出現裂紋。措施是：在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙，焊縫有收縮余地，裂紋就不會出現。

把角焊縫的表面作成凹形，有利于緩和應力集中。凹形表面的焊縫，焊后比凸形的容易開裂，原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力，并且在45截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大，而45截面又有所增強，情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下，改用凸形焊縫，就不再開裂。

2、應力

考察斷裂問題時，應力是構件的實際應力，它不僅和荷載的大小有關，也和構造形狀及施焊條件有關。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中，使局部應力增高，對脆性破壞最為危險。施焊過程造成構件內的殘余拉應力，也是不利的。因此，避免焊縫過于集中和避免截面突然變化，都有助于防止脆性斷裂。

3、材料選用

為了防止脆性斷裂，結構的材料應該具有一定的韌性。材料斷裂時吸收的能量和溫度有密切關系。吸收的能量可以劃分為三個區域，即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低于彈性，以避免出現完全脆性的斷裂，也沒有必要高于彈塑性，對鋼材要求太高，必然會提高造價。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低于薄鋼板。

4、構造細部

發生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙，或相當于構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當于狹長的裂紋，造成高度的應力集中，焊縫則造成高額殘余拉應力并使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化，提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此，設計時必須注意焊縫的施工條件，以保證施焊方便，能夠焊透。

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