在热处理过程中,人们使用黏土在诸如脊柱的某些区域硬化钢。然后,他们必须经历另一个过程才能使钢材坚韧。我需要非常坚硬的钢,并且想知道坚硬的钢会变脆并能够承受很大的压力吗?我问是因为锻造过程中钢承受的压力很大。另外,我可以用这种方法制成较薄的钢材一样坚硬的钢材吗?
在热处理过程中,人们使用黏土在诸如脊柱的某些区域硬化钢。然后,他们必须经历另一个过程才能使钢材坚韧。我需要非常坚硬的钢,并且想知道坚硬的钢会变脆并能够承受很大的压力吗?我问是因为锻造过程中钢承受的压力很大。另外,我可以用这种方法制成较薄的钢材一样坚硬的钢材吗?
Answers:
这取决于您要实现的目标以及“强度”的含义。。
可以使用热处理来增加可硬化钢的屈服应力(或多或少取决于所使用的合金和工艺)。但是,这样做不会增加零件的刚度,因为淬火和回火对钢的杨氏模量没有显着影响。
因此,热处理会增加零件失效的应力,但不会改变其在负载下的变形方式。对于简单梁在弯曲载荷下的情况,它将在失效之前进一步弯曲,但在相同载荷下仍将弯曲相同的量。
如果要增加刚度并减轻重量,则需要更改截面,例如,空心管的弯曲强度要比单位长度相同质量且“ I”形截面相同的实心管更坚硬。在其他载荷条件下,腹板,肋骨和型锻可用于显着提高刚度。
在材料性能方面,通常需要在硬度和韧性(即承受冲击负荷的能力)之间进行权衡,在某些情况下,为了延展性,需要牺牲一点硬度和极限拉伸强度,以便防止易碎的故障,这种故障往往是突然的和灾难性的。
在钢中,硬度与抗拉强度密切相关,因此硬化钢将同时具有高硬度和高抗拉强度。
韧性比强度更难量化,但通常具有抗冲击和抗脆性断裂的能力。韧性是韧性的一部分,因为它有助于材料抵抗裂纹扩展。
对于简单的钢,热处理通常是硬度和韧性之间的平衡。从临界温度(约850 C)冷却可硬化钢会产生非常坚硬但易碎的材料,回火(加热至较低温度,约200-300 C)会部分逆转硬化过程并提高韧性和延展性。控制回火温度可以在一定程度上控制相对硬度/韧性。
从给定的热处理过程中获得的确切性能将取决于所使用的合金,不同的合金将具有不同的热处理要求。
在硬化之前,如有必要,可通过退火和/或正火来减轻残余的制造应力和晶粒长大。
话虽如此,热处理钢是一个复杂的主题,许多大型和复杂的书籍都已写在该主题上,要用简短的答案概括起来并不容易。同样重要的是,您必须仔细阅读所涉及术语的精确工程定义,例如硬度,韧性,拉伸强度,延展性等,因为它们在此上下文中具有非常具体的含义,谈论“强度”通常会引起混淆。