재료가 항복한 후 변형이 증가함에 따라 강도와 경도가 증가하고 가소성과 인성이 감소하는 현상을 변형 경화 또는 가공 경화라고 합니다.
02
기구
소성변형이 진행됨에 따라 전위밀도는 지속적으로 증가한다. 따라서 이동 중 탈구의 교차가 심화되어 고정된 벽개, 탈구 얽힘 및 기타 장애물이 발생합니다. 이는 전위 이동에 대한 저항을 증가시켜 변형 저항을 증가시키고 더 이상의 소성 변형을 어렵게 만들어 금속의 강도를 증가시킵니다.
규칙: 변형 정도가 증가함에 따라 재료의 강도와 경도가 증가하는 반면, 가소성과 인성은 감소합니다. 전위 밀도는 지속적으로 증가합니다. 공식 다이어그램에 따르면 강도는 전위 밀도 ρ의 첫 번째 거듭제곱에 정비례합니다. 전위의 버거 벡터 b가 클수록 강화 효과가 더 중요합니다.
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행동 양식
냉간 압연, 압연, 쇼트 피닝 등과 같은 냉간 변형.
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예
냉간 인발-강선은 강도를 몇 배 이상 증가시킬 수 있습니다.
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변형 강화의 실제적 중요성(장점 및 단점)
(1) 장점:
① 변형강화는 금속을 강화하는 효과적인 방법이다. 열처리로 강화할 수 없는 재료의 경우 변형 강화를 통해 강도를 몇 배로 높일 수 있습니다.
② 특정 공작물이나 반제품의 성형에 중요한 요소로, 금속의 균일한 변형을 가능하게 하고, 냉간 인발 강선 및 부품의 스탬핑과 같은 공작물이나 반제품의 성형을-가능하게 합니다.-
③ 변형 강화는 사용 중 부품이나 부품의 안전성을 향상시킬 수도 있습니다. 부품의 특정 부분에 응력 집중이나 과부하가 발생하면 해당 위치에서 소성 변형이 발생합니다. 가공경화로 인해 과부하된 부분의 변형이 멈추어 안전성이 향상됩니다.
(2) 단점:
① 변형 강화는 재료 생산 및 사용에도 문제를 가져온다. 변형은 강도를 증가시키지만 가소성을 감소시켜 추가 변형을 어렵게 만들고 더 많은 힘을 필요로 합니다.
② 소재가 계속 변형되기 위해서는 그 사이에 소재가 균열 없이 계속 변형될 수 있도록 재결정소둔이 필요하므로 생산원가가 상승한다. 이미지 이미지 II. 고용체 강화 이미지 01 정의 고용체 강화란 용질 원자 함량이 증가함에 따라 고용체의 강도와 경도가 증가하는 반면, 가소성 및 인성이 감소하는 현상입니다.. 02 메커니즘 (1) 용질 원자의 용해는 고용체의 결정 격자를 왜곡시켜 미끄럼 표면에서 전위의 이동을 방해합니다. (2) 전위선에서 분리된 용질 원자에 의해 형성된 Cotillard 대기는 전위를 고정시켜 전위 이동에 대한 저항을 증가시킵니다. (3) 적층 결함 영역에서 용질 원자의 분리는 확장된 전위의 이동을 방해합니다. 전위 이동을 방해하고 전위 이동에 대한 저항을 증가시키는 모든 요소는 강도를 증가시킬 수 있습니다.{10}} 규칙 ① 고용체의 용해도 범위 내에서 합금 원소의 질량 분율이 클수록 강화 효과가 커집니다. ② 용질 원자와 용매 원자의 크기 차이가 클수록 강화 효과가 크다. ③ 격자간 고용체를 형성하는 용질 원소의 강화 효과는 치환 고용체를 형성하는 원소의 강화 효과보다 크다.
④ 용질 원자와 용매 원자 사이의 원자가 전자 수의 차이가 클수록 강화 효과가 커집니다.
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방법
합금화, 즉 합금 원소를 추가하는 것입니다.
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예
구리-니켈 합금의 강도는 순수 구리 및 니켈 금속의 강도보다 높습니다.
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III. 곡물 정제 강화
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정의
결정립 크기가 작아짐에 따라 재료의 강도, 경도, 가소성, 인성이 증가하는 현상을 결정립 미세화 강화라고 합니다.
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기구
원리는 전위 미끄러짐에 대한 입자 경계의 방해 효과에 있습니다. 다결정 재료의 경우 전위 이동은 결정립계의 저항을 극복해야 합니다. 이는 결정립계 양쪽의 전위 방향이 다르기 때문입니다. 따라서 특정 결정립에서는 미끄러지는 전위가 결정립계를 직접 가로질러 인접한 결정립으로 들어갈 수 없습니다. 결정립계에 많은 수의 전위가 축적되어 응력 집중이 발생한 후에야 인접한 결정립에 있는 기존 전위의 이동이 자극되어 미끄러짐을 생성할 수 있습니다. 따라서 입자 크기가 미세할수록 재료 강도가 높아집니다.
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규칙
입자가 미세할수록 입자 경계 영역이 더 커집니다. Hall-페이지 공식에 따르면 평균 입자 직경 d가 작을수록 재료의 항복 강도 σs가 높아집니다.
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곡물 정제 방법
① 결정화 과정에서 과냉각, 개질 처리, 진동, 교반을 증가시켜 핵 생성 속도를 증가시켜 결정립을 미세화할 수 있습니다.
② 저온-변형된 금속의 경우 변형 정도와 어닐링 온도를 조절하여 결정립을 미세화할 수 있습니다.
③ 노멀라이징 및 어닐링 열처리를 통해 곡물을 미세화할 수 있다.
④ 합금 원소를 강철에 첨가하여 새로운 상을 형성함으로써 결정립 성장을 억제할 수 있습니다.
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IV. 2단계 강화
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정의
금속 매트릭스에 하나 이상의 다른 상이 존재하면 금속의 강도가 증가합니다. 2차 상을 얻는 과정에 따라 2차 상 강화는 다음과 같이 구분된다. ① 석출 강화 : 상변태 열처리를 통해 2차 상을 얻는다. ② 분산 강화 : 분말 소결 또는 내부 산화를 통해 2차 상을 얻는다.
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기구
탈구가 이동하는 동안 두 번째 단계를 만나면 두 번째 단계를 우회하거나 통과해야 합니다. 따라서 두 번째 단계는 전위의 이동을 방해하여 재료의 강도를 증가시킵니다.
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예
강철에 시멘타이트가 존재하면 강도가 증가합니다.
