Cuatro formas básicas de fortalecer materiales metálicos

Las cuatro formas básicas de fortalecer materiales metálicos se presentan a continuación:

1. Fortalecimiento de grano fino: el método para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales metálicos se denomina fortalecimiento de grano fino. , lo que mejora la resistencia del material. ?

Principio: Generalmente los metales son policristales compuestos de muchos granos. Cuanto mayor es el número de granos por unidad de volumen, más finos son. Los granos finos a temperatura ambiente tienen mayor resistencia, dureza, plasticidad y tenacidad que los metales de grano grueso. Debido a que los granos finos sufren deformación plástica debido a la fuerza externa y pueden dispersarse, la deformación plástica es más uniforme y la concentración de tensión es menor. Cuanto más finos son los granos, mayor es el área de los límites de los granos y más tortuosos son los límites de los granos, lo que no favorece la expansión de las grietas.

2. Fortalecimiento de solución sólida: fenómeno en el que los elementos de aleación se disuelven en el metal base para causar un cierto grado de distorsión de la red, aumentando así la resistencia de la aleación.

Principio: La distorsión de la red aumenta la resistencia al movimiento de dislocación, dificultando el deslizamiento y aumentando la resistencia y dureza de la solución sólida de aleación. Cuando la concentración de átomos de soluto es apropiada, se puede aumentar la resistencia y dureza del material, mientras que se reduce su tenacidad y plasticidad.

3. Fortalecimiento de la segunda fase: La segunda fase utiliza partículas finas dispersas distribuidas uniformemente en la fase de matriz para producir efectos de fortalecimiento significativos.

Principio: La interacción dificulta el movimiento de la posición y mejora la resistencia a la deformación de la aleación. ?

4. Endurecimiento por trabajo: a medida que aumenta el grado de deformación en frío, los indicadores de resistencia y dureza de los materiales metálicos aumentan, pero la plasticidad y la tenacidad disminuyen.

Principio: Durante la deformación plástica, los granos se deslizan y las dislocaciones se enredan, provocando que los granos se alarguen, se rompan y se fibren, generándose tensiones residuales en el interior del metal.

Los materiales metálicos se refieren a materiales que tienen propiedades como brillo, ductilidad, fácil conductividad y transferencia de calor. Generalmente se dividen en dos tipos: metales ferrosos y metales no ferrosos. Los metales ferrosos incluyen hierro, cromo, manganeso, etc. Entre ellos, el acero es el material estructural básico y se le llama el "esqueleto de la industria".

Debido al avance de la ciencia y la tecnología y a la aplicación generalizada de diversos materiales químicos nuevos y nuevos materiales no metálicos, los sustitutos del acero aumentan constantemente y la demanda de acero está disminuyendo relativamente. Pero hasta ahora, la posición dominante del acero en la composición de las materias primas industriales sigue siendo difícil de reemplazar.

Las características de la fractura por fatiga de materiales metálicos son:

⑴La tensión de carga es alterna;

⑵La carga actúa durante mucho tiempo;

⑶La fractura ocurre instantáneamente;

⑷Ya sea un material plástico o un material frágil, es frágil en la zona de fractura por fatiga.

Por lo tanto, la fractura por fatiga es la forma de fractura más común y peligrosa en ingeniería.

Los fenómenos de fatiga de los materiales metálicos se pueden dividir en los siguientes tipos según diferentes condiciones:

⑴ Fatiga de ciclo alto: se refiere al fenómeno de fatiga bajo tensión baja (la tensión de trabajo es inferior al límite elástico del material, o incluso por debajo del límite elástico), fatiga con un número de ciclos de tensión superior a 100.000. Es el tipo más común de daño por fatiga. La fatiga de ciclo alto generalmente se conoce como fatiga.

⑵ Fatiga de ciclo bajo: se refiere a la fatiga bajo tensión alta (la tensión de trabajo está cerca del límite elástico del material) o condiciones de alta deformación, y el número de ciclos de tensión es inferior a 10 000 ~ 100 000. Dado que la deformación plástica alterna juega un papel importante en este daño por fatiga, también se denomina fatiga plástica o fatiga por deformación.

⑶Fatiga térmica: se refiere al daño por fatiga causado por la acción repetida del estrés térmico provocado por los cambios de temperatura.

⑷Fatiga por corrosión: se refiere al daño por fatiga causado por los componentes de la máquina bajo la acción simultánea de cargas alternas y medios corrosivos (como ácidos, álcalis, agua de mar, gases reactivos, etc.).

⑸Fatiga de contacto: se refiere a la superficie de contacto de las piezas de la máquina. Bajo la acción repetida de la tensión de contacto, se producirán picaduras o aplastamiento y pelado de la superficie, lo que provocará fallas y daños en las piezas de la máquina.