28.4.3 工程材料的韧化途径
2025年09月19日
28.4.3 工程材料的韧化途径
在选材时,不能片面地追求强度指标。由于材料的强度和韧性往往是相互矛盾的,一般情况下,增加强度往往要牺牲韧性,而韧性的降低又意味着材料发生脆化。因此,在选材时,要寻求高强度同时兼有高韧性的材料,才能保证使用的可靠性。
下面从材料的角度介绍工程材料的主要韧化途径。
1.细化晶粒
晶粒细小均匀,不仅强度高,而且韧性好,同时还可以降低韧脆转变温度。所以晶粒细化是钢材、铝合金重要的强韧化途径之一。
2.调整化学成分
降低合金材料中的杂质元素含量,或者加入某些抑制有害元素作用的合金元素,都可以使合金的韧性提高。如降低钢材中碳的含量和有害杂质元素的含量,加入镍、锰进行合金化可以大大提高钢材的韧性。
3.形变热处理
形变热处理是将形变强化(锻、轧等)与热处理强化结合起来,使金属材料同时经受形变和相变,从而使晶粒细化、位错密度升高、晶界发生畸变,达到提高综合力学性能的目的。
4.低碳马氏体强韧化
低碳马氏体是一种既有高强度又具有韧性的相。选用低碳或中碳合金结构钢,通过高温加热淬火和低温回火,以获得位错型板条马氏体组织,是钢材强韧化的重要途径之一。