
【化】 chill harden(ing); cold hardening
冷硬化(Cold Hardening)在材料工程领域中指金属或合金通过塑性变形(如轧制、锻造、拉伸)在室温或低于再结晶温度条件下,产生晶格畸变和位错密度增加的现象。该过程会显著提升材料的强度和硬度,但会降低其延展性。根据《ASM材料手册》定义,其英文对应词为"work hardening"或"strain hardening",特指材料因机械加工导致的硬化机制。
金属冷硬化过程中,晶粒沿变形方向被拉长形成纤维组织,这种现象在《材料科学与工程基础》(Callister著)中被描述为位错运动受阻导致的强化效应。在工业应用中,冷轧钢板、冷拔钢丝等产品均利用该原理提升力学性能,相关工艺参数在《金属加工技术手册》中给出明确规范。
需要区分的是,冷硬化与热处理强化的本质区别在于不涉及相变过程。剑桥工程词典特别指出,该术语在翻译时需注意与"quench hardening"(淬火硬化)的物理差异。国际材料数据系统IMDS将该工艺归入机械加工强化分类,并收录了超过120种金属材料的冷作硬化系数。
冷硬化(又称冷加工硬化)是指金属材料在常温下通过塑性变形(如切削、冲压、轧制等)导致表层硬度、强度增加,而塑性下降的现象。其核心成因是加工过程中外力使材料内部晶粒结构发生破坏和重组。
具体机制和影响包括:
塑性变形:切削加工时,后刀面与工件接触区产生巨大压力和摩擦力,导致表层金属发生剧烈塑性变形。晶粒被拉长或破碎,形成非晶质层。
性能变化:
典型应用场景:在不锈钢、高温合金等难切削材料中表现尤为显著,这类材料的加工硬化倾向会加速刀具磨损,增加后续加工难度。
该现象在工业生产中具有双面性——虽能提高零件表面耐磨性,但也可能导致加工精度下降。工程中常通过控制切削速度、使用锋利刀具或热处理工艺来调节硬化程度。
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