
【電】 annealing
韌化(Tempering)在漢英詞典中定義為材料加工領域的關鍵熱處理工藝,對應的英文術語為"tempering"。該技術通過對淬火後的金屬材料進行中溫回火(通常200-650°C),在保持硬度的同時提升材料韌性。其核心原理是通過溫度調控促使馬氏體分解,形成更穩定的回火組織,實現強度與塑性的平衡。
牛津材料科學手冊指出,韌化處理能有效降低金屬脆性斷裂風險,将典型碳鋼的沖擊韌性值提升40-70%。美國金屬學會(ASM International)的工藝參數手冊顯示,工業應用中韌化保溫時間與材料厚度呈正相關,标準公式為: $$ t = 1.5D + 30 $$ 其中t代表分鐘數,D為工件厚度(毫米)。該工藝廣泛應用于刀具制造(提升刃口抗崩性)和機械零件生産(增強齒輪抗沖擊能力)。
相較于退火(annealing)和正火(normalizing),韌化的獨特優勢在于其精準的力學性能調控能力。劍橋材料科學詞典特别強調,韌化過程中碳化物的球化過程是改善材料韌性的關鍵機制。
韌化是指通過物理或化學手段增強材料或物質在受力時抵抗斷裂的能力,使其在塑性變形過程中吸收更多能量。這一概念在不同領域有差異化的應用:
材料科學中的韌化
主要目标是在提高材料強度的同時保持或增加其韌性。例如通過細化晶粒、引入第二相粒子或優化相變過程(如鋼的淬火回火處理),使材料在受沖擊時能通過内部結構變化分散應力,延緩裂紋擴展。這類處理可延長材料壽命并降低成本。
食品加工中的韌化
以澱粉為例,韌化處理是通過控制水分含量(40%-55%)和溫度(低于糊化溫度)改變澱粉分子排列,形成更穩定的結構。這種物理變性可提升食品口感,且不産生有害物質。
韌化機制的核心
本質是通過改變物質内部結構實現能量吸收路徑的優化,例如:
意義:韌化處理平衡了強度與韌性的矛盾關系,在工程材料、食品工業等領域具有降低脆性失效風險的實際價值。不同領域的具體方法雖異,但核心理念均指向通過結構調控增強抗斷裂能力。
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