加工硬化

[拼音]：jiagong yinghua

[外文]：work hardening

金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。它标志金属抗塑性变形能力的增强。

以低碳钢拉伸的应力－应变(σ-ε)图为例（见图）。当载荷超过屈服阶段cе后，进入强化阶段еg，到某点k卸载时，应力不沿加载路线ocdеk返回，而是沿着基本平行于oɑ的直线ko1下降，产生塑性变形oo1。再加载时，应力沿o1k上升，过k点后继续产生塑性变形，此时屈服极限已由σS提高到。如此反复作用，每循环一次都产生一次新的塑性变形，并提高强度指标。但随着循环次数的增加，加工硬化逐渐趋于稳定。这种加工硬化现象可解释为：在塑性变形时晶粒产生滑移，滑移面和其附近的晶格扭曲，使晶粒伸长和破碎，金属内部产生残余应力等，因而继续塑性变形就变得困难，引起加工硬化。这种现象受到构成金属基体的元素性质、点阵类型、变形温度、变形速度和变形程度等因素影响。加工硬化可由真正应力-应变曲线来描述。

加工硬化在机械工程中的作用是：

（1）经过冷拉、滚压和喷丸（见表面强化）等工艺，能显著提高金属材料、零件和构件的表面强度；

（2）零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度；

（3）金属零件或构件在冲压时，其塑性变形处伴随着强化，使变形转移到其周围未加工硬化部分。经过这样反复交替作用可得到截面变形均匀一致的冷冲压件；

（4）可以改进低碳钢的切削性能，使切屑易于分离。但是加工硬化也给金属件进一步加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中，加工硬化使工件表层脆而硬，再切削时增加切削力，加速刀具磨损等。