加工硬化简介1
加工硬化简介
work hardening
加工硬化原理
金属之所以能变形就是由于位错能滑动移（最主要）和攀升（较少）以及晶体的孪生。因而决定金属能变形的能力就是（晶体结构中位错能滑移决定）。一旦位错塞集/纠缠就变成了不可动位错，需要增加应力以开动其它的可动位错。如果金属本身可动的位错很少那么很容易加工硬化。为此先介绍一下三种常见晶体结构的滑移系（滑移系的多少和层错的大小决定了金属变形的难易）：
a. 面心立方金属的滑移面为｛111｝，共四组，包含三个滑移方向，共有12个滑移系。 b. 密排六方金属滑移面为（0001），滑移方向为,每组滑移面包含2个滑移方向，故也有12个滑移系。
密排六方金属滑移系少，滑移过程中，可能采取空间位向少，故塑性差。
c. 体心立方金属的移系较多故比密排六方结构金属塑性好。但其滑移面原子密排程度不如面心立方（导致本身层错能较高），滑移方向的数目也少于面心立方，故体心立方金属不如面心立方金属塑性好。
从而显而易见，面心立方易于加工，加工不易硬化。当然除了金属本身的空间结构外，金属材料晶粒的大小，杂质的多少，温度的高低都会影响其加工硬化性能，但究其最终原因来说都是由于材料位错移动难易程度决定。
对金属进行轧制时金属就会加工硬化，轧制的道次越多，每道次的变形量越大，那么加工硬化就越明显。但是轧制后一般会通过热处理来改善金属的结构和力学性能，但并不是说所有的金属才来都会在轧制后进行热处理来消除加工硬化，因为有时候加工硬化对我们要使用金属材料的力学性能是有利的，比如有些钢丝绳。
在切削加工中使工件表层脆而硬，从而加速刀具磨损、增大切削力等。但有利的一面是，它可提高金属的强度、硬度和耐磨性。
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后,进入强化阶段,到某点K卸载时,应力不沿加载原路线返回，而是沿着基本平行于oɑ的直线下降,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。
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；
加工硬化
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 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。
Actions: 现暂无G20Cr2Ni4A渗碳淬火后车削加工硬化资料，建议技术部以后搜集一些加工后与加工前表面层硬度的比值及变化值，并与客户反馈信息（寿命，耐疲劳剥落，裂纹和断裂，压痕，磨损，锈蚀等）比较。可做统计分析，以作轴承加工工艺改进依据。
加工硬化程度越高，其耐磨性越好，但有一定限度，过度的硬化会使表面产生细小的裂纹及剥落，加剧磨损
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