⒈固溶强化
是指合金元素以固溶形式(置换或间隙式)存在于基体金属中,使金属的强度提高的一种现象,在该类强化过程中,合金元素对金属的强化作用是通过以下两个方面的作用,使晶粒内部的滑移困难,使强度得到提高的。需要注意的是加热温度低或保温时间短,将使碳化物溶解的不充分,很难获得均匀一致的奥氏体,而温度高或保温时间长,则造成奥氏体晶粒的过分长大,降低了高温性能,因此应合理确定固溶的温度和保温时间是至关重要的。
①、固溶合金元素后,提高了原子间的结合力和晶格畸变,使固溶休整上的滑移阻力增加;
②、溶质原子偏聚于位错线附近,降低了位错线附近的晶格畸变的程度,使位错移动性减小。
⒉弥散强化(时效)
使过饱和的固溶体析出强化的弥散相,弥散强化(为第二组强化)是指通过弥散析出,第二相质点碳化了金属的强度,当金属元素的含量超过溶解度后,固溶体基体上弥散析出一些第二相质点,它们对基体的滑移起阻碍作用,使金属的强度得到提高,要进行充分的时效,在尽可能的条件下,保温足够的时间。在色金属及其合金、奥氏体耐热钢等通过时效处理,达到了强化零件的目的。
⒊冷加工硬化
是指金属在再结晶温度下,金属产生了人为塑性变形而引起金属强度提高的现象。原因在于金属经过塑性变形后,晶粒破碎,晶界面积增大,晶格畸变并形成了纤维组织,使金属中原子的滑移困难,故提高了金属的强度,而塑性和韧性下降。如冷拉钢丝、板材等,通过冷加工硬化以提高其基体的强度,来满足零件的需要的。
由于三类强化的作用机理不同,因此其适用的条件有所区别:
①、固溶强化和弥散强化是通过加入合金元素,改变钢的成分,度进行一系列热处理而产生的强化作用,故成本高于碳钢,多用于强化作用比较重要的金属材料和零件等。另外固溶强化不受热处理条件的限制,可用于任何条件。
②、弥散强化必须通过一定热处理工艺才能实现,如奥氏体耐热钢时效的热处理工艺为690~800℃×6~16h,铝和铝合金的时效工艺为115~240℃×3~36h。
③、冷加工硬化是强化金属和合金的重要手段和工艺方法之一(经过冷加工后的金属或合金的强度明显提高),其次它是冷冲压成形工艺成为可能的前提条件,该方法有利于冲制零件的成形和加工,多适用于纯金属以及不能通过热处理来强化的合金。