افزایش سختی کرنشی
From Wikipedia, the free encyclopedia
افزایش سختی کرنشی (به انگلیسی: Strain hardening) به پدیده افزایش سختی و استحکام فلزات شکلپذیر در هنگام تغییرشکل پلاستیک (دائم یا غیر الاستیک) گفته می شود.[1] گاهی به این پدیده، Work Hardening به معنای "افزایش سختی با کار" یا Cold Hardening به معنای "افزایش سختی سرد" (سرد نسبت به دمای ذوب فلز) نیز گفته می شود.[1]
کار سختی یک نوع استحکام دهی به فلزات با تغییر شکل ماندگار در آن است. این استحکام در نتیجهٔ ایجاد و حرکت نابهجاییها درون ساختار کریستالهای ماده به وجود میآید. بسیاری از مواد نشکن با نقطهٔ ذوب بالا مانند انواع مختلفی از پلیمرها میتوانند با این روش افزایش استحکام یابند.
آلیاژهایی که به عملیات حرارتی قابلیت جوابگویی نداشته باشند مانند فولادهای کم کربن، میتوانند کار سختی شوند. بسیاری از مواد در دمای پایین قابلیت کار سختی رویشان وجود ندارد مانند ایندیوم در حالی که بقیهٔ مواد میتوانند سختکاری شوند مانند مس خالص و آلومینیوم.
کار سختی بسته به نوع شرایط میتواند مطلوب یا نامطلوب باشد. یک نمونه از نوع نامطلوب کار سختی هنگام ماشینکاری رخ میدهد؛ وقتی که تیغهٔ برش از روی عدم توجه در ابتدا سطح قطعهکار را کارسختی میکند؛ این عمل باعث آسیب دیدن تیغه در براده برداریهای ثانویه میشود. به بیان دقیقتر، عبور اولیه تیغه برش باعث افزایش زیاد موضعی دما شده و با گسترش آن در قطعهکار باعث تغییر شکل پلاستیک آن میشود و درنتیجه، پدیده کارسختی باعث ضرر به قطعهکار یا تیغه شدهاست. بعضی آلیاژها بیشتر در معرض این مهم هستند؛ مانند آلیاژ اینکونل که باید در روشهای ماشینکاری درنظر گرفته شود. مثلا برای برخی مواد فلزی که انعطافپذیری برای آنها مطلوب است، مانند فنرها، از آلیاژهایی مخصوص و سفارشی سازی شده باید استفاده شود تا از تغییرشکل پلاستیک (کارسختی) و نیز خستگی جلوگیری شود. لازم به ذکر است که در ادامه از روشهای عملیات حرارتی برای رسیدن به ویژگی مورد نظر استفاده میشود. "افزایش سختی با کار" مشکلی در ماشینکاری است که تقریبا همیشه توسط تراشکار ایجاد می شود. این اتفاق نتیجه مستقیم عمل اشتباهی در تراشکاری است، از جمله ابزارهای برش کند و سرعت بیش از اندازه ماشینکاری.[2]
یک مثال از کارسختی مطلوب در فرآیندهای فلزکاری رخ میدهد که بهصورت عمدی تغییر شکل پلاستیک ایجاد میشود. این فرآیند سردکاری نامیده میشود و تحت دمایی زیر دمای تبلور مجدد، معمولا در دمای محیط، انجام میشود. سردکاری به چهار شاخه تقسیم بندی میشود: فشردن، خمش، کشش و برش.سردکاری در حین ساخت کلاهک پیچها و نیز سردکاری در مراحل پایانی ساخت فولاد نورد سرد، مثالهایی از کاربرد سردکاری هست. در این فرآیند، فلز تحت فشار و سرعتی بالا و فولاد ابزار قرار دارد. سردکاری موجب افزایش سختی، استحکام میشود.