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Concept
Hardening (metallurgy)
Résumé
Hardening is a metallurgical metalworking process used to increase the hardness of a metal. The hardness of a metal is directly proportional to the uniaxial yield stress at the location of the imposed strain. A harder metal will have a higher resistance to plastic deformation than a less hard metal.
The five hardening processes are:
The Hall–Petch method, or grain boundary strengthening, is to obtain small grains. Smaller grains increases the likelihood of dislocations running into grain boundaries after shorter distances, which are very strong dislocation barriers. In general, smaller grain size will make the material harder. When the grain size approach sub-micron sizes, some materials may however become softer. This is simply an effect of another deformation mechanism that becomes easier, i.e. grain boundary sliding. At this point, all dislocation related hardening mechanisms become irrelevant.
In work hardening (also referred to as strain hardening) the material is strained past its yield point, e.g. by cold working. Ductile metal becomes harder and stronger as it's physically deformed. The plastic straining generates new dislocations. As the dislocation density increases, further dislocation movement becomes more difficult since they hinder each other, which means the material hardness increases.
In solid solution strengthening, a soluble alloying element is added to the material desired to be strengthened, and together they form a “solid solution”. A solid solution can be thought of just as a "normal" liquid solution, e.g. salt in water, except it is solid. Depending on the size of the dissolved alloying element's ion compared to that of the matrix-metal, it is dissolved either substitutionally (large alloying element substituting for an atom in the crystal) or interstitially (small alloying element taking a place between atoms in the crystal lattice). In both cases, the size difference of the foreign elements make them act as sand grains in sandpaper, resisting dislocations that try to slip by, resulting in higher material strength.
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Proximité ontologique
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Recuit
Le recuit d'une pièce métallique ou d'un matériau est un procédé correspondant à un cycle de chauffage. Celui-ci consiste en une étape de montée graduelle en température suivie d'un refroidissement contrôlé. Cette procédure, courante en sciences des matériaux, permet de modifier les caractéristiques physiques du métal ou du matériau étudié. Cette action est particulièrement employée pour faciliter la relaxation des contraintes pouvant s'accumuler au cœur de la matière, sous l'effet de contraintes mécaniques ou thermiques, intervenant dans les étapes de synthèse et de mise en forme des matériaux.
Revenu (métallurgie)
Les traitements thermiques dits de revenu font partie d'une famille de traitements thermiques ayant pour trait commun d'être toujours effectués à des températures inférieures aux températures de transformations allotropiques des métaux, lorsque celles-ci existent. Les revenus ont la particularité de produire deux effets : une transformation métallurgique rendue possible par le mécanisme de diffusion amorcé pendant un séjour suffisant à température (voir Diagramme temps-température-transformation) ; un abaissement de la limite d'élasticité et, de moindre façon, du module d'élasticité pendant la montée en température et une légère amorce de fluage pendant le temps de palier à température de revenu.
Metalworking
Metalworking is the process of shaping and reshaping metals to create useful objects, parts, assemblies, and large scale structures. As a term it covers a wide and diverse range of processes, skills, and tools for producing objects on every scale: from huge ships, buildings, and bridges down to precise engine parts and delicate jewelry. The historical roots of metalworking predate recorded history; its use spans cultures, civilizations and millennia.