原因如下:
1. 再结晶温度的界定:
区分冷加工和热加工的关键在于材料是否处于其再结晶温度以上。
钢的再结晶温度大约在 450°C 左右(具体数值因钢种和成分略有差异)。
常温(通常指室温,约 20-25°C)远低于 钢的再结晶温度。
2. 冷加工的特征:
加工硬化: 在再结晶温度以下变形时,金属内部发生塑性变形的主要机制是滑移和孪生。这会导致位错密度急剧增加,晶格畸变严重,阻碍位错进一步运动。结果是材料的强度和硬度显著提高,但同时塑性和韧性下降。这就是冷加工的核心特征 —— 加工硬化。
无动态回复/再结晶: 由于温度低,在变形过程中,位错难以通过回复或再结晶机制消除,加工硬化效应得以保留。
更好的表面质量和尺寸精度: 冷加工通常在室温下进行,避免了高温氧化和热胀冷缩,因此可以获得更高的尺寸精度和更好的表面光洁度。
残余应力: 冷加工会在材料内部残留较大的内应力。
3. 常见冷加工方式:
冷轧(钢板、带材)
冷拔(线材、棒材、管材)
冷挤压
冷冲压(冲裁、弯曲、拉深等)
冷镦
因为常温远低于钢的再结晶温度,在此温度下进行塑性变形加工(如轧制、拉拔、冲压等),钢会发生显著的加工硬化,材料强度和硬度上升而塑韧性下降。钢在常温下的变形加工严格符合冷加工的定义。
与热加工的区别:
热加工是在再结晶温度以上进行,变形过程中会发生动态回复和动态再结晶,抵消加工硬化效果,材料保持较好的塑性,强度和硬度相对较低(但仍高于退火态),主要用于大变形量的初始成型(如热轧、热锻)。
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