加工硬化

work hardening

金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

在纳米材料中也会出现加工硬化现象，此时的硬化行为多认为和位错运动密切相关。

加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动，因而需在加工过程中安排中间退火，通过加热消除其加工硬化。又如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，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等，就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。

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cе后,进入强化阶段еg,到某点k卸载时,应力不沿加载路线ocdеk返回，而是沿着基本平行于oɑ的直线ko1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;

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金属零件或构件在冲压时，其塑性变形处伴随着强化，使变形转移到其周围未加工硬化部分。经过这样反复交替作用可得到截面变形均匀一致的冷冲压件;

④可以改进低碳钢的切削性能，使切屑易于分离。但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。又如在切削加工中为使工件表层脆而硬，再切削时增加切削力，加速刀具磨损等。

中文:加工硬化

F 自由加工状态

适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定(不常见)

O 退火状态

适用于经完全退火获得最低强度的加工产品(偶尔会出现)

H 加工硬化状态

适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理(一般为非热处理强化型材料)

W 固熔热处理状态

一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段(不常见)

T 热处理状态

(不同于F、O、H状态)

适用于热处理后，经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字(一般为热处理强化型材料)

我们常见的非热处理强化型铝合金后面的状态代号一般是字母H加两位数字。

如1100H14。

下面简单介绍以下状态代号的含义内容。

字母H后面一般跟两位数字:

第一位数字表示的就是加工硬化处理的方法。

H后面的第一位数字有:1，2，3，4

即H1*H1*表示单纯加工硬化处理

H2*H2*表示加工硬化及不完全退火

H3*H3*表示加工硬化及稳定化处理

H4*H4*表示加工硬化及涂漆处理

第二位数字表示的就是材料所达到的硬化程度。

H后面的第二位数字有:1，2，3，4，5，6，7，8，9

既H*10与2之间的硬度

H*21/4硬 H*32与4之间的硬度

H*41/2硬 H*54与6之间的硬度

H*63/4硬 H*76与8之间的硬度

H*8全硬状态 H*9超硬状态

(H后面跟三个数字的情况不多，只有几个。H111表示最终退火后又进行了适量的加工硬化。H112表示适用于热加工成型的产品。H116表示含镁量≥4.0%的5***系合金制成的产品.)

我们常见的热处理强化型铝合金后面的状态代号一般是字母T加添加一位或多位阿拉伯数字表示T的细分状态

在T后面添加0-10的阿拉伯数字，表示细分状态(称作TX状态)。T后面的数字表示对产品的热处理程序。

T0 固溶热处理后，经自然时效再通过冷加工的状态。 适用于经冷加工提高强度的产品。

T1 由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态。

适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工(可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限)的产品。

T2 由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。

T3 固溶热处理后进行冷加工，再，经自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。

T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后，不在进行冷加工(可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限)的产品。

T5 由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。

适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工(可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限)，予以人工时效的产品。

T6 由固溶热处理后进行人工时效的状态。

适用于由固溶热处理后，不再进行冷加工(可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限)的产品。

T7 由固溶热处理后进行人工时效的状态。

适用于由固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品。

T8 固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态。

适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产。

T9 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态。

适用于经冷加工提高产品强度的产品。

T10 由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后进行人工时效的状态。

适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产品。

T状态及TXXX状态(消除应力状态外)

在TX状态代号后面再添加一位阿拉伯数字(称作TXX状态)，或添加两位阿拉伯数字(称作TXXX状态)，表示经过了明显改变产品特性(如力学性能、抗腐蚀性能等)的特定工艺处理的状态。

T42 适用于自O或F状态固溶热处理后，自然时效达到充分稳定状态的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T42状态的产品。

T62 适用于自O或F状态固溶热处理后，进入人工时效的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T62状态的产品。

T73 适用于固溶热处理后，经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品

T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态，但小于T76状态。

T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态，抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态，但其抗剥落腐蚀性能仍较好。

T7X2 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效处理，力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品。

T81 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品。

T87 适用于固溶热处理后，经7%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品。

消除应力状态

在上述TX或TXX或TXXX状态代号后面添加"51"、或"510"、或"511"或"52"或"54"表示经历了消除应力处理的产品状态代号。

TX51

TXX51

TXXX51

适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的厚板、轧制或冷精整的棒材以及模锻件、锻环或轧制环，这些产品拉伸后不再进行矫直。

厚板的永久变形量为1.5%~3%;轧制或冷精整棒材的永久变形量为1%~3%;模锻件锻环或轧制环的永久变形量为1%~5%。

TX510

TXX510

TXXX510

适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后不再进行矫直。 挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%;拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。

TX511

TXX511

TXXX511

适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸的挤制棒、型和管材，以及拉制管材，这些产品拉伸后可微略行矫直以符合标准公差。 挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%;拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。

TX52

TXX52

TXXX52

适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后，通过压缩来消除应力，以产生1%~5%，永久变形量的产品。

TX54

TXX54

TXXX54

适用于在终锻模内通过冷整形来消除应力的模锻件。

T6，固溶处理(淬火)，人工时效

T62，由退火或F状态固溶处理，人工时效

T61是一种特殊热处理状态，要求其强度低于T6。

T61，没见过。