کمی سازی کار سخت شدن

استرسنابجایی وابسته به مدول برشی، G، قدر استوکتور برگر، b و چگالی نابجایی، {\displaystyle \rho _{\perp }}

که در آن {\displaystyle \tau {{0}}{0}} استحکام ذاتی ماده با چگالی نابجایی کم است و {\displaystyle \alpha }یک ضریب تصحیح مخصوص ماده است.

همانطور که در شکل 1 و معادله بالا نشان داده شده است، سخت شدن کار یک وابستگی نیم ریشه به تعداد نابجایی ها دارد. این ماده در صورت وجود سطوح بالای دررفتگی (بیشتر از 1014 دررفتگی در متر مربع) یا بدون دررفتگی، استحکام بالایی را نشان می دهد. تعداد متوسط ​​نابجایی (بین 107 تا 109 دررفتگی در متر مربع) معمولاً منجر به استحکام کم می شود.

مثال

برای مثال شدید، در آزمایش کشش، یک میله فولادی درست قبل از فاصله ای که معمولاً در آن می شکند، کشیده می شود. بار به آرامی آزاد می شود و ماده با کاهش طول مقداری از فشار خود را کاهش می دهد. کاهش طول را بازیابی الاستیک می نامند و نتیجه نهایی یک میله فولادی سخت کاری شده است. کسر طول بازیافت شده (طول بازیافت شده/طول اصلی) برابر است با تنش تسلیم تقسیم بر مدول کشش. (در اینجا بحث می کنیماسترس واقعیبه منظور محاسبه کاهش شدید قطر در این آزمایش کششی.) طول بازیابی شده پس از برداشتن بار از یک ماده درست قبل از شکستن، برابر است با طول بازیافت شده پس از برداشتن بار درست قبل از وارد شدن به تغییر شکل پلاستیک.

میله فولادی سخت شده دارای تعداد زیادی نابجایی است که برهمکنش میدان کرنش از تغییر شکل پلاستیک جلوگیری می کند. تغییر شکل بعدی نیاز به تنشی دارد که به طور خطی با تغییر شکل تغییر می کندکرنشمشاهده شد، شیب نمودار تنش در مقابل کرنش طبق معمول مدول الاستیسیته است.

میله فولادی سخت شده زمانی می شکند که تنش اعمال شده از تنش شکست معمول و کرنش از کرنش شکست معمول بیشتر شود. این ممکن است به عنوان حد الاستیک در نظر گرفته شود وتنش تسلیماکنون برابر است باچقرمگی شکست، که البته بسیار بالاتر از تنش تسلیم فولاد بدون کار سخت است.

مقدار تغییر شکل پلاستیک ممکن صفر است، که بدیهی است کمتر از مقدار تغییر شکل پلاستیک ممکن برای یک ماده بدون کار سخت است. بنابراین، شکل پذیری میله سرد کار کاهش می یابد.

کاویتاسیون قابل توجه و طولانی مدت نیز می تواند باعث سخت شدن کرنش شود.

علاوه بر این، جواهرسازان با استفاده از توانایی یک ماده برای سفت شدن، حلقه هایی از نظر ساختاری و سایر اشیاء پوشیدنی (به ویژه آنهایی که روی دست پوشیده می شوند) می سازند که به دوام بسیار بیشتری نیاز دارند (مثلاً از گوشواره). در حالی که ریخته گری حلقه ها به دلایل اقتصادی متعددی انجام می شود (صرفه جویی زیادی در زمان و هزینه کار)، یک جواهرساز استاد ممکن است از توانایی یک ماده برای سخت شدن استفاده کند و ترکیبی از تکنیک های شکل دهی سرد را در طول تولید به کار ببرد. یک قطعه.