什么是加工硬化？其产生原因是什么？

考查要点：本题主要考查对加工硬化现象的理解，包括其定义、产生的原因及金属冷变形过程中结构与性能的变化关系。

解题核心思路：

1. 明确加工硬化的本质：冷变形导致金属内部结构变化，进而引起力学性能的改变。
2. 结构变化与性能变化的关联：需从微观（晶粒、位错）和宏观（强度、塑性）两个角度分析。
3. 关键概念：冷变形、晶格扭曲、位错密度、强度与塑性的变化规律。

破题关键点：

• 冷变形的作用：温度低于再结晶温度的塑性变形。
• 位错密度的累积：变形过程中位错数量增加，阻碍进一步滑移，导致强度上升。
• 性能的矛盾变化：强度硬度提高与塑性韧性下降的对立统一。

加工硬化是金属冷变形过程中的一种重要现象，其产生机制和表现如下：

1. 结构变化

• 晶粒破碎：冷变形使金属晶粒被拉长或压碎，形成细小的晶块。
• 晶格扭曲：变形过程中，晶格发生畸变，位错密度显著增加。
• 位错相互作用：位错密度的增加导致位错间的交割和缠结，形成稳定的结构。

2. 性能变化

• 强度和硬度提高：位错密度增加导致滑移阻力增大，材料更难继续变形。
• 塑性和韧性下降：晶格畸变和位错缠结使材料难以通过滑移释放应力，导致脆性增加。

3. 原因总结

冷变形通过晶格畸变和位错密度的累积，改变了金属的内部结构，从而引发力学性能的显著变化。这种变化是加工硬化现象的根本原因。