2.1固溶強化:
少是純金屬,一(yi)般(ban)都要(yao)合金化(hua)(hua)。合金化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)目的(de)(de)(de)(de)(de)之一(yi)是產生固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)化(hua)(hua),另外,也可能產生沉淀強(qiang)化(hua)(hua)、細(xi)化(hua)(hua)晶粒強(qiang)化(hua)(hua)、相(xiang)變強(qiang)化(hua)(hua)和復相(xiang)強(qiang)化(hua)(hua)等(deng),這(zhe)要(yao)看合金元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)和熱處理條件而定。合金元(yuan)素(su)對基體的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)(yong)決定于溶(rong)(rong)(rong)質(zhi)(zhi)(zhi)原子和溶(rong)(rong)(rong)劑原子在尺寸、彈(dan)性性質(zhi)(zhi)(zhi)、電學(xue)性質(zhi)(zhi)(zhi)和其他物理化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)(zhi)上的(de)(de)(de)(de)(de)差異,此外,也和溶(rong)(rong)(rong)質(zhi)(zhi)(zhi)原子的(de)(de)(de)(de)(de)濃度和分布有關;固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)實現主要(yao)是通過溶(rong)(rong)(rong)質(zhi)(zhi)(zhi)原子與位(wei)錯的(de)(de)(de)(de)(de)交互(hu)(hu)作(zuo)用(yong)(yong)。這(zhe)些(xie)交互(hu)(hu)作(zuo)用(yong)(yong)可分為四種:①溶(rong)(rong)(rong)質(zhi)(zhi)(zhi)原子與位(wei)錯的(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性交互(hu)(hu)作(zuo)用(yong)(yong);②電學(xue)交互(hu)(hu)作(zuo)用(yong)(yong);③化(hua)(hua)學(xue)交互(hu)(hu)作(zuo)用(yong)(yong);④幾何交互(hu)(hu)作(zuo)用(yong)(yong)。
2.2形變強化:
隨著塑(su)性(xing)變形(xing)(xing)(或稱(cheng)范(fan)性(xing)形(xing)(xing)變)量增加,金屬的流(liu)變強(qiang)度(du)(du)也(ye)增加,這(zhe)種現(xian)象稱(cheng)為(wei)形(xing)(xing)變強(qiang)化或加工硬化。形(xing)(xing)變強(qiang)化是金屬強(qiang)化的重要方法之(zhi)一(yi),它能(neng)為(wei)金屬材(cai)料的應用提供安全保證,也(ye)是某些金屬塑(su)性(xing)加工工藝所必(bi)須具備的條件(如拔制)。可以(yi)證明,在(zai)拉伸過程中,縮頸開始發生時(shi)的最大均勻形(xing)(xing)變量在(zai)數(shu)值上就等(deng)于材(cai)料的“形(xing)(xing)變強(qiang)化指(zhi)數(shu)”。同時(shi),人們把開始形(xing)(xing)成縮頸時(shi)的強(qiang)度(du)(du)命(ming)名為(wei)抗拉強(qiang)度(du)(du),也(ye)就是材(cai)料在(zai)塑(su)性(xing)失穩時(shi)的流(liu)變強(qiang)度(du)(du)。
形變強化(hua)是(shi)位錯運動受(shou)到阻礙的(de)(de)結果。目(mu)前對(dui)(dui)金屬單晶(jing)體(ti)的(de)(de)形變強化(hua)機制(zhi)已有(you)一定了(le)解,特別對(dui)(dui)面(mian)心立方純金屬研究較(jiao)為深入。多晶(jing)金屬情(qing)況比較(jiao)復雜(za),除晶(jing)界以(yi)外,晶(jing)粒(li)取向也多種多樣(yang),對(dui)(dui)其形變強化(hua)的(de)(de)細節至今還不很清楚(chu)。總(zong)之(zhi),形變強化(hua)決定于位錯運動受(shou)阻,因而強化(hua)效應(ying)與位錯類型、數目(mu)、分布、固溶體(ti)的(de)(de)晶(jing)型、合金化(hua)情(qing)況、晶(jing)粒(li)度(du)和取向及沉淀顆粒(li)大(da)小、數量和分布等有(you)關。溫(wen)度(du)和受(shou)力狀態(tai)有(you)時也是(shi)決定性的(de)(de)因素。
2.3沉淀強化與彌散強化:
過飽和固溶體(ti)(ti)隨溫度下降或在長時(shi)(shi)間(jian)保溫過程中(時(shi)(shi)效(xiao))發生(sheng)脫溶分(fen)解。時(shi)(shi)效(xiao)過程往往是(shi)很復(fu)雜的(de),如(ru)鋁(lv)合金在時(shi)(shi)效(xiao)過程中先產生(sheng)GP區,繼而析出過渡相,最后(hou)形成熱力學穩定(ding)的(de)平衡相。細小的(de)沉(chen)淀物分(fen)散于(yu)基體(ti)(ti)之中,阻礙著位錯運動而產生(sheng)強化作(zuo)用,這就是(shi)“沉(chen)淀強化”或“時(shi)(shi)效(xiao)強化”。
為(wei)了提高(gao)金屬,特(te)別(bie)是粉(fen)末冶金材(cai)料的(de)強(qiang)(qiang)度,往往人為(wei)地加(jia)(jia)入一(yi)些(xie)堅硬的(de)細(xi)質點(dian),彌(mi)散于基(ji)體中,稱為(wei)彌(mi)散強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)。從(cong)彌(mi)散質點(dian)引起(qi)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)這一(yi)點(dian)來(lai)說(shuo),沉淀(dian)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)與彌(mi)散強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)并沒有大區別(bie)。但是,前一(yi)情況是內(nei)生(sheng)(sheng)的(de)沉淀(dian)相(xiang),后(hou)一(yi)情況為(wei)外加(jia)(jia)質點(dian);而且,在(zai)時(shi)(shi)效(xiao)前期(qi),沉淀(dian)相(xiang)和基(ji)體之(zhi)間(jian)往往保持(chi)共格(ge)或半共格(ge)關系(xi),在(zai)每個細(xi)小沉淀(dian)物附近存在(zai)著(zhu)一(yi)個較大范(fan)圍的(de)應力場,與位錯發生(sheng)(sheng)交互作用(yong),產(chan)生(sheng)(sheng)十(shi)分顯著(zhu)的(de)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)作用(yong)。如果時(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度提高(gao)或時(shi)(shi)間(jian)延長,則出(chu)現非共格(ge)產(chan)物,強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)效(xiao)應下降,以(yi)(yi)致于合金強(qiang)(qiang)度降低,稱為(wei)“過(guo)時(shi)(shi)效(xiao)”;最后(hou)產(chan)生(sheng)(sheng)平衡相(xiang)。因為(wei)沉淀(dian)引起(qi)合金元素的(de)貧化(hua)(hua)(hua),此時(shi)(shi)合金材(cai)料的(de)強(qiang)(qiang)度甚(shen)至(zhi)低于固溶體狀態。彌(mi)散強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi),外加(jia)(jia)的(de)質點(dian)在(zai)高(gao)溫(wen)使用(yong)過(guo)程(cheng)中也會聚集、長大以(yi)(yi)減(jian)少顆粒的(de)表(biao)面能,同(tong)樣(yang)會引起(qi)軟化(hua)(hua)(hua)。
鏈接:金屬強化的機理與形式(一)
鏈接:金屬強化的機理與形式(三)
