问题
问答题
出合金强化的四种主要机制,解释强化原因。
答案
参考答案:
(1)固溶强化
固溶在点阵间隙或结点上的合金元素原子由于其尺寸不同于基体原子,故产生一定的应力场,阻碍位错运动;柯氏气团和铃木气团,前者是间隙原子优先分布于BCC金属刃型位错的拉应力区,对位错产生钉扎作用,后者是合金元素优先分布于FCC金属扩展位错的层错区,降低层错能,扩大层错区,使扩展位错滑移更加困难。
(2)沉淀强化和弥散强化
合金通过相变过程得到的合金元素与基体元素的化合物和机械混掺于基体材料中的硬质颗粒都会引起合金强化,分别称之为沉淀强化和弥散强化。沉淀强化和弥散强化的效果远大于固溶强化。位错在运动过程中遇到第二相时,需要切过(沉淀强化的小尺寸颗粒和弥散强化的颗粒)或者绕过(沉淀强化的大尺寸颗粒)第二相,因而第二相(沉淀相和弥散相)阻碍了位错运动。
(3)晶界强化
按照Hall-Petch公式,屈服点σs同晶粒直径d之间的关系是其实质是位错越过晶界需要附加的应力。因此低温用钢往往采用细晶粒组织。
(4)有序强化
有序合金中的位错是超位错,要使金属发生塑性变形就需要使超位错的两个分位错同时运动,因而需要更大的外应力。异类元素原子间的结合力大于同类元素原子间的结合力,所以异类原子的有序排列赋予有序合金较高的强度。