❶ 时效强化的时效强化的机制
在金属基体中加入固溶度随温度降低而降低的合金元素,通过高温固溶淬火处理,形成过饱和固溶体,通过时效,过饱和固溶体分解,合金元素以一定方式析出,弥散分布在基体中形成沉淀相,沉淀相能有效阻止晶界和位错的运动,从而提高合金强度。
❷ 金属材料常用的强化方式及机理是什么
金属材料常用的强化方式有细晶强化、固溶强化、第二相强化、加工硬化。
1 细晶强化
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上将通过细 化晶粒以提高材料强度。
其原理是通常金属是由许多晶粒组成的多晶体,晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目 来表示,数目越多,晶粒越细。
二.固溶强化
合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高 的现象。
原理:融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力, 使滑移难以进行,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。
三.第二相强化
复相合金与单相合金相比,除基体相以外,还有第二相得存在。当第二相以细小 弥散的微粒均匀分布于基体相中时,将会产生显著的强化作用。
原理:它们与位错间的交互作用,阻碍了位错 运动,提高了合金的变形抗力。 对于位错的运动来说,合金所含的第二相有以下两种情况:
1、不可变形微粒的强化作用。
2、可变形微粒的强化作用。 弥散强化和沉淀强化均属于第二相强化的特殊情形。
四.加工硬化
随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、 韧性有所下降。
原理: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。
(2)哪些贵金属合金可进行时效强化扩展阅读:
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
①黑色金属又称钢铁材料,包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁,含碳0.0218%~2.11%的钢,含碳大于 2.11%的铸铁。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等,有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。
③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
金属材料的疲劳现象,按条件不同可分为下列几种:
⑴高周疲劳:指在低应力(工作应力低于材料的屈服极限,甚至低于弹性极限)条件下,应力循环周数在100000以上的疲劳。它是最常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。
⑵低周疲劳:指在高应力(工作应力接近材料的屈服极限)或高应变条件下,应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用,因而,也称为塑性疲劳或应变疲劳。
⑶热疲劳:指由于温度变化所产生的热应力的反复作用,所造成的疲劳破坏。
⑷腐蚀疲劳:指机器部件在交变载荷和腐蚀介质(如酸、碱、海水、活性气体等)的共同作用下,所产生的疲劳破坏。
⑸接触疲劳:这是指机器零件的接触表面,在接触应力的反复作用下,出现麻点剥落或表面压碎剥落,从而造成机件失效破坏。
❸ 铝合金的时效强化
1.有些可以用人工时效,有些可以用自然时效。必须使用人工时效的用自然时效是不起作用的。 2.铝合金固溶处理时对设备的炉温均匀性和控温精度要求较高。一般情况下炉温均匀性要在±5℃,控温精度最好在±1℃。因为铝合金在固溶处理时的加热温度在固相线以下几度,稍不注意要过烧。为了达到最大固溶处理效果,一般适当过热后比正常温度下的固溶强化效果要好些。 3.温度控制肯定用热电偶来测量,PID控制加热。
❹ 何为马氏体时效钢,其时效强化与铝合金时效有什么不同
摘要 以无碳(或微碳)马氏体为基体的,时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。与传统高强度钢不同,它不用碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化。这使其具有一些独特的性能:高强韧性,低硬化指数,良好成形性,简单的热处理工艺,时效时几乎不变形,以及很好的焊接性能。因而马氏体时效钢已在需要此种特性的部门获得广泛的应用。
❺ 铝合金的成分设计要满足哪些条件才能有时效强化
存在可以通过时效工艺析出增强相的时候,如mg 和Si 共存是,形成的化合物mg2si在挤压过程中熔入铝基体中,冷却过程中无法快速析出,通过时效就可以使其均匀的析出,作为增强型提高材料强度,其他如mg 和Zn,铜和镁都可以实现这个过程。成分设计的时候考虑这几个元素的质量配比就可以调整最终产品强度水平。
❻ 什么叫金属强化的三种方法---时效强化,固溶强化,时效强化,它们的异同有那些
时效强化是指在固溶了合金元素以后,在常温或加温的条件下,使在高温固溶的合金元素以某种形式析出(金属间化合物之类),形成弥散分布的硬质质点,对位错切过造成阻力,使强度增加,韧性降低。相应的操作就是常温时效和高温时效处理。
固溶强化就是合金元素在基体金属晶格中存在使晶格产生畸变,位错运动阻力加大。通常也是强度增加,韧性降低。
❼ 时效强化属于第二相强化吗
时效强化不属于第二相强化。
时效强化是指在固溶了合金元素以后,在常温或加温的条件下,使在高温固溶的合金元素以某种形式析出(金属间化合物之类),形成弥散分布的硬质质点,对位错切过造成阻力,使强度增加,韧性降低。
合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化,这一过程被称为时效。
生产工艺
绝大多数进行时效强化的合金,原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。固溶体的溶解度随温度的上升而增大。
在时效处理前进行淬火,就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体,随后在快速冷却中溶解度虽然下降,但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来,而形成过饱和固溶体。为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。
经过长期反复研究证实,时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物,也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集),形成一些体积很小的溶质原子富集区。
在时效处理前进行固溶处理时,加热温度必须严格控制,以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中,同时又不致使合金发生熔化。许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。进行人工时效处理,必须严格控制加热温度和保温时间,才能得到比较理想的强化效果。
生产中有时采用分段时效,即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间,然后在更高的温度下再保温一段时间。这样作有时会得到较好的效果。