材料加工组织性能控制(第一、二章)2006.9概要.ppt

（1）沉淀相的体积比越大，强化效果越显著， 因此必须提高基体的过饱和度。 （2）第二相质点弥散度越大，强化效果越好。 共格第二相比非共格第二相的强化效能大。 （3）第二相质点对位错运动的阻力越大，强化 效果越大。 沉淀和弥散强化总结： (1)沉淀强化对裂纹扩展所需要的临界应力?c值影 响不大，使脆性转化温度升高。铁素体晶粒内析 出的质点阻碍位错运动，使材料塑性降低。(2)微 合金钢中Nb、V、Ti的作用： 沉淀强化对塑性及韧性的影响： 马氏体、贝氏体强化。 强化机理（碳原子固溶强化）：(1) 马氏体点阵 为碳所固溶强化。发生的变化包括：1）点阵发 生变化；2）碳原子在晶格中的位置发生改变， 形成应力场。 (2)马氏体转变过程中晶粒得到细化。 (3)位错密度增加。 (4)马氏体变形时，有时会发生过饱和固溶体的 分解，析出新相，从而阻碍位错运动。 2.6 相变强化 相变强化对塑性、韧性的影响：(1)马氏体的形成 ?材料的强度? ? ；材料的淬火状态造成了很高 的内应力?韧性? ? 。回火处理可不同程度的除 内应力而恢复部分韧性。(2)塑性变形可以细化奥 氏体或形成位错亚结构，造成亚晶粒，提高塑性。 强化机制总结： 多晶体的屈服强度在单相铁素体组织的情况下可 用Hall-Petch公式表示： σy=σo+ky·d-1/2 （1） d：晶粒大小；ky：常数；σo：基体强度， σo：由晶格强化、固溶强化、位错强化、淀强 化等几部分组成。 存在有织构强化σtext、亚晶强化σsub等强化项的 情况下（1）式变成： σy=σo+ky·d-1/2+σtext+σsub （2） 冷脆系数K： ?TK：某一变化条件下脆性转化温度的变化值； ??S：同一变化条件下屈服强度的变化值。 K0：有提高脆性断裂的倾向。 强化因素 强度 塑性 固溶强化 间隙强化 +++ - ? 置换强化 + ? 晶界强化 大角度晶界 ++ + ? 小角度晶界 + ? 第二相粒子强化 共格第二相 +++ - ? 非共格第二相 ++ - 位错强化 均匀位错密度 ++ - ? 不均匀位错密度 + - 备注：+ 增加；- 减少；? 无作用 a.?顶注；b.连续铸锭；c.压力浇注；d.电渣重熔 Ak为20?C夏氏V型值（?9.8J）；?b均为540MPa 铸造工艺对夹杂物总量及韧性各向异性的影响 (3) 压力加工工艺的控制 (4) 热处理工艺的选择 通过改变金属的化学成分来提高强度。 运动的位错与异质原子之间的相互作用的结果。 强化的实质： 强化的金属学基础： 2.1 固溶强化 固溶强化分类：间隙式固溶强化和置换式固溶强化 图2-5 铁的屈服应力和含碳量的关系 （1）间隙式固溶强化： 碳、氮等溶质原子嵌入a-Fe晶格的八面体间隙中，使晶格产生不对称正方性畸变造成强硬化效应。 作用： 图2-6 (??SS)C+N随C、N含量的变化规律 柯氏气团 ： Snock气团 ： Ki：由间隙原子性质、基体晶格类型、基体的刚 度、溶质和溶剂原子的直径差及二者的化学性质 差别等因素决定的数值； Ci：间隙原子的固溶量（原子百分数）； n：0.33?2.0之间变化的一个指数 。 间隙式固溶强化对塑性、韧性的影响： 1）间隙原子在铁素体晶格中造成的畸变是不对称的，所以随 着间隙原子浓度的增加，塑性和韧性明显下降。 马氏体含碳量(%) 冲击值Cv(N?m)