[工学]2钢的强化和韧化.ppt

共格界面：界面上的原子同时位于两相晶格的结点上。两相 晶格彼此衔接，界面上的原子为两者共有。 半共格界面：界面上两相原子部分保持匹配。 非共格界面：与大角度晶界相似，由原子不规则排列的很薄 的过渡层构成。 常见的是半共格与非共格两种界面。 ε——错配度 相邻两相在界面处原子间距的相对差值 ε ＝△a/a ε 越大，弹性应变能越大 ε＜0.05 共格 ε＞0.25 非共格 0.05＜ε＜0.25 半共格 6 * 2．钢的强化和韧化 钢的强化机制 ①制成无缺陷的完整晶体 接近于理论强度 ②引入大量缺陷并阻止位错运动 强化方式：固溶强化、位错强化、晶界强化、 沉淀强化、亚晶强化、相变强化等 1 3 1 　2.1 固溶强化 　一．定义 溶质原子溶入基体金属使材料强度增加的现象 　分二类： 　置换式固溶强化 溶质原子置换了溶剂结构中的一些溶剂原子 W、Mn、Ni、Cu、Zn、Si．．． 间隙式固溶强化 　溶质原子处于溶剂结构中的间隙位置　　　 　　　　　　　　　C、H、N、B、O 1 1 二．特点 １．溶质原子的浓度越高，强化效果越大 无限固溶体 Ag－Au 溶质浓度为50%左右，强化最大 有限固溶体 溶质浓度↑，强化↑ ２．溶质与基体金属的性质差别越大，固溶度越有限，强化↑ ３．置换型强化效果小，间隙型强化效果大 溶质原子对强度的影响可用公式表示 间隙式：△σss＝Ki·Cin Ci——间隙原子的固溶量（原子百分数） n——指数 0.33～2.0 置换式：△σss ＝Ks·Csn Cs——溶质原子的固溶量（原子百分数） n——指数 0.5～1.0 间隙式固溶强化使强度↑，但塑性↓、韧性↓ 置换式固溶强化强化效果小，但对塑性、韧性影响不大 三．固溶强化机制 １．晶格畸变理论 Mott-Nabarro理论 1 溶质原子造成了晶格畸变，其应力场将与位错应力场发生 弹性交互作用，阻碍位错移动 △σs＝2GC △d/D C——溶质原子浓度 G——切变模量 △d——│d溶剂－d溶质│ 从式中看出： C↑、△d↑ → △σs ↑ ２．气团效应 溶质原子聚集在位错线附近，形成气团，对位错起钉扎作用。 刃型位错 Cottrell气团 2 螺型位错 Snock气团 3 置换固溶体中的晶格畸变 　 1 　　1 ３．电交互作用 位错附近存在畸变区，电子云分布不均匀 受张区：电子云密度高 受压区：电子云密度低 形成了局部的电偶极 如果溶质原子的价电子比溶剂高，则溶质原子的额外自由电 子就要离开，留下具有多余正电荷的溶质离子，于是在溶质离 子与位错之间就产生了短程的静电交互作用。使位错运动困 难，基体强度↑。 溶质与基体的价电子相差越大，固溶强化作用越大。 计算表明：电交互作用很小，比弹性交互作用小几倍。 ４．化学交互作用 与晶体中的扩展位错有关 　　　　6 溶质原子在层错区中溶解多些，形成局部的偏聚，阻碍 位错的移动。 溶质原子的溶入，使层错能↓，扩展位错的宽度↑，