材料的強(qiáng)化機(jī)制

材料的強(qiáng)化機(jī)制：強(qiáng)韌化意義提高材料的強(qiáng)度和韌性。節(jié)約材料，降低成本，增加材料在使用過程中的可靠性和延長服役壽命希望所使用的材料既有足夠的強(qiáng)度，又有較好的韌性，通常的材料二者不可兼得理解材料強(qiáng)韌化機(jī)理，掌握材料強(qiáng)韌化現(xiàn)象的物理本質(zhì)，是合理運(yùn)用和發(fā)展材料強(qiáng)韌化方法從而挖掘材料性能潛力的基礎(chǔ)提高金屬材料強(qiáng)度途徑完全消除內(nèi)部的位錯(cuò)和其他缺陷，使它的強(qiáng)度接近于理論強(qiáng)度主要采用另一條途徑來強(qiáng)化金屬，即在金屬中引入大量的缺陷，以阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)目前雖然能夠制出無位錯(cuò)的高強(qiáng)度金屬晶須，但實(shí)際應(yīng)用它還存在困難，因?yàn)檫@樣獲得的高強(qiáng)度是不穩(wěn)定的，對操作效應(yīng)和表面情況非常敏感，而且位錯(cuò)一旦產(chǎn)生后，強(qiáng)度就大大下降強(qiáng)度是指材料抵抗變形和斷裂的能力金屬材料的強(qiáng)化在生產(chǎn)實(shí)踐中，主要采用在金屬中引入大量的缺陷，以阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)的方法來強(qiáng)化金屬，包括固溶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化第二相粒子強(qiáng)化形變強(qiáng)化固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化：利用點(diǎn)缺陷對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力使金屬基體獲得強(qiáng)化的方法溶質(zhì)原子在基體金屬晶格中占據(jù)的位置分填隙式和替代式兩種不同方式填隙原子對金屬強(qiáng)度的影響可用下面的通式表示替代式溶質(zhì)原子在基體晶格中造成的畸變大都是球面對稱的，因而強(qiáng)化效果要比填隙式原子小，但在高溫下，替代式固溶強(qiáng)化變得較為重要細(xì)化晶?？梢蕴岣呓饘俚膹?qiáng)度晶界對位錯(cuò)滑移的阻滯效應(yīng)晶界上形變要滿足協(xié)調(diào)性，需要多個(gè)滑移系統(tǒng)同時(shí)動(dòng)作，這同樣導(dǎo)致位錯(cuò)不易穿過晶界，而是塞積在晶界處，弓I起強(qiáng)度的增高位錯(cuò)在多晶體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于晶界兩側(cè)晶粒的取向不同，加之這里雜質(zhì)原子較多，增大了晶界附近的滑移阻力，因而一側(cè)晶粒中的滑移帶不能直接進(jìn)入第二個(gè)晶粒晶粒越細(xì)小，晶界越多，位錯(cuò)被阻滯的地方就越多，多晶體的強(qiáng)度就越高常溫下一種有效的材料強(qiáng)化手段高溫時(shí)晶界滑動(dòng)導(dǎo)致材料形變，細(xì)晶材料比粗晶材料軟，增加金屬材料高溫強(qiáng)度要增大晶粒尺寸。鐐基高溫合金利用定向凝固方法獲得較大晶粒尺寸甚至單晶，減少晶界對高溫強(qiáng)度不利影響，提高高溫下的強(qiáng)度第二相粒子強(qiáng)化比固溶強(qiáng)化的效果更為顯著①通過相變熱處理獲得的，稱為析出硬化、沉淀強(qiáng)化或時(shí)效強(qiáng)化第二相粒子的強(qiáng)度、體積分?jǐn)?shù)、間距、粒子的形狀和分布等都對強(qiáng)化效果有影響形變強(qiáng)化金屬材料具有加工硬化的性能，形變后流變應(yīng)力得到提高。形變強(qiáng)化是因?yàn)榻饘僭谒苄宰冃芜^程中位錯(cuò)密度不斷增加，使彈性應(yīng)力場不斷增大，位錯(cuò)間的交互作用不斷增強(qiáng)，因而位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)越來越困難引起金屬加工硬化的機(jī)制有：位錯(cuò)的塞積、位錯(cuò)的交割（形成不易或不能滑移的割階、或形成復(fù)雜的位錯(cuò)纏結(jié)）、位錯(cuò)的反應(yīng)（形成不能滑移的固定位錯(cuò)）、易開動(dòng)的位錯(cuò)源不斷消耗等等形變強(qiáng)化不利方面1）由于金屬在加工過程中塑性變形抗力不斷增加，使金屬的冷加工需要消耗更多的功率2） 由于形變強(qiáng)化使金屬變脆，因而在冷加工過程中需要進(jìn)行多次中間退火，使金屬軟化，才能夠繼續(xù)加工而不致裂開3） 有的金屬（如銖）盡管某些使用性能很好，但由于解決不了加工問題，其應(yīng)用受到很大限制形變強(qiáng)化有利方面1） 有些加工方法要求金屬必須有一定的加工硬化?某些不銹鋼冷軋后的強(qiáng)度可以提高一倍以上?用金屬板材沖壓成杯子時(shí)只有板材發(fā)生硬化，才能使塑性變形不斷進(jìn)行直至最后沖壓成杯，金屬的拉伸過程（如拉絲）也要求金屬線材在?？谔幠苎杆儆不?） 可以通過冷加工控制產(chǎn)品的最后性能?冷拉的鋼絲繩不僅強(qiáng)度高，而且表面光潔?工業(yè)上廣泛應(yīng)用的銅導(dǎo)線，由于要求導(dǎo)電性好，不允許加合金元素，加工硬化是提高其強(qiáng)度的唯一辦法形變硬化不是工業(yè)上廣泛應(yīng)