轻金属加工固溶强化的原理和影响因素

固溶强化是轻金属加工比较重要的环节,很多朋友可能对固溶强化这个概念不熟,不知道固溶强化到底是做什么的。本文小编就具体给大家介绍下到底什么是固溶强化,固溶强化的原理和影响因为有哪些。

1、固溶强化的定义

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。

2、固溶强化的原理

溶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。这种通过溶入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适当时,可提高材料的强度和硬度,而其韧性和塑性却有所下降。

3、影响固溶强化的因素

溶质原子的原子分数越高强化作用也越大,特别是当原子分数很低时强化作用更为显著;溶质原子与基体金属的原子尺寸相差越大强化作用也越大。

间隙型溶质原子比置换原子具有较大的固溶强化效果,且由于间隙原子在体心立方晶体中的点阵畸变属非对称性的,故其强化作用大于面心立方晶体的;但间隙原子的固溶度很有限故实际强化效果也有限。

溶质原子与基体金属的价电子数目相差越大,固溶强化效果越明显,即固溶体的屈服强度随着价电子浓度的增加而提高。

4、固溶强化的程度主要取决于以下因素

基体原子和溶质原子之间的尺寸差别。尺寸差别越大原始晶体结构受到的干扰就越大,位错滑移就越困难。

合金元素的量。加入的合金元素越多强化效果越大。如果加入过多太大或太小的原子就会超过溶解度,这就涉及到另一种强化机制,分散相强化。

间隙型溶质原子比置换型原子具有更大的固溶强化效果,溶质原子与基体金属的价电子数相差越大,固溶强化作用越显著。

5、固溶强化的效果

屈服强度、拉伸强度和硬度都要强于纯金属,大部分情况下延展性低于纯金属;导电性比纯金属低很多;抗蠕变或者在高温下的强度损失通过固溶强化可以得到改善。 本文重点介绍了轻金属加工固溶强化的原理和影响因素,可以看到固溶强化能够很好的提升合金的强度。当然影响到固溶强化的因素有很多,所以想要做好这个环节的工作就需要把这些因素了解清楚。

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