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为什么很多合金用弥散硬化

发布时间:2023-01-25 12:24:12

Ⅰ 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。

(1)为什么很多合金用弥散硬化扩展阅读:

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。

Ⅱ 什么是弥散强化,固溶强化,细晶强化

1.弥散强化dispersion strengthening:

材料通过基体中分布有细小弥散的第二相细粒而产生强化的方法,称为弥散强化。

2.固溶强化solution strengthening:

是指纯金属经过适当的合金化后,强度、硬度提高的现象

3.细晶强化(也叫晶界强化)grain refining strengthening:

是指通过晶粒粒度的细化来提高金属的强度,多晶体金属的晶粒边界通常是大角度晶界,相邻的不同取向的晶粒受力产生塑性变形时,部分施密特因子大的晶粒内位错源先开动,并沿一定晶面产生滑移和增殖。

(2)为什么很多合金用弥散硬化扩展阅读

弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法,若化合物在固溶体晶粒内呈弥散质点或粒状分布,则既可显著提高合金强度和硬度,又可使塑性和韧性下降不大,并且颗粒越细小,越呈弥散均匀分布,强化效果越好。

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。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。

参考资料来源:网络-弥散强化

参考资料来源:网络-固溶强化

参考资料来源:网络-细晶强化

Ⅲ 请问弥散强化为什么能提高材料的强度和韧性(塑性能提高么) 机理是什么

强化相弥散强化的实质是利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动,从而提高材料在高温下的力学性能。为此,对弥散强化微粒有如下要求:微粒尺寸要尽可能小(0.01~0.05μm),微粒的间距要达到最佳程度(0.1~0.5μm),在基体中分布要均匀;此外,微粒与基体金属不相互作用,在高温下微粒相互集聚的倾向性要小。这样就能使材料在直至接近熔点的高温下,即采用合金化和热处理已难起强化作用的情况下,仍能保持一定强度。弥散强化相含量一般小于10%。

弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相(强化相)强化的金属材料。为了使第二相在基体金属中分布均匀,通常用粉末冶金方法制造。第二相一般为高熔点的氧化物或碳化物、氮化物,其强化作用可保持到较高温度。弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法,很有发展前途。若化合物在固溶体晶粒内呈弥散质点或粒状分布,则既可显著提高合金强度和硬度,又可使塑性和韧性下降不大,并且颗粒越细小,越呈弥散均匀分布,强化效果越好。

Ⅳ 希望大家讨论一下弥散强化和沉淀强化的区别

一、指代不同

1、沉淀强化:材料强度在时效温度下随时间而变化的现象,是铝合金和高温合金的主要强化手段。

2、弥散强化:通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。

二、方法不同

1、沉淀强化:金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和(或)由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后,在 400~500℃ 或 700~800℃ 进行沉淀硬化处理,可获得很高的强度。

2、弥散强化:用不溶于基体金属的超细第二相(强化相)强化的金属材料。为了使第二相在基体金属中分布均匀,用粉末冶金方法制造。第二相一般为高熔点的氧化物或碳化物、氮化物,其强化作用可保持到较高温度。

三、原理不同

1、沉淀强化:合金通过相变得到的合金元素与基体元素的化合物会引起合金强化,为沉淀强化 ,弥散强化则是机械混掺于基体材料中的硬质颗粒引起的强化。两者的区别是沉淀强化中沉淀相和基体有化学交互作用,而弥散强化沉淀相和基体无化学交互作用。

2、弥散强化:将多相组织混合在一起所获得的材料强化效应。通过控制这些相的尺寸、形状、数量和单个相的性能,可以获得理想的性能组合。如果材料中添加的合金元素太多,以致超过了其溶解度,就会出现第二相,形成两相合金。

Ⅳ 固溶强化和析出强化(弥散强化)哪个对金属的强化效果更好

固溶强化 由于形成固溶体而使基体强度增加的作用。固溶体的晶格常数代表固溶体晶格中大量晶胞棱边长度的平均值。固溶体的晶格常数与固溶体溶剂元素的晶格常数之差,在一定程度上反映晶格畸变的平均大小,此数值与溶质原子所引起的强化效果存在一定关系。一般认为:晶格常数变化越大,其强化效果也越大。因此,固溶体比纯金属具有较高的强度和硬度。所以,通过溶入某种元素的原子形成固溶体,从而使金属的强度、硬度提高的现象称为固溶强化。 弥散强化 由于产生第二相的弥散分布,使合金的强度和硬度增加的作用和现象。又称弥散硬化。 沉淀 从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或形成溶质原子富集的亚稳区等过渡相的过程叫沉淀,或称为脱溶。 沉淀强化即沉淀硬化 在一定条件下,由过饱和固溶体中析出另一相而导致的硬化作用。由于强度也随硬度的增加而增加,所以也叫沉淀强化。有文献定义为:由于固溶体的脱溶而引起合金的强度和硬度升高的现象。 根据上面的基本概念,可以看出,所谓的弥散强化,实质上就是析出强化。 孤以为,从上面基本属于的定义上理解,固溶强化效果应该是高于析出强化的 查看原帖>>

Ⅵ 合金强化的第二相质点强化

在合金中常常用弥散的第二相质点来提高强度,最高强度对应于第二相质点尺寸不大,且呈高度弥散分布的状态,这些第二相往往是金属化合物或氧化物,比基体硬得多。如第二相质点是利用固溶体脱溶沉淀产生的,称沉淀强化。在高强度铝合金、钢、镍基高温合金中广泛地应用着这种强化方法。沉淀化机制与产生沉淀质点的时效处理有关(见固溶体的脱溶分解),典型的发展过程可描述如下。合金的起始强度相当于过饱和固溶体。沉淀初期新相与基体共格,尺寸很小而且弥散,屈服强度决定于位错切过沉淀相所需克服的阻力,包括共格应力、沉淀相内部结构和相界面效应等因素的贡献。随着新相的长大,以及界面和内部结构的变化,位错切割沉淀相质点逐渐困难。按奥罗万机制,当位错线能够达到的曲率半径与滑移面上粒子间距相当时,位错会以类似于弗兰克-里德源的形式绕过障碍粒子,而在第二相粒子上留下一个位错圈。这时质点间距成为控制屈服强度的主要因素,因而,在时效后期屈服强度有随时效时间延长而降低的现象。
合金中的第二相质点还可以借助于内氧化、粉末烧结等方法引入,在技术上称为弥散强化。弥散硬化的质点常用高硬度氧化物。
第二相质点一般都增大合金的加工硬化率。

Ⅶ 高温材料的弥散强化合金

在金属和合金粉末中添加少量的难熔氧化物(如氧化钇等),通过高能磨球作用使其机械合金化,以获得含有弥散细小氧化物质点的高温合金粉末,再经压制、烧结、挤压或轧制成棒材或板材,经焊接、热处理、机械加工即可制成燃烧室或涡轮叶片。与普通高温合金相比,弥散强化合金在 850以下时主要靠金属间化合物如镍3(铝、钛)起强化作用,具有高温合金的特性;而在850°C以上时,弥散细小的氧化物十分稳定,因弥散强化作用在1200°C以下的拉伸强度变化不大,并具有较高的持久强度和疲劳强度以及抗氧化和抗热腐蚀的能力,可用于制造在1100°C下使用的涡轮叶片和在1200°C下使用的导向叶片。

Ⅷ 为什么含弥散强化粒子的合金加工硬化率较高

PCD 是金刚石刀具的简称。
貌似也可以用合金刀具呀,不过要专用的铝用刀具而已。

Ⅸ 弥散强化的历史

1916年在德国首先制造出用二氧化钍强化的钨丝,1919年这种钨丝在美国工业中开始应用。1946年出现了烧结铝(SAP)。1962年制成镍-二氧化钍合金(TD-Ni)。1970年发明机械合金化方法,使弥散强化合金获得较大进展,研制出用弥散强化和时效硬化或固溶强化方法结合起来制成的一系列用于高温的合金(机械合金化合金)。目前应用的弥散强化合金约20多种。中国从50年代开始研制弥散强化合金以来,已研制出以铝、铜、镍等为基体的弥散强化合金。

Ⅹ 什么叫弥散硬化、相变硬化、固溶硬化、冷作硬化

指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相(强化相)强化的金属材料。为了使第二相在基体金属中分布均匀,通常用粉末冶金方法制造。第二相一般为高熔点的氧化物或碳化物、氮化物,其强化作用可保持到较高温度。弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法,很有发展前途。固溶硬化 融入固溶体中的原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使塑性变形更加困难,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过形成固溶体使金属强化的现象称为固溶强化。 钢材在常温或再结晶温度以下的加工,能显著提高强度和硬度,降低塑性和冲击韧性,成为冷作硬化。

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