《固体物理--位错21.3合金的强度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固体物理--位错21.3合金的强度（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,纯净晶体范性极好，并在很低的应力下屈服,通过一定的方法能提高合金的屈服强度，使得材料可承受高达 10-2 G (G 为切变模量) 的剪切应力。其主要方法包括：,对位错运动加以机械阻塞用溶质原子钉扎位错借助短程有序阻碍位错运动提高位错密度，以造成位错扭结从晶体中排去所有的位错,依赖于是否能够有效地阻滞位错运动,可能在某种极细的发状晶体(晶须) 中起作用,2,将极细微的第二相粒引入晶体能够最直接地产生对位错运动的机械阻塞。如：钢的硬化处理，铁碳化物在铁中脱溶沉淀为细小粒子；铝的硬化处理，Al2Cu 粒子脱溶沉淀,氧化镁中位错被粒子钉扎的电子显微照片,3,关于加入粒子进行强化的机制，需考虑：这些
2、粒子能够和机体一起发生形变，这要求位错能够横切通过这些粒子；位错不能切过粒子,若粒子不能被切割，则强制一个位错在分布于滑移面上相距为 L 的诸粒子之间运动所需应力应近似为,距离越小，则屈服应力越高。粒子脱溶沉淀前 L 大，强度低。刚好在脱溶发生以后，会出现许多小粒子，L 为极小而强度最高。如果此后将合金保持在高温，若干粒子会并吞其他粒子而长大，因此 L 增大而强度降低。硬的金属化合物相，不能为位错所切割,4,稀固溶体的强度被认为是因位错被溶质原子钉扎导致,在晶体中位错附近外来原子的溶解度比其他区域的溶解度高,如：一倾向于使晶格扩张的原子会优先溶入刃型位错附近而被扩张的区域。小原子从优地溶入位错
3、附近被压缩的区域,5,由于溶质原子与位错间有亲和势，因此在冷却中，当溶质原子的迁移率高时，每个位错会聚集与之联系的溶质原子团簇,温度更低时，溶质原子在晶体中的扩散实际上停止，溶质原子在晶体中成为固定的,当位错发生运动，将它的溶质原子团簇留在原地，晶体的能量必然增高,能量的增加只能由提高将位错从溶质原子团簇拖出所需作用的应力提供，因此原子团簇的存在就使晶体强度提高,6,对于纯净晶体中位错渡越滑移面的运动，当位错通过以后，滑移面上的结合能不受影响，晶体的内能保持不变,对于无规固溶体，这个断言同样正确，这是因为在滑移后滑移面两侧的固溶体仍然无规,但是，大多数固溶体具有短程序。不同类型的原子并非无规地
4、分布在诸格点上，而是倾向于出现不同类原子对的过多或不足,因此，在有序合金中，位错倾向于成对运动；第二个位错使第一个位错留下的局部无序重新有序化,7,晶态材料的强度会随着范性形变而提高。这个现象称为加工硬化或应变硬化,人们相信：强度的提高是由于位错密度的增大，以及使一个给定的位错通过为许多其他位错所穿插的平面运动的困难程度增加这两原因所导致,应变硬化经常被用来提高材料的强度，不过其有用性局限于足够低的温度，此时退火过程不能发生,应变硬化中，一重要的因素是位错的总密度。大多数金属中，位错倾向于形成胞状结果，无位错区域的尺寸约1mm量级。可采用爆炸形变或特殊的热-机械处理来得到均匀的位错密度以使金属强化到理论强度,8,上述每种强化晶体的机制都能使屈服强度提高至 10-3 10-2 G 范围,当温度升高到使扩散能以显著速率进行时，上述所有的机制都开始失效,当扩散迅速进行时，脱溶的粒子开始溶解，位错的滑移拖曳溶质原子团簇随它漂移，短程序当位错慢速通过后会自行恢复原样，位错发生攀移和退火过程以减低位错密度,研制极高温度下应用的合金就是寻求如何降低扩散速率，以使上述机制在高温下仍起作用。但高强合金的中心问题并非强度问题，而是韧性问题,
