武汉理工大学：《材料物理学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 材料强化 4.5 弥散强化 4.6 固态相变强化

第4章材料强化 4.1概述 42力学实验与材料性能2个学时 4.3加工硬化 2个学时 4.4固溶强化 4.5弥散强化 2个学时 4.6固态相变强化

第4章 材料强化 4.1概述 4.2力学实验与材料性能 4.4固 溶 强 化 4.3加 工 硬 化 4.5弥 散 强 化 4.6固态相变强化 2个学时 2个学时 2个学时

4.5弥散强化 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。 在这两种相之间的界面上的原子排列不再具有 晶格完整性。在金属等塑性材料中,这些相界 面会阻碍位错的滑移,从而使材料得到强化。 这就是弥散强化的由来

4.5弥 散 强 化 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。 在这两种相之间的界面上的原子排列不再具有 晶格完整性。在金属等塑性材料中，这些相界 面会阻碍位错的滑移，从而使材料得到强化。 这就是弥散强化的由来

4.5弥散强化 所谓弥散强化,是指将多相组织混合在 起所获得的材料强化效应 在弥散强化合金中,一定存在着一种以 上的相,含量大的连续分布的相称为基 体。而第二相则一般是数量较少的析出物

所谓弥散强化，是指将多相组织混合在 一起所获得的材料强化效应 在弥散强化合金中，一定存在着一种以 上的相 ，含量大的连续分布的相称为基 体。而第二相则一般是数量较少的析出物。 4.5弥 散 强 化

4.5弥散强化 基体与析出物之间的关系 1.基体应该是塑性的,而析出物则应该是 脆性的 2.脆性的析出物应该是不连续分布的,而 塑性的基体则应该是连续分布的 3.析出物的尺寸应该小,数密度应该多 4.析出物的形状应该是圆的,而不应该是 尖的或针状的 5.析出物的数量越多,合金的强度越高

基体与析出物之间的关系 1． 基体应该是塑性的，而析出物则应该是 脆性的 2． 脆性的析出物应该是不连续分布的，而 塑性的基体则应该是连续分布的 3．析出物的尺寸应该小，数密度应该多 5．析出物的数量越多，合金的强度越高 4．析出物的形状应该是圆的，而不应该是 尖的 或针状的 4.5弥 散 强 化

4.5弥散强化 弥散强化合金中常常含有金属间化合物。 所谓金属间化合物,是指两种或多种元素 按一定比例形成的新相。金属间化合物具 有一定的晶体结构和特定的性能。金属间 化合物大都又硬又脆。 非化学价金属间化合物的成分不像化学化 合物那样严格,它可以在一定的范围内变 化。非化学价金属间化合物又称为金属间 固溶体

弥散强化合金中常常含有金属间化合物。 所谓金属间化合物，是指两种或多种元素 按一定比例形成的新相。金属间化合物具 有一定的晶体结构和特定的性能。金属间 化合物大都又硬又脆。 非化学价金属间化合物的成分不像化学化 合物那样严格，它可以在一定的范围内变 化。非化学价金属间化合物又称为金属间 固溶体。 4.5弥 散 强 化

Y=A ISb 4.5弥散强化 1100 1000 900 800 y +L 700 600 500 Y+B Al 4 60 80 Sb Sb含量(质量%) 2800 2400 图424金属间固 +L Y+L B+ L 溶体相图 2000 (a)A|Sb相图 a +I B 。(b)MRh相图 Rh含量(质量%) Y+B (b

图4.24金属间固 溶体相图 (a) Al-Sb相图; (b) Mo-Rh相图 4.5弥 散 强 化

4.5弥散强化 为了利用金属间化合物的高熔点、高硬 度、抗氧化性以及抗蠕变性等性能,有 些新材料本身就是全部由金属间化合物 所组成的。 金属间化合物中,有两个非常重要的材料。 个是TA,又称为V合金。另一个是 T3A,又称为a合金。这两种金属间化合 物的用途很广,例如可用于涡轮发电机和 航天飞机。这两种金属间化合物都是有序 化的晶体结构

为了利用金属间化合物的高熔点、高硬 度、抗氧化性以及抗蠕变性等性能，有 些新材料本身就是全部由金属间化合物 所组成的。 金属间化合物中，有两个非常重要的材料。 一个是TiAl， 又称为γ合金。另一个是 Ti3Al，又称为α合金。这两种金属间化合 物的用途很广，例如可用于涡轮发电机和 航天飞机。这两种金属间化合物都是有序 化的晶体结构。 4.5弥 散 强 化

4.5弥散强化 利用共晶反应也能够获得 弥散强化的材料 在共晶反应中,会生成相和β相两种固 相。这两个固相的化学成分由共晶反应 线的两端来决定。 α相的凝固会促进β相的凝固,而β相的凝 固也会促进相的凝固。这是共晶反应的 个重要特点

利用共晶反应也能够获得 弥散强化的材料 在共晶反应中，会生成α相和β相两种固 相。这两个固相的化学成分由共晶反应 线的两端来决定。 α相的凝固会促进β相的凝固，而β相的凝 固也会促进α相的凝固。这是共晶反应的 一个重要特点。 4.5弥 散 强 化

4.5弥散强化 400 27.502 300 231.968 200(Pb 19% 183℃ 61.9% 97.5% (B→Sn) 100 (a-Sn) 13℃ 0 Pb 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Sn Sn含量(质量%) 图425Sn-Pb相图

图4.25 Sn-Pb相图 4.5弥 散 强 化

4.5弥散强化 共晶反应 含锡量为61.9%的锡铞合金是共晶合金。这 合金在183℃C以上时为液相,液相的成分 也为619%。当这一合金液相冷却到183°C 时,开始发生共晶反应,也就是: 含锡量为619%的液相 含锡量为19%的α相 +含锡量为975%的β相

含锡量为61.9%的锡铅合金是共晶合金。这 一合金在183℃以上时为液相，液相的成分 也为61.9%。当这一合金液相冷却到183℃ 时，开始发生共晶反应，也就是： 含锡量为19%的α相 +含锡量为 97.5% 的β相。 含锡量为61.9% 的液相 共晶反应 4.5弥 散 强 化