第八章合金的脱溶沉淀与调幅分解教材ppt课件.ppt

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1、第八章合金的脱溶沉淀与调幅分解一、脱溶沉淀现象1、定义：从过饱和固溶体中析出一个成分不同的新相或形成溶质原子富集的亚稳区的过程。2、条件：①合金固溶度随温度而变化，T↓，固溶度↓②合金从单相区进入双相区3、类型：不连续脱溶连续脱溶均匀脱溶局部脱溶脱溶§1过饱和固溶体的脱溶连续均匀脱溶：如果沉淀过程在母相中各处同时发生，母相的成分连续变化，但其晶粒外形及位向均未改变。连续沉淀形成的魏氏组织，Si-Mn-Al合金，800℃缓冷连续不均匀脱溶：沉淀相择优地析出在晶界、亚晶界、位错、非共格的孪晶界等处发生条件：连续均匀脱溶

2、——△T↑连续不均匀脱溶——△T↓不连续脱溶:高度过饱和固溶体发生的胞状沉淀，如Cu-Zn、Cu-Mg、Cu-Be合金等。不连续脱溶的胞状组织Al-Ag合金，300℃/4h时效特征：①成核多数在晶界处，并向晶内生长，呈层片相间分布②转变区与未转变区有明显分界③α和α’晶体位向不同、成分不同，但结构相同有利于不连续脱溶的条件:①脱溶驱动力大②当晶界不均匀成核几率大③晶界扩散系数大不连续脱溶与连续脱溶的主要区别：①前者主要析出物在晶界上，并形成胞状物后者主要析出物在晶内，较为均匀②前者属短程扩散后者属长程扩散③前者脱溶物

3、附近成分不连续变化后者脱溶物附近成分连续变化4、实例：Al-(2~4.5%Cu)130℃时效析出析出序列：α→G·P·Ⅰ→θ”(G·P·Ⅱ)→θ’→θAl-(2~4.5%Cu)合金550℃固溶，水淬130℃时效190℃时效190℃时效析出析出序列：α→θ”(G·P·Ⅱ)→θ’→θ偏聚区→过渡相→平衡相Al-Cu合金脱溶规律：①时效硬化效应：t↑，HV↑，HVmax时，t↑，HV↓②二次硬化：第一峰在GP区；第二峰在θ”+θ’③脱溶贯序：偏聚区→过渡相→平衡相④HVmax在θ”+θ’并存，GP存在平台⑤成分、温度的影响

4、：不同成分合金在不同温度下具有不同的脱溶贯序GP区：首先是由Guinier-Preston从时效过的Al-4%Cu合金单晶拍摄的劳厄照片中发现的特征：富溶质区圆盘状晶体结构与基体相同与基体保持完全共格，并引起共格畸变在α分解初期形成，且形成速度很快，通常均匀分布在热力学上是亚稳态5、沉淀相结构GP区的形成条件：在室温或低温下时效初期出现是发生在固溶体晶格内的晶内过程，不形成新相，取决于时效温度和合金成分GP区的形核主要是依靠浓度起伏的均匀形核：可以由GP区演化而成，也可以直接从固溶体中析出：过去叫GP（Ⅱ）区，认为它

5、也属于晶内过程，是溶质原子有序排列的微观区，现在倾向于是一种过渡相，有一定的晶体结构。四方结构：a=b=4.04A,c=7.8A与基体保持共格成分接近CuAl2在150左右便可出现四方结构：a=b=4.04A,c=5.8A与基体保持部分共格成分接近Cu2Al3.6圆盘状与基体有一定的位向关系四方结构：a=b=6.06A,c=4.78A与基体形成非共格界面成分CuAl2不均匀地在晶界上形核θ出现的时候合金的硬度已经下降时效硬化是由于母相中的位错与析出相之间的交互作用引起的，可以按照位错通过析出相的方式不同时效硬化机制分

6、为三类：内应变强化；切过析出相颗粒强化；绕过析出相强化；6、强化机制（1）内应变强化由于析出相的点阵参数均与母相不同，在析出相周围将产生不均匀畸变区，即形成不均匀应力场。处于不同应力场的位错具有不同的能量。为了降低系统能量，位错力图处于低能位置，即处于能谷位置。当析出相间距增大到位错线能绕过每一个析出相颗粒而成为弯曲位错时，整根位错有可能全部处于能谷位置。位错在外力作用下移动时，位错线的任何部分都将从能谷位置移向能峰位置，因此整根位错线将受到阻力作用而使硬度和强度得到提高。由此引起的强化称为内应变强化，内应变强化随析

7、出相的增多而增强。析出相——位错处于能谷位置——能谷位置移向能峰位置——阻力——硬度和强度得到提高（2）切过析出相颗粒强化若析出相颗粒位于析出线的滑移面上，且析出相不太硬时，位错线可以切过析出相颗粒而强行通过，如图所示。位错线切过析出相颗粒时，不仅需要克服析出相颗粒所造成的应力场，还由于析出相颗粒被切成两部分而增加了表面能并且改变了析出相内部原子之间的邻近关系，因而使能量升高，引起强化。（3）绕过析出相强化随着析出相的地聚集长大，析出相颗粒的间距不断增大。当析出相颗粒的间距足够大，且析出相颗粒又很硬，位错不能切过时，

8、在外应力的作用下位错线将在两个析出相颗粒之间凸出，如图所示（a)。当凸出部分的曲率半径小于二分之一间距时，无需进一步增加外应力，位错线即可继续向前扩展，如图所示（b)。方向相反的位错段A、B相遇时将相消而重新连接成一根位错线并在析出相颗粒周围留下位错圈，如图所示（c)。绕过析出相颗粒的位错线在外力作用下将继续前进，如图所示（d)。位错绕过析出相