材料科学基础 过饱和固溶体的分解

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1、固态相变第四章第三节过饱和固溶体的分解《材料科学基础》第八章第三节过饱和固溶体、溶解度固溶处理时效：过饱和固溶体在室温或较高温度保留一段时间，有第二相从基体中析出的过程。固态相变一、脱溶沉淀过程脱溶沉淀过程受溶质扩散控制，在沉淀过程中可能形成一系列介稳定相（过渡相）。概述固态相变Al-Cu合金室温平衡组织为：＋（Al2Cu）＋的实际过程要经过形成三个中间相来完成，在较低的温度下时效的脱溶沉淀顺序为：固态相变(1)GP区GP区是溶质原子(Cu)偏聚区，在{100}面上偏聚。此区内晶体结构与基体相同并与基体共格，无明显界面。GP区是1938年Guinier和Pre

2、ston各自独立用X射线衍射发现的，故称GP区。(2)″相随着时效时间的延长，将形成介稳相″,成分接近于Al2Cu,正方点阵。″可能是GP区溶解再析出形成，亦可由GP区转化。呈盘状，与母相有一定取向关系。这种盘状共格沉淀物在基体内产生较大弹性应变，可使合金明显强化。固态相变，随着时效温度的升高和时间的延长，将析出介稳相′。成分近似Al2Cu，正方点阵,但轴比c/a相对于″下降，与基体的界面为半共格关系。(3)′相经更高温度或更长时间的时效,将析出平衡相,成分为Al2Cu，正方点阵，轴比c/a相对于′又下降。与基体非共格，界面能较高。(4)相固态相变时效过

3、程中，最大强化效果是在″析出阶段，当′大量形成时，硬度开始下降，称为过时效。回归现象：时效强化后的Al－Cu合金，加热到稍高温度，短时保温再迅速冷却，时效硬化效果基本消失，硬度和塑性基本恢复到固溶处理状态，称为回归。实质是GP区和″的加热回溶。2.不连续沉淀从过饱和固溶体中同时形成饱和的固溶体与相,两相耦合生长。饱和的相和母相之间溶质浓度不连续。不连续沉淀物通常在界面形核。固态相变二、沉淀方式1.连续沉淀沉淀过程中邻近沉淀物的母相溶质浓度连续变化。多呈针状或条状，相互按一定交角分布。三、沉淀强化机制固态相变通过热处理实现的强化，称为沉淀强化、析出硬化或时效硬化

4、;通过粉末烧结实现的强化，称为弥散强化、颗粒强化。本质上都是由于分散性颗粒与位错交互作用而产生的强化。机制：1.切过机制2.绕过机制四、调幅分解分解时无形核阶段，是通过自发的成分涨落，通过上坡扩散是溶质成分的波幅不断增加，分解成结构均与母相相同，但成分不同的两种固溶体。固态相变非稳态区内，任何微量的成分起伏都会使系统的自由焓下降，意味着位于失稳分解线以内（非稳态区）的固溶体发生分解不存在热力学势垒，无需形核便会以调幅分解的方式使成分波幅不断增大。位于失稳分界线之外（介稳态区）的固溶体，成分的微量起伏都会引起系统自由焓的上升，因而不能发生调幅分解。固态相变1.热力学条件2.

5、调幅结构与材料性能在许多合金（如Al基、Ni基、Cu基和Fe基合金等）和玻璃系观察到了调幅分解。将硬磁合金放在磁场中进行调幅分解处理，可获得方向性较强的调幅结构，使合金的硬磁性能提高。固态相变