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材料力学性能1第三章材料变形抗力与强化机制

S3-2材料基本强化机制4.第二相强化(3)分散强化组织特征：力学性能特点：分类：沉淀强化或时效强化弥散强化分散相形态及分布：f,r,分散相类型：可变形粒子不可变形粒子1）不变形粒子的强化作用：当移动的位错与微粒相遇时，将因奥罗万(Orowan,位错绕过)机制而产生位错增殖。位错绕过时，既要克服第二相粒子的阻碍作用，又要克服位错环对位错源的反向应力，而且每一个位错绕过后都要增加一个位错环。因此继续变形必须增大外应力，从而使流变应力迅速提高。此图为α黄铜中绕Al2O3粒子的位错环的透射电镜像。位错绕过间距为λ的第二相微粒所需要的切应力为：

τ=Gb/λ式中G为切变弹性模量；b为柏氏矢量。可以看出：这种强化作用与第二相粒子的间距成反比。λ越小，强化效果越好。因此，减小粒子尺寸(增大粒子数)或提高粒子体积分数(减小粒子间距)，都能使合金的强度提高。2）可变形粒子的强化作用：第二相为可变形微粒时，位错将切过粒子使其与基相一起变形（位错切过机制）。

位错切过强化机制：

①点阵阻力增加；②若第二相粒子是有序相，位错切过粒子产生反向畴界，增加反向畴界能；

③每个位错切过粒子时，使其生成宽为b的台阶，需要增加表面能；

④第二相粒子弹性应力场与位错交互作用阻力；⑤第二相粒子弹性模量与基体相不同，引起位错能量与线张力变化。在Ni-Cr-Al合金中位错切过Ni3Al粒子的透射电镜像时效强化曲线：不同强化机制导致强化峰值的出现

S3-2材料基本强化机制5.形变强化(1)单晶体的形变强化单晶体切应力-切应变曲线单晶体单系滑移：导致晶面转动多系滑移：位错交互作用阻力增大位错交滑移：越过障碍并相互抵消导致软化(2)多晶体的形变强化(a)Al;(b)Cu变形特点：宏观描述：微观机制：(3)形变强化影响因素材料本性及点阵类型：晶粒大小：溶质原子：第二相：温度：同一合金体系中不同强化机制的作用？链条板的轧制材料为Q345（16Mn)钢的自行车链条经过五次轧制，厚度由3.5mm压缩到1.2mm，总变形量为65%，硬度从150HBS提高到275HBS；抗拉强度从510MPa提高到980MPa；使承载能力提高了将近一倍。(4)形变强化应用实例弹簧钢丝的强化65Mn弹簧钢丝经冷拉后，抗拉强度可达2000~3000MPa,，比一般钢材的强度提高4~6倍。高锰钢的加工硬化高锰钢（ZGMn13)属于奥氏体钢，热处理不能强化，它的主要强化手段就是加工硬化。当高锰钢受到激烈摩擦或剧烈冲击时，其表面部分就会产生微量塑性变形，随之产生强烈的加工硬化，使其硬度和强度快速提高，从而能够作为耐磨钢使用。高锰钢的加工硬化高锰钢的加工硬化221.强化作用的叠加叠加模型：Hall-Petch公式：s=

+Kyd-1/2s=

1+固溶+沉淀+位错+Kyd-1/21与温度和形变速率有关。材料的强韧化

S3-3材料基本强化机制的综合作用2.相互关系课程论文：试分析铁碳马氏体的强化机制。要

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