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文档简介

1、 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固态相变概述过饱和固溶体、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。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）。固态相变Al-Cu合金室温平衡组织为：aq（Al2Cu）a a q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：a0a1 +GP区 a2+ q a3+ q a4+ q(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

2、和Preston各自独立用X射线衍射发现的，故称GP区。(2) q相随着时效时间的延长，将形成介稳相q,成分接近于Al2Cu,正方点阵。 q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(3)q相随着时效温度的升高和时间的延长，将析出介稳相q。成分近似Al2Cu，正方点阵,但轴比c/a相对于q下降，与基体的界面为半共，格关系。(4) q相经更高温度或更长时间的时效,将析出平衡相q,成分为Al2Cu，正方点阵，轴比c/a相对于q又下降。与基体非共格，界面能较高。时效过程中，最大强化效果是在q析出阶

3、段，当q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AlCu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q的加热回溶。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。2. 不连续沉淀从过饱和固溶体中同时形成饱和的a固溶体与b相,两相耦合生长。饱和的a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。三、沉淀强化机制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;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. 切制2. 绕 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。1. 热力学条件非稳态区内，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。2. 调幅结构与材料性能在许多合金（如Al基、Ni基、Cu基和Fe基

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