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樓主 |
發(fā)表于 2019-7-9 14:29:24
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金屬表面合金化* n$ w6 f$ N* H, D
合金化是用來(lái)強(qiáng)化金屬表面及改善其綜合性能的有效措施,。金屬不同組元之間存在溶解及反應(yīng)兩種關(guān)系,,組元間的不同作用導(dǎo)致其形成固溶體、化合物和機(jī)械混合物,。兩種及以上組元之間通過(guò)擴(kuò)散,、滲透、物理吸附及化學(xué)變化使其表面原子及晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生某種程度的調(diào)整或改變,。
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' x+ J `+ h& i1. 1 塑化5 Q! B) c0 ]1 I
塑化是通過(guò)加入如Fe,,B,Al 等合金元素并控制其加入量在1%以內(nèi)完成微合金化的過(guò)程,。如往NiAl 單晶中添加適當(dāng)成分的塑化元素可使其于室溫下的伸長(zhǎng)率明顯增加; 加入晶界韌化元素如B,,促使合金元素向晶界偏聚,失效形式由晶內(nèi)斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚嗔�,,從而改善室溫塑�? 加入La 等活性元素,,阻礙裂紋擴(kuò)展使材料強(qiáng)度提高,減小表面張力,,細(xì)化晶粒,,強(qiáng)化金屬的同時(shí)提高其韌性。3 [6 b( ^- g+ V n0 `
1. 2 固溶化
" I4 H/ p. T1 Q' I) I合金組元間通過(guò)只溶解不反應(yīng)形成具有金屬特性的固溶體,,若兩組元結(jié)構(gòu)相同,、在元素周期表位置接近、性能相似則易形成置換固溶體,,若溶質(zhì)相對(duì)溶劑體積較小則易形成間隙固溶體,,前者為無(wú)限固溶體,組元間無(wú)限互溶,,晶格畸變的同時(shí)增強(qiáng)合金性能; 后者為有限固溶體,,但通過(guò)其表面及內(nèi)部線缺陷,固溶元素易于對(duì)缺陷形成釘扎,,導(dǎo)致其產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用,,強(qiáng)度硬度得到明顯提高。8 I% `, ?9 X% f
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1. 3 表面原子擴(kuò)散
9 x' P4 N/ O! L6 c擴(kuò)散是指金屬表面原子,、離子,、分子及原子基團(tuán)通過(guò)熱作用發(fā)生動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。金屬表面擴(kuò)散形式包括平行表面的運(yùn)動(dòng)及垂直表面的運(yùn)動(dòng),,原子受熱在其平衡位置振動(dòng),,溫度越高原子越易被激發(fā),,振幅越大,當(dāng)原子能量超過(guò)其躍遷能壘就會(huì)脫離原來(lái)位置,。如果運(yùn)動(dòng)不平衡,,越來(lái)越多的表面原子成為活化原子,原子間化學(xué)鍵斷裂并產(chǎn)生表面運(yùn)動(dòng)趨勢(shì); 或者由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因,,在有尺寸突變的位置如孔,、臺(tái)階產(chǎn)生空位、間隙原子,、位錯(cuò),、層錯(cuò)等內(nèi)部缺陷,原子能量較高,,體系不穩(wěn)定,,通常此類情況溫度不高時(shí)原子即可以獲得足夠大的活化能并促使原子發(fā)生擴(kuò)散。利用擴(kuò)散機(jī)理,,促使表層組織重組,,強(qiáng)化金屬本身
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