时效强化实质
㈠ 什么叫时效处理
将淬火后的金属工件置於室温或较高温度下保持适当时间,以提高金属强度的金属热处理工艺。室温下进行的时效处理是自然时效;较高温度下进行的时效处理是人工时效。在机械生产中,为了稳定铸件尺寸,常将铸件在室温下长期放置,然后才进行切削加工。这种措施也被称为时效。但这种时效不属於金属热处理工艺。
20世纪初叶,德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现,这种合金淬火后硬度不高,但在室温下放置一段时间后,硬度便显著上升,这种现象后来被称为沉淀硬化。这一发现在工程界引起了极大兴趣。随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金,开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径——时效强化。
绝大多数进行时效强化的合金,原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。固溶体的溶解度随温度的上升而增大。在时效处理前进行淬火,就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体,随后在快速冷却中溶解度虽然下降,但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来,而形成过饱和固溶体。为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。
经过长期反复研究证实,时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物,也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集),形成一些体积很小的溶质原子富集区。
在时效处理前进行固溶处理时,加热温度必须严格控制,以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中,同时又不致使合金发生熔化。许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。进行人工时效处理,必须严格控制加热温度和保温时间,才能得到比较理想的强化效果。生产中有时采用分段时效,即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间,然后在更高的温度下再保温一段时间。这样作有时会得到较好的效果。
马氏体时效钢淬火时会发生组织转变,形成马氏体。马氏体就是一种过饱和固溶体。这种钢也可采用时效处理进行强化。
低碳钢冷态塑性变形后在室温下长期放置,强度提高,塑性降低,这种现象称为机械时效。
㈡ 时效强化有什么不利影响
时效强化是指在固溶了合金元素以后,在常温或加温的条件下,使在高温固溶的合金元素以某种形式析出(金属间化合物之类),形成弥散分布的硬质质点,对位错切过造成阻力,使强度增加,韧性降低。
㈢ 什么叫时效强化
合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度一己物理和化学性能的显著变化,这一过程被称为时效。
时效分人工时效和自然时效。室温放置过程中使合金产生强化的效应称为自然时效,低温加热过程中使合金产生强化的称为人工时效。
㈣ 时效强化的时效强化的定义
合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化,这一过程被称为时效。
㈤ 如何理解铝合金时效强化
铝合金经固溶处理(也称淬火)后在室温或较高的环境温度下,随着停留时间的延长其强度、硬度升高,塑性和韧性下降的现象。
㈥ 简述钢材冷加工时效强化的机理
钢材冷加工强化的机理:钢材冷加工至塑性变形后,由于塑性变形区域内的晶粒产生相对滑移,致使滑移面处的晶粒破碎,晶格歪扭,畸变加剧,从而阻碍其进一步滑移,因而屈服强度提高,塑性和韧性降低。同时,塑性变形时产生的内应力,使钢材弹性模量降低。
冷加工后的钢筋,在常温下存放15~20天,或加热到100~200℃,保持一定时间,则其屈服强度将进一步提高,抗拉强度也有所提高,塑性和韧性继续降低,弹性模量基本恢复。这一过程称为时效处理,前者称自然时效,后者称人工时效。
时效强化的机理:溶于α-Fe中的碳、氮原子随时间的增长,向晶格缺陷处移动和集中的速度加快,从而造成晶格缺陷处碳、氮原子富集,晶格畸变加剧,可进一步阻碍晶粒滑移,使强度进一步提高,塑性和韧性继续下降。但由于时效过程中内应力消减,因而弹性模量基本恢复。
对冷加工钢筋进行时效处理时,一般强度较低的钢筋可采用自然时效,强度较高的钢筋则应采用人工时效。
㈦ 时效强化的时效强化的机制
在金属基体中加入固溶度随温度降低而降低的合金元素,通过高温固溶淬火处理,形专成过饱属和固溶体,通过时效,过饱和固溶体分解,合金元素以一定方式析出,弥散分布在基体中形成沉淀相,沉淀相能有效阻止晶界和位错的运动,从而提高合金强度。
㈧ 冷拉强化和时效硬化有什么区别
冷拉是在常温条件下,以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力,强行拉伸钢筋,使钢筋产生塑性变形以达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材为目的。
时效硬化:随时间的进展使屈服强度和抗拉强度提高,伸长率和冲击韧性降低的现象,称为时效硬化。 不同种类钢材的时效硬化过程和时间长短不同,可以几小时到数十年。
对于金属材料而言,冷拉强化是指在金属冷态时,对其进行形变,从而造成金属内部大量位错的形成,而导致的金属强化;时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物,也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集),形成一些体积很小的溶质原子富集区,在金属时效温度下,内部组织逐渐析弥散的出微小粒子,阻碍了位错的运动,引起金属的强度提高。
㈨ 时效强化的介绍
时效强化是指在固溶了合金元素以后,在常温或加温的条件下,使在高温固溶的合金元素以某种形式析出(金属间化合物之类),形成弥散分布的硬质质点,对位错切过造成阻力,使强度增加,韧性降低。