合金的塑性变形

合金的塑性变形合金中存在溶质原子和弥散粒子，对变形起阻碍的作用，分别产生固溶强化、弥散强化，再加上之前多晶体塑性变形的特点。单相固溶体合金的塑性变形固溶强化：由于固溶体中存在溶质原子，使得合金的强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。产生固溶强化的原因：①溶质原子引起溶剂原子晶格畸变，阻碍位错运动；②溶质原子偏聚于位错周围，形成“柯氏气团”，对位错有钉扎作用。固溶强化的效果：①在溶解度范围内，合金元素的质量分数越大，则强化作用越强；②溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大，则强化作用越强；③形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素；④溶质原子与溶剂原子的价电子数相差越大，则强化作用越强。多相合金的塑性变形多相合金的组织可分为两大类：一类是由塑性相近、晶粒尺寸也相近的两相（固溶体）组成的合金，称为第一类多相合金，其强化方式为固溶强化。另一类是由塑性较好的固溶体基体及其上分布的硬脆性相所组成合金，称为第二类多相合金，其强化方式为固溶强化＋第二相强化。然而，第二类多相合金的变形性能在很大程度上取决于第二相的分布情况。第二相的分布情况有三种情况：①第二相在塑性相上呈片状或层状分布，可用Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ公式描述其屈服强度：σｓ＝σｉ＋ｋｓ－１/２式中，σｉ为塑性基体的屈服强度；Ｋｓ为常数；ｓ为片层间距。片层间距越小，则强度越高，塑性也越高②第二相在塑性相中呈颗粒状或弥散细小粒子分布，根据两者相互作用的方式，有以下两种强化机制：二相粒子坚硬不变形、尺寸较大时，位错绕过第二相粒子。这种位错以绕过机制通过障碍的强化方式，称为弥散强化。根据计算，位错绕过间距为Ｌ的第二相粒子时，所需的切应力为：τ＝Ｇｂ/Ｌ第二相硬度不很高、尺寸较小时，位错切过第二相粒子。这种位错以切过机制通过障碍的强化方式，称为沉淀强化③第二相在塑性相的晶界上呈连续网状分布，这种分布情况是最恶劣的，因为脆性相把塑性相分隔开，从而使其变形能力无从发挥，经少量的变形后，即沿着连续的脆性相开裂，使合金的塑性和韧性急剧下降．这时，脆性相越多，网越连续，合金的塑性也就越差，甚至强度也随之下降．生产上可通过热变形和热处理的相互配合来破坏或消除其网状分布。常见的二次渗碳体便是如此，类似鸡蛋壳状，外壳坚硬，很难塑性变形，易产生裂纹。如球化退火消除二次渗碳体。总结：合金一共可以产生加工硬化、细晶强化、弥散强化、固溶强化柯氏(Cotrell)气团:溶质原子与位错发生交互作用,集聚在位错线附近，以降低体系的畸变能所形成的溶质原子气团。对位错起钉扎作用。屈服现象形成机制：合金中柯氏气团的存在，使得一开始塑性变形很困难，一旦柯氏气团被冲破，将很容易出现塑性变形，于是出现屈服点，但当卸载外力足够时间后，柯氏气团又重新组合，屈服现象消失。