固溶强化机制.ppt

固溶强化机制固溶强化机制 梭绝绍让阵膊浅诱证娃粟迷售缚没蓖整只坐冰讼卫猩巫拿领琐京宽海阑愚固溶强化机制固溶强化机制1 固溶强化机制固溶强化机制o固溶强化：由于溶质原子的存在而使材料强度升高的现固溶强化：由于溶质原子的存在而使材料强度升高的现象，强化作用主要源于弹性交互作用和化学交互作用象，强化作用主要源于弹性交互作用和化学交互作用o本章主要内容本章主要内容建立固溶强化的模型建立固溶强化的模型 （描述溶质原子与位错的多（描述溶质原子与位错的多种交互作用）种交互作用）物理模型物理模型————错配球模型等错配球模型等皂掳梭堆皑捣怨群崇筛措墓钮撇赦堆熄驻淖奋示囚杀胡赁白舒冬即奢见医固溶强化机制固溶强化机制25.1 固溶体的概念及其分类固溶体的概念及其分类一一. .概念概念是一种或多种元素的原子溶入另一种元素的晶格形成是一种或多种元素的原子溶入另一种元素的晶格形成的单相晶体的单相晶体前者称溶质原子，后者称溶剂原子前者称溶质原子，后者称溶剂原子咱吗褐涡洽庆岗闪馅锡俗谣泽途沼笺粱帧颓梭孕稗堵遭羌意隔攘掀张咽皮固溶强化机制固溶强化机制35.1固溶强化机制固溶强化机制二、分类二、分类置换固溶体置换固溶体/ /间隙固溶体间隙固溶体有限固溶体有限固溶体/ /无限固溶体无限固溶体有序（均匀）固溶体有序（均匀）固溶体/ /无序（非均匀）固溶体无序（非均匀）固溶体奄冠官讫诅妆旬投逸鞋叶韦闰硬挞排全么矾仅惺絮瞻狗菠堕妈馅汛懊棠狐固溶强化机制固溶强化机制45.1固溶强化机制固溶强化机制昌序天朵桂委形犯蓝裸第唆戏崔袁绩归冀戮瞪游虎肯葛斌靳盅兴祸惩滔鞋固溶强化机制固溶强化机制55.1固溶强化机制固溶强化机制原子分布是有序还是无序主要取决于溶质及溶剂原子间的结原子分布是有序还是无序主要取决于溶质及溶剂原子间的结合能。

合能A A：溶剂：溶剂 B B：溶质，用：溶质，用U U表示原子间的结合能表示原子间的结合能令：令：实际固溶体中或多或少存在着偏聚及有序分布实际固溶体中或多或少存在着偏聚及有序分布贺清室扁祸记莉成赊脆诣责剪魁谍啡佛闪切窃巴抡僚符粗挺贺聪叔黎郸凭固溶强化机制固溶强化机制65.2 错配球模型错配球模型简介：用以描述溶质原子弹性畸变引起的的应力应变场简介：用以描述溶质原子弹性畸变引起的的应力应变场溶质原子：球；溶质原子：球； 溶剂原子或晶格间隙：孔溶剂原子或晶格间隙：孔球与孔皆为连续弹性介质球与孔皆为连续弹性介质条怪圭熏舱誓宦励巳抑弓敦彤蓑愁砾园言钝吐哇走枣附轿蹭俘沧洼雪颤倍固溶强化机制固溶强化机制75.2 错配球模型错配球模型两者搭配时球受压，产生体积变化两者搭配时球受压，产生体积变化孔受拉，体积变化孔受拉，体积变化基体体积变化基体体积变化伤编淑鸿丹媳馒烧涣班恩堂岭阂渍汞墨围态羹摧库婆娥挂镊肢雁娃跪洛嫌固溶强化机制固溶强化机制85.2 错配球模型错配球模型一、无限大基体中错配球的应力应变场一、无限大基体中错配球的应力应变场1. 1. 位移场位移场 球孔搭配在基体中产生球对称的应变。

仅有径向位移球孔搭配在基体中产生球对称的应变仅有径向位移无切向位移无切向位移谋梳吊柬乌湘枚淫邑高赐衷棵挛逃馏玻履饰腮陨活佩暗蜡狠芹胜斧奸令车固溶强化机制固溶强化机制95.2 错配球模型错配球模型2. 2. 应变场应变场 由弹性力学，应变场为；由弹性力学，应变场为；且且体积应变体积应变e=0e=0：：V0V0为晶体的体积为晶体的体积应变场特点：只有正应变没有切应变体积应变等于零应变场特点：只有正应变没有切应变体积应变等于零 扶送贤号赘吾翻稗椒持浑皇咳墩奉抹建哨痹柳域士饮药侈脸鸵漳煞陈笺赴固溶强化机制固溶强化机制105.2 错配球模型错配球模型3. 3. 应力场应力场 由胡克定律求出错配球效应在基体中引起的应力场；由胡克定律求出错配球效应在基体中引起的应力场；将将 代入得代入得平均正应力为：平均正应力为：即：错配球在无限大基体中不引起压力场。

即：错配球在无限大基体中不引起压力场 休事氛野储埔泞肖壬惶辰菲亥渐勇呐茵喻晚枢柿喧瓶舵汛攻辆卵赂抄轨婚固溶强化机制固溶强化机制115.2 错配球模型错配球模型二、球内的应力应变场二、球内的应力应变场球变形的特点：均匀体积收缩只有径向位移，与半径成正比球变形的特点：均匀体积收缩只有径向位移，与半径成正比位移场：位移场：应变场：应变场：跺卢酿惜搜眼邓漱漳刨吾硒澈行陷荤情撇酣贤獭边凳良嘴垛寥锰忠狈焙互固溶强化机制固溶强化机制125.2 错配球模型错配球模型应力场：应力场：特点：位移场与半径成反比特点：位移场与半径成反比 应力应变分量为常数应力应变分量为常数 静水压力与体应变不为零静水压力与体应变不为零吾姜们褥携巳碟乔痞糜谰巾豆组篓缺氏瓢辱揉避控研贯梳瞎惯嗡揭斩岭藉固溶强化机制固溶强化机制135.2 错配球模型错配球模型三三. . 在有限大基体中的错配球有限尺在有限大基体中的错配球有限尺寸的晶粒可看作有限大的错配球基寸的晶粒可看作有限大的错配球基体。

晶粒表面为自由表面，该处无应力体晶粒表面为自由表面，该处无应力，，而球孔错配会在表面形成压应力而球孔错配会在表面形成压应力因此反向附加拉应力必须作用在表面上使表面应力为零该力因此反向附加拉应力必须作用在表面上使表面应力为零该力称为像力像应力场均匀分布：称为像力像应力场均匀分布：供泵游甜痞隅施限岩砒秘及哗告仓潦听隶困肯稻茨佩畜湍姥吐戚象踌狐稀固溶强化机制固溶强化机制145.2 错配球模型错配球模型2. 2.基体中产生的应力场基体中产生的应力场由错配所引起的应力场和边界条件引起的像应力场两部分组由错配所引起的应力场和边界条件引起的像应力场两部分组成菩屋咳响蚂瞄早州凹堕涣政瞳些心垢贿绷钨挤育猩服咆平府勺链歧怨倾拽固溶强化机制固溶强化机制155.2 错配球模型错配球模型3. 3. 位移和体积变化位移和体积变化类似方法可求出有限大基体中总的径向位移：类似方法可求出有限大基体中总的径向位移：品霉疼尤昨蛹叛墟嵌判订茹革稀摔沙租淫暮峪离朵水胜瞻寺断游申濒洋往固溶强化机制固溶强化机制165.2 错配球模型错配球模型总结：错配球的形成在有限大基体中引起两种变化：总结：错配球的形成在有限大基体中引起两种变化：（（1 1）表面处的体积变化）表面处的体积变化（（2 2）水静压力场）水静压力场有限大基体中错配球应力应变场的特点是：有限大基体中错配球应力应变场的特点是：（（1 1）位移，应力，应变都是内场与像场之和）位移，应力，应变都是内场与像场之和（（2 2））P=P=常数，是均匀场常数，是均匀场（（3 3））横检鼠咕矩撑蒸哀剁逞净跋涯煎过吃驳垄羊喀彰白姥奇嘻通写驱熟只蒲趁固溶强化机制固溶强化机制175.2 错配球模型错配球模型四四. .已知溶质原子的体积已知溶质原子的体积 v v球球 和溶剂原子的体积和溶剂原子的体积 v v孔的情况下，孔的情况下，两者的错配体积为两者的错配体积为糜戒窿辜荆渠皇晨凶趾孩宛商兢萤们卉瞅凤奸蜕剃蓉硕梯慢祈次型滁刹炕固溶强化机制固溶强化机制185.2 错配球模型错配球模型五五 . . 错配球模型的适用性错配球模型的适用性1. 1.有限大基体中的错配球模型有限大基体中的错配球模型适用于置换式溶质原子以及面心立方中间隙式溶质原子。

适用于置换式溶质原子以及面心立方中间隙式溶质原子2. 2.一个圆球置于椭圆孔隙之中的模型一个圆球置于椭圆孔隙之中的模型同时有正应力、切应力；正应变和切应变适合于体心立方同时有正应力、切应力；正应变和切应变适合于体心立方间隙原子的固溶强化间隙原子的固溶强化挪剔径谍翰棚见工维焦裳彝馁层卫翟鄙荷鹰游耐棠缓凤攻敢耶散蕉电渡郭固溶强化机制固溶强化机制195.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用一一. .置换式溶质原子的错配球效应置换式溶质原子的错配球效应由于溶质与溶剂原子的差异引起错配效应，得到球形对称的由于溶质与溶剂原子的差异引起错配效应，得到球形对称的应力应变场可用正交点力组表征应力应变场可用正交点力组表征培裕鄂汐长修竭募案嗓夏靛烛罢罐推拾娩遣谁车仰水篡狸了诣集疟布佣铀固溶强化机制固溶强化机制205.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用错配体积：错配体积：错配度：错配度：错配度与基体体积变化的关系错配度与基体体积变化的关系既装冯甜葡兆糯鳖湍凳富碰芽肚磁跪脚然耳鳞糙幽墟壤刀判呈耿缨今染瘫固溶强化机制固溶强化机制215.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用二二. .溶质原子间的弹性交互作用溶质原子间的弹性交互作用两个置换原子分别看作两个错配球，讨论两者之间的弹性交两个置换原子分别看作两个错配球，讨论两者之间的弹性交互作用。

互作用内提甭鹊瞅吉兜严洲辞链苔口镰娩剥拼彼狰疼区吮亩建南变麻站赞既晕湍固溶强化机制固溶强化机制225.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用预备知识：错配球在有限大基体中产生的应变能等于附加外预备知识：错配球在有限大基体中产生的应变能等于附加外力产生体积变化所做的功也称交互作用能其数值等于力产生体积变化所做的功也称交互作用能其数值等于外部压力与系统体积变化的乘积外部压力与系统体积变化的乘积正应力与体积变化发生交互作用：正应力与体积变化发生交互作用：切应力与切应变发生交互作用：切应力与切应变发生交互作用：鸟烙刽常够腺窑椭工绅撑看虱携涣滚唯快烫夜须堆腑介陆条腑同麓要躇王固溶强化机制固溶强化机制235.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用 根据交互作用能的情况可以判断交互作用类型根据交互作用能的情况可以判断交互作用类型彬殃渗殃睹奔刽籽校塔壤塑焦窖氰扼哺铝辉涤蛮婉瓷幼缚沪烘汇兜聊抢非固溶强化机制固溶强化机制245.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用由由A A原子造成的晶体外部体积变化，为原子造成的晶体外部体积变化，为B B原子也是错配球，其应力场在晶体表面引起外压力。

原子也是错配球，其应力场在晶体表面引起外压力芽批杜皮瘴邢挠暖毫叁式澎诲呕燃双妇讲伺原铡宵稚忻串吨义逃襄适押擂固溶强化机制固溶强化机制255.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用由由A A、、B B两原子间形成的弹性交互作用能为两原子间形成的弹性交互作用能为即：置换式的溶质原子之间的弹性交互作用能与两原子间的即：置换式的溶质原子之间的弹性交互作用能与两原子间的距离无关且无组态作用力：距离无关且无组态作用力：结论：两置换溶质原子之间有交互作用能无交互作用力，其结论：两置换溶质原子之间有交互作用能无交互作用力，其分布表现出偏聚和无序分布两种趋势分布表现出偏聚和无序分布两种趋势镶怀嘎麦料策旁佯毡吠惮雇入奎掏秽乾饭第剁嘶的衰案宇倪躇倪另乔窒尔固溶强化机制固溶强化机制265.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用三三. .溶质原子与刃型位错的弹性交互作用溶质原子与刃型位错的弹性交互作用A A：溶质原子，错配球，：溶质原子，错配球，晶体表面产生体积变化晶体表面产生体积变化B B：刃型位错，应力源：刃型位错，应力源内部产生压力场内部产生压力场龚巩如熟昭矩蜡倡填呼焰硝地咯茸拌鱼垫梦团歧浦厕孺状峨憋窖剂注咀仿固溶强化机制固溶强化机制275.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用A A与与B B的弹性交互作用能为的弹性交互作用能为改城咀叹叭橡罪险袭臭舟禽妊欣辫铣蛋督仲咏党枢哆酥埃蕊拦白猩叙蚊环固溶强化机制固溶强化机制285.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用讨论讨论; ;1. 1.弹性交互作用能具有长程性质弹性交互作用能具有长程性质将这种由于位错与溶质原子的交互作用而形成的在刃型位错将这种由于位错与溶质原子的交互作用而形成的在刃型位错附近的溶质原子偏聚现象，称为附近的溶质原子偏聚现象，称为CottrellCottrell气团。

气团 .少添滔遣宏伍嘱鸣迅件碟像敦糜悉盆陨闭镇乙辽栖姆弱镇把奔翅旭诗哎慷固溶强化机制固溶强化机制295.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用CottrellCottrell气团气团（（1 1）特点）特点1 1）溶质原子尺寸和位错线的符号对其）溶质原子尺寸和位错线的符号对其分布状态有影响分布状态有影响2 2）溶质原子分布与距离的关系：与位）溶质原子分布与距离的关系：与位错越近，溶质原子浓度越高错越近，溶质原子浓度越高3 3）露点（）露点（CottrellCottrell气团存在的临界温度）：气团存在的临界温度）： 温度过高会使气团分解温度过高会使气团分解埂乙银作快其刊绝重萨埃腾嚼通歌钠绷啃京薄谣捣兔嫁腻登了复还酚扶污固溶强化机制固溶强化机制305.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用CottrellCottrell气团阻碍位错运动的机制气团阻碍位错运动的机制（（1 1）钉扎机制）钉扎机制由于位错与溶质原子间的弹性交互作用，使溶质原子偏聚于由于位错与溶质原子间的弹性交互作用，使溶质原子偏聚于位错线附近。

有外力作用时位错的运动会改变溶质原子的位错线附近有外力作用时位错的运动会改变溶质原子的平衡位置，系统能量升高，位错运动受阻平衡位置，系统能量升高，位错运动受阻位错运动较快时，摆脱位错运动较快时，摆脱CottrellCottrell气团钉扎的临界切应力为：气团钉扎的临界切应力为：樊过擂焊援培蕊啮胯脊芦壤卒锭寸宅尉墅铬墩播冬纲蠢艘帮镑蜘捧斑帽弹固溶强化机制固溶强化机制315.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用CottrellCottrell气团阻碍位错运动的机制气团阻碍位错运动的机制（（2 2）拖曳机制）拖曳机制位错运动较慢时，可以拖着位错运动较慢时，可以拖着CottrellCottrell气团一起运动，气团对位气团一起运动，气团对位错表现出拖曳作用一般只在高温下、原子的扩散速率与错表现出拖曳作用一般只在高温下、原子的扩散速率与位错运动速度相近时才产生位错运动速度相近时才产生化耍务企瀑颤油尹癌俏全肿党斧韵喧恍肿思暂豆佯慷检康莫交鞍藩诱伤支固溶强化机制固溶强化机制325.3 置换式溶质原子与位错的弹性交互作用置换式溶质原子与位错的弹性交互作用四四. .溶质原子与螺型形位错的弹性交互作用溶质原子与螺型形位错的弹性交互作用A A：溶质原子，错配球，：溶质原子，错配球，晶体表面产生体积变化晶体表面产生体积变化B B：螺型位错，仅有切应力场，：螺型位错，仅有切应力场，P PB B=0=0交互作用能：交互作用能：一般认为置换式溶质原子与螺位错之间一般认为置换式溶质原子与螺位错之间无弹性交互作用。

无弹性交互作用汐伺幕诲幅悸含扶尤题奏叁撵控懒颁婚埠坯猾臻耘州莹渣实秃肠免愉逾斤固溶强化机制固溶强化机制335.4 间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用一一. .间隙式溶质原子形成错配球的特点间隙式溶质原子形成错配球的特点1.FCC1.FCC结构间隙原子的错配效应结构间隙原子的错配效应四面体间隙：四面体间隙： 八面体间隙：八面体间隙：错配球特点：错配球特点：1 1）原子占据八面体间隙，产生球对称的应力应）原子占据八面体间隙，产生球对称的应力应变场；变场；2 2）间隙原子与刃型位错的交互作用更强，偏聚到）间隙原子与刃型位错的交互作用更强，偏聚到半原子面的下方半原子面的下方召残缠奎第未隙瘪跃耸赎注塔巷弊阜哩旅桥包倾超捏汗胜胸棒动去薛翟赵固溶强化机制固溶强化机制345.4 间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用一一. .间隙式溶质原子形成错配球的特点间隙式溶质原子形成错配球的特点2. BCC2. BCC结构间隙原子的错配效应结构间隙原子的错配效应四面体间隙：四面体间隙： 八面体间隙：八面体间隙：错配球特点：错配球特点：1 1）原子占据八面体间隙，产生非对称的应力应）原子占据八面体间隙，产生非对称的应力应变场；变场；2 2）既有正应力也有切应力，正应力产生非均匀的）既有正应力也有切应力，正应力产生非均匀的内压应力场内压应力场: :屿腑涤时杯固靳匿玄仔沙薯嘻索巍础军慷卓绳警雀炭亮栓术吻蒜镀景溢粒固溶强化机制固溶强化机制355.4间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用二二. . 中碳原子与螺位错的交互作用中碳原子与螺位错的交互作用——Snoek——Snoek气团气团因为两者的应力应变场都是既有切应力又有切应变，故产生因为两者的应力应变场都是既有切应力又有切应变，故产生弹性交互作用使碳原子在螺位错附近偏聚，降低系统能弹性交互作用使碳原子在螺位错附近偏聚，降低系统能量。

该量该偏聚的特点偏聚的特点为为; ;(1)C(1)C原子较少时，于八面体间隙中随机分布原子较少时，于八面体间隙中随机分布(2)C(2)C原子较多时，在外力作用下占据单胞中某一轴向上的八面原子较多时，在外力作用下占据单胞中某一轴向上的八面体间隙体间隙————有序化SnoekSnoek效应：效应：指指 中碳原子在外力作用下优先占据中碳原子在外力作用下优先占据某一八面体间隙位置的现象（或叫应力诱发有序化现象）某一八面体间隙位置的现象（或叫应力诱发有序化现象）恳武限谎讳邀笋碾脱二污拐约我汽肖卧忘丛芒谓换背描牛杰窥祥怀衔隅湛固溶强化机制固溶强化机制365.4间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用SnoekSnoek气团气团: : 螺位错与碳原子发生弹性交互作用而使得位错线附近碳原子螺位错与碳原子发生弹性交互作用而使得位错线附近碳原子局部有序分布的组态叫局部有序分布的组态叫SnoekSnoek气团SnoekSnoek气团的特点：气团的特点：(1)(1)短程扩散可以形成，形成速度快。

短程扩散可以形成，形成速度快2)(2)在位错运动中形成，是动态的在位错运动中形成，是动态的有序分布有序分布3)(3)气团与位错的交互作用与柯氏气气团与位错的交互作用与柯氏气团一样强烈团一样强烈岸绰萍屯峻肺瞧呈睦灌降国烩迟痔蒂套刮辅吓静砰勾寸基梢蔫穗庄绸腑啮固溶强化机制固溶强化机制375.4间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用柯氏气团与柯氏气团与SnoekSnoek气团是否都需要长程扩散和溶质偏聚气团是否都需要长程扩散和溶质偏聚: :(1)(1)两种位错与溶质原子的交互作用都具有长程性两种位错与溶质原子的交互作用都具有长程性2)(2)柯氏气团的形成需要溶质原子的长程扩散柯氏气团的形成需要溶质原子的长程扩散3)Snoek(3)Snoek气团的形成可以有长程扩散也可以没有长程扩散气团的形成可以有长程扩散也可以没有长程扩散a. a.有序化不一定要有碳原子浓度的变化，仅需应力诱发有序化不一定要有碳原子浓度的变化，仅需应力诱发b. b.位错运动时也不可能发生碳原子的长程扩散但短程扩散可位错运动时也不可能发生碳原子的长程扩散但短程扩散可在位错应力场作用下实现，达到局部有序化。

在位错应力场作用下实现，达到局部有序化非约氛掏如啡窒的署控瞳达局两酉臭浴针隧惮幸购陀担诬败显括姬折灯谦固溶强化机制固溶强化机制385.4间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用三三. . 中碳原子与刃位错的交互作用中碳原子与刃位错的交互作用刃型位错刃型位错: :同时有正应力（变）和切应力（变）同时有正应力（变）和切应力（变）碳原子：同时有正应力（变）和切应力（变）碳原子：同时有正应力（变）和切应力（变）故两者间的交互作用强烈：故两者间的交互作用强烈：碳原子的正应变场与刃位错的正应力场作用碳原子的正应变场与刃位错的正应力场作用——Cottrell——Cottrell气团气团碳原子的切应变场与螺位错的切应力场作用碳原子的切应变场与螺位错的切应力场作用——Snoek——Snoek气团气团强烈的气团作用是碳原子固溶强化、应变时效、物理屈服等强烈的气团作用是碳原子固溶强化、应变时效、物理屈服等的主要原因的主要原因式您评损斯味宇达疗殴盟趁邱泌右灼斋壬辈律瞻沼喜肺知锋铱傻府句咬职固溶强化机制固溶强化机制395.4间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用溶质原子与位错弹性交互作用的特点溶质原子与位错弹性交互作用的特点; ;间隙式原子的作用间隙式原子的作用> >置换式原子的作用置换式原子的作用溶质原子与溶剂原子的半径差越大越好。

溶质原子与溶剂原子的半径差越大越好毫婚羔懈摘季恼乔漱赎焦期门隔宴球搁簧尤汉基需熬剔弃瘪辣小相伙瞒啦固溶强化机制固溶强化机制405.5 溶质原子与位错的化学交互作用溶质原子与位错的化学交互作用一一. . 铃木（铃木（SuzukiSuzuki））. .气团气团1. 1.定义定义 是指层错区对溶质原子有化学吸附作用，使层错区溶是指层错区对溶质原子有化学吸附作用，使层错区溶质原子浓度与基体不同，这种溶质原子分布的特殊组态质原子浓度与基体不同，这种溶质原子分布的特殊组态称铃木气团称铃木气团2. 2.形成机制形成机制 层错区内相当于形成了新的相，欲达到新母相的层错区内相当于形成了新的相，欲达到新母相的平衡，要求化学势相同造成层错区与非层错区的溶质平衡，要求化学势相同造成层错区与非层错区的溶质浓度不同浓度不同炎微钝甘膨集送抬强迹雄贷邮忙谤抖僳赞联青檀踪烈葱痢霍淹车码翠窗霖固溶强化机制固溶强化机制415.5 溶质原子与位错的化学交互作用溶质原子与位错的化学交互作用二二. . 铃木（铃木（SuzukiSuzuki））. .气团对位错的阻碍作用气团对位错的阻碍作用可利用虚功原理求解。

分别分析层错区领先位错与后续位可利用虚功原理求解分别分析层错区领先位错与后续位错一起运动时的外力做功与引起的能量变化，据此确定阻碍作错一起运动时的外力做功与引起的能量变化，据此确定阻碍作用 铃木气团对位错的阻碍作用比铃木气团对位错的阻碍作用比CottrellCottrell气团低约一个数量级气团低约一个数量级拴搂僻任哇假赏琶烬叁驶看赔忿最圃掀樟菠置侩荡断渠虹井攀涨斯篷狱皿固溶强化机制固溶强化机制425.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化） 位错与有序分布的溶质原子间交互作用会产生强化位错与有序分布的溶质原子间交互作用会产生强化效应，该效应通过溶质原子几何位置的变化而表现出效应，该效应通过溶质原子几何位置的变化而表现出来，称几何交互作用来，称几何交互作用查蟹疟季备闰党堡床慷们卓乱孰莫们缓蹬柿漏璃醇薛合赶外呛哭挝巍男绪固溶强化机制固溶强化机制435.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）一一. . 基本概念基本概念1. 1.长程有序及短程有序长程有序及短程有序 用序参量表示有序化的程度用序参量表示有序化的程度长程有序：长程有序：短程有序：短程有序： 乃寸化母湍闷蚂缺酥俭体立蘸啥等心内拐符厩岭触巳琵搏鄂窃秒蔼小募淳固溶强化机制固溶强化机制445.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）2. 2. 反相畴界（反相畴界（APBAPB））两个有序畴块之间的界面，称为反相畴界。

两个有序畴块之间的界面，称为反相畴界晶体的有序度越高，反相畴界越少晶体的有序度越高，反相畴界越少纬乞策捐袒仙笺那喊洽倦校油炔翘迄翰跑们猎袋准铭晶致吐针泣坑渍辈犯固溶强化机制固溶强化机制455.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）3. 3. 有序有序- -无序转变温度无序转变温度TcTc升温到升温到TcTc附近时，结构由有序转变为短程有序，继续升温，附近时，结构由有序转变为短程有序，继续升温，将得到无序结构将得到无序结构在在TcTc附近改变淬火温度，可以获得不同的有序化程度，得到附近改变淬火温度，可以获得不同的有序化程度，得到不同的反相畴界的数量不同的反相畴界的数量可以用于材料强化设计可以用于材料强化设计甜东扼振停优行霹丛付痰疤烧郭琉镍箱禽戏萤吏弱影扼驻滦柞判锈泌绳吏固溶强化机制固溶强化机制465.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）4. 4. 超点阵位错超点阵位错指在两个全位错之间夹着一片反相畴界所形成的位错组态指在两个全位错之间夹着一片反相畴界所形成的位错组态 有序结构中的运动位错总是以超点阵位错的形式存在，以成有序结构中的运动位错总是以超点阵位错的形式存在，以成对的方式运动。

全位错也可能分解为扩展位错对的方式运动全位错也可能分解为扩展位错劈醛增扼色酗乾铺棵张傀诊珐些位律洛绝屁蜘幼因碘糟耽购堡囊拌宇厂绰固溶强化机制固溶强化机制475.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化） 出现超点阵位错的原因是两个同号位错相继穿过滑移面时出现超点阵位错的原因是两个同号位错相继穿过滑移面时不会留下反相畴界不会留下反相畴界偏羽痞咒拂瘤惹窖踢盯忽宵邓篇睹辕熟伦陪痢凳锑醋顿位火传策荐酞捏祁固溶强化机制固溶强化机制485.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）二、短程有序强化二、短程有序强化位错切过短程有序区时破坏了短程有序结构，位错切过短程有序区时破坏了短程有序结构，由于异类原子对数目改变，系统能量升高，外力附加做功，由于异类原子对数目改变，系统能量升高，外力附加做功，使强度升高使强度升高羡氰吴苟回役讼炒访芥围罚回鸵闸纳剐廖界赁辉栋鹃捌漱偏个帚琳掳珍还固溶强化机制固溶强化机制495.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）三、长程有序强化机理三、长程有序强化机理————反相畴界作用反相畴界作用1. 1.超点阵位错穿过超点阵位错穿过APBAPB时在主滑移面上形成两原子长台阶时在主滑移面上形成两原子长台阶APBAPB誓抉屋泳狂碾旦讼帆昼脖可革造樊邦孪搁鸡瘴傣硬配盔称牲疵嘉柞慎桐蹈固溶强化机制固溶强化机制505.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）2. 2. 台阶对位错运动造成强烈阻碍。

台阶对位错运动造成强烈阻碍领先位错通过领先位错通过APBAPB台阶时，使其消除，超点阵位错解体，领台阶时，使其消除，超点阵位错解体，领先位错与后续位错分别在断开的两先位错与后续位错分别在断开的两APBAPB处受阻可见适当降低有序度，增加可见适当降低有序度，增加APBAPB数量，可以达到更好的有序数量，可以达到更好的有序强化效果可通过调整淬火温度实现强化效果可通过调整淬火温度实现亦捷喻番锻僧淮韵咙完膜酞蜂夏溃廷宪金挎悲敢宪童逢悲妈韭皖值掳奠坍固溶强化机制固溶强化机制515.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）四、有序强化的特点四、有序强化的特点1. 1.起始流变应力较低起始流变应力较低与溶质原子与位错的弹性交互作用、化学交互作用相比，超与溶质原子与位错的弹性交互作用、化学交互作用相比，超点阵位错运动不需克服气团的钉扎，也不会引起系统能点阵位错运动不需克服气团的钉扎，也不会引起系统能量变化，易于开动量变化，易于开动挖具鹰炽灾泣供兢拧焦泣噬有颖霍叭修蝇涎轧茶央祥求胰森滤氰著厦恩坤固溶强化机制固溶强化机制525.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）2. 2. 加工硬化率高加工硬化率高原因：原因：(1)(1)超点阵位错不容易产生交滑移（中间有超点阵位错不容易产生交滑移（中间有APBAPB），平），平面滑移时易在晶界处塞积。

面滑移时易在晶界处塞积 (2) (2)若产生交滑移会造成更大的滑移阻力若产生交滑移会造成更大的滑移阻力怒蹲犯耿蠢鸽雕色寓简乎章箔厄鸵循届哼叁速粉杯轨瑟歼廉仍限讽魔衬褐固溶强化机制固溶强化机制535.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）交滑移通常仅在某些合金（交滑移通常仅在某些合金（FCCFCC）以及高温下产生）以及高温下产生Cu3AuCu3Au有序合金中，有序合金中，{111}{111}面面APBAPB能最高，能最高，{100}{100}面面APBAPB能最低故能最低故APBAPB易易于在后者上形成于在后者上形成超点阵滑移在超点阵滑移在(111)(111)面上进行时，领先位错交滑移到面上进行时，领先位错交滑移到(100)(100)上，降低上，降低APBAPB能领先位错又交滑移到领先位错又交滑移到(111)(111)面，这时，两个位错都难于继续前进相面，这时，两个位错都难于继续前进相当于当于(111)(111)面超点阵位错解体，各自继续滑移时定会产生新的面超点阵位错解体，各自继续滑移时定会产生新的APBAPB。

故超点阵位错一旦交滑移就会立刻硬化故超点阵位错一旦交滑移就会立刻硬化盎鬼甄注拱翌斧以机襟肠闭晚很捉霉芋暑铰盛脊塞苟碌卑性裴旺亨铂昧宾固溶强化机制固溶强化机制545.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）3. 3. 有序合金温度有序合金温度- -强度变化的反常效应强度变化的反常效应针对上述超点阵位错针对上述超点阵位错APBAPB在不同晶面上有差异的情况，从易在不同晶面上有差异的情况，从易滑移面到非易滑移面的交滑移需要较大的热激活温度滑移面到非易滑移面的交滑移需要较大的热激活温度越高，交滑移数量增加，滑移障碍也增加即有序合金越高，交滑移数量增加，滑移障碍也增加即有序合金强度提高强度提高当温度接近当温度接近 Tc Tc 时，材料开始向时，材料开始向无序转变，位错运动变为单个无序转变，位错运动变为单个位错的形式变形阻力下降，位错的形式变形阻力下降，材料强度降低材料强度降低抹晾赛镍戒塑翼垂摩屁翅撵百码泌撵剿砂炯睦堆恤爷夏斯皮谐庙戚肌娩龄固溶强化机制固溶强化机制555.6 溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）溶质原子与位错的几何交互作用（有序强化）提高长程有序合金强度的有效措施：提高长程有序合金强度的有效措施：适当降低合金的长程有序度，引入适量的反相畴界。

适当降低合金的长程有序度，引入适量的反相畴界在在 Tc Tc 附近淬火可以使长程有序程度降低，调整淬火温度可得附近淬火可以使长程有序程度降低，调整淬火温度可得到不同的长程有序化程度，得到不同的到不同的长程有序化程度，得到不同的APBAPB数量授湛陇给痪琼娄揭兢穷您坛点凄辉批光架画巍拄憾带某皆嗡未楞隅风靡社固溶强化机制固溶强化机制565.7 均匀固溶强化均匀固溶强化 前提：溶质原子随机分布，在位错运动过程中保持不动前提：溶质原子随机分布，在位错运动过程中保持不动可以将其看作是质点障碍可以将其看作是质点障碍均匀固溶强化的表达式：均匀固溶强化的表达式： C— C—溶质原子浓度溶质原子浓度 稀固溶体：稀固溶体：n=1/2n=1/2 浓固溶体：浓固溶体：n=1n=1 一般情况：一般情况：n=2/3n=2/3隔磺氟源贫灾虞振歇车餐桩猪茹淄咽博墅颐风搅秘击睁怂菲榷舒原撩酱功固溶强化机制固溶强化机制575.8 固溶强化的特点固溶强化的特点一一. . 对塑性的影响对塑性的影响提高强度的同时，加工硬化率不变，故均匀延伸率下降，但提高强度的同时，加工硬化率不变，故均匀延伸率下降，但对局部塑性变形无影响。

对局部塑性变形无影响总体效果：是材料的塑性下降总体效果：是材料的塑性下降课秒铸咨粤鱼啄鹰逾把际叙砾插疹拉瓷冯廉珍落煤禁托号幂蜂旺瘦浚蘸浓固溶强化机制固溶强化机制585.8 固溶强化的特点固溶强化的特点二、使材料产生不稳定流变（锯齿流变现象）二、使材料产生不稳定流变（锯齿流变现象）n是溶质原子反复钉扎位错的结果是溶质原子反复钉扎位错的结果真侵辅涉图操终锰冈掠借张朔店西铣非假颈疾捂增虱蔼恩雅淆筒写饮震钻固溶强化机制固溶强化机制59。