金属学与热处理之固溶强化第 1 页共 9固溶体的强化作用虽然纯金属在实际工业生产上得到了一定的应用,但是由于其强度一般都很低,如铁的抗拉强度约为 200MPa,而铝的抗拉强度还不到 lOOMPa,显然都不符合用作工业的结构材料
近年来,为了适应多方面的要求,各种新材料、新工艺不断出现,但是就目前来说,新材料的制造方法比较复杂,制备成本较高,市场应用不是特别广泛,所以,在今后很长一段时间之内,用的较多的仍然是一些传统材料
目前应用的金属材料大多数是合金,新材料的广泛应用还有一段时间
所以,对其研究仍有重大意义
固溶体是几乎所有合金的基体相,固溶强化作为最基本的强化手段已被广泛地利用于生产中
当溶质元素的含量极少时,固溶体的性能与溶剂金属基本相同
随着溶质含量的升高,固溶体的性能将发生明显改变,其一般规律情况是:强度、硬度逐渐升高,而塑性、韧性有所下降,电阻率逐渐升高,导电性逐渐下降,磁矫顽力升高等
例如铜镍合金,其性能如图一
通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化
固溶强化的产生是由于溶质原子溶入后,要引起溶剂金属的晶格产生畸变,进而使位错移动时所受到的阻力增大的缘故
固溶强化是材料的一种主要的强化途径
实践证明,适当掌握固溶体中的溶质含量,可以在显著提高金属材料的强度、硬度的同时,使其仍然保持相当好的塑性和韧性
例如,向铜中加入 19%镍,可使合 金 的
b 由 220MPa 升 高 至 380-400MPa,硬度由 HB44 升高至 HB70,而塑性仍然保持甲=50%
数据结果如图一
若将铜通过其他途径(例如冷变形时的加工硬化)获得同样的强化效果,其塑性将接近完全丧失
十分明显,固溶强化是一种极为优异的强化方式,因而在金属材料的生产和研究中得到了极为广泛的应用,几乎所有对综合力学性能要求较高(强度、图一:Cu-Ni 合金相图及性第 2