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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
7 z! {3 d" z( k9 i合金化是用來強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兩種關(guān)系,組元間的不同作用導致其形成固溶體、化合物和機械混合物。兩種及以上組元之間通過擴散、滲透、物理吸附及化學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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1. 1 塑化# k3 }. w/ K/ q5 W
塑化是通過加入如Fe,B,Al 等合金元素并控制其加入量在1%以內(nèi)完成微合金化的過程。如往NiAl 單晶中添加適當成分的塑化元素可使其于室溫下的伸長率明顯增加; 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┚嗔眩瑥亩纳剖覝厮苄? 加入La 等活性元素,阻礙裂紋擴展使材料強度提高,減小表面張力,細化晶粒,強化金屬的同時提高其韌性。
: Z7 ^" T9 P% \9 q1. 2 固溶化8 D% O+ N1 S; [5 |9 b7 `
合金組元間通過只溶解不反應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)相對溶劑體積較小則易形成間隙固溶體,前者為無限固溶體,組元間無限互溶,晶格畸變的同時增強合金性能; 后者為有限固溶體,但通過其表面及內(nèi)部線缺陷,固溶元素易于對缺陷形成釘扎,導致其產(chǎn)生固溶強化作用,強度硬度得到明顯提高。
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" T. ~ E1 b6 L, ]3 W7 T) @1. 3 表面原子擴散
! Q7 \2 M: I- S) M/ _擴散是指金屬表面原子、離子、分子及原子基團通過熱作用發(fā)生動態(tài)運動的過程。金屬表面擴散形式包括平行表面的運動及垂直表面的運動,原子受熱在其平衡位置振動,溫度越高原子越易被激發(fā),振幅越大,當原子能量超過其躍遷能壘就會脫離原來位置。如果運動不平衡,越來越多的表面原子成為活化原子,原子間化學鍵斷裂并產(chǎn)生表面運動趨勢; 或者由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因,在有尺寸突變的位置如孔、臺階產(chǎn)生空位、間隙原子、位錯、層錯等內(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原子即可以獲得足夠大的活化能并促使原子發(fā)生擴散。利用擴散機理,促使表層組織重組,強化金屬本身
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