1原理

Solid solution strengthening
融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變,晶格畸變增大了位錯運動的阻力,使滑移難以進行,從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質元素來形成固溶體而使金屬強化的現象稱為固溶強化。在溶質原子濃度適當時,可提高材料的強度和硬度,而其韌性和塑性卻有所下降。
影響因素
(1)溶質原子的原子分數越高,強化作用也越大,特別是當原子分數很低時,強化作用更為顯著。
(2)溶質原子與基體金屬的原子尺寸相差越大,強化作用也越大。
(3)間隙型溶質原子比置換原子具有較大的固溶強化效果,且由於間隙原子在體心立方晶體中的點陣畸變屬非對稱性的,故其強化作用大於面心立方晶體的;但間隙原子的固溶度很有限,故實際強化效果也有限。
(4)溶質原子與基體金屬的價電子數目相差越大,固溶強化效果越明顯,即固溶體的屈服強度隨著價電子濃度的增加而提高。

2程度

固溶強化的程度主要取決於兩個因素:1. 原始原子和添加原子之間的尺寸差別。尺寸差別越大,原始晶體結構受到的干擾就越大,位錯滑移就越困難。2. 合金元素的量。加入的合金元素越多,強化效果越大。如果加入過多太大或太小的原子,就會超過溶解度。這就涉及到另一種強化機制,分散相強化。3.間隙型溶質原子比置換型原子具有更大的固溶強化效果。4.溶質原子與基體金屬的價電子數相差越大,固溶強化作用越顯著。

3效果

1. 屈服強度、拉伸強度和硬度都要強於純金屬
2. 絕大部分情況下,延展性低於純金屬
3. 導電性比純金屬低很多
4. 抗蠕變,或者在高溫下的強度損失,通過固溶強化可以得到改善
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