材料熱處理第8章 合金脫溶沉淀與時(shí)效

1、第第8章章 合金脫溶沉淀與時(shí)效合金脫溶沉淀與時(shí)效p定義定義p從過飽和固溶體中析出第二相（沉淀相）或形成溶質(zhì)原子從過飽和固溶體中析出第二相（沉淀相）或形成溶質(zhì)原子聚集聚集區(qū)以及亞穩(wěn)定過渡相的過程稱為區(qū)以及亞穩(wěn)定過渡相的過程稱為脫溶脫溶或或沉淀沉淀，是一種，是一種擴(kuò)散型擴(kuò)散型相變。相變。pM M回火回火：C C原子聚集區(qū)，析出第二相原子聚集區(qū)，析出第二相相或亞穩(wěn)過渡相或亞穩(wěn)過渡相。相。p條件：組成合金的條件：組成合金的A A、B B兩組元形成有限固溶體，且固溶度兩組元形成有限固溶體，且固溶度隨著溫度降低而減小。隨著溫度降低而減小。p過飽和固溶體的脫溶沉淀過飽和固溶體的脫溶沉淀基本條件：基本條件：有

2、固溶度變化曲線（隨有固溶度變化曲線（隨T降低而減?。┙档投鴾p?。┬纬捎邢薰倘荏w形成有限固溶體生產(chǎn)應(yīng)用：生產(chǎn)應(yīng)用：有色金屬及沉淀硬化不銹鋼等強(qiáng)化的主要手段。有色金屬及沉淀硬化不銹鋼等強(qiáng)化的主要手段。 AB時(shí)效工藝過程時(shí)效工藝過程p 固溶處理：固溶處理：在固溶度曲線以上某一溫度保持，讓在固溶度曲線以上某一溫度保持，讓B B充充分溶入分溶入A A中，中， 迅速冷卻使迅速冷卻使B B來不及析出而形成過飽和固溶來不及析出而形成過飽和固溶體。體。p 時(shí)效時(shí)效：經(jīng)固溶處理后在室溫放置或加熱到溶解度曲：經(jīng)固溶處理后在室溫放置或加熱到溶解度曲線以下某一溫度保溫，使線以下某一溫度保溫，使B B組元從過飽固溶體中析

3、出的過組元從過飽固溶體中析出的過程。程。p即：即：過飽和固溶體過飽和固溶體飽和固溶體飽和固溶體+ +析出相析出相p經(jīng)過固溶處理的過飽和固溶體在室溫或較高溫度下等溫保經(jīng)過固溶處理的過飽和固溶體在室溫或較高溫度下等溫保持時(shí)，將發(fā)生脫溶，使合金的強(qiáng)度和硬度顯著提高，稱為持時(shí)，將發(fā)生脫溶，使合金的強(qiáng)度和硬度顯著提高，稱為沉淀強(qiáng)（硬沉淀強(qiáng)（硬)化化或或時(shí)效強(qiáng)（硬）化。時(shí)效強(qiáng)（硬）化。過飽和過飽和固溶體固溶體 析析 出出 固溶處理固溶處理 飽和飽和固溶體析出相固溶體析出相 （固溶淬火）（固溶淬火） 固溶處理固溶處理 速冷速冷 人工時(shí)效人工時(shí)效 自然時(shí)效自然時(shí)效 Tt AB過飽和過飽和 飽和飽和析出相析出相

4、 溶質(zhì)偏聚區(qū)溶質(zhì)偏聚區(qū)亞穩(wěn)過渡相亞穩(wěn)過渡相穩(wěn)定第二相穩(wěn)定第二相8.1脫溶過程和脫溶物的結(jié)構(gòu)脫溶過程和脫溶物的結(jié)構(gòu)p合金經(jīng)固溶處理并淬火獲得亞穩(wěn)過飽和固溶體，若在足夠合金經(jīng)固溶處理并淬火獲得亞穩(wěn)過飽和固溶體，若在足夠高的溫度下進(jìn)行時(shí)效，最終將沉淀析出平衡脫溶相。但在高的溫度下進(jìn)行時(shí)效，最終將沉淀析出平衡脫溶相。但在平衡相出現(xiàn)之前，根據(jù)合金成分不同會(huì)出現(xiàn)若干個(gè)平衡相出現(xiàn)之前，根據(jù)合金成分不同會(huì)出現(xiàn)若干個(gè)亞穩(wěn)脫亞穩(wěn)脫溶相溶相或稱為或稱為過渡相過渡相。p脫溶過程脫溶過程：p以以Al- 4% Cu合金為例：合金為例：p 1）最先形成的是銅原子的富集區(qū)）最先形成的是銅原子的富集區(qū)(G.P區(qū)區(qū))p 2）相相

5、(G.PII區(qū)區(qū))，p 3）相，相，p 4）相，即相，即CuAl2p G.P.區(qū)區(qū) 相相 相相 相相1、G.P.區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)p在若干原子層范圍內(nèi)的溶質(zhì)原子聚集區(qū)即稱為在若干原子層范圍內(nèi)的溶質(zhì)原子聚集區(qū)即稱為Guinier-Preston區(qū)，簡(jiǎn)稱區(qū)，簡(jiǎn)稱G.P.區(qū)。區(qū)。p特點(diǎn)特點(diǎn)p（1）在過飽和固溶體的分解初期形成，且形成速度很快，）在過飽和固溶體的分解初期形成，且形成速度很快，通常為均勻分布；通常為均勻分布；p（2） 其晶體結(jié)構(gòu)與母相過飽和固溶體相同，并與母相保其晶體結(jié)構(gòu)與母相過飽和固溶體相同，并與母相保持第一類共格關(guān)系；持第一類共格關(guān)系；p（3）在熱力學(xué)上是亞穩(wěn)定的。）在

6、熱力學(xué)上是亞穩(wěn)定的。1、G.P.區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)p形核形核：依靠濃度起伏均勻形核，形成速度很快：依靠濃度起伏均勻形核，形成速度很快p形態(tài)形態(tài)：為薄片狀，含：為薄片狀，含90%銅銅p與母相共格，平行于與母相共格，平行于100，p分布分布：均勻分布在：均勻分布在基體上，形成彈性畸變能導(dǎo)致硬度升基體上，形成彈性畸變能導(dǎo)致硬度升高。高。p形成溫度形成溫度：在室溫或低溫下，一般在：在室溫或低溫下，一般在190C以下，以下，200C以上要瓦解，升高的硬度將下降。以上要瓦解，升高的硬度將下降。pG.P.區(qū)的大小與合金成分、時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間有關(guān)。1、G.P.區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)1

7、、G.P.區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu)G.P.區(qū)與母相保持共格界面能較小 彈性應(yīng)變能較大。當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子半徑差小于當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子半徑差小于3時(shí)析出物呈球狀，時(shí)析出物呈球狀，當(dāng)原子半徑差大于當(dāng)原子半徑差大于5時(shí)析出物呈圓盤狀。時(shí)析出物呈圓盤狀。根據(jù)理論計(jì)算，當(dāng)析出物體積一定時(shí)，其周圍的彈性應(yīng)根據(jù)理論計(jì)算，當(dāng)析出物體積一定時(shí)，其周圍的彈性應(yīng)變能按球狀（等軸狀）變能按球狀（等軸狀） 針狀針狀 圓盤狀（薄片狀）的圓盤狀（薄片狀）的順序依次減小，即球狀脫溶相的界面能最小，圓盤狀的順序依次減小，即球狀脫溶相的界面能最小，圓盤狀的應(yīng)變能最小。應(yīng)變能最小。2過渡相的形成及其結(jié)構(gòu)過渡相的形成及其結(jié)構(gòu)

8、(1) 相的形成與結(jié)構(gòu)相的形成與結(jié)構(gòu)p 隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)和時(shí)效溫度的升高，已形成的隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)和時(shí)效溫度的升高，已形成的G.P.區(qū)直徑進(jìn)一步擴(kuò)大，原子發(fā)生有序化，形成較為穩(wěn)區(qū)直徑進(jìn)一步擴(kuò)大，原子發(fā)生有序化，形成較為穩(wěn)定的定的（ G.P. II）p 形成形成：在：在G.P.區(qū)基礎(chǔ)上演變（均勻形核）區(qū)基礎(chǔ)上演變（均勻形核）p 形狀形狀：薄片狀，厚：薄片狀，厚0.8-2 nm，直徑，直徑15-40 nmp 慣習(xí)面慣習(xí)面：100，與母相完全共格，與母相完全共格p 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：正方結(jié)構(gòu)，：正方結(jié)構(gòu)，a=b=0.404(與母相相與母相相同同),c=0.788 nmp 性能性能：為了保持與母相共格，產(chǎn)生更

9、大彈性畸變區(qū)，：為了保持與母相共格，產(chǎn)生更大彈性畸變區(qū)，使硬度升高（使硬度升高（合金達(dá)到最大強(qiáng)化的階段合金達(dá)到最大強(qiáng)化的階段）。）。（2）形成形成p時(shí)效溫度進(jìn)一步提高形成時(shí)效溫度進(jìn)一步提高形成。p 形核形核：不均勻形核（在位錯(cuò)及胞壁處）：不均勻形核（在位錯(cuò)及胞壁處）p 形態(tài)形態(tài)：薄片狀（可用光學(xué)顯微鏡觀察到）：薄片狀（可用光學(xué)顯微鏡觀察到）p 慣習(xí)面慣習(xí)面：(001)p 位向關(guān)系位向關(guān)系：100/100，100 /010 ,在在(001)面上與面上與保持共格或半共格保持共格或半共格p 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：正方點(diǎn)陣：正方點(diǎn)陣a=b=0.404, c=0.58nmp 成分成分：與：與CuAl2 相當(dāng)。相當(dāng)。

10、對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用減小，合金的硬度開始降低對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用減小，合金的硬度開始降低3平衡相的形成及其結(jié)構(gòu)平衡相的形成及其結(jié)構(gòu)p當(dāng)當(dāng)長(zhǎng)大到一定程度，長(zhǎng)大到一定程度，共格破壞共格破壞，與與完全脫離而成為完全脫離而成為穩(wěn)定的穩(wěn)定的相相(平衡相平衡相) 。p 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：正方點(diǎn)陣，：正方點(diǎn)陣，a=0.607，c=0.487nm,p 成分成分：CuAl2，p 形成形成CuAl2后性能下降后性能下降(發(fā)生了過時(shí)效發(fā)生了過時(shí)效)p隨著時(shí)效溫度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng)，隨著時(shí)效溫度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng)，相質(zhì)點(diǎn)聚集長(zhǎng)大，相質(zhì)點(diǎn)聚集長(zhǎng)大，合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步降低合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步降低 4.044.044.044

11、.047.685.86.0666.0664.87相相abc與基體關(guān)系與基體關(guān)系 共格共格 半共格半共格 非共格非共格 母相母相4.044.044.04Al-4%Cu合金的脫溶順序3過飽和固溶體過飽和固溶體 2 + G.P.區(qū)區(qū) 具有一定飽和度的固溶體具有一定飽和度的固溶體2 + 1 + 具有一定飽和度的固溶體具有一定飽和度的固溶體 + 飽和固溶體飽和固溶體時(shí)效溫度/CWCu=2%WCu=3%WCu=4%WCu=5%8.2 合金時(shí)效熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)合金時(shí)效熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)p1脫溶的熱力學(xué)分析脫溶的熱力學(xué)分析p 脫溶分解的能量變化符合一般的固態(tài)相變規(guī)律。也是脫溶分解的能量變化符合一般的固態(tài)相變規(guī)律。也

12、是通過通過形核、長(zhǎng)大形核、長(zhǎng)大進(jìn)行的。進(jìn)行的。p 脫溶的驅(qū)動(dòng)力也是脫溶的驅(qū)動(dòng)力也是新新/舊相的自由能差舊相的自由能差，阻力是，阻力是形成形成脫溶相的界面能和應(yīng)變能。脫溶相的界面能和應(yīng)變能。Al-Cu系合金析出過程各階段在某一溫度的自由能-成分關(guān)系曲線示意圖pC0成分合金形成成分合金形成G.P.區(qū)時(shí)，可用公切線法區(qū)時(shí)，可用公切線法p確定基體和脫溶相的成分分別為確定基體和脫溶相的成分分別為C1和和CG.P.；p同理，形成同理，形成相時(shí)，分別為相時(shí)，分別為C2和和Cp形成形成相時(shí)，分別為相時(shí)，分別為C3和和Cp形成形成相時(shí)，分別為相時(shí)，分別為C4和和Cp各公切線與過各公切線與過C0的垂線的交點(diǎn)的垂線

13、的交點(diǎn)b、c、d和和e分別代表分別代表C0成分成分母相母相中形成中形成G.P.區(qū)、區(qū)、相、相、相和相和相時(shí)兩相的系統(tǒng)自由相時(shí)兩相的系統(tǒng)自由能。能。p由由G.P. 能量逐漸降低。能量逐漸降低。p相變驅(qū)動(dòng)力，相變驅(qū)動(dòng)力， 最大，最大，p G.P. 最小最小p但相變難易程度還需考慮相變阻力。但相變難易程度還需考慮相變阻力。p實(shí)際脫溶過程可表示為：實(shí)際脫溶過程可表示為：p0 1G.P. 2 3 平衡平衡G.PG.P區(qū)形成共格界面，界面能低，所需形核功較?。粎^(qū)形成共格界面，界面能低，所需形核功較??；且且G.PG.P區(qū)與基體濃度差較小，易通過擴(kuò)散形核并長(zhǎng)大，區(qū)與基體濃度差較小，易通過擴(kuò)散形核并長(zhǎng)大，所以一

14、般脫溶時(shí)先形成所以一般脫溶時(shí)先形成G.P.G.P.區(qū)。區(qū)。2. 2. 脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素p2.1 脫溶等溫曲線p類似C曲線，通過原子擴(kuò)散形成，有孕育期。pC曲線獨(dú)立并相互交叉TG.P. T T分別表示分別表示G.P.區(qū)、過渡相和平衡相區(qū)、過渡相和平衡相完全固溶的最低溫度。完全固溶的最低溫度。2. 2. 脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素規(guī)律：規(guī)律：時(shí)效溫度時(shí)效溫度 ，固溶體的過，固溶體的過飽和度飽和度 ，脫溶析出過程，脫溶析出過程的階段就越少；的階段就越少；在同一溫度下合金的溶質(zhì)在同一溫度下合金的溶質(zhì)原子濃度原子濃度 ，固溶體的過，固溶體的過飽和度飽和度 ，析出過程

15、的階，析出過程的階段越少。段越少。2. 2. 脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素p2.2 影響脫溶動(dòng)力學(xué)因素p（1）析出過程中的擴(kuò)散溫度/K空位濃度溫度/K空位濃度2. 脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素p2.2 影響脫溶動(dòng)力學(xué)因素p（1）析出過程中的擴(kuò)散p（2）合金成分的影響2. 脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素p2.2 影響脫溶動(dòng)力學(xué)因素p（1）析出過程中的擴(kuò)散p（2）合金成分的影響p (3) 時(shí)效溫度的影響時(shí)效溫度時(shí)效溫度，擴(kuò)散，擴(kuò)散，析出速度快；但臨界，析出速度快；但臨界晶核晶核，數(shù)量，數(shù)量，化學(xué)成分更接近平衡相，化學(xué)成分更接近平衡相，固溶體過飽和度固溶體過飽和度，析出速度，析出速度。在一定溫度范圍內(nèi)，可

16、以提高溫度來加快時(shí)效在一定溫度范圍內(nèi)，可以提高溫度來加快時(shí)效過程，縮短時(shí)效時(shí)間。過程，縮短時(shí)效時(shí)間。2. 脫溶動(dòng)力學(xué)及影響因素p2.2 影響脫溶動(dòng)力學(xué)因素p（1）析出過程中的擴(kuò)散p（2）合金成分的影響p (3) 時(shí)效溫度的影響p (4) 固溶處理后時(shí)效處理前的冷加工變形 塑性變形誘發(fā)析出；塑性變形誘發(fā)析出；固溶處理后固溶處理后 時(shí)效處理前的冷加工變形能加速時(shí)效過時(shí)效處理前的冷加工變形能加速時(shí)效過程并提高時(shí)效處理后的最高硬度值；程并提高時(shí)效處理后的最高硬度值； 冷加工變形能促進(jìn)平衡相的析出冷加工變形能促進(jìn)平衡相的析出 冷加工變形還可部分甚至全部抑制無析出區(qū)的形成冷加工變形還可部分甚至全部抑制無析

17、出區(qū)的形成8.3 時(shí)效后的顯微組織時(shí)效后的顯微組織p 1）連續(xù)析出及其顯微組織連續(xù)析出及其顯微組織p 2）非連續(xù)析出及其顯微組織非連續(xù)析出及其顯微組織p 3）時(shí)效過程中的微觀組織變化時(shí)效過程中的微觀組織變化 1 1）連續(xù)析出及其顯微組織）連續(xù)析出及其顯微組織p在脫溶過程中，脫溶物附近基體中的濃度變化為連續(xù)。在脫溶過程中，脫溶物附近基體中的濃度變化為連續(xù)。p均勻脫溶：均勻脫溶：析出物均勻分布在基體中的連續(xù)脫溶。析出物均勻分布在基體中的連續(xù)脫溶。p實(shí)際上均勻脫溶很少。實(shí)際上均勻脫溶很少。p非均勻脫溶非均勻脫溶 ：析出物優(yōu)先在析出物優(yōu)先在晶界晶界、亞晶界、亞晶界、滑移面滑移面、孿、孿晶界面、位錯(cuò)及其

18、它缺陷處。晶界面、位錯(cuò)及其它缺陷處。 優(yōu)先發(fā)生于晶體缺陷處的析出稱為優(yōu)先發(fā)生于晶體缺陷處的析出稱為局部析出局部析出。 有些時(shí)效型合金，在發(fā)生晶界析出的同時(shí)，還會(huì)在晶界有些時(shí)效型合金，在發(fā)生晶界析出的同時(shí)，還會(huì)在晶界附近形成一個(gè)附近形成一個(gè)無析出區(qū)無析出區(qū)。p特征特征：原子長(zhǎng)程擴(kuò)散：原子長(zhǎng)程擴(kuò)散無析出區(qū)無析出區(qū)p 脫溶沉淀時(shí)在母相晶粒邊界常存在無析出區(qū)，既不脫溶沉淀時(shí)在母相晶粒邊界常存在無析出區(qū)，既不形成形成G.P區(qū)，也不析出亞穩(wěn)相及穩(wěn)定相，一般認(rèn)為，無析區(qū)，也不析出亞穩(wěn)相及穩(wěn)定相，一般認(rèn)為，無析出區(qū)將使性能變壞。出區(qū)將使性能變壞。p 原因：該區(qū)域內(nèi)空位密度低，使溶質(zhì)原子擴(kuò)散困難，原因：該區(qū)域內(nèi)

19、空位密度低，使溶質(zhì)原子擴(kuò)散困難，故故G.P區(qū)、亞穩(wěn)中間相難以析出。（空位濃度低是由于淬區(qū)、亞穩(wěn)中間相難以析出。（空位濃度低是由于淬火冷卻時(shí)靠近晶界的空位擴(kuò)散到晶界消失所致）?；鹄鋮s時(shí)靠近晶界的空位擴(kuò)散到晶界消失所致）。p解決辦法解決辦法:p 時(shí)效前進(jìn)行變形來提高空位時(shí)效前進(jìn)行變形來提高空位p 提高淬火時(shí)冷卻速度，以防止空位向晶界擴(kuò)散。提高淬火時(shí)冷卻速度，以防止空位向晶界擴(kuò)散。Al-Mg-ZnTi2 2）非連續(xù)析出及其顯微組織）非連續(xù)析出及其顯微組織p在脫溶過程中，脫溶的兩相耦合成長(zhǎng)，脫溶物附近基體中在脫溶過程中，脫溶的兩相耦合成長(zhǎng)，脫溶物附近基體中的濃度變化為非連續(xù)。的濃度變化為非連續(xù)。p特征

20、特征1：析出相從晶界不均勻形核，然后向晶內(nèi)擴(kuò)展：析出相從晶界不均勻形核，然后向晶內(nèi)擴(kuò)展p第一步：在過飽和第一步：在過飽和1相中溶質(zhì)原子首先在晶界處偏聚，并在晶界處相中溶質(zhì)原子首先在晶界處偏聚，并在晶界處脫溶脫溶p析出析出穩(wěn)定相穩(wěn)定相相；相；p第二步：第二步： 相長(zhǎng)入母相相長(zhǎng)入母相0中，并在中，并在相兩側(cè)出現(xiàn)原子貧化區(qū)相兩側(cè)出現(xiàn)原子貧化區(qū)1相相p重復(fù)第一步和第二步過程。重復(fù)第一步和第二步過程。p特征特征2：析出相呈層片狀與相鄰貧化區(qū)組成類似珠光體團(tuán)析出相呈層片狀與相鄰貧化區(qū)組成類似珠光體團(tuán)的胞狀組織。的胞狀組織。p特征特征3：晶界形成胞狀物時(shí)一般伴隨著基體再結(jié)晶。：晶界形成胞狀物時(shí)一般伴隨著基體

21、再結(jié)晶。p特征特征4：原子短程擴(kuò)散：原子短程擴(kuò)散非連續(xù)脫溶的機(jī)理示意圖非連續(xù)脫溶的機(jī)理示意圖說明說明p非連續(xù)析出過程與珠光體轉(zhuǎn)變相似，但二者本質(zhì)不同。非連續(xù)析出0 1 +是析出強(qiáng)化相，且0 、1相結(jié)構(gòu)相同；珠光體轉(zhuǎn)變 + Fe3C中、相結(jié)構(gòu)不相同。非連續(xù)析出過程與連續(xù)析出過程區(qū)別：非連續(xù)析出過程與連續(xù)析出過程區(qū)別：3 3）時(shí)效過程中的微觀組織變化）時(shí)效過程中的微觀組織變化p過飽和固溶體析出產(chǎn)物的顯微組織的變化順序可過飽和固溶體析出產(chǎn)物的顯微組織的變化順序可有三種情況：有三種情況：p1）連續(xù)析出加局部析出）連續(xù)析出加局部析出p2）連續(xù)析出加非連續(xù)析出）連續(xù)析出加非連續(xù)析出p3）僅發(fā)生非連續(xù)析出。

22、）僅發(fā)生非連續(xù)析出。8.4 8.4 合金時(shí)效過程中性能的變化合金時(shí)效過程中性能的變化主要討論硬度和強(qiáng)度在時(shí)效過程中的變化主要討論硬度和強(qiáng)度在時(shí)效過程中的變化1. 硬度變化硬度變化冷時(shí)效：冷時(shí)效：較低溫度下進(jìn)行的時(shí)效；較低溫度下進(jìn)行的時(shí)效；其硬度一開始迅速上升，其硬度一開始迅速上升，達(dá)到一定值后恒定；達(dá)到一定值后恒定；冷時(shí)效溫度越高，硬度冷時(shí)效溫度越高，硬度上升愈快，能達(dá)到的硬上升愈快，能達(dá)到的硬度值越高故可用提高時(shí)度值越高故可用提高時(shí)效溫度的辦法，縮短時(shí)效溫度的辦法，縮短時(shí)效時(shí)間；效時(shí)間；冷時(shí)效主要形成冷時(shí)效主要形成G.PG.P區(qū)區(qū)溫時(shí)效：溫時(shí)效：p較高的時(shí)效溫度下進(jìn)行，較高的時(shí)效溫度下進(jìn)行，

23、 有孕育期，然后硬度迅速上有孕育期，然后硬度迅速上升，達(dá)到極值后隨時(shí)間延長(zhǎng)升，達(dá)到極值后隨時(shí)間延長(zhǎng)而下降。而下降。p（過時(shí)效）（過時(shí)效）p溫時(shí)效溫度越高，硬度上升溫時(shí)效溫度越高，硬度上升速度越快，但能達(dá)到的最大速度越快，但能達(dá)到的最大硬度值越低，越容易出現(xiàn)過硬度值越低，越容易出現(xiàn)過時(shí)效。時(shí)效。p溫時(shí)效析出的是過渡相與平溫時(shí)效析出的是過渡相與平衡相。衡相。Al-Cu合金在130oC時(shí)效時(shí)的硬度和析出相的關(guān)系A(chǔ)l-Cu合金的時(shí)效硬化主要依靠形成合金的時(shí)效硬化主要依靠形成G.P.區(qū)和區(qū)和相，而相，而其中尤以形成其中尤以形成相的硬化效果最大，出現(xiàn)相的硬化效果最大，出現(xiàn)相后硬度相后硬度下降。下降。影響時(shí)

24、效硬化的因素：影響時(shí)效硬化的因素：p1）固溶體的貧化p2）基體的回復(fù)與再結(jié)晶p3）新相的析出使硬度隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)而單調(diào)下降使硬度隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)而單調(diào)下降使硬度升高使硬度升高但當(dāng)析出相與母相共格關(guān)系被破環(huán)但當(dāng)析出相與母相共格關(guān)系被破環(huán)及析出相粗化后，硬度又將下降。及析出相粗化后，硬度又將下降。2. 2. 時(shí)效硬化機(jī)制時(shí)效硬化機(jī)制p時(shí)效硬化是由于母相中的位錯(cuò)與析出相之間的交時(shí)效硬化是由于母相中的位錯(cuò)與析出相之間的交互作用引起的?？砂次诲e(cuò)通過析出相的方式不同互作用引起的。可按位錯(cuò)通過析出相的方式不同將時(shí)效硬化機(jī)制分為以下三類。將時(shí)效硬化機(jī)制分為以下三類。p1）內(nèi)應(yīng)變強(qiáng)化）內(nèi)應(yīng)變強(qiáng)化p2）切過析出相顆

25、粒強(qiáng)化）切過析出相顆粒強(qiáng)化p3）繞過析出相強(qiáng)化）繞過析出相強(qiáng)化1）內(nèi)應(yīng)變強(qiáng)化）內(nèi)應(yīng)變強(qiáng)化p由于析出相點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)及點(diǎn)陣常數(shù)不同于母相，故析出相周圍將產(chǎn)生不均勻畸變區(qū)，即形成不均勻應(yīng)力場(chǎng)。固溶態(tài)強(qiáng)度低于時(shí)效態(tài)強(qiáng)度的原因固溶態(tài)強(qiáng)度低于時(shí)效態(tài)強(qiáng)度的原因使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，強(qiáng)度、硬度強(qiáng)度、硬度形成的應(yīng)力場(chǎng)不能形成的應(yīng)力場(chǎng)不能阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)度較低度較低結(jié)論結(jié)論阻力阻力阻力和推力相當(dāng)阻力和推力相當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)能量變化位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)能量變化成為彎曲位錯(cuò)成為彎曲位錯(cuò)各處均處于能谷各處均處于能谷基本保持平直，基本保持平直，部分位于能谷部分位于能谷 部分位于能峰部分位于能峰位錯(cuò)形態(tài)位錯(cuò)形態(tài)原子可繞過析出相原子可繞過析出相顆粒顆粒位錯(cuò)不能繞過溶質(zhì)位錯(cuò)不能繞過溶質(zhì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方式位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方式遠(yuǎn)大于固溶態(tài)遠(yuǎn)大于固溶態(tài)小小析出相原子間距析出相原子間距時(shí)效態(tài)時(shí)效態(tài)固溶態(tài)固溶態(tài)2）切過析出相顆粒強(qiáng)化）切過析出相顆粒強(qiáng)化p 條件：條件：析出相不太硬，并位于滑移面時(shí)析出相不太硬，并位于滑移面時(shí)p 需克服的阻力：需克服的阻力：克服析出相造成的應(yīng)力場(chǎng)；克