第九章材料的强化与表面处理.ppt

*材料科学与工程导论*第九章材料的强化与表面处理材料的强化与表面处理*内容简介:本章对工程材料强化及表面处理方面的有关知识做了较为全面的介绍,使我们对工程材料的性能特点及应用有了更好的了解。本章重点:;。*概述好材料之所以好,是因为它具有好的性能。人们在利用材料的力学性能时,总是希望所用材料既有足够的强度,又有较好的韧性。但通常的材料往往两者只能居其一,要么是强度高韧性差;要么是韧性好,但强度却达不到要求。寻找办法来弥补材料各自的缺点,这就是材料的强化和增韧所要解决的问题。第一节金属材料强化与韧化的途径学****目标:;。金属材料的强化原理一、金属材料的强化原理提高金属强度的途径有两条:一是完全消除内部的位错和其他缺陷,使其强度接近于理论强度,目前实验室条件可以实现,但实际大量应用还存在技术困难。二是在金属中引入大量缺陷,以阻碍位错的运动,例如加工硬化、合金强化、细晶强化、马氏体强化、沉淀强化等。金属材料的强化原理—细晶强化(一)细晶强化细晶强化是指通过晶粒粒度的细化来提高金属的强度。金属材料在外力作用下会产生塞积位错,塞积位错应力场强度与塞积位错数目和外加切应力值有关,而塞积位错数目正比于晶粒尺寸,因此当金属材料的晶粒变细时,必须加大外加作用力以激活相邻晶粒内位错源,从而达到了强化的作用。金属材料的强化原理—固溶强化(二)固溶强化纯金属经过适当的合金化后强度、硬度提高的现象,称为固溶强化。固溶强化的原因可归结于溶质原子和位错的交互作用,这些作用起源于溶质引发的局部点阵畸变。固溶体可分为无序固溶体和有序固溶体,其强化机理各不相同。金属材料的强化原理—位错强化(三)位错强化当晶体中的位错的分布比较均匀时,流变应力τ和位错密度间存在培莱赫许(Bailey,-Hirsch,)关系式,即τ=τ0+αGbρ1/2式中:ρ为位错密度;G为切变模量;b为柏氏矢量;α为系数,多晶体铁素体α=;参量τ0表示位错交互作用以外的因素对位错运动所造成的阻力。金属材料的强化原理—位错强化由上式可见,当增高时,τ也增大。在金属晶体受到外力作用时,内部增殖大量位错。位错的增殖是塑性变形造成的,所以流变应力的增大率与塑性应变的增大率有关,即流变应力的增大率取决于塑性形变引起的位错密度的增大率。