銅合金材料的強(qiáng)化途徑有哪些？

銅合金材料的強(qiáng)化途徑有哪些？

細(xì)晶強(qiáng)化 細(xì)晶強(qiáng)化的效果可以用Hall-Petch關(guān)系式表示,晶粒尺寸減小，合金的強(qiáng)度提高。這是因?yàn)槎嗑w在受力變形過(guò)程中，位錯(cuò)被晶界阻擋而塞積在晶界表面，這樣停留在晶界處的滑移帶在位錯(cuò)塞積群的頂部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中；位錯(cuò)塞積群可以與外加應(yīng)力發(fā)生作用，當(dāng)該應(yīng)力大到足以開(kāi)動(dòng)近鄰晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)源時(shí)，滑移帶才能從一個(gè)晶粒傳到下一個(gè)晶粒。由于晶界及相鄰晶粒取向不同，這就阻礙了位錯(cuò)從一個(gè)晶粒向另一個(gè)晶粒的運(yùn)動(dòng)，晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)的晶界體積就越大，對(duì)位錯(cuò)的阻力也越大，材料的強(qiáng)度就越高。由于晶體的傳導(dǎo)性能與結(jié)晶取向無(wú)關(guān)，晶粒細(xì)化僅使晶界增多，因而對(duì)銅的導(dǎo)電性能影響很小。此外細(xì)晶強(qiáng)化在提高材料強(qiáng)度的同時(shí)還可以提高材料的塑性。

這是由于晶粒細(xì)化后，材料變形時(shí)晶界處位錯(cuò)塞積所造成的應(yīng)力集中可以得到有效緩解，推遲了裂紋的萌生，在材料斷裂前可以實(shí)現(xiàn)較大的變形量。 為了得到細(xì)晶粒組織，有幾種方法可以采用：改變結(jié)晶過(guò)程中的凝固條件，如快速凝固法；形變配合再結(jié)晶細(xì)化晶粒；強(qiáng)塑性變形法，利用脫溶反應(yīng)、紡錘分解、粉末燒結(jié)、內(nèi)氧化等方法在合金內(nèi)產(chǎn)生彌散的第二相以限制基體組織的晶粒長(zhǎng)大；通過(guò)同素異形轉(zhuǎn)變的多次反復(fù)實(shí)現(xiàn)晶粒的細(xì)化；通過(guò)加入某種微量合金元素來(lái)細(xì)化晶粒，稀土對(duì)銅合金晶粒有明顯細(xì)化作用，可以顯著細(xì)化銅合金晶粒。