物理冶金的題目10點~救救我~材料工程

Describe the precipitation reaction, in terms of (a) structure evolution and (b) hardness change, occurringin a supersaturated Al-4% Cu alloy

幫幫我

已更新項目:

是解答~~不是翻譯喔~抱歉~補充一下

1 個解答

評分
  • 1 0 年前
    最佳解答

    析出反應:母相為固相,經冷卻或時效處理析出第二相固相,所稱之反應。

    第二相顆粒為接近CuAl2之非計量型化合物。

    (a)析出反應之第二相若為硬顆粒,可阻止結構中之差排滑移,使材料難以塑性變形,造成硬化,第二相顆粒在母相析出後,依據第二相原子與母相原子彼此之晶格參數不同,在微結構中產生三種不同結果:

    一、coherent interface:晶格參數差距極微,母相原子與第二相原子彼此完全一對一,晶格扭曲小。

    二、semicoherent interface:晶格參數差距小於25%,母相與第二相原子彼此部分一對一鍵結,晶格扭曲大,未鍵結的部分形成差排。

    三 :晶格參數差距大於25%,母像與第二相原子完全錯開未鍵結,形成晶界之面缺陷。

    將材料Al-4wt% Cu合金由高溫冷卻,依據冷卻速率差異,微結構將造成不同之結果:

    (一)緩慢冷卻:冷卻產生之第二相將析出後,擴散至晶界之面缺陷,使第母相中缺少第二相顆粒,無法阻止差排滑移,無造成強化,且擴散至晶界後,形成晶界薄膜,材料受力將產生沿晶破裂,強度下降。

    (二)淬火:冷卻產生之第二相顆粒由於快速冷卻,過冷度驅動力大,使第二相尺寸小,數量多,成核後,由於快速冷卻至低溫,使第二相顆粒無足夠溫度克服擴散活化能障,使第二相顆粒均勻保留在母相中,阻止差排滑移,產生強化,且淬火後母相中產生大量不平衡空位,造成晶格扭曲,也會造成點缺陷強化。

    母相冷卻至低溫(例:80度C)後,加熱到100~200度C之任一溫度,持溫數小時,將依序產生GPzone、θ''、θ' 等介穩相,是由時效處理所產生之第二相顆粒,阻止差排滑移,產生強化。持溫時,隨著時間增加,依序析出之介穩相及結構變化如下:

    一、首先析出GPzone,為碟狀(disc-like),二相介面為 coherent interface,GPzone可利用過量不平衡空位及spinodal decomposition形成,對母相之強化為coherent strain hardening。

    二、GPzone就地成核形成θ'',為板狀(plane-like),母相與第二相x、y之平面為coherent interface,z平面為semicoherent interface,θ''為ordered lattice。強化機制有coherent strain hardening和chemical hardening。

    三、繼續持溫後,產生θ' ,為正方晶系,為大板狀,利用母相之差排異質成核,沿<110>析出,母相與第二相x、y之平面為semicoherent interface,z平面為 incoherent interface ,強化機制大部分為coherent strain hardening,少部份為dispersion hardening。

    四、持溫時間過長,過時效(overage),最終產生θ,為相圖上之穩定相,全為 incoherent interface ,乃是利用母相之晶界異質成核,強化全來自dispersion hardening,為不規則之析出顆粒。

    參考資料: 自己,本身是北科大材料系學生
還有問題?馬上發問,尋求解答。