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彌散強化

定義

彌散強化指一種通過在均勻材料中加入硬質顆粒的一種材料的強化手段。是指用不溶於基體金屬的超細第二相(強化相)強化的金屬材料。為了使第二相在基體金屬中分佈均勻,通常用粉末冶金方法製造。第二相一般為高熔點的氧化物或碳化物、氮化物,其強化作用可保持到較高溫度。彌散強化是強化效果較大的一種強化合金的方法,很有發展前途。若化合物在固溶體晶粒內呈彌散質點或粒狀分佈,則既可顯著提高合金強度和硬度,又可使塑性和韌性下降不大,並且顆粒越細小,越呈彌散均勻分佈,強化效果越好。

歷史

1916年在德國首先製造出用二氧化釷強化的鎢絲,1919年這種鎢絲在美國工業中開始應用。 1946年出現了燒結鋁(SAP)。 1962年製成鎳-二氧化釷合金(TD-Ni)。 1970年發明機械合金化方法,使彌散強化合金獲得較大進展,研製出用彌散強化和時效硬化或固溶強化方法結合起來製成的一系列用於高溫的合金(機械合金化合金)。目前應用的彌散強化合金約20多種。中國從50年代開始研製彌散強化合金以來,已研製出以鋁、銅、鎳等為基體的彌散強化合金。原理

強化相彌散強化的實質是利用彌散的超細微粒阻礙位錯的運動,從而提高材料在高溫下的力學性能。為此,對彌散強化微粒有如下要求:微粒尺寸要盡可能小(0.01∼0.05μm),微粒的間距要達到最佳程度(0.1∼0.5μm),在基體中分佈要均勻;此外,微粒與基體金屬不相互作用,在高溫下微粒相互集聚的傾向性要小。這樣就能使材料在直至接近熔點的高溫下,即採用合金化和熱處理已難起強化作用的情況下,仍能保持一定強度。彌散強化相含量一般小於10%。


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