第一章材料科學(xué)概述(六).ppt

1、高分子材料學(xué)高分子材料學(xué)1)特征性能特征性能（是屬于材料本身所固有的性質(zhì)是屬于材料本身所固有的性質(zhì)）力學(xué)力學(xué)性能，性能， 電學(xué)電學(xué)性能，性能， 磁學(xué)磁學(xué)性能性能熱學(xué)熱學(xué)性能，性能， 光學(xué)性能，光學(xué)性能， 化學(xué)性能化學(xué)性能2)功能物性功能物性（效應(yīng)物性）（效應(yīng)物性） 指在一定條件下和一定限度內(nèi)對(duì)材料施加某種作用時(shí)，通過(guò)材料將這種作用轉(zhuǎn)換為另一形式功能的性質(zhì)。 如：熱電轉(zhuǎn)換性能，光熱轉(zhuǎn)換性能，光電轉(zhuǎn)換性能，力如：熱電轉(zhuǎn)換性能，光熱轉(zhuǎn)換性能，光電轉(zhuǎn)換性能，力電轉(zhuǎn)換性能，磁光轉(zhuǎn)換性能，電光轉(zhuǎn)換性能，聲光轉(zhuǎn)換性能電轉(zhuǎn)換性能，磁光轉(zhuǎn)換性能，電光轉(zhuǎn)換性能，聲光轉(zhuǎn)換性能等。等。（四）（四） 材料的性能材料的性

2、能 1 強(qiáng)度與塑性 2 硬度3 韌性 4 老化性能5 耐磨性 6 疲勞特性 材料在力的作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性即為材料的力學(xué)性能。材料在力的作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性即為材料的力學(xué)性能。主要指標(biāo)主要指標(biāo)材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度與塑性1）強(qiáng)度）強(qiáng)度在外力作用下材料抵抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為強(qiáng)度。在外力作用下材料抵抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度由扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、彎曲實(shí)驗(yàn)、壓縮實(shí)驗(yàn)等相應(yīng)條件下的強(qiáng)度指標(biāo)叫由扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、彎曲實(shí)驗(yàn)、壓縮實(shí)驗(yàn)等相應(yīng)條件下的強(qiáng)度指標(biāo)叫扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。試樣在被拉斷前的最大承載應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度。試樣

3、在被拉斷前的最大承載應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度。其他強(qiáng)度其他強(qiáng)度 材料在斷裂前發(fā)生永久變形的能力叫塑性。塑性以材料斷材料在斷裂前發(fā)生永久變形的能力叫塑性。塑性以材料斷裂后永久變形的大小來(lái)衡量。裂后永久變形的大小來(lái)衡量。 塑性指標(biāo)有延伸率和斷面收縮率兩種。塑性指標(biāo)有延伸率和斷面收縮率兩種。2）塑性）塑性 硬度硬度 是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，反映材料表面抵抗微區(qū)塑性變形的能力。工程上常用布氏硬度布氏硬度HB、洛氏硬度、洛氏硬度HR、維氏硬度維氏硬度HV、肖氏硬度、肖氏硬度HS和趙氏、邵和趙氏、邵氏硬度（邵氏硬度（邵A）等。 韌性韌性指材料抵抗裂紋萌生與發(fā)展的能力。NOTES韌性與脆性韌性與脆性是兩個(gè)意義上完全

4、相反的概是兩個(gè)意義上完全相反的概念。韌性好，脆性就差。反之亦然。念。韌性好，脆性就差。反之亦然。度量指標(biāo)度量指標(biāo)沖擊韌性沖擊韌性用材料受沖擊而破壞的過(guò)程所吸收的沖擊功來(lái)表征斷裂韌性斷裂韌性用材料裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值Kic來(lái)表征 老化性能老化性能 在外界作用下，材料發(fā)生性質(zhì)及性能變化（不利于使用）的現(xiàn)象稱(chēng)為老化。 老化多與化學(xué)因素有關(guān)，如硅酸鹽老化多與化學(xué)因素有關(guān)，如硅酸鹽材料的風(fēng)化、金屬材料的氧化、木材的材料的風(fēng)化、金屬材料的氧化、木材的粉化、高分子材料的降解或交聯(lián)等。粉化、高分子材料的降解或交聯(lián)等。 一個(gè)零件相對(duì)另一個(gè)零件摩擦的結(jié)果，引起摩擦表面有微小顆粒分離出來(lái)，使接觸面尺寸變化、

5、重量損失及其他性能下降的這種現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。 磨損的種類(lèi)磨損的種類(lèi)： 包括氧化磨損、咬合磨損、熱磨損、磨粒磨包括氧化磨損、咬合磨損、熱磨損、磨粒磨損、卷曲磨損、沖擊磨損、表面疲勞磨損等，材料磨損多是損、卷曲磨損、沖擊磨損、表面疲勞磨損等，材料磨損多是數(shù)種磨損共同作用的結(jié)果。數(shù)種磨損共同作用的結(jié)果。 耐磨性耐磨性磨損磨損 高分子材料表面的磨耗性能可以在一定程度上衡量其使用高分子材料表面的磨耗性能可以在一定程度上衡量其使用壽命的長(zhǎng)短。壽命的長(zhǎng)短。 材料對(duì)磨損的抵抗能力為材料的耐磨性。可用磨損量可用磨損量來(lái)表示，一般用在一定條件下試樣表面的磨損厚度或試樣體積來(lái)表示，一般用在一定條件下試樣表面的磨損厚度

6、或試樣體積或重量的減少來(lái)表征?；蛑亓康臏p少來(lái)表征。 通常地，降低材料的摩擦系數(shù)、提高材料的硬度有助于增通常地，降低材料的摩擦系數(shù)、提高材料的硬度有助于增加材料的耐磨性。加材料的耐磨性。耐磨性耐磨性 疲勞特性疲勞特性 在交變應(yīng)力下，即使應(yīng)力的最大值低于材料的屈服強(qiáng)度，經(jīng)一定的循環(huán)周次后材料仍會(huì)斷裂，這種現(xiàn)象即為材材料的疲勞料的疲勞。當(dāng)應(yīng)力低于某值時(shí)，在無(wú)限多的循環(huán)周次下，材料仍不斷裂，此應(yīng)力值稱(chēng)為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限疲勞強(qiáng)度或疲勞極限；材料在交變應(yīng)力作用下所能使用的時(shí)間或材料承受交變應(yīng)力的周期數(shù)稱(chēng)為疲勞壽命。疲勞壽命。疲勞現(xiàn)象主要出現(xiàn)在具有較高塑性的材料中疲勞現(xiàn)象主要出現(xiàn)在具有較高塑性的材料中金屬

7、材料金屬材料的失效形式之一就是疲勞。疲勞斷裂往往沒(méi)有任的失效形式之一就是疲勞。疲勞斷裂往往沒(méi)有任何先兆，因而由此造成的后果往往是災(zāi)難性的。何先兆，因而由此造成的后果往往是災(zāi)難性的。高分子材料高分子材料的塑性一般很好，但在長(zhǎng)期使用過(guò)程中首先發(fā)的塑性一般很好，但在長(zhǎng)期使用過(guò)程中首先發(fā)生的是材料的老化失效，因而疲勞破壞不占主導(dǎo)地位。生的是材料的老化失效，因而疲勞破壞不占主導(dǎo)地位。陶瓷材料陶瓷材料的塑性很低，其疲勞現(xiàn)象不如金屬材料的明顯，的塑性很低，其疲勞現(xiàn)象不如金屬材料的明顯，而且疲勞機(jī)理也不同于金屬。而且疲勞機(jī)理也不同于金屬。電導(dǎo)率的大小直接取決于三個(gè)電導(dǎo)率的大小直接取決于三個(gè)因素：?jiǎn)挝惑w積中的載

8、流子數(shù)因素：?jiǎn)挝惑w積中的載流子數(shù)目；每個(gè)載流子的電荷量；每目；每個(gè)載流子的電荷量；每個(gè)載流子的遷移率。個(gè)載流子的遷移率。 材料的電學(xué)性能材料的電學(xué)性能1. 導(dǎo)電或產(chǎn)生電流的根本原因?qū)щ娀虍a(chǎn)生電流的根本原因材料中載流子的存在和遷移材料中載流子的存在和遷移2. 能產(chǎn)生電流的載流子有能產(chǎn)生電流的載流子有電子、空穴、正離子、負(fù)離子電子、空穴、正離子、負(fù)離子3.評(píng)價(jià)材料導(dǎo)電能力的指標(biāo)評(píng)價(jià)材料導(dǎo)電能力的指標(biāo)電導(dǎo)率和電阻率電導(dǎo)率和電阻率4. 材料按其導(dǎo)電能力可分為材料按其導(dǎo)電能力可分為超導(dǎo)體超導(dǎo)體：電阻率為電阻率為0或趨近于或趨近于0；導(dǎo)體導(dǎo)體：電阻率：電阻率10-810-5.m半導(dǎo)體半導(dǎo)體：電阻率：電阻率

9、10-5107.m； 絕緣體絕緣體：電阻率：電阻率1071020.m。 材料的磁學(xué)性能材料的磁學(xué)性能1. 物質(zhì)與磁性物質(zhì)與磁性磁性是任何一種物質(zhì)都具有的屬磁性是任何一種物質(zhì)都具有的屬性。任何物質(zhì)在磁場(chǎng)下都會(huì)表現(xiàn)性。任何物質(zhì)在磁場(chǎng)下都會(huì)表現(xiàn)出一定的磁性。有些物質(zhì)使原磁出一定的磁性。有些物質(zhì)使原磁場(chǎng)增加，有些使原磁場(chǎng)減弱。場(chǎng)增加，有些使原磁場(chǎng)減弱。按其對(duì)磁場(chǎng)的影響，按其對(duì)磁場(chǎng)的影響，可將物質(zhì)分為三類(lèi)：可將物質(zhì)分為三類(lèi)：抗磁性物質(zhì)抗磁性物質(zhì)：使磁場(chǎng)減弱；：使磁場(chǎng)減弱；順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)：使磁場(chǎng)略有增加；：使磁場(chǎng)略有增加；鐵磁性及亞鐵磁性物質(zhì)鐵磁性及亞鐵磁性物質(zhì)：使磁場(chǎng)強(qiáng)：使磁場(chǎng)強(qiáng)烈增加。烈增加。2

10、.磁性的度量磁性的度量 材料的熱學(xué)性能（熱變形性能，熱穩(wěn)定性材料的熱學(xué)性能（熱變形性能，熱穩(wěn)定性）固體加熱時(shí)有三個(gè)重要的效應(yīng)，即吸熱、傳熱、膨脹。固體加熱時(shí)有三個(gè)重要的效應(yīng)，即吸熱、傳熱、膨脹。熱容熱容：1mol固體溫度升高固體溫度升高1K時(shí)所吸時(shí)所吸收的熱量。收的熱量。熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)在：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)在1K溫差的溫差的13正方體的一個(gè)面向其所對(duì)的另一個(gè)面流正方體的一個(gè)面向其所對(duì)的另一個(gè)面流過(guò)的熱量。過(guò)的熱量。熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度物體的長(zhǎng)度隨：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度物體的長(zhǎng)度隨溫度的變化率。溫度的變化率。度量的指標(biāo)度量的指標(biāo)（五）材料工藝與材料結(jié)構(gòu)及性能的關(guān)系（五）材料工藝與材料結(jié)構(gòu)及性能的

11、關(guān)系1. 材料工藝，包括材料合成及加工工藝，直接影響材料的組織結(jié)構(gòu)，因而對(duì)材料的性能有顯著影響。2. 材料的原始組織結(jié)構(gòu)及性能又常常決定著采用何種方法將材料加工成所需要的形狀。實(shí)例實(shí)例1：熱固性樹(shù)脂與熱塑性樹(shù)脂因組織結(jié)構(gòu)及性能不同，選熱固性樹(shù)脂與熱塑性樹(shù)脂因組織結(jié)構(gòu)及性能不同，選用的成型加工方法有很大差別。用的成型加工方法有很大差別。實(shí)例實(shí)例2：含有大縮孔的鑄件不宜采用合金鋼的成型加工方法等。含有大縮孔的鑄件不宜采用合金鋼的成型加工方法等。 材料工藝、材料結(jié)構(gòu)及材料性能、功能之間具有相互依賴(lài)、相互制約的密切關(guān)系，了解并能動(dòng)的利用這種關(guān)系是材料科學(xué)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 實(shí)例實(shí)例1：用高壓法合成的聚乙

12、烯和用低壓法合成的聚乙烯，用高壓法合成的聚乙烯和用低壓法合成的聚乙烯，在結(jié)構(gòu)上有很大的差別，因而性能也顯著不同。在結(jié)構(gòu)上有很大的差別，因而性能也顯著不同。 實(shí)例實(shí)例2：用鑄造法制造的銅棒與用軋制成型的銅棒，其組織用鑄造法制造的銅棒與用軋制成型的銅棒，其組織結(jié)構(gòu)不大相同，晶粒的形狀、尺寸和取向都不相同：鑄造法結(jié)構(gòu)不大相同，晶粒的形狀、尺寸和取向都不相同：鑄造法制得的銅棒含有由于收縮或因氣泡生成而形成空洞，組織內(nèi)制得的銅棒含有由于收縮或因氣泡生成而形成空洞，組織內(nèi)部可能夾帶金屬質(zhì)點(diǎn)，軋制法制備的銅棒可能含有被拉長(zhǎng)的部可能夾帶金屬質(zhì)點(diǎn)，軋制法制備的銅棒可能含有被拉長(zhǎng)的非金屬夾雜物和內(nèi)部排列的缺陷，正

13、是由于組織結(jié)構(gòu)的不同，非金屬夾雜物和內(nèi)部排列的缺陷，正是由于組織結(jié)構(gòu)的不同，所以性能也不同。所以性能也不同。（六）金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制（六）金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制 金屬材料的強(qiáng)化主要是提高屈服強(qiáng)度（指使材料開(kāi)始塑性金屬材料的強(qiáng)化主要是提高屈服強(qiáng)度（指使材料開(kāi)始塑性流動(dòng)的應(yīng)力）。金屬材料的塑性流動(dòng)主要是通過(guò)流動(dòng)的應(yīng)力）。金屬材料的塑性流動(dòng)主要是通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的，因此金屬材料的強(qiáng)化途徑主要有兩條。的，因此金屬材料的強(qiáng)化途徑主要有兩條。 a盡可能地減少位錯(cuò)，盡可能地減少位錯(cuò)，使其接近于完整晶體。例如細(xì)心培育使其接近于完整晶體。例如細(xì)心培育的晶須接近完整晶體，有著很高的強(qiáng)度。的晶須接近完整晶體

14、，有著很高的強(qiáng)度。 b在金屬中有大量位錯(cuò)時(shí)，盡可能在金屬中有大量位錯(cuò)時(shí)，盡可能設(shè)法阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)設(shè)法阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)以及抑以及抑制位錯(cuò)源的活動(dòng)即抑制位錯(cuò)的增殖制位錯(cuò)源的活動(dòng)即抑制位錯(cuò)的增殖，具體有：具體有： 1. 冷變形冷變形強(qiáng)化（應(yīng)變強(qiáng)化）強(qiáng)化（應(yīng)變強(qiáng)化） 2. 細(xì)晶細(xì)晶強(qiáng)化強(qiáng)化 3. 固溶固溶強(qiáng)化強(qiáng)化 4. 多相多相強(qiáng)化強(qiáng)化 5. 分散分散強(qiáng)化強(qiáng)化 6. 馬氏體馬氏體強(qiáng)化強(qiáng)化1. 冷變形強(qiáng)化冷變形強(qiáng)化機(jī)制：機(jī)制：通過(guò)冷變形等方式提高位錯(cuò)密度，利用位錯(cuò)間的交互作用使通過(guò)冷變形等方式提高位錯(cuò)密度，利用位錯(cuò)間的交互作用使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，來(lái)使強(qiáng)度提高。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，來(lái)使強(qiáng)度提高。 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與材料力學(xué)性能之

15、間的關(guān)系：位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與材料力學(xué)性能之間的關(guān)系：只要能阻礙位錯(cuò)滑移，就能提高金屬材料的強(qiáng)度，同時(shí)降低只要能阻礙位錯(cuò)滑移，就能提高金屬材料的強(qiáng)度，同時(shí)降低了金屬的塑性。了金屬的塑性。 2. 細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)制：機(jī)制：塑性變形時(shí)粗大晶粒的晶界處塞積的位錯(cuò)數(shù)目多，形成較大塑性變形時(shí)粗大晶粒的晶界處塞積的位錯(cuò)數(shù)目多，形成較大的應(yīng)力場(chǎng)能夠使相鄰晶粒內(nèi)的位錯(cuò)源啟動(dòng)，使變形繼續(xù)；相的應(yīng)力場(chǎng)能夠使相鄰晶粒內(nèi)的位錯(cuò)源啟動(dòng)，使變形繼續(xù)；相反，細(xì)小晶粒的晶界處塞積的位錯(cuò)數(shù)目少，要使變形繼續(xù)，反，細(xì)小晶粒的晶界處塞積的位錯(cuò)數(shù)目少，要使變形繼續(xù)，須施加更大的外部作用力，從而體現(xiàn)了細(xì)晶對(duì)材料強(qiáng)化的作須施加更大的外部作用力，

16、從而體現(xiàn)了細(xì)晶對(duì)材料強(qiáng)化的作用。用。細(xì)晶強(qiáng)化大多是通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化大多是通過(guò)控制凝固過(guò)程控制凝固過(guò)程實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的。在凝固過(guò)程中加入孕育劑或晶粒細(xì)化劑，選取合適的凝固時(shí)在凝固過(guò)程中加入孕育劑或晶粒細(xì)化劑，選取合適的凝固時(shí)間和溫度，可獲得適宜的成核和晶粒生長(zhǎng)速率，從而可控制間和溫度，可獲得適宜的成核和晶粒生長(zhǎng)速率，從而可控制晶粒尺寸，形成較小的晶粒，實(shí)現(xiàn)細(xì)晶強(qiáng)化。晶粒尺寸，形成較小的晶粒，實(shí)現(xiàn)細(xì)晶強(qiáng)化。 3. 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化機(jī)制：機(jī)制： 固溶強(qiáng)化的實(shí)質(zhì)是在金屬材料中引入固溶強(qiáng)化的實(shí)質(zhì)是在金屬材料中引入點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷，特別是加入置特別是加入置換原子和間隙原子，擾亂原子在點(diǎn)陣中的排列，使位錯(cuò)的運(yùn)換原子和間

17、隙原子，擾亂原子在點(diǎn)陣中的排列，使位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)即滑移受到干擾，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的目的。動(dòng)即滑移受到干擾，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的目的。 固溶強(qiáng)化一般也是通過(guò)固溶強(qiáng)化一般也是通過(guò)凝固過(guò)程凝固過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)凝固形實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)凝固形成固溶體。溶質(zhì)原子即起點(diǎn)缺陷的作用。成固溶體。溶質(zhì)原子即起點(diǎn)缺陷的作用。 固溶強(qiáng)化可使材料的強(qiáng)度顯著提高，這種強(qiáng)度的增加可固溶強(qiáng)化可使材料的強(qiáng)度顯著提高，這種強(qiáng)度的增加可保持到高溫，材料獲得良好的抗蠕變能力。保持到高溫，材料獲得良好的抗蠕變能力。 可按第二相粒子的尺寸將合金類(lèi)的金屬材料分成兩類(lèi)：可按第二相粒子的尺寸將合金類(lèi)的金屬材料分成兩類(lèi)：第二相粒子尺寸與基體晶粒尺寸在同一數(shù)量級(jí)

18、時(shí)，稱(chēng)為第二相粒子尺寸與基體晶粒尺寸在同一數(shù)量級(jí)時(shí)，稱(chēng)為聚聚合型合型；若第二相粒子非常小，分散在連續(xù)的基體之中，則；若第二相粒子非常小，分散在連續(xù)的基體之中，則稱(chēng)為稱(chēng)為分散型分散型。這里的多相強(qiáng)化即指聚合型的情況。這里的多相強(qiáng)化即指聚合型的情況。 工業(yè)上常用的合金，第二相多是較硬、脆的金屬化合工業(yè)上常用的合金，第二相多是較硬、脆的金屬化合物。合金的力學(xué)性能主要取決于第二相的形狀、大小及分物。合金的力學(xué)性能主要取決于第二相的形狀、大小及分布情況。例如，若第二相為片狀或?qū)訝罘植?，如鋼中珠光布情況。例如，若第二相為片狀或?qū)訝罘植迹玟撝兄楣怏w內(nèi)的滲碳體，則變形首先在基體體內(nèi)的滲碳體，則變形首先在基體

19、(鐵素體鐵素體)中發(fā)生，但很快中發(fā)生，但很快受到硬、脆相受到硬、脆相(滲碳體滲碳體)的阻礙，即位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)被限制在硬脆相的阻礙，即位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)被限制在硬脆相層片之間的很短距離內(nèi)，使鋼的強(qiáng)度提高。珠光體越細(xì)，層片之間的很短距離內(nèi)，使鋼的強(qiáng)度提高。珠光體越細(xì)，層片間距越小，強(qiáng)度越高。如果滲碳體為球狀，則其對(duì)鐵層片間距越小，強(qiáng)度越高。如果滲碳體為球狀，則其對(duì)鐵素體變形的阻礙作用大大降低，強(qiáng)度下降，塑性提高。素體變形的阻礙作用大大降低，強(qiáng)度下降，塑性提高。 4. 多相強(qiáng)化多相強(qiáng)化 對(duì)多相結(jié)構(gòu)的合金，當(dāng)?shù)诙嘁约?xì)小彌散的微粒均勻?qū)Χ嘞嘟Y(jié)構(gòu)的合金，當(dāng)?shù)诙嘁约?xì)小彌散的微粒均勻分布于基體相中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用

20、。通過(guò)對(duì)過(guò)飽分布于基體相中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。通過(guò)對(duì)過(guò)飽和固溶體的時(shí)效處理而沉淀析出細(xì)小彌散的第二相粒子，和固溶體的時(shí)效處理而沉淀析出細(xì)小彌散的第二相粒子，使強(qiáng)度提高，這種強(qiáng)化稱(chēng)為沉淀強(qiáng)化或時(shí)效強(qiáng)化。若第二使強(qiáng)度提高，這種強(qiáng)化稱(chēng)為沉淀強(qiáng)化或時(shí)效強(qiáng)化。若第二相微粒是借粉末冶金方法加人而起強(qiáng)化作用，則稱(chēng)為彌散相微粒是借粉末冶金方法加人而起強(qiáng)化作用，則稱(chēng)為彌散強(qiáng)化。強(qiáng)化。 為達(dá)到明顯的分散強(qiáng)化效應(yīng)，基體應(yīng)當(dāng)是較軟、有延為達(dá)到明顯的分散強(qiáng)化效應(yīng)，基體應(yīng)當(dāng)是較軟、有延展性的，而分散相應(yīng)是硬、脆的。硬而脆的第二相應(yīng)當(dāng)是展性的，而分散相應(yīng)是硬、脆的。硬而脆的第二相應(yīng)當(dāng)是不連續(xù)的，否則裂紋就會(huì)穿過(guò)整個(gè)組

21、織而擴(kuò)散，而在第二不連續(xù)的，否則裂紋就會(huì)穿過(guò)整個(gè)組織而擴(kuò)散，而在第二相為分散、不連續(xù)的情況下，則在第二相上的裂紋會(huì)在相相為分散、不連續(xù)的情況下，則在第二相上的裂紋會(huì)在相界面上受阻。第二相應(yīng)當(dāng)是細(xì)小且數(shù)量極多的顆粒，顆粒界面上受阻。第二相應(yīng)當(dāng)是細(xì)小且數(shù)量極多的顆粒，顆粒越小，數(shù)量越多，阻礙滑移的可能性就越大，因而強(qiáng)化效越小，數(shù)量越多，阻礙滑移的可能性就越大，因而強(qiáng)化效應(yīng)就越大。此外，第二相顆粒應(yīng)當(dāng)是球形的，不應(yīng)呈針狀應(yīng)就越大。此外，第二相顆粒應(yīng)當(dāng)是球形的，不應(yīng)呈針狀或帶有尖銳的棱角，因?yàn)榍蛐晤w粒產(chǎn)生裂紋的可能性最小，或帶有尖銳的棱角，因?yàn)榍蛐晤w粒產(chǎn)生裂紋的可能性最小，不容易起缺口的作用。不容易起

22、缺口的作用。 5. 分散強(qiáng)化分散強(qiáng)化 馬氏體是無(wú)擴(kuò)散固態(tài)轉(zhuǎn)變所形成的非穩(wěn)態(tài)相，是由奧氏體淬火而成的。鋼中的馬氏體十分硬脆。馬氏體強(qiáng)化是鋼鐵材料強(qiáng)鋼中的馬氏體十分硬脆。馬氏體強(qiáng)化是鋼鐵材料強(qiáng)化的重要途徑。它是下面三種強(qiáng)化的綜合結(jié)果?；闹匾緩?。它是下面三種強(qiáng)化的綜合結(jié)果。(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)化 低碳馬氏體含有大量的位錯(cuò)。高碳馬氏體中，亞低碳馬氏體含有大量的位錯(cuò)。高碳馬氏體中，亞微結(jié)構(gòu)主要由孿晶組成，它微結(jié)構(gòu)主要由孿晶組成，它使馬氏體的有效晶粒度顯著使馬氏體的有效晶粒度顯著減小，減小，這兩種情況所導(dǎo)致的強(qiáng)化作用就稱(chēng)為結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。這兩種情況所導(dǎo)致的強(qiáng)化作用就稱(chēng)為結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。(2)時(shí)效強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化 馬氏

23、體中過(guò)飽和的碳原子具有向晶體缺陷和內(nèi)表馬氏體中過(guò)飽和的碳原子具有向晶體缺陷和內(nèi)表面偏聚以及從馬氏體中沉析出碳化物的強(qiáng)烈傾向。在淬火過(guò)程面偏聚以及從馬氏體中沉析出碳化物的強(qiáng)烈傾向。在淬火過(guò)程中碳原子會(huì)偏聚于位錯(cuò)、孿晶界或沉淀析出，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自中碳原子會(huì)偏聚于位錯(cuò)、孿晶界或沉淀析出，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自回火或淬火時(shí)效，它回火或淬火時(shí)效，它導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻而產(chǎn)生強(qiáng)化作用。導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻而產(chǎn)生強(qiáng)化作用。(1)固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化 鋼中馬氏體是碳原子過(guò)飽和的鋼中馬氏體是碳原子過(guò)飽和的-Fe固溶體。馬氏固溶體。馬氏體中的碳原子位于體心點(diǎn)陣八面體間隙中，使點(diǎn)陣產(chǎn)生強(qiáng)烈畸體中的碳原子位于體心點(diǎn)陣八面體間隙中，使點(diǎn)陣產(chǎn)生強(qiáng)烈畸變，造成很大的應(yīng)力場(chǎng)，變，造成很大的應(yīng)力場(chǎng)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化，從而產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。作用。6. 馬氏體強(qiáng)化馬氏體強(qiáng)化高聚物的強(qiáng)化方法：高聚物的強(qiáng)化方法：（1）引入極性基引入極性基 鏈上極性部分越多，極性越強(qiáng)，鍵鏈上極性部分越多，極性越強(qiáng)，鍵間作用力越大；間作用力越大；（2）鏈段交