第3题:
1、以Al-CU合金为例,简要说明铝合金时效的基本过程。
①形成溶质原子偏聚区-G·P(Ⅰ)区。在新淬火状态的过饱和固溶体中,铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期,即时效温度低或时效时间短时,铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集,形成溶质原子偏聚区,称 G·P(Ⅰ)区。G·P(Ⅰ)区与基体α保持共格关系,这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区,故 使合金的强度、硬度升高。②G·P区有序化-形成 G·P(Ⅱ)区。随着时效温度升高或时效时间延长,铜原子继续偏聚并发生有序化,即形成 G·P(Ⅱ)区。它与基体a仍保持共格关系,但尺寸较 G·P(Ⅰ)区大。它可视为中间过渡相,常用θ”表示。它比 G·P(Ⅰ)区周围的畸变更大,对位错运动的阻碍进一步增大,因此时效强化作用更大,\theta ”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。③形成过渡相 \theta ' 。 随着时效过程的进一步发展,铜原子在 G·P(Ⅱ)区继续偏聚,当铜原子与铝原子比为 1:\ 2 时,形成过渡相 \theta ' 。由于 \theta ' 的点阵常数发生较大的变化,故当其形成时与基体共格关系开始破坏,即由完全共格变为局部共格,因此 \theta ' 相周围基体的共格畸变减弱,对位错运动的阻碍作用亦减小,表现在合金性能上硬度开始下降。由此可见,共格畸变的存在是造成合金时效强化的重要因素。④形成稳定的θ相。过渡相从铝基固溶体中完全脱溶,形成与基体有明显界面的独立的稳定相 Al2Cu,称为θ相此时θ相与基体的共格关系完全破坏,并有自己独立的晶格,其畸变也随之消失,并随时效温度的提高或时间的延长,θ相的质点聚集长大,合金的强度、硬度进一步下降,合金就软化并称为“过时效”。θ相聚集长大而变得粗大。