為什麼合金的強度和硬度在一般情況下比組成它們的純金屬更高?

時間 2021-05-07 04:33:06

1樓:掙錢生娃

此問題涉及金屬材料與熱處理學。簡單說熔合以後,有固溶體,有化合物,它們通過熱處理工藝有能引起晶格結構發生畸變的性質。所以更硬更強更韌了。

2樓:紫氣東來

合金不一定比單質強硬。人們感覺強硬是因為有用的合金是經過篩選後的結果。其實大部分合金都低於它們的合成元素。不信你可以隨意取兩元素、隨意比例試一試就知道了。

3樓:「已登出」

那啥,基本上看這個問題能看的懂的都是材料狗…

但是呢,能看的懂的材料狗也沒興趣看固溶強化、析出強化、位錯強化這些破銅爛鐵……

4樓:湯川

合金強度不一定比純金屬更高,只是我們為了追求更高的強度和硬度使用了某種合金,那些失敗的組合就不會被用來做結構件了,比如鋁和汞,汞(也可以用其離子化合物溶液,直接用汞反應會慢一些)滴在鋁表面,反而會因為加速鋁的氧化而破壞鋁,把鋁變成很酥脆的模樣,降低鋁的強度和硬度。

5樓:乙隻海草

在我看來主要原因有以下幾條

首先當新增的合金元素固溶在基體中時,主要的強化手段是固溶強化.即隨著合金元素的增加,固溶度提高,合金強度提高 .溶質原子由於與溶劑原子的原子尺寸多多少少有差別必會引起一定的晶格畸變,產生一定的畸變能 ,通俗點說就是能量高了,他難受啊要想法子降低自己的能量當位錯線運動到此附近時,溶質原子為了降低自己引起的畸變,便偏聚到位錯線周圍,與位錯線的能量抵消或中和(不太準確,但是這麼個意思)降低能量,形成柯氏氣團,這一降低能量可倒好,形成的氣團釘扎住了位錯,使得位錯難以繼續運動,巨集觀表現就是金屬強度更高了

另外有些合金新增合金元素後,在一定的熱處理工藝下會形成析出相.即瀰散強化如2系6系7系鋁合金 , 位錯線運動到析出相附近會被阻礙,形成位錯環,或切過析出相粒子.這都需要格外的能量才能實現,表現為合金強度提高該種方法稱為orowan機制感興趣的可以看看

當新增的元素很多,產生了大量結晶相時,由於結晶相往往強度硬度很高,穿插在塑形較好的集體中,也會阻礙位錯運動。比如片狀珠光體等組織 .

6樓:C.Jie

首先這個說法應該有問題,強度和剛度是兩個概念,強度是抵抗塑性變形的能力,與材料內部的位錯及位錯密度有關,而剛度一般是指材料抵抗彈性變形的能力,加入少量原子會形成固溶體從而產生固溶強化,提高強度,但不會怎麼影響材料的剛度!

首先從強度提高說起,材料的強度源自於抵抗塑性變形的能力,意味著降低位錯密度,或者阻礙位錯移動就可以提高強度!

我們知道位錯,也就是這些差排的原子會在材料內部形成應力場,而當基體金屬中加入少量其它原子後,因為存在濃度差造成的化學勢梯度,這些溶質原子會在擴散的機制下,部分地移動到位錯附近,兩者的互動作用下可能會使得應力場被抵銷,(依照其尺寸大小,較大的溶質原子會移動到張力端,而較小的溶質原子則是壓力端,降低拉伸應變及壓縮應變),從而降低差排造成的晶格變形及內應力,降低位錯周圍的應變能(能量越低越穩定),從而使得位錯不易移動,即產生固溶強化!並且當加入的溶質原子量多到一定程度的時候,還可以形成冷原子氣團,釘扎住位錯,讓位錯更不容易移動,使得變形更不易發生,以達到強化的效果!

位錯最大的影響是改變強度,而不是剛度。增大位錯密度,材料的剛度變化量極小,因為在彈性限度內,材料產生的是彈性形變,是可恢復的,對應的原子受力是是一樣的。而強度表徵的是抵抗塑性變形的能力,改變強度。

少量加入的原子是改變不了多少剛度的,因為剛度是材料內部占多數的原子決定的,少量原子只能因為固溶強化改變強度。

7樓:趙英俊

由於合金加入了其他或大或小的原子,改變了金屬原子有規則的層狀排列,使原子層之間的相對滑動變得困難,因此,合金比純金屬強度高、硬度大。但純金屬在導電導熱、延展性等方面優於同類的合金。

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