飽和固溶體

是指在既定溫度下溶解溶質的數量大於該溫度下處於平衡狀態時溶解度的固溶體,是一種處於亞穩定狀態的固溶體。

脫溶分解

從過飽和固溶體中析出第二相或形成溶質富集的亞穩定區過渡相的過程,稱為脫溶分解。是有過飽和固溶體分解轉變的合金相圖。C0合金經T0溫度均勻化,冷卻到T1溫度時,處於(α+β)兩相區,析出成分為Cβ/α的b相,α相的成分則變為Cα/β,這種過程又稱為時效。由於鋁合金較為重要,且其時效的研究最多,下面將以Al-Cu合金為例簡介過飽和固溶體的時效問題。GP區:Guinier和Preston發現並研究。GP區為溶質原子(Cu)的富集區,其晶體結構與基體相同,Cu原子集中在Al晶格的{100}面上。GP區成分wCu=90%左右、形狀為圓盤形、直徑5nm(室溫)~60nm(150°C),厚度<1nm。θ''相:是一種亞穩過渡相,其成分接近平衡相CuAl2,為正方晶型、有序結構。θ''相一般沿{100}面析出,共格,碟形,直徑~30nm、厚度~2nm。

θ′相:也是一種亞穩過渡相,成分近於CuAl2,正方結構。片狀、直徑~100nm。θ′相一般在位錯線或亞組織邊界析出,與基體半共格。

θ相:平衡相,成分為CuAl2,正方結構,與基體非共格。在光學顯微鏡下可看到稀疏分布的粗大脫溶物。

時效可顯著提高合金的硬度和強度(稱為時效硬化或時效強化),是一種強化材料的重要方法。在時效強化達到某一極大值之後,隨時效時間繼續延長,硬度和強度值將下降,這種現象稱為過時效。實驗結果表明:GP區和θ''相的硬化作用較好,θ′相的析出並長大將引起過時效。

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