動態應變時效

動態應變時效

動態應變時效是指變形和時效同時發生的過程,它是在金屬和合金中移動著的溶質原子和位錯互動作用所呈現的一種強化現象。

基本介紹

  • 中文名:動態應變時效
  • 外文名:dynamic strain aging
  • 領域:物理
  • 相對:動態應變時效
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應變時效簡介

應變力作用下,材料的組織性能隨時間發生變化。當退火狀態的低碳鋼試樣拉伸到超過屈服點發生少量塑性變形後卸載,然後立即重新載入拉伸,則可見其拉伸曲線不再出現屈服點,此時試樣不會發生屈服現象。如果將預變形試樣在常溫下放置幾天或經200℃左右短時加熱後再行拉伸,則屈服現象又復出現,且屈服應力進一步提高,此現象通常稱為應變時效。

動態應變時效簡介

應變時效是由間隙原子與位錯的脫釘扎和重新釘扎引起的。除此之外,一些合金在應變時因增加應變硬化速度而導致拉伸極限強度的增加,造成這種現象的原因也是間隙原子與位錯的互動作用,但它在應變時同時發生,故稱動態應變時效。
如圖所示為Ni基高溫合金(因瓦600,也俗稱股鋼,是一種鎳鐵合金,其成分為鎳36%,鐵63.8%,碳0.2%)的拉伸極限強度以及屈服應力隨溫度的變化,圖中顯示極限強度曲線在某個溫度區間升高而拱起。一般材料的強度都是因溫度升高而降低的,而討論的合金卻在某個溫度區間的強度隨溫度升高而增加。在有序合金(金屬間化合物)的位錯結構時看到過這種反常現象,這是因為位錯在某個溫度區間因熱激活形成位錯阻塞。在這裡的情況並不是這樣,這裡的原因是因為提高溫度使溶質原子移動的速度比位錯滑動的速度高,溶質原子能趕上滑動的位錯並釘扎位錯,導致加工硬化的速率增加,從而導致極限強度的增加。因為只是提高了加工硬化率,所以對屈服強度的影響不大,屈屈服強度隨溫度的變化不出現像極限強度那樣的拱起現象。這種現象是在應變時同時發生的,所以它是動態應變時效。
屈服應力與極限強度隨溫度變化曲線屈服應力與極限強度隨溫度變化曲線

動態應變時效的特點

動態應變時效是在變形過程中發生的時效。這意味著在合金變形時溶質原子必須至少能作一次擴散跳動,因此這一過程對溫度和應變速率是敏感的。動態應變時效有四個突出特點:
1、它伴隨有高的加工硬化速率;
2、動態應變時效時流變應力與應變速率有負的相關性,即應變速率增加時流變應力降低;
3、應力-應變曲線是鋸齒狀的;
4、硬度或在恆定應變速率下給定塑性應變的應力隨溫度的變化有一極大值。

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