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为什么有时候说固溶强化有时候又说固溶处理是为了软化
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从理论上来说，固溶处理应该是在高温状态下让合金元素均匀地溶入晶粒中，再通过急冷，强行将合金元素固定在晶粒内，得到合金成分均匀的奥氏体单相组织，避免合金元素的析出。 若从以上理论而言，固溶应该是将材料软化的过程。那么何来的固溶强化一说呢。毕竟不论合金元素是通过时效达到均匀析出，还是通过自发的晶界聚集，都是材料硬化或强化的过程，区别只在后者硬脆且塑性低，是我们不希望的一种硬态。但固溶状态相对于这两者而言，做的都是一个软化的工作。 对奥氏体不锈钢而言，若是在冷加工工序的中间做固溶处理，当然是为了降低硬度、释放应力，这是为了软化。若是在熔炼结束后或是成品出货前做的热处理，应该就是均匀奥氏体中合金元素的过程。这个还比较好理解。 但对镍基合金来说，书上经常只说做多少度的固溶处理，并不讲固溶的目的为何、结果为何。那么问题就来了，镍基合金从真空感应、电渣重熔、热加工、冷加工、精整处理，如此多道工序之间或之后，肯定不只一次做固溶，那么哪些达到了强化、哪些达到了软化，凭什么有的说强化，有的说软化？ 镍基牌号中，单数开头的都是固溶强化型，那么固溶为什么会让它强化？如果非要说强化，不过是合金元素固溶入基体原有晶格后，引起点阵畸变造成的一点晶格强化而已。如此弱的强化作用，怎么能和析出强化相比，当然更不能和冷作硬化相比。为什么这些牌号中大量的合金元素，不能让它们均匀析出达到弥散强化，而非要固溶进基体中，而且固溶完后还要称其为强化。实际上固溶态不管是比起均匀析出态，还是比起冷加工变形态，都是相对软的状态。 如果说这些合金的使用工况不需要高强度，而特别在意材料的均匀性和塑性，那么进行固溶处理无可厚非。但我不明白的是为什么要给这种固溶处理冠以强化两个字，非要说是固溶达到了强化的目的。实际上对比固溶之前的冷加工态，硬度和强度肯定是降低了的，这强化二字是针对何者而言？ 为什么不能用冷作硬化加退火，或是固溶加时效，而非要固溶，还说是强化。若是没有析出效果的合金，做固溶有什么意义，反正它也不会自然析出。若是有析出效果的合金，怕晶界析出，那为什么不做固溶加时效。无论怎么说，都找不到单独做固溶，以期达到强化的意义。单独做固溶，只能是软化。 这个问题一直很困扰，希望高手能解答。固溶强化既然这么写进所有书里，肯定有其一套完整的理论依据的，可我偏是没有查到，真是汗颜，只能偷懒来这里请教高手，非常感谢各位了！ 还有一个可能，就是某些合金，做时效恐怕达不到晶内均匀析出的效果，所以只能做固溶，不能加上时效。但我总觉得这种解释可能太牵强，毕竟这样固溶是固溶了，但是强化根本无从谈起。我这么做固溶的目的，恐怕只是为了避免晶界析出，根本就不是为了所谓的强化。要强化，冷加工两次自然就冷作硬化加细晶强化了，比固溶的强化效果实在是高了太多。为什么这些镍基合金要说是固溶强化型？这么叫法，就是肯定了固溶对这种材料达到强化目的的重要作用，但是这个作用何在？那一点晶格畸变能，在冷加工硬化或析出强化面前，怎么敢称是主要强化作用或是重要强化作用？ |
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这个问题提出就是有问题的。淬火和固溶处理不能简单视为一样的，淬火的过程中发生了马氏体相变，马氏体和奥氏体的晶体结构，缺陷密度，晶粒尺寸都是不同的，淬火的强化来自于很多途径，包括细晶啊，固溶啊等等，位错密度提高也会使材料产生强化，是一种综合性很强的强化方式。而固溶处理虽然其工艺方法看起来和淬火很像，但固溶处理过程中并未产生相变，而且固溶处理的目的也并非单纯的获得单相组织，固溶处理会使合金元素更加均匀的分布，这也是固溶处理的目的之一，如果铸态组织由很多未溶的相，固溶处理也会使这些第二相溶解，从而增加基体中的合金元素含量。 另外，固溶强化和固溶处理不是一个概念，这是初学者容易混淆的概念，如果单纯说固溶强化，那么这种比较应该有限定条件的，就是不添加溶质原子和添加溶质原子的比较，而且这种比较还应该放在二者晶粒尺寸相同等前提下，而不是说固溶处理后强度下来了就是固溶软化，这种理解太片面了。固溶处理只是一种工艺，至于固溶强化能产生多大的作用，是要看后续的处理工艺的，任何一种材料，在不同的服役条件，处理条件下的性能表现都是不同的，因此需要添加限定条件，单纯提出所谓的固溶软化本身就是一种不合理的问题。 |
25楼2019-01-16 18:33:25
2楼2011-07-30 11:04:09
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
imrsfb(金币+3): 感谢详细应助交流！ 2011-07-30 15:21:18
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
imrsfb(金币+3): 感谢详细应助交流！ 2011-07-30 15:21:18
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”固溶处理应该是在高温状态下让合金元素均匀地溶入晶粒中“这种说法是欠妥，其实固溶处理时外来的溶质原子是进入溶剂的晶格中，由于两者的原子半径不同，于是形成的固溶体就会存在晶格畸变，这对后续的塑性变形过程中位错运动不利，从而产生强化效果。 高温固溶处理后，外来溶质原子在溶剂中均匀分布，再通过淬火锁定这些溶质原子形成过饱和态的固溶体，能量比较高，从热力学角度看，这种过饱和状态应该是不稳定的，在加热的过程中，这些溶质原子会从过饱和的固溶体中析出，由于溶质在基体中比较均匀分布，低温短时间内析出的第二相颗粒也应该比较均匀，这些弥散的第二相颗粒在材料塑性变形过程中可以有效地阻碍位错的运动起到强化作用，只是随着时间的延长，温度的升高，这种效果不太明显了。 [ Last edited by 毛猴 on 2011-7-30 at 11:37 ] |
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laokaner3楼2011-07-30 11:30:54
4楼2011-07-30 12:17:57
