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固溶強化
材料科學學科中的現(xiàn)象
原理
Solid solution strengthening
融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。在溶質(zhì)原子濃度適當時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。
影響因素
（1）溶質(zhì)原子的原子分數(shù)越高，強化作用也越大，特別是當原子分數(shù)很低時，強化作用更為顯著。
（2）溶質(zhì)原子與基體金屬的原子尺寸相差越大，強化作用也越大。
程度
效果
1. 屈服強度、拉伸強度和硬度都要強于純金屬
2. 絕大部分情況下，延展性低于純金屬
3. 導電性比純金屬低很多
4. 抗蠕變，或者在高溫下的強度損失，通過固溶強化可以得到改善
應用實例
1．微量Ag對銅合金性能的影響
Cu-Ag合金是典型的固溶強化型合金，在共晶溫度(779℃)時銀在銅中的溶解度可達8%。銀分布在固溶體中，從而提高銅的強度和硬度，產(chǎn)生顯著的固溶強化效應。一般說來，銅中加入合金元素，溶質(zhì)原子溶入晶格后會引起晶體點陣畸變，這種畸變的晶格點陣對運動電子的散射作用也相應加劇。因此，固溶強化對銅的導電性和強度的效應是矛盾的。但銀與可固溶于銅的其他元素不同，含銀量少時，銅的電導率和熱導率的下降不多，對塑性的影響也甚微，并顯著提高銅的再結(jié)晶溫度、蠕變強度和抗高溫熱低周疲勞。在相關(guān)文獻中有介紹：在銅中加入0.2%-1%銀后，導電率仍保持在100%IACS，形變強化后強度可達到400MPa以上：Cu-0.085%Ag經(jīng)冷加工后，強度可達到420MPa，導電率為100%IACS，Cu-10%Ag經(jīng)適當處理后，強度可達到1000MPa，導電率可達80%IACS。
2. 微量元素對Pt或Pt-Rh合金高溫強度的影響
微量或少量元素對 Pt 和 Pt-Rh 合金的高溫強度有明顯的影響，溶質(zhì)W、Mo、Ir、Ru、Os、Re 等內(nèi)聚能很高，它們對Pt、Pd的強化效果很好，所有過渡族元素及Cu、Ag和Au在Pt中也有相當高的固溶度，特別是周期表中Pt附近的元素與Pt形成連續(xù)固溶體。在不甚高的溫度范圍內(nèi)，這些元素對Pt均有不同程度的固溶強化作用。
3. V-4Cr-4Ti合金的氫致硬化
釩合金具有較強的吸氫能力，合金元素Ti能顯著提高合金的吸氫量，在發(fā)生氫脆斷裂的臨界氫含量下，達到氫致脆性斷裂之前，釩合金的氫致硬化是一種典型的固溶強化。這是因為H在合金中是非常容易擴散的，其可以與位錯發(fā)生交互作用，從而提高合金的強度，并使合金的塑性降低。H引起合金的固溶強化，使合金的晶粒強度升高。而金屬Ti是一種很好的吸氣劑，在釩合金中，由于Ti對其中中間隙雜質(zhì)原子C，N，O和H等具有很強的吸附作用，它能減低它們在合金中的擴散系數(shù)，會降低合金中H與位錯的交互作用，使合金具有相對優(yōu)良的抗氫脆性能。
4. Al-Zn-(Cu)合金的固溶強化效應
經(jīng)過均勻化處理的Al-Zn-2Cu合金，固溶處理后形成單相固溶體。如再對其進行階梯退火，得到的組織為在Al基固溶體上彌散分布著細小的Zn相，其是由α-Al 和β-Zn 相組成。可見Al-Zn-2Cu合金在固溶處理后的階梯退火過程中，在發(fā)生失穩(wěn)分解后，已經(jīng)通過不連續(xù)沉淀形成了兩相平衡組織。該合金鑄態(tài)組織是由α-Al 和β-Zn 相組成的兩相枝晶組織。階梯退火所得到的平衡態(tài)組織較鑄態(tài)組織更細小，但其硬度遠遠低于鑄態(tài)組織的硬度。由此可見，在Al-Zn-2Cu合金中與固溶強化效應相比，析出強化效應相對較弱，隨著溶質(zhì)原子的析出，所產(chǎn)生的析出強化效應要小于所損失的固溶強化效應，造成合金的強度下降。Al-Zn-(Cu)合金的硬度主要取決于固溶強化效應。
5．鈷基高溫合金
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