影响弹性模量的因素

E l l
E0 E
l 0 l m
△l/l
应变
应力感生磁 致伸缩效应
σ = E0(△l/l)
T
σ应力
饱和磁化的应变
E表征点阵原子结合力
合金成分与组织的影响
总的来说，一般加入少量的合金元素和进行不同热 处理工艺对弹性模量的影响并不明显，但如加入大 量的合金元素也会使弹性模量产生明显地变化。
加入大量的合金元素会使E 产生明显变化。 E与溶质浓度之间可以成近似于直线关系，或偏离直线关系。
(一）形成固溶体合金
Cu-Ag, Cu-Si, Cu-Ga, CuZn
Eห้องสมุดไป่ตู้
E
10 20
rE×100 30
点阵类型相同，价电子
数和原子半径相近的两
种金属组成无限固溶体
时，Cu-Ni,Cu-Pt,Cu-Au, Ag-Au合金，E与溶质浓
度近似与直线关系。
E
Ag-pd Au-pd
40% 80%
rE, pd,%
溶质是过渡族元素 则偏离直线关系，这 与d层电子未满有关
W Mo V
Ti
10 20 30 40 50
rE, Nb,%
• 合金的有序化和生成不均匀固溶体时，原子间 的结合力增强，从而使E增大。如CuZn,Cu3Au有 序化合金的E都比相同成分无序状态的高。
（二）形成化合物和多相合金
• 对化合物和中间相的弹性模量研究表明，中间 相的熔点愈高，弹性模量也愈大。CuAl2相的弹 性模量比铝高，但比铜低。
• 弹性模量是一个组织不敏感的参量，它几乎与 单相合金的晶粒大小与形状，多相合金中第二 相的弥散程度，形状和分布状态等因素无关。
• 两相合金的弹性模量与组成合金各相的体积分 数成直线关系。
溶质原子对E影响小结：
1。由于溶质加入而造成点阵畸变，使E降低。 2。溶质和溶剂原子结合力比溶剂原子结合力大，
使E增加，反之降低。 3。溶质原子可能阻碍位错弯曲和运动，使E增
大。
4。过渡族元素的d层电子未填满，结合力较强， 可能使E增大。
5。有序化有利于改善离子电场的规整性，有利 于增强化学作用力。使E增大。
影响弹性模量的因素
1. 温度的影响 一般情况：T↑→a↑→F↓→E↓
铁：△T=100℃，△E = -(3~4)%； 钢：t = 25→450 ℃, △E = - 20 % ； 弹性模量温度系数：e = (1/E)·(dE/dT); 热膨胀系数：α =(1/a)·(da/dT)
• 恒弹合金： e ~ 0 用于制造游丝，张丝等。 • 反铁磁性恒弹合金： Fe-Mn, Cr-Cu, Mn-Ni, Fe-Cr • 顺磁性恒弹合金：Nb-Zr, Nb-Ti, 其中Nb-40Ti-5.5Al合
1 形成固溶体合金 形成固溶体合金时， 溶质原子对弹性模量E的 影响有以下三个方面： ①造成点阵畸变使E下降； ②阻碍位错弯曲和运动使E增大； ③溶质和溶剂原子之间结合力大于溶剂原子之间的结合力，
使E增大，反之，使E减小。所以合金元素可能使E增大， 也可能使E减小，因具体情况而异。
3. 合金成分与组织的影响
金在700度以下e ~ 0 ;横弹性温区宽,抗腐蚀性好,和高 的抗弛豫能力,是有发展前景的合金.
2. 相变的影响 (多晶型转变、有序化转变、铁磁性转
变、超导态转变等)
E Fe
Co
Fe: α-Fe → γ-Fe
Co: 六方晶系α-Co →立方晶体系α- Co
480
910 T/℃
E
Ni (退火)
Ni(磁饱和)