研究过饱和固溶体的沉淀析出

测定间隙溶质原子的溶解度曲线
• 内耗法可以测定更小的溶解度（C-α-Fe：10-4）
• 简便（一个试样重复使用），精度高（特别是在 低浓度时），非破坏性。 • 内耗峰的选择性很强，它只取决于固溶体状态的 溶质原子浓度，而和析出相粒子的大小和状态无 关。 因此在研究时效时，它比电阻、热电性、 磁性等方法更为有效。
内耗分析的应用
（一）研究过饱和固溶体的沉淀析出
• 内耗分析可用于分析固溶体中溶质原子浓度的变 化，从而能有效研究与固溶体析出有关的各种问 题；分析晶界的行为，研究对晶界进行强化的途 径；研究相变动力学；特别是对分析位错和溶质 原子的交互作用是唯一有效的方法。 • 析出的溶质原子通常紧紧地束缚在金属化合物中 对内耗没贡献。 • 在时效过程中 ，内耗峰的高度只是固溶体中间 隙原子浓度的量度，它完全由沉淀量决定，不依 赖于沉淀粒子的大小和形状。
Fe-N合金的时效曲线
• 为了确定ω， 只要测量出各 试样时效过程 的内耗变化曲 线，并确定出 内耗峰值，按 照式上计算即 可。
(二）研究钢的可逆回火脆性
• 具有明显可逆回火脆性的0.3C-Cr-Mn-Si-2Ni钢： • 800 ˚C加热后油冷+650˚C回火1h水冷：冲击值 为200J/cm2; 寇斯特（W.Koester)内耗峰值较高。 • 800 ˚C加热后油冷+650˚C回火1h炉冷：冲击值 为68J/cm2; 寇斯特（W.Koester)内耗峰值较低。 • 脆化和炉冷状态的冲击值低，寇斯特峰也较低； • 韧化状态的冲击值高，对应的峰值也较高。 • 内耗曲线的测量结果表明，寇斯特峰的变化与冲 击值有良好的对应关系。
(二）钢的可逆回火脆性
（三）确定扩散激活能与低温扩散系数
1.确定碳在α-Fe中的扩散系数：
D = a2/(36τ) ωτ = 1 D=(ωa2)/36 2.测定碳在α-Fe中的扩散激活能： f1 τ = τ0 exp(H/RT)
f2
ω1τ1= ω2τ2 = 1
R ln f1 / f 2 H 1 / T2 1 / T1
6. 间隙固溶体的形变内耗
• 含有碳(氮)原子的铁经冷形变后,在200˚C附近 出现一个内耗峰(W. Koester峰). 激活能为 2.4×10-19J.正好等于位错运动需要的激活能 (为0.8 ×10-19J)与碳原子扩散所需要的激活能 (为1.6 ×10-19J)之和. • 形变在位错周围产生了斯诺克气团,在位错运 动的过程中,气团中的碳(氮)原子重新分布而 引起内耗. • 寇斯特峰与斯诺克峰存在相互消长关系. • 含碳(氮)原子的α-Fe经淬火处理后在200 ˚C出 现的内耗峰,其机制与形变峰一样.
内耗分析的应用 （一）研究固溶体的时效
• 时效动力学指出，沉淀析出的数量ω与时效时间t 的关系： ω = 1- exp[-(t/τ0)n]; n：时效指数；τ0：时效的时间常数 • J.Snoek峰值与固溶体中的间隙原子浓度成正比。 从α-Fe中沉淀析出的数量和峰值关系： ω = （Q01- Q -1 ) /(Q -1 - Q -1 ) t 0 f • Q0-1-Qf-1为时效过程中斯诺克峰的最大变化量， 它代表着最大析出量；Q0-1-Qt-1为时效经过t秒时 斯诺克峰值的的变化量，它对应相应的析出量。
T/˚C
⒈确定碳在α-Fe中的扩Байду номын сангаас系数
• 内耗法确定间隙原子的扩散系数D是根据间 隙原子在周期应力作用下的微扩散与点阵 类型、驰豫时间τ的关系。对于体心立方点 阵的铁的扩散系数为
课外作业及练习
1 ，试述弹性模量的测量方法。 2 ，何为内耗、滞弹性内耗、弹性后效、弹性蠕变？ 3 ，说明如何通过内耗方法测量原子扩散激活能？ 4，什么是静滞后型内耗？ 5，解释斯诺克峰的特征及其形成的物理机制。 6， 试用甄纳内耗模型解释置换式固溶体 中内耗峰形成的机 理及其形成条件。 7，试述倒扭摆测量低频内耗的原理。 8，谈谈马氏体相变内耗及模量的变化特征