材料科学基础-塑性材料的强化机制

相变增韧
利用ZrO2四方相转变成ZrO2单斜相的马氏体相变 来实现增韧。
马氏体相变的特点：
相变前后无成分变化；
原子的配位不变；
原子的位移不超过一个原子间距；
无热、无扩散、相变激活能小，转变速度快，以近 似于声波传播的速度进行，比裂纹扩展速度大 2～3倍， 为吸收断裂能和增韧提供必要条件。 相变伴随有体积变化------高温相向低温相转化引起 体积膨胀。 相变具有可逆性，并受外界因素（温度、应力等） 的 影响，相变发生于一个温度区间内，或降低相变温 度而不是一个特定的温度点。
塑性材料的强源自文库机制
固溶强化
形变硬化
加工設備(2)
晶粒細化
当达到某一n值时，可 使位错源停止动作。
显然，塞积群的位错数目和切应力大小 、柏 氏矢量、障碍物源距离L都有关。
障 碍 物
1 2
3
4
i
n
L
刃位错塞积群
相变强化
i) EC =f1E1 +f 2 E 2 ii) C =f1 1 +f 2 2
微裂纹偏转增韧
增韧机制：
相变诱发微裂纹增韧 微裂纹分岔增韧。
裂纹尖端出现微裂纹 区时，将导致弹性能 的松弛和应力再分布。
减缓裂纹尖端的应力集中效应
（1） 采用化学抛光净化陶瓷表面，去除加工损伤。
（2） 微晶化（细化晶粒），可减小晶粒内部裂纹 尺寸，又降低裂纹出现的几率，且减小多晶体 中由于晶粒弹性和热性各向异性引起的残余应 力，有利于克服脆性和提高强度。 （3） 裂纹尖端钝化或裂纹愈合。
料较低的抗机械冲击强度和较差的抗温度聚 变性。 脆性直接表现在:一旦受到临界的外加负荷， 材料的断裂则具有爆发性的特征和灾难性的 后果。 脆性的本质是缺少五个独立的滑移系统， 在受力状态下难于发生滑移使应力松弛。
改善材料韧性，提高材料强度
在一定的条件下，晶体中的滑移系统的数目及 其可动程度，都是物质本质结构所决定的， 材 料脆性的本质难以改变； 根据材料的裂纹扩展行为及其断裂机理，可以 借助于对裂纹扩展条件的控制，在一定程度上 提高材料的韧性。
弥散强化
奥罗万机制（位错绕过机制） · 使位错线弯曲到曲率半径为 R时， 所需的切应力为τ=Gb/（2R） 设颗粒间距为λ， 则τ=Gb/ λ ，∴ Rmin=λ/2 只有当外力大于Gb/ λ 时，位错线才能绕过粒子。·
切割机制 · 适用于第二相粒子较软并与基体共格的情形。
脆性材料的增韧
脆性是无机材料的特征。它间接地反映材