金屬學與熱處理(第8章)(完整版)
【正文】 ? 3. 掌握菲克第一定律，第二定律的表達式 ? 4. 熟悉影響擴散的因素 3 概述 ? 擴散的概念 ? 物質(zhì)中原子（分子）的遷移現(xiàn)象稱為 擴散 。 6 擴散的本質(zhì) ? 當溫度一定時，總有部分原子具有足夠高的能量，能夠克服勢壘 Q，從原來的平衡位置躍遷到相鄰的平衡位置上去，這個勢壘 Q稱為擴散激活能。 ?畸變能構成了原子遷移的主要阻力。 15 四、固態(tài)擴散的分類 ? 根據(jù)擴散過程中是否發(fā)生濃度變化分類 ? （ 1）自擴散 ? 自擴散過程不產(chǎn)生濃度變化，自擴散只發(fā)生在純金屬和單相固溶體中。 ? （ 2）反應擴散 ? 通過擴散使固溶體的溶質(zhì)組元濃度超過固溶體的極限而形成新相的過程稱為反應擴散。 菲克第二定律 27 ? C（ x， t） ? dC/dt不為 0 28 ? 鑄錠 （ 件 ） 的均勻化退火 ?鑄態(tài)下固溶體合金由于非平衡結晶 ,出現(xiàn)枝晶偏析 ，采用高溫長時間均勻化擴散退火 ,使成分均勻化 . ?溶質(zhì)原子沿 x方向的分布 ， 可用正弦曲線方程表示： 三 . 擴散應用處理 29 )7(s i n0 ?? xACC px ??Cmax ： 溶質(zhì)原子濃度最高值， CP： 溶質(zhì)濃度平均值 Cmin ： 溶質(zhì)原子濃度最低值 A0 :鑄態(tài)合金中成分偏析的振幅 .A0= Cmax CP = CP Cmin. ?：溶質(zhì)原子濃度最高點與最低點之距離，即 枝晶間距（偏析波波長）的一半。 35 ?釬焊方法： 搭接 ?放釬料 ?加熱到稍高于釬料熔點的溫度 ?釬料熔化并填滿母材間隙 ?釬料冷卻 ,將零件牢固地連接起來 。 ?因此 ， 釬焊時必須嚴格控制 加熱溫度和保溫時間 。 ?方法： 減小鍍層總厚度，在熔融鋅槽中加入適量鋁以減少脆性金屬間化合物的量，從而防止剝落。由于粉末冶金技術的優(yōu)點，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。 ?表明：致密度大，擴散系數(shù)小 . ?原因 :在密堆積點陣中的擴散比在非密堆積點陣中的慢 .原子排列密度大的點陣 ,原子移動需要克服的原子結合力大 ,所需的擴散激活能大 ,因此 ,擴散系數(shù)小 . ?應用 :滲氮溫度盡量選在共析轉(zhuǎn)變溫度以下（ 590 ℃ ） ,可以縮短工藝周期。 表面擴散最快 ， 晶界次之 ， 亞晶界又次之 ， 晶內(nèi)擴散最慢 。相反，互擴散系數(shù)減小。 ?不能形成穩(wěn)定碳化物 ， 但易溶于碳化物的元素 ， 如 Mn等 ，對碳的擴散系數(shù)影響不大 。 49 位錯 、 空位等缺陷處比完整晶體內(nèi)部擴散容易 原因 :位錯線是晶格畸變的管道，互相聯(lián)通，形成網(wǎng)絡。 間隙原子的擴散激活能都比置換原子的小，所以擴散速度比較大。 D0 擴散常數(shù)， E 擴散激活能， R氣體常數(shù)， T溫度。 ? 工藝： ? 用純鋁包住硬鋁和超硬鋁板材，通過熱軋將他們焊合在一起。 ? 如果 釬料與母材的 相圖中存在化合物 ， 則釬焊后的界面區(qū)中可能出現(xiàn)化合物 ， 金屬間化合物可使接頭性能下降。 因此， 要求釬料的熔點要低于母材的熔點 。 32 設鑄錠經(jīng)均勻化退火后，成分偏析的振幅要求降到原來的 1%，此時 即 算得，要使偏析峰值衰減程度達到偏析峰值的 1%，所需退火時間為： 計算得使偏析衰減程度達到偏析峰值的 1% 33 ?
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