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請問為何溫度越高,硬度越低?是不是因為熟化(溫度高,加快擴散,導致熟化嚴重)...

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1#
發(fā)表于 2024-10-15 13:34:46 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
請問為何溫度越高,硬度越低?是不是因為熟化(溫度高,加快擴散,導致熟化嚴重)的緣故?
/ L' j* w4 j* Y4 K

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2#
發(fā)表于 2024-10-15 13:48:30 | 只看該作者
在高溫條件下,金屬材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生松弛和變形,原子間的結(jié)合力減弱,導致材料抵抗外界壓縮力的能力下降,即硬度降低。
, b+ H( M1 d7 h- f  X! Y相反,在低溫條件下,金屬材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會表現(xiàn)出更加緊密的排列,原子間的結(jié)合力增強,導致材料抵抗外界壓縮力的能力提高,即硬度升高。
# Y1 ~( T* J3 \" ]- m更多相關(guān)知識請查閱《金屬材料》
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3#
發(fā)表于 2024-10-15 13:59:10 | 只看該作者
AI回復(fù)
! K% \" `5 O5 u0 P' _4 s# r  c0 n8 Y$ A2 a
一般情況下溫度越高硬度越低的原因
$ h& u' a+ ^4 ~5 k! r+ l# s晶體結(jié)構(gòu)變化方面
. ?2 Q! U5 y" @( k$ L- _9 p# W    對于金屬材料,溫度升高時,原子的熱運動加劇。在金屬晶體中,原子(離子)是規(guī)則排列的,比如金屬鐵是體心立方結(jié)構(gòu)。隨著溫度上升,原子的振動幅度增大,原子之間的平衡間距發(fā)生改變。當溫度足夠高時,原子的規(guī)則排列會受到破壞,晶格發(fā)生畸變。例如,當鋼鐵加熱到一定溫度(如奧氏體化溫度),其晶體結(jié)構(gòu)會從鐵素體等結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體結(jié)構(gòu),奧氏體相對比較軟,這就導致材料硬度降低。
4 X  v( x# A. T" B位錯運動方面. H1 Y' x- o1 W
    材料的硬度和位錯運動的難易程度有關(guān)。位錯是晶體中的一種線缺陷,它的運動受到多種因素的影響。在常溫下,位錯運動可能會受到其他雜質(zhì)原子、晶界等的阻礙。隨著溫度升高,原子的能量增加,為位錯運動提供了更多的能量。位錯更容易在晶格中移動,使得材料更容易發(fā)生塑性變形,從而硬度降低。就像在一個擁擠的房間里(代表常溫下的晶格),人們(代表位錯)很難移動,但是當房間溫度升高(比喻溫度升高),人們獲得了更多的能量,就更容易在房間里移動了。: d$ _& V7 ?9 }/ u4 P- ^
相轉(zhuǎn)變方面# `% ]; O1 x1 z6 S! [  i
       許多材料在不同溫度下會發(fā)生相轉(zhuǎn)變。以鋼為例,在加熱過程中,珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變。珠光體是鐵素體和滲碳體片層相間的組織,硬度較高,而奧氏體是碳溶解在 γ - Fe 中的間隙固溶體,具有較好的塑性和較低的硬度。這種相轉(zhuǎn)變過程會使材料的硬度隨溫度升高而降低。
" ^/ _' i! q4 }2 Q關(guān)于 “熟化” 概念與硬度降低關(guān)系在一些材料體系中,如納米材料的生長過程中有 “熟化” 現(xiàn)象!笆旎 是指小顆粒溶解,溶質(zhì)原子擴散并沉積到大顆粒上的過程。不過,在一般討論材料硬度隨溫度升高而降低的情況時,“熟化” 不是主要原因。  k: c( \, l4 x( h( r
  X1 [9 W8 U3 s- ?$ c
但在某些特殊的材料系統(tǒng),比如含有納米析出相的合金中,溫度升高可能會加速析出相的熟化過程。如果析出相是起強化作用的(如一些彌散分布的硬質(zhì)第二相粒子),它們的熟化長大或者溶解會導致材料的強化效果減弱,進而硬度降低。不過這是比較特殊的情況,而且和傳統(tǒng)意義上的單純溫度升高導致材料基體本身硬度下降的機制有所不同。; t; K0 q8 S; s4 B! f  f% g! F) @
/ q! U1 J( i8 x4 p" ^* n( d) T4 I8 J; K
所以溫度升高硬度降低主要是由于晶體結(jié)構(gòu)變化、位錯運動更容易和相轉(zhuǎn)變等原因,“熟化” 在特定情況下可能會對硬度產(chǎn)生影響,但不是普遍的主要因素。
/ e2 l0 |+ x+ D! M0 l
. }6 q  v3 U4 i( M' H7 Q: i. g
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4#
發(fā)表于 2024-10-15 15:15:58 | 只看該作者
bravo090 發(fā)表于 2024-10-15 13:59
, t8 U  m7 @( ?# \/ CAI回復(fù)
1 }9 O; ^( p1 b5 T# {5 P" O2 S4 m7 q6 N
一般情況下溫度越高硬度越低的原因
7 F" Z4 a" D! l- R8 \, e3 `. a& v
學習了
3 u9 H' z% y, b, \5 W
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5#
發(fā)表于 2024-10-15 22:24:30 | 只看該作者
本質(zhì)上是金屬晶體中的陽離子能量升高,流動性增大。冷知識——微觀角度理解,合金的硬度可以理解為是金屬陽離子的流動性。(高中化學,選擇性必修二)
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