影响弹性模量的因素.ppt

影响弹性模量的因素 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 T/℃ 910 480 Fe Co Fe: α-Fe → γ-Fe Co: 六方晶系α-Co →立方晶体系α- Co Ni(磁饱和) Ni (退火) 饱和磁化的应变 E表征点阵原子结合力 △l/l σ 应力 应变 σ = E0(△l/l) 应力感生磁 致伸缩效应 T E 合金成分与组织的影响 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。 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。 3. 合金成分与组织的影响 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 E rE×100 10 20 30 Cu-Ag, Cu-Si, Cu-Ga, CuZn 40% 80% rE, pd,% Ag-pd Au-pd E E rE, Nb,% 50 W Mo V Ti 10 20 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。 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 40 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。