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物理学

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有一时效硬铝合金,在高温固溶处理后淬火,然后在150℃时效强化。在时效过程中,形成了许多很细小的析出物。通常发现:时效析出物的形成具有一定的速度,而且这速度常常快于合金元素的扩散系数(D0=0.2m2/s,Q=125×103J/mol)所决定的速度。其原因是由于淬火使合金在低温下保存了过量的空位。在较低的温度,空位的平衡数量要下降,并且可用空位形成能E来描述,在铝中E≈75×103J/mol。 冷却到低温后,过剩的空位有消失的趋势。如可以通过在晶界上的沉淀来实现。这样,靠近晶界的空位将要快速下降,而且在那里的扩散系数将很快接近它的正常值。所以,在晶界附近的合金元素的扩散将减慢,其结果是沿着晶界会造成无沉淀区(简称PFZ)。试验表明,这种材料加热到150℃时效保温10分钟,才观察到有沉淀析出。试计算:在150℃时效时,在材料中这些无沉淀区的宽度。

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