1.3.6　弥散强化

弥散强化是指通过向均质材料基体中加入硬质颗粒,将不溶于金属基体中的超细第二相作为强化相的一种强化方式,是提升材料高温强度最有效的一种强化方式。可通过控制合金基体中的第二相的尺寸和体积分数来调整合金的性能。当向合金基体中添加的合金元素超过溶解度时,组织中会析出第二相颗粒,第二相在合金基体中呈弥散分布,既能提升材料的强度硬度,又能维持材料的塑性和韧性。弥散强化的效果随着第二相颗粒尺寸的减小而增强,随弥散程度的增强而增强。

对于奥氏体钢而言,弥散强化实质上是基体相与第二相的相界面对位错的滑移具有阻碍作用,能有效地钉扎位错从而使材料的强度得以提升。因此具有弥散强化作用的合金中往往具有两种及以上的相,体积分数大且呈连续分布的相通常称为基体相,体积分数较小的相则被称作强化相。

由于第二相粒子的晶体结构与基体相不同,当位错发生滑移时,位错切过第二相粒子导致滑移面上出现原子排列错配现象,使第二相粒子产生与位错柏氏矢量等宽的台阶,增加位错滑移阻力和位错所需能量。强化相粒子附近的弹性应力场与位错产生交互作用,增大微粒的尺寸和体积分数等都能增加位错滑移的阻力,有利于材料的强化。