Bogumiła Kużnicka, Albrecht Ziller, Materiałoznawstwo Opracowanie zwarte, tylko do użytku studentów kierunku MiBM, Politechniki Wrocławskiej
roztwór stały pierwiastka A w B
faza bogata w pierwiastek B
0*0 o;o O O*,
0*0 0 0$° o
o o*00°1
atom pierwiastka A n*0 O ° (">*- »
atom pierwiastka B
Rys. 4-15. Schemat nasyconego roztworu stałego pierwiastka B w metalu A, z wydzieleniami fazy bogatej w pierwiastek B [12]
W zależności od ilości drugiej fazy w stosunku do podstawowej (roztworu stałego na bazie metalu bazowego) oraz warunków ich powstawania, rozróżnia się umocnienie wydzieleniowe i umocnienie mieszaniną faz.
Umocnienie wydzieleniowe. W stopach umacnianych wydzieleniowo fazą podstawową jest roztwór stały nazywany osnową, w której rozłożona jest druga faza, występująca w znacznie mniejszej ilości, w postaci tzw. wydzieleń (ponieważ wydziela się z przesyconego roztworu stałego). Aby efekt umocnienia wydzieleniowego był jak największy druga faza powinna być twarda i o możliwie dużym udziale objętościowym. Cząstki powinny być bardzo drobne i równomiernie rozmieszczone w plastycznej i ciągliwej osnowie.
Taki sposób umocnienia jest bardzo efektywny - może zapewnić prawie dwukrotny wzrost wytrzymałości przy stosunkowo dobrej ciągliwości. Szczególnie wysoki efekt umocnienia wydzieleniowego można uzyskać w brązach berylowych (stopy układu Cu-Be) oraz duraluminach (stopy układu Al-Cu). Podstawowe właściwości mechaniczne przedstawicieli takich stopów podano w tablicy 4-1.
Tablica 4-1. Właściwości mechaniczne przykładowych stopów umacnianych wydzieleniowo w porównaniu z właściwościami metali bazowych tych stopów
Stop/metal bazowy |
R,n [MPa] |
Rp0.2 [MPa] |
A, [%] |
HV |
CuBe2Ni |
1200 |
1100 |
2 |
340 |
Cu |
250 |
35 |
50 |
40 |
AlCu4Mgl (PA6) |
440 |
290 |
16 |
170 |
Al |
100 |
30 |
40 |
30 |