相變態與動力學
固溶處理(solution heat treatment)
想想把糖攪進熱茶:溫度讓能溶解的量遠多於冷飲能容納的。固溶處理就是把合金加熱到夠高,讓合金元素完全溶進單一均勻的固溶體。這是時效硬化之前那個把合金裝滿的關鍵第一步。
你加熱進入相圖的單相區並保持,直到任何第二相顆粒都溶解、溶質均勻散布。然後你淬火得夠快,讓溶質來不及再跑出來,在室溫留下一個過飽和固溶體,容納著比平衡所允許更多的溶解溶質。那個被困住的過飽和,就是後續時效所釋放、化為細小析出物的儲存驅動力。
沒有適當的固溶處理與淬火,就沒有溶進去的東西可供後續析出,於是時效毫無作用。淬火必須夠快以防止過早的粗大析出(尤其在晶界,這會傷害抗蝕性),但又不能猛烈到使零件變形或開裂,這是真實的工程折衷。過熱有部分熔化的風險;加熱不足則留下未溶解的溶質。
一個鋁-銅合金在接近 500 度 C 固溶處理、再水淬,把所有的銅都保持在過飽和固溶體中:又軟、又準備好可以時效硬化。
把一切溶解,再把它困在原地留待後續析出。
固溶處理本身讓合金保持柔軟;強度只在後續的時效步驟出現。淬火的工作是困住溶質,而不是硬化。
又称
另见