強化機構與差排
設某置換型固溶體中,降伏應力的增量Δσ與溶質濃度c的1/2次方成正比(Fleischer模型)。溶質1 at%時 Δσ = 30 MPa,溶質4 at%時的Δσ最接近下列何者?不考慮溶質之間的交互作用與析出。
- A約60 MPa
- B約120 MPa
- C約76 MPa
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正確答案:A. 約60 MPa
因 Δσ ∝ c^(1/2),濃度變為4倍時Δσ變為 √4 = 2 倍,30 × 2 = 60 MPa。約120 MPa是以為Δσ與濃度成正比的值,約76 MPa是使用Δσ與濃度的2/3次方成正比的Labusch模型所得的值(30 × 4^(2/3) ≈ 76),與本題的前提不同。Fleischer模型認為差排逐一被離散分布的溶質原子絆住,每個溶質原子的阻力由溶質與母相原子的大小差(尺寸效應)和剛性模數差(模數效應)決定。增加濃度時強化的增幅會逐漸趨緩,因此要以固溶強化得到高強度,選擇大小或剛性模數差異大的元素較有效。
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