強化機構與差排

在鋁合金中,以 Δτ ≈ Gb/L(L為析出物間距)估算差排在析出物之間凸出而通過的Orowan機制造成的剪應力增量。設 G = 26 GPa、b = 0.286 nm、L = 100 nm,並以 Δσ = MΔτ(Taylor因子 M = 3.06)作為多晶降伏應力的增量,Δσ最接近下列何者?

  1. A約74 MPa
  2. B約228 MPa
  3. C約24 MPa
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正確答案:B. 約228 MPa

Δτ = 26×10⁹ × 0.286×10⁻⁹/(100×10⁻⁹) ≈ 7.4×10⁷ Pa,約74 MPa。要換算成多晶降伏應力的增量,需乘上Taylor因子,Δσ = 3.06 × 74 ≈ 228 MPa。約74 MPa是停留在剪應力而忘了乘上M的值,約24 MPa是除以M的值。差排的線張力約為 Gb²/2,差排在析出物之間凸出到半圓時就能通過,由此得到這個式子。體積分率相同時,粒子越細,間距L越窄,Orowan應力越大。更精確的式子會加上與差排性質及粒子大小有關的係數和對數項,其值比這個估算小。

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