第3章 首饰贵金属材料的强化技术

首饰贵金属材料的强化技术。

第三章 首饰贵金属 材料的强化技术

首饰贵金属材料的强化技术。

第一节 贵金属材料冷变形强化技术1 冷变形 金属材料在再结晶温度以下的变形称为冷变形 冷变形包括：冷拉拔、冷挤压、冷煅、冷轧和冷 捶打。 冷变形后，金属的抗拉强度、硬度均有大幅 度提升，但是有可能造成延展率的急速下降 2 原理 贵金属内部位错增大，而且位错互相编结，并 形成胞状结构阻碍位错运动，使不能唯一的位错 数量增加，以致需要更大的力才能使位错克服障 碍运动。变形量越大，材料的变形抗力，即强度 越高

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3 适用范围 纯贵金属及固溶体型合金及热处理强 化效果不好的多相金

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第2节 贵金属合金固溶强化技术1 固溶强化 合金元素(溶质)固溶剂到基体金属(溶剂) 中形成固溶体是，贵金属合金材料的强度、硬度一 般都会得到提高，这种过程称为固溶强化。 2 原理 a 当合金元素溶入基体金属后，使基体金属的位错密 度增大，同时晶格发生畸变，畸变所产生的应力场 与位错周围的弹性应力场交互作用 b合金元素的原子还会改变固溶体的弹性系数，扩散 系数，内聚力和原子的排列缺陷，使位错线弯曲， 使位错运动阻力增大，从而是合金材料得到强化

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(3)影响因素 a 原子尺寸差 b 合金元素负电性 c 弹性模量大小的差错度 d 基体强化效果好、固溶度

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第3节 贵金属合金沉淀强化技术时效处理：将淬火后的金属工件置于室温或 时效处理 较高温度下保持适当时间，以提高金属强度 的金属热处理工艺。 弥散强化(沉淀强化): ):弥散强化指一种通 弥散强化(沉淀强化): 过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的 强化手段 弥散强化相： 弥散强化相：不溶于基体金属的超细第二相 (强化相)强化的金属材料

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弥散强化-原理 弥散强化 原理 ：强化相弥散强化的实质是利用弥散 的超细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料在高温 下的力学性能。为此，对弥散强化微粒有如下要求： 微粒尺寸要尽可能小(0.01~0.05µm),微粒的间距 要达到最佳程度(0.1~0.5µm),在基体中分布要 均匀；此外，微粒与基体金属不相互作用，在高温 下微粒相互集聚的倾向性要小。这样就能使材料在 直至接近熔点的高温下，即采用合金化和热处理已 难起强化作用的情况下，仍能保持一定强度。弥散 强化相含量一般小于10%。

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第4节 贵金属材料细化组织强化技术1 材料细化 通过热处理的手段细化金属或其合金的组织， 达到提高材料的力学性能的过程，称为细化组织强 化。 2 原理 由于多晶材料的晶界上原子排列错乱，杂质富 集，并有大量的位错、孔洞等缺陷，而且晶界两侧 的晶粒位向不同，所有这

些都将阻碍位错从一个晶 粒向另一个晶粒运动，晶粒越细，单位体积内的晶 界面积就越大，对位错的运动阻力也越大，因而合 金强度越高 所以，一般情况下，材料组织越粗大，分布 越不均匀，力学性能越差；组织越细，尺寸越均匀， 其力学性能越好

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3 组织强化特点 不但提高了材料的硬度、强度而且还提高了材 料的韧性和伸长率。可以综合地提高材料的力学性 能，它是金属材料的常用强韧化方式 4 变质处理 适用于铸造合金，即浇注前在金属溶液中加入 微量的被称为变质剂的元素或化合物，使金属溶液 的结晶过程受到影响，其目的是使晶体的结晶成核 率速率大大加快，或使晶体的长大速度缓慢，从而 结晶为组织细小的晶体。

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变质处理方法： a 在金属溶液中加入适当的难溶质点(或与基体金 属形成难熔化合物微粒的元素)成为非自发晶核， 由于晶核数目大量增加，溶液结晶为细晶粒 b在金属溶液中加入微量的、易熔的表面活性物质 (如镍)。这种物质能被吸附在所形成的微小晶体 的表面上，把晶体溶液隔开，阻碍晶体长大 c在金属溶液中加入微量的、对初生晶粒有化学作 用从而改变其结晶性能的物质，可以使初生晶体的 形状改变

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第5节 贵金属材料其他强化工艺技术1 贵金属强化工艺途径 a 尽量增加晶体缺陷，以阻止位错运动，抑 制位错源的活动 b 尽可能地减少晶体中的位错及其他缺陷， 使晶体接近于理想的完整状态，此时，材料 变形不能依靠位错运动，滑移面上所有原子 必须同时移动 2 其他强化工艺 a 固溶体有序化 b 使晶体完整，如晶须

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第6节 提高金属材料及其合金耐腐蚀 性的途径1电化学腐蚀基本原理 阳极：M Mn++ne 阴极： D+e (D.e) 电极电位：金属浸于电解质溶液中，显示出电的效 应，即金属的表面与溶液间产生电位差，这种电 位差称为金属在此溶液中的电位或电极电位。 金属电极电位由低到高： 镁、铝、钛、镍、氢、铜、汞、银、钯、铂

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2 金属及合金的电化学腐蚀 (1)成分、组织、结构不均匀引起的电化学 腐蚀 a 两相合金引起的电化学腐蚀 b 单相合金成分偏析引起的电化学腐蚀 c 电极电位不同的两种合金引起的电化学腐 蚀 (2)应力或应力不均匀引起的电化学腐蚀 (3)保护层破坏时引起的电化学腐蚀

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3 提高合金耐腐蚀性的途径 提高首饰贵金属合金材料耐腐蚀性的主 要途径有： a 合金化 b 热处理 c 钝化处理 d 电镀或施加阴极保护层