结构推理 什么是时效强化?以Al-Cu合金为代表概述铝合金的时效强化过程。
【正确答案】由于溶质原子沉淀需要时间,所以其强化作用是随固溶处理后时间延长而发生的,故称时效强化。
   由于过饱和固溶体偏离平衡状态,故不稳定,有析出θ相向平衡状态转变的倾向。但此转变并非直接达到平衡,而是转变过程中出现一系列中间产物。首先,溶质原子Cu在局部区域富集,形成溶质原子偏聚区。然后,偏聚区越来越大,成分越来越接近CuAl2,但无明显相界面,用θ"表示。时间继续延长,Cu原子继续富集,θ"成分达CuAl2,并形成局部相界面,称θ'相。最后形成稳定的θ相,以独立的质点形式从固溶体中完全析出。这过程称“沉淀”。由于中间产物尺寸非常细小,分布极其弥散,且与母相α共格,引起严重的晶格畸变,对位错运动的阻碍作用很大,从而导致合金的强度、硬度显著提高,既高于初始过饱和固溶体,也高于最终的平衡状态。因此,这种强化称沉淀硬化。合金在时效强化的同时,塑性、韧性下降。不同合金出现最高强度、硬度的中间产物不同,时效条件也不同。有的合金只需要在室温下放置,便可进行时效,称自然时效。而有的合金需要在较高温度下时效,称人工时效。在人工时效时,如温度过高或时间过长,会因形成稳定的相而使强化效果降低,称过时效。自然时效一般不出现过时效。
【答案解析】