如何根據組成來推斷金屬材料的塑性?


先說結論,鈦晶體的HCP結構使其滑移系遠少於鋁晶格的FCC結構,從而使得了鈦更難以通過滑移而協調變形,造成塑性較低。內容稍後補上


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不一定。看加工方法。把昂貴的鈦造成塑性材料。屈才了。只是合適不合適的問題。鈦合金運用方面可以代替鋁。但鋁產量高。鈦還算是稀有金屬吧。根據他耐腐 高強 輕便特點還是用在航空航天 潛艇 船隻比較合算。鈦合金可以加工成塑性高的產品。比如你要添個坑。隨便找點土能填平。水泥更好。鐵水澆灌忒棒。只是好鋼要用在刀刃上。 一點淺見。
主要從晶體結構來看,鋁合金通常是kfz晶型,也就是正方體八個角和中心各佔據一個原子。鈦合金,主要是α鈦合金是六方晶系,一個晶胞的上下面高度比上原子間距小於1.633,所以這樣看鋁合金擁有12個滑動方向,非常容易變形。鈦合金因為那個比值小於1.633,滑動方向小於等於3,所以很難產生塑性變形。同樣的晶體還有鈹合金,鈹合金幾乎完全不會造成塑性變形,所以目前最先進的太空望遠鏡的鏡片架用的鈹,這樣很多面鏡子能夠拼成一個整體,而不會破鏡不能重圓。

宏觀塑性的強弱,可以理解為塑性變形的強弱

微觀晶體內部塑性變形由位錯滑移控制

鈦單晶是HCP結構,滑移系有5種(Basal; Pyramidal&; Pyramidal &; Prismatic &; Prismatic &)。易滑移的滑移系一共3個(0001)&<1120&>(Basal)

鋁單晶是FCC結構,滑移系有1種,{111}[110];一共12個滑移系,全為易滑移的滑移系。

晶體的滑移由滑移切應力控制,在一個滑移繫上,滑移切應力(RSS)大於臨界剪切力(CRSS)時,位錯移動,發生滑移行為。

鋁晶體的臨界剪切分力小於鈦晶體的各個滑移系;且其易滑移方向較多。

在相同的外界應力下,鋁晶體比鈦晶體位錯滑移較強,因而其微觀塑性變形較強,表現出的宏觀塑性也較強。


想吐槽一下你問的就太搞笑了,金屬材料的宏觀性能取決於本身組織和微觀結構,鋁晶體結構在常溫下屬於面心立方,而鈦合金一般而言不是代表全部在常溫晶體結構是密排六方,密排六方的滑移系比面心立方的少,不易產生塑型變形,當然,材料發生塑性變形的機制有很多,這都與材料內部晶體結構和微觀組織有關的,另外,添加其他元素會改變金屬材料的組織,從而產生不同的性能,你從添加元素來看兩種不同基體材料,我想說這沒有對比性,因為不同元素在不同基體中發生的變化是不一樣的,材料科學不是一兩句就能解釋清的,孩子還是看書去吧


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