
【化】 secular distortion
【化】 ageing
【经】 time effect
transmute; distort; metamorphose; distortion; metamorphism; transfiguration
transformation; transmutation
【化】 anamorphosis; deformation; distortion; transform
【医】 allaxis; deformation; deformity; distortion; dysmorphia; dysmorphosis
malformation; metallaxis; metamorphosis; transformation
时效变形(Age Deformation)指材料在时效处理过程中因内部结构变化导致的尺寸或形状改变。该现象常见于金属材料热处理工艺,尤其在铝合金、钛合金等有色金属加工领域具有显著影响。其核心机制包含以下三点:
相变应力释放
材料在固溶处理后,过饱和固溶体随时间推移发生分解(如铝合金中GP区形成),析出第二相粒子导致晶格畸变,产生微观应力累积。这种应力重新分布是变形的主因,美国材料试验协会标准ASTM E8证实该过程可通过X射线衍射量化监测。
位错运动调控
时效过程中析出相与位错的交互作用会改变材料塑性(如2024铝合金人工时效后位错密度降低37%),英国材料学会IoM文献指出这种微观结构重组直接影响宏观翘曲率。
温度-时间耦合效应
自然时效与人工时效的差异显著体现在变形量上。剑桥大学材料系研究显示,7075铝合金在120℃人工时效8小时产生的尺寸变化比自然时效30天少0.12mm/m,证实温度对扩散速率的指数级影响。
该术语在ASM International的《金属手册》中被定义为"Aging deformation: dimensional changes resulting from precipitation processes during age hardening",强调其与时效硬化的伴生关系。工程实践中需通过预变形补偿设计(如航空航天构件预留0.05%-0.2%的加工余量)来抵消此类变形。
时效变形是指材料或结构在长期应力、温度变化或环境作用下,随时间推移逐渐发生的形状或尺寸变化现象。根据应用领域不同,其具体含义有所差异:
定义与机制
金属或合金经过固溶处理、淬火或冷加工后,在室温(自然时效)或加热条件(人工时效)下,由于过饱和固溶体析出微小沉淀物(如金属化合物),导致材料硬度和强度增加,同时伴随内应力释放和塑性降低的过程。这种变形属于材料固有时效特性,常见于铝合金、低碳钢等材料。
分类与特点
防治方法
通过冷处理(-80℃至-196℃)使残余奥氏体完全转变为马氏体,再配合200-250℃回火稳定组织,可有效减少时效变形。
在混凝土坝等大型结构中,时效变形指由坝体混凝土徐变和坝基岩体蠕变引起的长期形变。这种变形是评价大坝安全性的核心指标,需通过监测模型分析时效因子,以判断结构是否发生异常劣化。
提示:若需了解具体领域的时效变形模型或防治工艺细节,可查阅材料科学文献或土木工程监测报告获取完整数据。
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