精編[大學(xué)課件,材基名詞解釋小抄]材科基名詞解釋
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1、[大學(xué)課件,材基名詞解釋小抄]材科基名詞解釋 第二章 空位與位錯(cuò)位錯(cuò):晶體中的一種原子排列不規(guī)則的缺陷,它在某一個(gè)方向上的尺寸很大,另兩個(gè)方向上尺寸很小。 單位位錯(cuò):把柏氏矢量等于單位點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)稱為單位位錯(cuò)。 全位錯(cuò):把柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量或其整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為全位錯(cuò)。不全位錯(cuò):柏氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為不全位錯(cuò)。 擴(kuò)展位錯(cuò):通常指一個(gè)全位錯(cuò)分解為兩個(gè)不全位錯(cuò),中間夾著一個(gè)堆垛層錯(cuò)的整個(gè)位錯(cuò)形態(tài)。 位錯(cuò)密度:單位體積內(nèi)位錯(cuò)線的總長度ρ υ =L/υ ;單位面積位錯(cuò)露頭數(shù)ρ s=N/s 刃型位錯(cuò):晶體中的某一晶面,在其上半部有多余的半排原子面,好像一把刀刃插入晶體中
2、,使這一晶面上下兩部分晶體之間產(chǎn)生了原子錯(cuò)排,稱為刃型位錯(cuò)。 螺型位錯(cuò):沿某一晶面切一刀縫,貫穿于晶體右側(cè)至BC處,在晶體的右側(cè)上部施加一切應(yīng)力τ ,使右端上下兩部分晶體相對(duì)滑移一個(gè)原子間距,BC線左邊晶體未發(fā)生滑移,出現(xiàn)已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界BC。從俯視角度看,在滑移區(qū)上下兩層原子發(fā)生了錯(cuò)動(dòng),晶體點(diǎn)陣畸變最嚴(yán)重的區(qū)域內(nèi)的兩層原子平面變成螺旋面,畸變區(qū)的尺寸與長度相比小得多,在畸變區(qū)范圍內(nèi)稱為螺型位錯(cuò)位錯(cuò)墻:根據(jù)刃型位錯(cuò)周圍應(yīng)力場的特征,一系列同號(hào)位錯(cuò)在垂直滑移面的方向排列起來,那么上方位錯(cuò)的拉應(yīng)力場將和下方位錯(cuò)的壓應(yīng)力場互相重疊,從而降低體系的總應(yīng)變能,所以,這是刃型位錯(cuò)穩(wěn)定的排列方式,
3、又稱為位錯(cuò)墻。 空位平衡濃度:金屬晶體中,空位是熱力學(xué)穩(wěn)定的晶體缺陷,在一定的空位下對(duì)應(yīng)一定的空位濃度,通常用金屬晶體中空位總數(shù)與結(jié)點(diǎn)總數(shù)的比值來表示。 柏氏回路:確定柏氏族矢量的過程中圍繞位錯(cuò)線作的一個(gè)閉合回路,回路的每一步均移動(dòng)一個(gè)原子間距,使起點(diǎn)與終點(diǎn)重合。 P-N力:周期點(diǎn)陣中移動(dòng)單個(gè)位錯(cuò)時(shí),克服位錯(cuò)移動(dòng)阻力所需的臨界切應(yīng)力。 Orowan機(jī)制:合金相中與基體非共格的較硬第二相粒子與位錯(cuò)線作用時(shí)不變形,位錯(cuò)繞過粒子,在粒子周圍留下一個(gè)位錯(cuò)環(huán)使材料得到強(qiáng)化的機(jī)制。 多邊形化:連續(xù)彎曲的單晶體中由于在加熱中通過位錯(cuò)的滑移和攀移運(yùn)動(dòng),形成規(guī)律的位錯(cuò)壁,成為小角度傾斜晶界,單晶體因而
4、變成多邊形的過程。 堆垛層錯(cuò):密排晶體結(jié)構(gòu)中整層密排面上原子發(fā)生滑移錯(cuò)排而形成的一種晶體缺陷。位錯(cuò)反應(yīng):位錯(cuò)具有很高的能量,因此它是不穩(wěn)定的,在實(shí)際晶體中,組態(tài)不穩(wěn)定的位錯(cuò)可以轉(zhuǎn)化成組態(tài)穩(wěn)定的位錯(cuò),這種位錯(cuò)之間的相互轉(zhuǎn)化稱為位錯(cuò)反應(yīng)。 弗蘭克-瑞德位錯(cuò)源:兩個(gè)結(jié)點(diǎn)被釘扎的位錯(cuò)線段在外力的作用下不斷彎曲弓出后,互相鄰近的位錯(cuò)線抵消后產(chǎn)生新位錯(cuò),原被釘扎錯(cuò)位線段恢復(fù)到原狀,不斷重復(fù)產(chǎn)生新位錯(cuò)的,這個(gè)不斷產(chǎn)生新位錯(cuò)、被釘扎的位錯(cuò)線即為弗蘭克-瑞德位錯(cuò)源。 科垂?fàn)枤鈭F(tuán):通常把溶質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作用后,在位錯(cuò)周圍偏聚的現(xiàn)象稱為柯垂?fàn)枤鈭F(tuán)。 鈴木氣團(tuán):溶質(zhì)原子在層錯(cuò)區(qū)偏聚,由于形成化學(xué)交互作用使金
5、屬強(qiáng)度升高。 面角位錯(cuò):在fcc晶體中形成于兩個(gè){111}面的夾角上,由三個(gè)不全位錯(cuò)和兩個(gè)層錯(cuò)構(gòu)成的不能運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)組態(tài)。 形變織構(gòu):多晶體形變過程中出現(xiàn)的晶體學(xué)取向擇優(yōu)的現(xiàn)象叫形變織構(gòu)。 點(diǎn)陣畸變:在局部范圍內(nèi),原子偏離其正常的點(diǎn)陣平衡位置,造成點(diǎn)陣畸變。 肖脫基空位:在個(gè)體中晶體中,當(dāng)某一原子具有足夠大的振動(dòng)能而使振幅增大到一定程度時(shí),就可能克服周圍原子對(duì)它的制約作用,跳離其原來位置,遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點(diǎn)位置上而使晶體內(nèi)部留下空位,稱為肖脫基空位。弗蘭克爾空位:離開平衡位置的原子擠入點(diǎn)陣中的間隙位置,而在晶體中同時(shí)形成相等數(shù)目的空位和間隙原子。 柏氏矢量:描述位錯(cuò)特征的
6、一個(gè)重要矢量,它集中反映了位錯(cuò)區(qū)域內(nèi)畸變總量的大小和方向,也使位錯(cuò)掃過后晶體相對(duì)滑動(dòng)的量。 位錯(cuò)滑移:在一定應(yīng)力作用下,位錯(cuò)線沿滑移面移動(dòng)的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。 第三章 表面與界面表面弛豫:晶體的三維周期性在表面處中斷,表面上原子的配位情況發(fā)生了變化,并且表面原子附近的電荷分布也有改變,使表面原子所在的力場與體內(nèi)原子不同。因此,表面上的原子會(huì)發(fā)生相對(duì)正常位置的上或下的位移,以降低體系的能量。表面原子的這種位移稱為表面弛豫。 偏析、耗盡:表面區(qū)的雜志(溶質(zhì))原子濃度與晶體內(nèi)部的濃度不一樣。當(dāng)表面雜志濃度比體內(nèi)大時(shí),稱為偏析;當(dāng)表面雜志濃度比體能小時(shí),稱為耗盡。 非平衡偏析:實(shí)際上,表面區(qū)成分的
7、偏析主要發(fā)生在幾千納米到幾個(gè)微米的范圍,這種偏析稱為非平衡偏析。 孿晶:孿晶是指兩個(gè)晶體(或一個(gè)晶體的兩部分)沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成鏡面對(duì)稱的位向關(guān)系,這兩個(gè)晶體就稱為孿晶,此公共晶面就稱孿晶面。 孿晶界:在一些單晶材料或多晶材料的局部范圍,存在兩部分晶體,從原子排列上看,這兩部分晶體的關(guān)系通過某個(gè)幾何面互相成為鏡面對(duì)稱,在對(duì)稱面附近,原子排列發(fā)生二維的畸變,這個(gè)對(duì)稱面稱為孿晶界。 正吸附:材料表面原子處于結(jié)合鍵不飽和狀態(tài),以吸附介質(zhì)中原子或晶體內(nèi)部溶質(zhì)原子達(dá)到平衡狀態(tài),當(dāng)溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子在表面濃度大于在其在晶體內(nèi)部的濃度時(shí)稱為正吸附; 晶界能:晶界上原子從晶格中正常結(jié)點(diǎn)位置脫離出來,引
8、起晶界附近區(qū)域內(nèi)晶格發(fā)生畸變,與晶內(nèi)相比,界面的單位面積自由能升高,升高部分的能量為晶界能;小角度晶界:多晶體材料中,每個(gè)晶粒之間的位向不同,晶粒與晶粒之間存在界面,若相鄰晶粒之間的位向差在10~2之間,稱為小角度晶界; 大角度晶界:多晶材料中各晶粒之間的晶界稱為大角度晶界,即相鄰晶粒的位相差大于10的晶界。 晶界偏聚:溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子在晶界或相界上的富集,也稱內(nèi)吸附,有因?yàn)槌叽缫蛩卦斐傻钠胶馄酆涂瘴辉斐傻姆瞧胶馄邸? 共格相界:如果兩相界面上的所有原子均成一一對(duì)應(yīng)的完全匹配關(guān)系,即界面上的原子同時(shí)處于兩相晶格的結(jié)點(diǎn)上,為相鄰兩晶體所共有,這種相界就稱為共格相界。非共格晶
9、界:當(dāng)兩相在相界處的原子排列相差很大時(shí),即錯(cuò)配度δ 很大時(shí)形成非共格晶界。同大角度晶界相似,可看成由原子不規(guī)則排列的很薄的過渡層構(gòu)成。 表面能:表面原子處于不均勻的力場之中,所以其能量大大升高,高出的能量稱為表面自由能(或表面能)。 界面能:界面上的原子處在斷鍵狀態(tài),具有超額能量。平均在界面單位面積上的超額能量叫界面能。 第七章 固體材料中的擴(kuò)散上坡擴(kuò)散:溶質(zhì)原子從低濃度向高濃度處擴(kuò)散的過程稱為上坡擴(kuò)散。表明擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位梯度而非濃度梯度。 間隙擴(kuò)散:這是原子擴(kuò)散的一種機(jī)制,對(duì)于間隙原子來說,由于其尺寸較小,處于晶格間隙中,在擴(kuò)散時(shí),間隙原子從一個(gè)間隙位置跳到相鄰的另一個(gè)
10、間隙位置,形成原子的移動(dòng)??驴线_(dá)爾效應(yīng):反映了置換原子的擴(kuò)散機(jī)制,兩個(gè)純組元構(gòu)成擴(kuò)散偶,在擴(kuò)散的過程中,界面將向擴(kuò)散速率快的組元一側(cè)移動(dòng)。 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散:在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程中,擴(kuò)散組元的濃度只隨距離變化,而不隨時(shí)間變化。非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散:擴(kuò)散組元的濃度不僅隨距離x 變化,也隨時(shí)間變化的擴(kuò)散稱為非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。 反應(yīng)擴(kuò)散:伴隨有化學(xué)反應(yīng)而形成新相的擴(kuò)散稱為反應(yīng)擴(kuò)散。 第八章 金屬塑性變形多滑移:當(dāng)外力在幾個(gè)滑移系上的分切應(yīng)力相等并同時(shí)達(dá)到了臨界分切應(yīng)力時(shí),產(chǎn)生同時(shí)滑移的現(xiàn)象。 滑移系:晶體中一個(gè)滑移面及該面上一個(gè)滑移方向的組合稱一個(gè)滑移系。 雙交滑移:如果交滑移后的位錯(cuò)再轉(zhuǎn)回和原滑移面平行的滑移面上
11、繼續(xù)運(yùn)動(dòng),則稱為雙交滑移。 交滑移:當(dāng)某一螺型位錯(cuò)在原滑移面上運(yùn)動(dòng)受阻時(shí),有可能從原滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面上去繼續(xù)滑移,這一過程稱為交滑移。 固溶強(qiáng)化:固溶體中的溶質(zhì)原子溶入基體金屬后使合金變形抗力提高,應(yīng)力-應(yīng)變曲線升高,塑性下降的現(xiàn)象; 時(shí)效:過飽和固溶體后續(xù)在室溫或高于室溫的溶質(zhì)原子脫溶過程。 過時(shí)效:鋁合金經(jīng)固溶處理后,在加熱保溫過程中將先后析出GP 區(qū),θ ”,θ ’,和θ 。在開始保溫階段,隨保溫時(shí)間延長,硬度強(qiáng)度上升,當(dāng)保溫時(shí)間過長,將析出θ ’,這時(shí)材料的硬度強(qiáng)度將下降,這種現(xiàn)象稱為過時(shí)效。 應(yīng)變時(shí)效:第一次拉伸后,再立即進(jìn)行第二次拉伸,拉伸曲線上不出現(xiàn)屈服
12、階段。但第一次拉伸后的低碳鋼試樣在室溫下放置一段時(shí)間后,再進(jìn)行第二次拉伸,則拉伸曲線上又會(huì)出現(xiàn)屈服階段。不過,再次屈服的強(qiáng)度要高于初次屈服的強(qiáng)度。這個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象就稱為應(yīng)變時(shí)效。 滑移:是指在切應(yīng)力的作用下,晶體的一部分沿一定晶面和晶向,相對(duì)于另一部分發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這些晶面和晶向分別被稱為滑移面和滑移方向?;频慕Y(jié)果是大量的原子逐步從一個(gè)穩(wěn)定位置移動(dòng)到另一個(gè)穩(wěn)定的位置,產(chǎn)生宏觀塑性變形。 屈服:材料在拉伸或壓縮過程中,當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后,變形增加較快,材料失去了抵抗繼續(xù)變形的能力。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí),應(yīng)力雖不增加(或在微小范圍內(nèi)波動(dòng)),而變形卻急速增長的現(xiàn)象,稱為屈服。 孿生
13、:金屬塑性變形的重要方式。晶體在切應(yīng)力作用下一部分晶體沿著一定的晶面(孿晶面)和一定的晶向(孿生方向)相對(duì)于另外一部分晶體作均勻的切變,使相鄰兩部分的晶體取向不同,以孿晶面為對(duì)稱面形成鏡像對(duì)稱,孿晶面的兩邊的晶體部分稱為孿晶。形成孿晶的過程稱為孿生; 臨界分切應(yīng)力:金屬晶體在變形中受到外力使某個(gè)滑移系啟動(dòng)發(fā)生滑移的最小分切應(yīng)力;加工硬化:金屬在冷加工過程中,要不斷地塑性變形,就需要不斷增加外應(yīng)力,這表明金屬對(duì)塑性變形的抗力是隨變形量的增加而增加,這種流變應(yīng)力隨應(yīng)變的增加而增加的現(xiàn)象就是加工硬化。 變形織構(gòu):多晶體中位向不同的晶粒經(jīng)過塑性變形后晶粒取向變成大體一致,形成晶粒的擇優(yōu)取向,擇優(yōu)取
14、向后的晶體結(jié)構(gòu)稱為變形織構(gòu),織構(gòu)在變形中產(chǎn)生,稱為變形織構(gòu)。 形變強(qiáng)化:金屬經(jīng)冷塑性變形后,其強(qiáng)度和硬度上升,塑性和韌性下降,這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化。 彌散強(qiáng)化:許多材料由兩相或多相構(gòu)成,如果其中一相為細(xì)小的顆粒并彌散分布在材料內(nèi),則這種材料的強(qiáng)度往往會(huì)增加,稱為彌散強(qiáng)化。 細(xì)晶強(qiáng)化:晶粒愈細(xì)小,晶界總長度愈長,對(duì)位錯(cuò)滑移的阻礙愈大,材料的屈服強(qiáng)度愈高。晶粒細(xì)化導(dǎo)致晶界的增加,位錯(cuò)的滑移受阻,因此提高了材料的強(qiáng)度。 施密特因子:亦稱取向因子,為cosΦcosλ , Φ為滑移面與外力F 中心軸的夾角, λ 為滑移方向與外力F 的夾角。 第九章 冷變形金屬的回復(fù)與、結(jié)晶與熱加工退火:經(jīng)塑性
15、變形后的金屬再進(jìn)行加熱的過程稱為退火。 回復(fù):指新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段。 再結(jié)晶:冷變形后的金屬加熱到一定溫度之后,在原變形組織中重新產(chǎn)生了無畸變的新晶粒,而性能也發(fā)生了明顯的變化并恢復(fù)到變形前的狀態(tài),這個(gè)過程稱為再結(jié)晶。(指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程)。 再結(jié)晶溫度:形變金屬在一定時(shí)間(一般1h)內(nèi)剛好完成再結(jié)晶的最低溫度。 再結(jié)晶織構(gòu):是具有變形織構(gòu)的金屬經(jīng)過再結(jié)晶退火后出現(xiàn)的織構(gòu),位向于原變形織構(gòu)可能相同或不同,但常與原織構(gòu)有一定位向關(guān)系。 再結(jié)晶全圖:表示冷變形程度、退火溫度與再結(jié)晶后晶粒大小的關(guān)系(保溫時(shí)間一定)的
16、圖。 亞晶粒:一個(gè)晶粒中若干個(gè)位相稍有差異的晶粒稱為亞晶粒。 亞晶界:相鄰亞晶粒間的界面稱為亞晶界。 動(dòng)態(tài)再回復(fù)和結(jié)晶:低層錯(cuò)能金屬由于開展位錯(cuò)寬,位錯(cuò)難于運(yùn)動(dòng)而通過動(dòng)態(tài)回復(fù)軟化,金屬在熱加工中由溫度和外力聯(lián)合作用發(fā)生的回復(fù)和再結(jié)晶稱為動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。 退火孿晶:面心立方金屬和合金(如銅、黃銅、鋁及不銹鋼等)經(jīng)加工及再結(jié)晶退火以后,常常會(huì)出現(xiàn)很清晰的孿晶組織,稱為退火孿晶。 多邊形化:連續(xù)彎曲的單晶體中由于在加熱中通過位錯(cuò)的滑移和攀移運(yùn)動(dòng),形成規(guī)律的位錯(cuò)壁,成為小角度傾斜晶界,單晶體因而變成多邊形的過程。 冷加工、熱加工、溫加工:再結(jié)晶溫度以上的加工稱為熱加工,低于再結(jié)晶
17、溫度又是室溫下的加工稱為冷加工,再結(jié)晶溫度一下,而高于室溫的加工稱為溫加工。帶狀組織:多相合金中的各個(gè)相在熱加工中可能沿著變形方向形成的交替排列稱為帶狀組織;加工流線:熱加工后,材料中的偏析、夾雜物、第二相、晶界等將沿金屬變形方向呈斷續(xù)、鏈狀(脆性夾雜)和帶狀(塑形夾雜)延伸,形成流動(dòng)狀的顯微組織,稱為流線;臨界變形度:再結(jié)晶后的晶粒大小與冷變形時(shí)的變形程度有一定關(guān)系,在某個(gè)變形程度時(shí)再結(jié)晶后得到的晶粒特別粗大,對(duì)應(yīng)的冷變形程度稱為臨界變形度。 二次再結(jié)晶(反常長大):某些金屬材料經(jīng)過嚴(yán)重變形后在較高溫度下退火時(shí)少數(shù)幾個(gè)晶粒優(yōu)先長大成為特別粗大的晶粒,周圍較細(xì)的晶粒逐漸被吞掉的反常長大情況。
18、 退火孿晶:某些面心立方金屬和合金經(jīng)過加工和再結(jié)晶退火后出現(xiàn)的孿晶組織。超塑性:在一定條件下進(jìn)行熱變形,材料可得到特別大的均勻塑性變形,而不發(fā)生縮頸,延伸率可達(dá)500%~2000%,材料的這種特性稱為超塑性。 位錯(cuò)反應(yīng)]+能否進(jìn)行?寫出反應(yīng)后擴(kuò)展位錯(cuò)寬度的表達(dá)式和式中各符號(hào)的含義;若反應(yīng)前的是刃位錯(cuò),則反應(yīng)后的擴(kuò)展位錯(cuò)能進(jìn)行何種運(yùn)動(dòng)?能在哪個(gè)晶面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)?若反應(yīng)前的是螺位錯(cuò),則反應(yīng)后的擴(kuò)展位錯(cuò)能進(jìn)行何種運(yùn)動(dòng)? 解答: 1)對(duì)于位錯(cuò)反應(yīng),需要同時(shí)滿足能量條件和幾何條件,反應(yīng)才能進(jìn)行。 在]+中,, ,,滿足能量條件;同時(shí),滿足幾何條件,故反應(yīng)能進(jìn)行。 擴(kuò)展位錯(cuò)寬度
19、,G為切彈性模量,b1、b2為不全位錯(cuò)柏氏矢量,γ為層錯(cuò)能。若反應(yīng)前的是刃位錯(cuò),則反應(yīng)后的擴(kuò)展位錯(cuò)只能在原滑移面上進(jìn)行滑移;若反應(yīng)前的是螺型位錯(cuò),反應(yīng)后形成的擴(kuò)展位錯(cuò)可以進(jìn)行束集,與其相交面如面相交處束集,而后過渡到面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng),并有可能再次分解為擴(kuò)展位錯(cuò) 簡述冷加工纖維組織、帶狀組織和變形織構(gòu)的成因及對(duì)金屬材料性能的影響。 簡答:冷加工纖維組織是純金屬和單相合金在冷塑性變形時(shí)和變形度很大的條件下,各晶粒伸長成纖維狀;帶狀組織是復(fù)相合金在冷塑性變形和變形度大的條件下第二相被破碎或伸長,沿變形方向成帶狀分布而形成的;變形織構(gòu)是金屬和合金在在冷塑性變形時(shí)晶粒發(fā)生擇優(yōu)取向而形成的。
20、 上述冷加工纖維組織、帶狀組織和變形織構(gòu)都使材料的性能具有方向性,即在各個(gè)方向上的性能不均,對(duì)使用性能有不良影響,但少數(shù)金屬材料,如用作變壓器的硅鋼片,各向異性能更好滿足使用要求。 戶外用的架空銅導(dǎo)線(要求一定的強(qiáng)度)和戶內(nèi)電燈用花線,在加工之后可否采用相同的最終熱處理工藝?為什么? 戶外用的架空銅導(dǎo)線要求一定的強(qiáng)度可以進(jìn)行回復(fù)退火,只去應(yīng)力,保留強(qiáng)度;戶內(nèi)電燈用花線可以進(jìn)行再結(jié)晶退火,軟化金屬,降低電阻率。 試用位錯(cuò)理論解釋固溶強(qiáng)化,彌散強(qiáng)化,以及加工硬化的原因。 簡答: 固溶強(qiáng)化的可能位錯(cuò)機(jī)制主要是溶質(zhì)原子氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)的釘扎,增加了位錯(cuò)滑移
21、阻力。如溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的彈性交互作用的科垂?fàn)枤鈭F(tuán)和斯諾克氣團(tuán),溶質(zhì)原子與擴(kuò)展位錯(cuò)交互作用的鈴木氣團(tuán)使層錯(cuò)寬度增加,位錯(cuò)難于束集,交滑移困難;溶質(zhì)原子形成的偏聚和短程有序,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)通過時(shí)破壞了偏聚和短程有序使得能量升高,增加位錯(cuò)的阻力,以及溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的靜電交互作用對(duì)位錯(cuò)滑移產(chǎn)生的阻力使材料強(qiáng)度升高。 彌散強(qiáng)化也是通過阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化材料,如位錯(cuò)繞過較硬、與基體非共格第二相的Orowan機(jī)制和切割較軟、與基體共格的第二相粒子的切割機(jī)制。 產(chǎn)生加工硬化的各種可能機(jī)制有滑移面上平行位錯(cuò)間的交互作用的平行位錯(cuò)硬化理論,以及滑移面上位錯(cuò)與別的滑移面上位錯(cuò)林切割產(chǎn)生割階的林位
22、錯(cuò)強(qiáng)化理論。 試說明晶粒大小對(duì)金屬材料室溫及高溫力學(xué)性能的影響,在生產(chǎn)中如何控制材料的晶粒度。 簡答:晶粒大小對(duì)金屬材料的室溫力學(xué)性能可用Hall-Petch公式描述,晶粒越細(xì)小,材料強(qiáng)度越高;高溫下由于晶界產(chǎn)生粘滯性流動(dòng),發(fā)生晶粒沿晶界的相對(duì)滑動(dòng),并產(chǎn)生擴(kuò)散蠕變,晶粒太細(xì)小金屬材料的高溫強(qiáng)度反而降低。 生產(chǎn)中可以通過選擇合適的合金成分獲得細(xì)小晶粒,利用變質(zhì)處理,振動(dòng)、攪拌,加大過冷度等措施細(xì)化鑄錠晶粒,利用加工變形細(xì)化晶粒,合理制訂再結(jié)晶工藝參數(shù)控制晶粒長大。 試用位錯(cuò)理論解釋固溶強(qiáng)化,彌散強(qiáng)化,以及加工硬化的原因。 簡答
23、: 固溶強(qiáng)化的可能位錯(cuò)機(jī)制主要是溶質(zhì)原子氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)的釘扎,增加了位錯(cuò)滑移阻力。如溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的彈性交互作用的科垂?fàn)枤鈭F(tuán)和斯諾克氣團(tuán),溶質(zhì)原子與擴(kuò)展位錯(cuò)交互作用的鈴木氣團(tuán)使層錯(cuò)寬度增加,位錯(cuò)難于束集,交滑移困難;溶質(zhì)原子形成的偏聚和短程有序,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)通過時(shí)破壞了偏聚和短程有序使得能量升高,增加位錯(cuò)的阻力,以及溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的靜電交互作用對(duì)位錯(cuò)滑移產(chǎn)生的阻力使材料強(qiáng)度升高。 彌散強(qiáng)化也是通過阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化材料,如位錯(cuò)繞過較硬、與基體非共格第二相的Orowan機(jī)制和切割較軟、與基體共格的第二相粒子的切割機(jī)制。 產(chǎn)生加工硬化的各種可能機(jī)制有滑移面上平行位錯(cuò)間的交互作用的
24、平行位錯(cuò)硬化理論,以及滑移面上位錯(cuò)與別的滑移面上位錯(cuò)林切割產(chǎn)生割階的林位錯(cuò)強(qiáng)化理論。 金屬晶體塑性變形時(shí),滑移和孿生有何主要區(qū)別? 簡答:滑移時(shí)原子移動(dòng)的距離是滑移方向原子間距的整數(shù)倍,孿生時(shí)原子移動(dòng)的距離不是孿生方向原子間距的整數(shù)倍;滑移時(shí)滑移面兩邊晶體的位向不變,而孿生時(shí)孿生面兩邊的晶體位向不同,以孿晶面形成鏡像對(duì)稱;滑移時(shí)需要的臨界分切應(yīng)力小,孿生開始需要的臨界分切應(yīng)力很大,孿生開始后繼續(xù)切變時(shí)需要的切應(yīng)力小,故孿生一般在滑移難于進(jìn)行時(shí)發(fā)生。 原子擴(kuò)散在材料中的應(yīng)用 簡答: 原子擴(kuò)散在材料中的影響包括晶體凝固時(shí)形核、長大;合金的成分過冷;成分均勻化,包晶
25、反應(yīng)非平衡凝固時(shí)保留高溫組織的特點(diǎn),固態(tài)相變時(shí)的形核,晶界形核、晶界運(yùn)動(dòng)、晶界偏聚、高溫蠕變,氧化,焊接,化學(xué)熱處理(滲C、N等),粉末冶金,涂層等各方面。 簡要說明影響溶質(zhì)原子在晶體中擴(kuò)散的因素。 簡答: 影響擴(kuò)散的因素主要有溫度,溫度越高,擴(kuò)散越快;晶體缺陷如界面、晶界位錯(cuò)容易擴(kuò)散;不同致密度的晶體結(jié)構(gòu)溶質(zhì)原子擴(kuò)散速度不一樣,低致密度的晶體中溶質(zhì)原子擴(kuò)散快,各向異性也影響溶質(zhì)原子擴(kuò)散;在間隙固溶體中溶質(zhì)原子擴(kuò)散容易;擴(kuò)散原子性質(zhì)與基體金屬性質(zhì)差別越大,擴(kuò)散越容易;一般溶質(zhì)原子濃度越高,擴(kuò)散越快;加入其它組元與溶質(zhì)原子形成化合物阻礙其擴(kuò)散。 如何提高固溶體合金的強(qiáng)度 簡答: 固溶強(qiáng)化,細(xì)晶強(qiáng)化,加工硬化,第二相強(qiáng)化,相變(熱處理)強(qiáng)化等 再結(jié)晶與固態(tài)相變有何區(qū)別? 簡答:再結(jié)晶是一種組織轉(zhuǎn)變,從變形組織轉(zhuǎn)變?yōu)闊o畸變新晶粒的過程,再結(jié)晶前后組織形態(tài)改變,晶體結(jié)構(gòu)不變;固態(tài)相變時(shí),組織形態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)都改變;晶體結(jié)構(gòu)是否改變是二者的主要區(qū)別。
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