材基复习题全---复制

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资源描述

1固溶体和金属化合物的特点?(1)固溶体:指溶质组元溶于溶剂晶格中,并保持溶剂组元晶格类型而形成的均匀固体,分为置换固溶体间隙固溶体(2)合金中各组元之间发生相互作用而形成的一种新相2影响固溶体固溶度的因素?a组元的晶体结构类型,b原子尺寸因素,c电负性因素,d电子浓度因素3什么是晶体缺陷,按几何特点分,各自特点,举例说明。晶体缺陷:造成晶体点阵结构周期势场畸变的一切因素。按几何特点分为三类:点、线、面、体缺陷。点缺陷:指空间三维尺寸都很小的缺陷。(空位,间隙原子,置换原子)线缺陷:指二维尺寸小,第三维尺寸大的缺陷。(位错,)面缺陷:指二维尺寸大,第三维尺寸小的缺陷。(外表面,晶界)体缺陷:在三维尺寸较大,如镶嵌。4试比较弗伦克尔和肖特基缺陷的特点?弗伦克尔缺陷:具有足够大能量的原子挤入晶格间隙中,形成间隙原子,留下空位。(无体积变化空位和间隙原子成对出现)肖特基缺陷:原子离开原来格点位,跑到晶体表面或晶界,原来位置空位,形成肖特基缺陷(有体积变化)5刃型位错和螺型位错的特点是什么?刃型位错:a有半原子面b已滑移区与未滑移区的边界线与滑移方向和滑移矢量垂直c滑移面是唯一的d位错周围点阵发生弹性畸变e位错畸变区只有几个原子间距螺型位错:a无半原子面b一定是直线,与滑移矢量平行c滑移面不是唯一的d不引起体积的膨胀和收缩e位错畸变区也是几个原子间距宽度7分析均匀形核时ΔG-r曲线,求出其临界晶核半径的大小。(1)rr*的晶胚:自由能升高,瞬时出现,又瞬时消失,不能长大。(2)rr*的晶胚:一旦出现,不在消失,能长大成为晶核。当rr0时为稳定晶核,当r*-r0时为亚稳定晶核。(3)r=r*的晶胚:长大与消失的趋势相等,为临界晶核。r*为临界晶核半径。只有达到临界半径的晶胚才可能成为晶核。∵r*→ΔG*∴有ΔG=πr3ΔGV+4πr2σ求导8何为临界形核功?求出均匀形核时其大小,并说明其意义。形成临界晶核所需要的能量称为临界形核功。将代入ΔG=πr3ΔGV+4πr2σ得到意义:形成临界晶核时,体积自由能ΔGVL-S↓只能补偿2/3表面能ΔGA↑,还有1/3的表面能必须由系统的能量起伏来提供。9纯金属结晶时以何种方式生长?其条件是什么?a)平面生长b)枝晶生长,条件:晶体是以平面方式生长还是以枝晶方式生长,主要取决于液固界面前沿液体中的温度梯度。10细化金属铸件晶粒的方法有哪些?说明其用途。(1)提高ΔT过冷度,只对小型或薄壁铸件有效(2)变质处理,用于大型铸件(3)振动、搅拌,用于薄壁形状较复杂的铸件。11在正的温度梯度下,为什么纯金属凝固时不能呈树枝状生长,而固溶体合金凝固时却能呈树枝状生长?正温度梯度下纯金属的生长方式为纯平面生长,固溶体合金的生长形态,除了受T梯度影响外,主要受成分过冷的影响。12铁碳合金,随着含碳量的增加,力学性能如何变化为什么当含碳量小于1时,随着含碳量的增加,钢的强度硬度增加,但塑性韧性降低,因为渗碳体起到了良好的作用。当大于1时,……钢的硬度增加,但强度塑性韧性降低,因为二次渗碳体成连续网状分布,使钢脆性增加。13只是共析钢在冷却过程中才有共析转变,对吗?为什么?不对,还有亚共析钢,过共析钢在冷却过程中有共析转变。含碳量在0.0218--6.69之间的铁碳合金都能。14正常凝固与区域熔炼的异同点是什么?正常凝固是将固溶体合金整体融化→定向凝固。区域熔炼是固溶体合金,局部融化→局部凝固。用正常凝固方法提纯不如用区域熔炼方法。15成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式有何影响?1)L-α界面前沿没有成分过冷时,呈平面生长。2)L-α界面前沿有较小的成分过冷时,呈胞状生长。3)L-α界面前沿有较大的成分过冷时,呈枝状生长19为什么在常温下晶粒越细,不仅强度高,而且塑韧性也好强度高,是因为晶粒细,单位面积上的晶粒数多,晶界的总面积大,每个晶粒周围不同取向的晶粒数多,对塑性变形的抗力大;塑韧性好,是因为晶粒细,单位体积中的晶粒数越多,变形可在更多的晶粒中发生,且比较均匀,减少了应力集中,使金属发生很大的塑性变形也不断裂。20简述塑性变形对材料材料的组织和性能的影响。①显微组织的变化,晶粒沿其变形方向伸长,出现各向异性。②亚结构的变化,随着变形量的增加,变形胞的数量增多,尺寸减小。③性能的变化,产生加工硬化。④形变织构⑤残余应力22简述常温下单晶体塑性变形的主要方式,并说明其产生条件①滑移:临界分切应力②孪生:在切应力作用下,发生相对切变③扭折:前两者都不能进行的情况下23冷变形金属在加热时组织和性能有何变化?回复再结晶和晶粒长大三个阶段。在回复阶段,晶粒的形状大小与变形态的相同,保持着纤维状或扁平状。再结晶是畸变度大的地方产生新的无畸变晶粒的核心,直到变为新的无畸变的细等轴晶粒。最后新晶粒互相吞食而长大,得到稳定的尺寸。性能:强度硬度下降,电阻率下降,回复是晶粒尺寸变化不大,后期增大,密度增大。回复是,宏观内应力消除,而微观内应力通过再结晶消除。储能的释放达到最高峰。24影响再结晶温度的因素有:①变形程度:冷变形程度增加,再结晶容易发生,再结晶温度低。当变形量达到一定程度,T再趋于一定值②原始晶粒尺寸:原始晶粒越细小,容易发生再结晶,使T再降低。③微量溶质原子:可显著提高T再④第二相粒子:尺寸和间距都较大时,易发生再结晶,使T再降低,尺寸和间距都很小时,阻碍了再结晶,使T再提高。⑤再结晶退火工艺参数:加热速度过慢或极快,均使T再升高,保温时间越长,T再越低。保温时间越长,T再越低。26影响再结晶后晶粒大小的因素:①变形度②退火温度③原始晶粒④合金元素和不熔杂质⑤加热速度27何为稳态扩散和非稳态扩散?稳态扩散:质量浓度不随时间而变化。非稳态扩散:浓度随时间而变化的扩散。28何为化学扩散和自扩散?化学扩散:由于浓度梯度所引起的扩散。自扩散:不依赖浓度梯度,而仅由热振动而产生的扩散。29写出扩散系数的一般表达式,说明Q的意义。D=D0exp(-Q/kT),间隙原子的扩散激活能Q=△UV+△U置换型扩散比间隙型扩散所需的激活能要大。30影响扩散的因素有哪些?①温度:温度越高,扩散系数越大。②固溶体类型:间隙扩散激活能比置换扩散激活能小得多。③晶体结构:结构不同溶解限度不同,影响扩散速率。④晶体缺陷⑤化学成分⑥应力的作用:应力越大,原子扩散的速度越大。31共析钢奥氏体的形成过程分为几个阶段?①奥氏体形核②奥氏体晶核长大③残余渗碳体溶解④奥氏体均匀化化的因素:①化学成分的影响②冷却速度的影响概念:1、晶体:物质的质点(分子、原子或离子)在三维空间呈规则的周期性重复排列的物质。2.空间点阵:把质点看成空间的几何点,点所形成的空间阵列。3.晶格:用假想的空间直线,把这些点连接起来,所构成的三维空间格架。4.晶胞:从晶格中取出具有代表性的最小几何单元。5、配位数:指晶格中任一原子周围所具有的最近且等距的原子数。6、致密度:K=晶胞中原子所占体积/晶胞体积=晶胞中原子数*原子体积/晶胞体积7、固溶体:指溶质组元溶于溶剂晶格中,并保持溶剂组元晶格类型而形成的均匀固体。8、置换固溶体:溶质原子占据溶剂晶格的某些结点位置而形成的固溶体。9、间隙固溶体:溶质原子占据溶剂晶格间隙而形成的固溶体。10、间隙相:当r非/r金<0.59时,形成具有简单晶格的化合物11、肖特基缺陷:原子由于热振动脱离正常结点后,跑到晶体表面构成新的一层,这种缺陷称为肖特基缺陷。12、弗仑克尔缺陷:原子由于热振动脱离正常结点后,跑到间隙处即产生一个空位的同时,出现一个间隙原子,这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。13、刃型位错:位错线与滑移矢量垂直的位错14、螺型位错:位错线与滑移矢量平行的位错15、过冷现象:金属的Tn总低于Tm这种现象16、过冷度:金属的实际结晶温度(Tn)与理论结晶温度(Tm)之差17、临界过冷度。结晶可能开始进行的最小过冷度18、临界形核功:形成临界晶核所需要的能量19、枝晶偏析:一个晶粒内或一个枝晶间化学成分不同的现象20、晶间偏析:各晶粒之间化学成分不均匀的现象21、共晶转变:由固定成分的L,在恒温下同时结晶出两种固定成分的固相的转变21、包晶转变:由一定成分的固相与一定成分的液相在恒温下生成另一个一定成分的固相转变22、共析转变:一定成分的固相在恒温下生成另外两个一定成分的固相转变23、铁素体:C溶于α-Fe中形成的间隙固溶体24、奥氏体:C溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体25、平衡分配系数:26、成分过冷:将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷27、伪共晶:由共晶成分附近的非共晶成分的合金,经快冷后得到全部的共晶组织28、离异共晶:先结晶相的量共晶组织的量,使共晶组织中与先结晶相相同的那一相,依附在先结晶相上生长,剩下的另一相则单独在晶界处凝固,从而使共晶组织特征消失,这种两相分离的共晶称为离异共晶29.包申格效应:材料经预先加载产生少量塑性变形,然后同向加载则σe升高,反向加载则σe降低的现象30.内耗:加载时消耗与材料的变形功大于卸载时材料恢复时所释放的变形功,多余部分备材料内部所消耗。31.软位向:当外力与滑移面和滑移方向的夹角都接近45°时,取向因子最大,σS最小,容易产生滑移,此时的位向称为软位向32.硬位向:当外力与滑移面平行(φ=90°)或垂直(λ=90°)时,取向因子最小,σS为无限大,不可能产生滑移,此时的位向称为硬位向;33.滑移:在切应力作用下,晶体的一部分沿着一定晶面(滑移面)和一定晶向(滑移方向)相对另一部分发生相对位移的现象34.滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来称为一个滑移系35.临界分切应力:能引起滑移的最小分切应力36.孪生:在切应力作用下,晶体的一部分以一定的晶面(孪生面)为对称面和一定的晶向(孪生方向)与另一部分发生相对切变的现象37.固溶强化:溶质原子的存在及其固溶度的增加,使基体金属的变形抗力提高38.弥散强化:由于第二相呈点状弥散分布在基体内,使其强度、硬度明显升高的现象39.加工硬化:金属材料经冷加工变形后,强度、硬度显著提高,而塑性、韧性下降的现象40.变形织构:由于变形而使晶粒具有择优取向的组织41.再结晶:指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程42.冷加工:小于再结晶温度的加工43.热加工:大于再结晶温度的加工44.化学扩散:由于浓度梯度所引起的扩散45.自扩散:不依赖浓度梯度,而仅由热振动而产生的扩散46.稳态扩散:质量浓度不随时间而变化47非稳态扩散:浓度随时间而变化的扩散48.贝氏体:含碳过饱和的F和Fe3C组成的混合物49.回火:将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度,保温,冷却的热处理工艺50回火脆性:随回火温度升高,在某些温度范围内出现冲击韧性大大降低的现象:51.调质处理:淬火+高温回火52.过冷奥氏体:存在于A1温度以下的不稳定奥氏体53.临界冷却速度:获得全部M的最小冷却速度54.热处理:在生产中,通过加热、保温和冷却,使钢发生固态转变,借此改变其内部组织结构,从而达到改善力学性能的目的的操作55.退火:将钢加热到临界点温度以上或以下,保温一定时间,缓冷到500℃以下空冷,得到接近平衡状态的组织的热处理58.再结晶退火:冷变形金属加热到再结晶温度以上,保温适当的时间,使变形晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒,这种热处理工60.马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体61.淬火:将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上,保温后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体(或下贝氏体)组织的一种工艺65.渗碳:指向钢的表面渗入碳原子的过程⑷弹性后效:在弹性极限范围内,应变滞后于外加应力,并和时间有关的现象称为弹性后效。合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼,烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。16.离子化合物结合的几个规则⑴离子配位多面体规则(鲍林第一规则):在离子晶体结构中,每个正离子周围都形成一个负离子配位多面体;正负离子间的平衡距离取决于正负离子的半径之和;正离子配位数取决于正负离子半径之比。⑵电价规则(鲍林第二

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