材料工程基础复习题

1、1 、热处理： 将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面 组织，从而获得所需性能的工艺过程。 2、起始晶粒度：钢在临界温度以上A形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时晶粒大小。 3、本质晶粒度： 表征钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向。 本质粗晶粒钢： 奥氏体晶粒随温度的升高而且迅速长大。 4、本质细晶粒钢： 奥氏体晶粒随温度升高到某一温度时，才迅速长大。 5、实际晶粒度： 某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度，它决定钢冷却后的 组织和性能。 6、奥氏体：C在丫-Fe中的固溶体 奥实体化：在A1以上的加热，目的是为了获得均匀的奥氏体组织，这一过程称为奥实体化。 合金

2、钢中的奥氏体： 碳和合金元素溶于丫 -Fe中的固溶体。（合金元素如 Mn、Si、Cr、 Ni、Co等在丫-Fe中取代Fe院子的位置形成置换固溶体） 7、珠光体： 铁素体和渗碳体的机械混合物，渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上 8、贝氏体： 渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物。 9、马氏体：C在 a-Fe中的过饱和间隙固溶体，具有很大的晶格畸变，强度很高。 10、 回火马氏体：100350 C回火所得，是极细的双介质淬火 At M ;分级淬火At M，略高于Ms点 保温；等温淬火(或称贝氏体淬火)A t B下，稍高于Ms冷却并保温；预冷淬火(或称冷 待淬火) AtM。 (1) 单介质淬

3、火： 将奥氏体状态的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。 (2 )双介质淬火：先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点温 度时，再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变。 (3) 分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入略高于钢的 Ms点的盐浴或碱浴炉中保温， 当工件内外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变。 (4) 等温淬火：将奥氏体化后的工件在稍高于 Ms温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时 间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。 (5) 预冷淬火： 将奥氏体化后的工件先在空气或热水中经过一段时间的预冷，待工件温度 降至临界点稍上一

4、点温度后再淬入冷却介质中的淬火方法。 43 、淬透性、淬透层深度和淬硬性的区别。 淬透性： 是钢在淬火时形成马氏体的能力，是钢在规定条件下的一种工艺性能。 淬透层深度： 是指实际工件在具体条件下淬火得到表面马氏体到半马氏体处的距离，它与 钢的淬透性、工件的截面尺寸和淬火介质的冷却能力有关。淬透性好，工件截面尺寸小，淬 火介质的冷却能力强，则淬透层深度越大。 淬硬性： 指钢淬火后能达到的最高硬度，主要取决于马氏体的含碳量。 44 、45钢经不同热处理后的性能及组织(可能出应用题) 组织：退火：P+F ;正火：S+F ;淬火+低回：M回；淬火+高回：S回 性能总结 强度硬度：低温回火 高温回火 正

5、火 退火 韧性塑性：高温回火 正火退火低温回火 抗冲击能力：高温回火 正火 退后低温回火 45 、预备热处理和最终热处理的概念。 预备热处理： 零件加工过程中的一道中间工序 （也称为中间热处理 ），其目的是改善锻、铸毛 坯件组织、消除应力，为后续的机加工或进一步的热处理作准备。 最终热处理： 零件加工的最终工序， 其目的是使经过成型工艺达到要求的形状和尺寸后的零 件的性能达到所需要的使用性能。 46、为何A晶核优先在F与Fe3C相界产生？ （1）F和Fe3C界面两边的C浓度差最大，有利于为 A晶核的形成创造浓度起伏条件； （2） F和Fe3C界面上原子排列较不规则，有利于提供A形核所需的结构起

6、伏和能量起伏条 件。 （3）F和Fe3C界面本来已经存在，在此界面形核时只是将原有界面变为新界面，总的界 面能变化较小。 47 、非工析钢与共析钢的相同点与不同点？ 亚共析钢与过共析钢珠光体加热转变为奥氏体过程与共析钢转变过程一样，即在 Ac1 温度以 上加热无论亚共析钢或是过共析钢中的P均要转变为A。不同的是还有亚共析钢的 F的转变与 过共析钢的Fe3C n的溶解。更重要是 F的完全转变要在Ac3以上，Fe3C n的完全溶解要在 温度Accm以上。即亚共析钢加热后组织全为奥氏体需在Ac3以上，对过共析钢要在 Accm 以上。 48 、为什么在奥氏体转变初期和转变后期，转变速度都不大，而在转变

7、达 50% 左右时转变速度最大？ 转变初期只有少量的 A 核心形成并长大，因而转变速度较小。以后随等温时间的延长，不断 有新的核心形成并长大，因而转变越来越快。当转变量超过 50% 以后，相当多的 A 晶粒已 长大并互相接触而停止长大，这时尚未转变的 F与Fe3C界面也愈来愈少，形核率相应减小， 因而转变速度又逐渐减小。 49 、影响奥氏体转变速度的因素 (1 )加热温度和保温时间，保温时间越长、加热温度越高、奥氏体化越快。(2)加热速 度，加热速度越大，则孕育期越短，奥氏体化开始和终了温度越高，所需时间越短。 (3 )原始组织，原始组织中Fe3C为片状时，Fe3C片间距越小，相界面积越大，

8、A形核速度 越大；此时，A中的C浓度梯度也越大，A长大越快。 (4) 钢的碳含量：Cff F与Fe3C的相界面积f宀原子扩散系数f A形成速度f C ff碳化物数量ff剩余碳化物溶解时间ff A均匀化的时间f (5 )合金元素 ：加快奥氏体化 ：钴、镍 ;减慢奥氏体化：铬、钼、钒 50 、贝氏体的分类性能 按转变温度的高低分为上贝氏体和下贝氏体。( 1)上贝氏体： 铁素体片较宽，塑性变形抗 力较低；同时渗碳体分布在铁素体片之间，容易引起脆断，因此强度和韧性都较差。 (2) 下贝氏体： 铁素体针细小，无方向性，碳的过饱和度大，位错密度高，且碳化物分布 均匀、弥散度大，所以硬度高，韧性好，具有较好

9、的综合机械性能。 51 、板条马氏体与片状马氏体 (1)板条马氏体：低碳钢、中碳钢形成，显微组织由许多成群的板条组成，亚结构主要为位 错，也称位错马氏体。 (2) 片状马氏体：纤维组织为针状或竹叶状，存在孪晶，也称孪晶马 氏体。( 3)碳含量在 0.6%以下时基本上为板条马氏体；大于 1.0% 大多是针状马氏体，在 0.61.0 之间为板条和针状马氏体的混合组织。 （4 ）性能：板条马氏体强度高、塑性韧性较好；针状马氏体存在过饱和度大、内应力高、 存在孪晶结构，硬而脆，塑性、韧性极差，但晶粒细化得到的隐晶马氏体却有一定的韧性。 52 、马氏体转变的特征： （1）非扩散型转变；（ 2 ）形成速度

10、很快；（ 3）转变不彻 底，总留有残余奥氏体；（ 4 ）体积膨胀；（ 5）化学成分不变；（ 6）切切变共格性；（ 7） 新旧相之间具有一定的位相关系；（8）需要很大的过冷度（几百C）；（9）马氏体转变 在一个温度范围内进行；（ 10 ）应力对马氏体转变有很大影响。 53 、有一批45 钢普通车床传动齿轮，其工艺路线为锻造 -热处理-机械加工 -高频 淬火-回火。试问锻后应进行何种热处理？ 采用正火或退火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性。 54 、为何不同温度下过冷 A 稳定性不同？ （1 ）过冷度较小时，由于过冷 A和P之间的自由能差较小（相变驱动力较小），过冷 A比较 稳定，故孕育期

11、很长，转变所需总时间也很长；（2）温度下降，过冷度增大，新旧相之间 的自由能差不断加大，过冷 A 的稳定性最低，孕育期最短，转变速度最快；（3）继续降低 温度， 新旧相的自由能差不再起主导作用， 原子扩散能力起主导作用， 温度降低使扩散过程 越来越困难，过冷A的孕育期和转变时间逐渐增长。 55、CCT曲线与TTT曲线之间有何差异？ （1 ）共析钢过冷 A 连续冷却转变曲线中没有奥氏体转变为贝氏体的部分在连续冷却转变 时得不到贝氏体组织。（2）与共析钢的TTT曲线相比，共析钢的 CCT曲线稍靠右靠下一点， 表明连续冷却时，奥氏体完成珠光体转变的温度较低，时间更长。（3） CCT曲线较难测定， 一

12、般用过冷A的TTT曲线来分析连续冷却转变的过程和产物，但要注意二者之间的差异。 56、碳含量对C曲线有何影响 （1 ）亚共析和过共析钢的 C曲线中有先共析相析出线；（2）共析钢（C%=0.77% ）的过冷 A最稳定，C曲线最靠右；（3）亚共析钢的过冷A稳定性随含C量降低而降低，C曲线向左边移 动； 过共析钢的过冷A稳定性随含C量增加而降低，C曲线向左边移动；（5）A中的含C量越高, Ms点越低，RA越多；原因：在Ac1以上温度时，随钢中碳含量增大，奥氏体碳含量不增 高，而未溶渗碳体量增多，因它们能作为结晶核心，促进奥氏体分解，所以C曲线左移。 57 、为什么淬火钢需要进行回火处理？（重要的）

13、淬火虽然使钢获得了较高的 硬度和强度，但钢的弹性、塑性、韧性较低，淬火内应力较大，组织也不稳定。淬火件未经 回火在室温下长期放置， 淬火组织将由亚稳定状态向稳定状态转变， 并伴随有应力的变化及 体积的改变，可能导致工件变形、裂纹甚至断裂。 回火可以减小淬火钢件的内应力、降低脆 性，提供塑性、 韧性和组织稳定性， 得到强韧性良好配合的最佳使用性能。 对某些含氢量较 高易于产生氢脆的钢件，回火还可以起到除氢的作用，故淬火需要进行回火处理。 58 、回火过程中产生的回火脆性以及预防措施和二次硬化现象 回火脆性：回火温度升高时，钢的冲击韧性在 250400 C和450650 C两个区间冲击韧性 明显下

14、降，这种催化现象称为回火脆性。（ 1 ）第一类回火脆性：原因是在 250 C以上回火 时，碳化物薄片沿板条马氏体的板条边界或针状马氏体的孪晶带和晶界析出，破坏了马氏体 之间的链接，降低了韧性。这类回火脆性无法避免，回火时避开此温度区间。 （2）第二类回火脆性：原因是磷、锡、铅、砷等杂质元素在原奥氏体晶界上偏聚，或以化 合物形式析出，降低了晶界的断裂强度。 防止第二类回火脆性的方法： a）对于用回火脆性敏感钢制造的小尺寸的工件，可采用高温 回火后快速冷却的方法； b）通过提高钢的纯度，减少钢中的杂质元素，以及在钢中加入 Mo、W等合金元素，来一直杂质元素向晶界偏聚，从而降低钢的回火脆性; c)对

15、亚共析钢可采用在 A1A3临界区加热亚温淬火的方法，使P等有害杂志元素涌入铁素 体中，从而减小这些杂志在原始奥氏体晶界上的偏聚，可显著减弱回火脆性。d )采用形变 热处理方法也可以减弱回火脆性。 二次硬化：钢中加入 Mo、W、V、Ti、Nb、Co等元素时，经淬火并在 500600 C区间回 火时， 不仅硬度不降低， 相反可升高到接近淬火钢的硬度值， 这种强化效应，称为合金钢二 次硬化。 59 、亚、共、过的淬火加热温度为多少？为什么选择这样的加热温度？ (1 )亚共析钢的淬火温度一般为 Ac3以上30 C 50 C。亚共析钢加热到 Ac3以下时，淬 火组织中会保留先共析 F,淬火后会出现软点，

16、使硬度达不到要求；同时由于这种组织的不 均匀性，还可能影响回火后的机械性能。但为了不致于引起A晶粒的粗化以及尽可能减小淬 火缺陷，温度还不能过高，一般为 Ac3以上30 C 50 C。 (2 )过共析钢的淬火温度一般为 Ac1以上30 C 50 C。过共析钢在淬火加热前都要经过 球化处理， 如果网状渗碳体存在， 则应先正火予以消除， 然后再加热淬火； 故加热至 Ac1 以 上时，其组织是A和一部分未溶的粒状碳化物(渗碳体)。淬火后，A转变为M，未溶碳化 物被保留下来，这不但不会降低钢的硬度，反而对提高耐磨性有利。 (3) 共析钢淬火温度低于 Accm。A中溶入C量增加使Ms点降低，淬火后残余

17、A量增多，使 钢 的硬度下降； A 的晶粒粗化，淬火后得到粗大 M ，增大脆性；钢的脱碳氧化严重，降低淬 火钢的表面质量；增大淬火应力，从而增大工件变形与开裂倾向。 60 、对于大型铸件为什么需要均匀化退火？通过热处理能否完全改善钢中的偏 析？为什么？ 大型铸件在结晶过程中会发生偏析现象， 造成大型铸件成分差异大， 组织与 性能不均匀，导致压力加工或热处理时形成废品以及机械性能恶化。 通过均匀化退火可以有效改善钢中偏析，防止带来危害。对于未开坯或铸造的大型原件铸态 组织未被破坏，无法完全改善钢中的偏析。 61、共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线 Ps过冷A转变为P型组织开始线 Pf过冷A转变为P

18、型组织终了线 KK 过冷A转变中止线 Vk 上临界冷却速度， 共析钢以大于该速度冷却时， 由于遇不到P转变线， 得到马氏体（M ）组织。 V下临界冷却速度， 727 C 上HRCto M 下贝氏侏 S 皿 儿5 1 2 * Bis 301 2 4 巧3Q I 2 * 8 店 抄份H （1 ）温度，粘度随温度的提高而降低；（2 ）化学成分，共晶成分的液态合金的粘度最低; 共析钢以小于该速度冷却时，得到全部P型组织。 亚共析钢与共析钢连续冷却转变的差异 亚共析钢过冷A在高温时有一部分将转变为F,而共析钢没有 F的转变。 亚共析钢过冷 A在中温转变区会有少量贝氏体（上B）产生，共析钢没有。 过共析钢

19、与共析钢连续冷却转变的差异 过共析钢过冷 A在高温区，将首先析出二次渗碳体（ Fe3C n）,而后转变为其它组织。 由于过共析钢奥氏体中碳含量高，所以油冷、水冷后的组织中应包括残余奥氏体（AR ）。 过共析钢与共析钢一样，其冷却过程中无贝氏体（B）转变。 1、影响金属熔体粘度的因素有哪些？ 3 ）固态颗粒含量，粘度随颗粒体积百分含量的提高而提高。 2、液态金属的有哪些重要的性质。 （1 ）液态金属的结构 ,短程有序、长程无序； （ 2）液态金属的粘度； （3 ）液态金属的表面张力； （4）金属凝固时的体积变化 3、简述液态金属的结构。 液态金属的短程有序、长程无序结构。 （ 1）原子团（由十几

20、到几百个原子组成）内，原子 间仍然保持较强的结合力和原子排列的规律性， 既短程有序；（ 2）原子团间的距离增大 （产 生空穴），结合力减小，原子团具有流动性质； （3）存在能量起伏和结构起伏； （ 4）随温度 的提高，原子团尺寸减小、流动速度提高。 4、金属氧化的热力学判据是什么？ 在标准状态下， 金属的氧化趋势、 氧化顺序和可能的氧化烧损程度， 一般可用氧化物的标准 生成自由焓变量厶GO,分解压Po2或氧化物的生成热 H0作判据。通常 GO、Po2或凹0 越小，元素氧化趋势越大，可能的氧化程度越高。 5、氧化精练的原理和过程是什么？ 原 理：利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排除。 工

21、艺步骤：（1）将杂质元素及部分基体金属氧化； （2）去除杂质元素氧化物； （ 3）将氧化的基体金属氧化物还原。 6、氧化精炼的实质及热力学条件是什么？ 氧化精炼的实质是利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排除的过程； 热力学条件是：杂质元素对氧的亲和力大于基体金属对氧的亲和力。 7、金属挥发的影响因数有那些？ 2 ）金属及合 1 ）熔体温度；温度越高,蒸气压越大,挥发速率越快,挥发损失就越大； 3 ）炉膛压力，炉膛压力对金属 金元素；蒸气压大，蒸发热小，沸点低的金属易发损失； 挥发损失影响很大。一般压力越小，挥发损失越大， （ 4）其他因素；时间、比表面积和氧 化膜的性质。 8、简述夹渣的

22、来源及去除方法； （1 ）来源可分为外来夹渣和内生夹渣两种。外来夹渣是由原材料带入的或在熔炼过程中进 入熔体的耐火材料、 熔剂、锈蚀产物、炉气中的灰尘以及工具上的污物等。 内生夹渣是在金 属加热及熔炼过程中，金属与炉气和其他物质相互作用生成的化合物（如氧化物、碳化物、 氮化物和氢化物等）。（2）去除方法：a）静置澄清法；b ）浮选法；c）熔剂法；4）过滤法 9、金属熔体中气体的存在形式有哪些？ 气体在铸锭中有三种存在形态：固溶体、化合物和气孔。 10 、影响金属熔体中含气量的因素有哪些？ （ 1 ）金属和气体的性质； （ 2 ）气体的分压； （ 3 ）温度；（ 4 ）合金元素 11 、简述分压

23、差脱气精练的原理和方法。 分压差脱气精炼法可分为气体脱气法、熔剂脱气法，沸腾脱气法和真空脱气法四种。 （1）气体脱气法：a）惰性气体精炼：惰性气体是指那些本身不溶于金属熔体，且不与熔 体发生化学反应的气体，如铝合金常用的氮气和氩气等。b）活性气体精炼（铝合金用 氯气脱气效果较好）2AI+3CI 2=2AICI 3 f （主要反应）2H+CI 2=2HCI f c）混合气体精炼，混合气体精炼能充分发挥惰性气体和活性气体的长处，并减免其害处 （2 ）熔剂脱气法：使用固态熔剂脱气时，将脱水的熔剂用钟罩压入熔池内，依靠熔剂的热 分解或与金属进行的化学反应所产生的挥发性气泡，达到脱氢的目的。 （3）真空

24、脱气法：一般在 10 托真空度下能使铝熔体中的氢含量降到 0.1cm 3/100g 。 12 、什么叫溶质再分布？ 溶质再分布是合金在非平衡凝固时，铸件成分偏离原始成分、 随凝固过程和条件不同，先后凝固部分的成分不均匀、不一致的现象。 13 、配料的计算方法和过程是怎么样的？ 配料计算程序如下： 首先计算包括熔损在内的各成分需要量； 其次计算由废料带入的各成分 量；再计算所需中间合金和新金属料量；最后核算。 配料计算的其他方法： 配料计算其实是基于元素的含量平衡而进行的， 因此在数学上有许多 方法， 如用求解多元一次方程的方法， 设所需要的物料量为未知数， 以每种元素平衡为一个 方程，建立方程

25、组进行求解即可。 14、什么叫成分过冷？ 如果界面前沿液体的实际温度 T实低于Tl,则这部分液体处于 过冷状态。这一现象称为成分过冷。 15 、什么是中间合金,采用中间合金的理由是什么 ？ （1 ）中间合金：将有些单质做成合金,使其便于加入到合金中,解决烧损,高熔点合金不 易熔入等问题同时对原材料影响不大的特种合金。（2）理由：a）是为了便于加入某些熔点 较高且不易溶解或易氧化、挥发的合金元素，以便更准确地控制成分；b ）使用中间合金作 炉料,可以避免熔体过热、缩短熔炼时间和降低熔损。 16 、为什么在非平衡凝固条件下,单相合金凝固铸件中会出现共晶体？ 凝固过程中溶质再分布的基本关系式 CS*

26、=kC 0 （1-f S）（k-1） CL*=C L= C 0fL（k-1） 在这一情况下的溶质再分布,会导致铸锭成分分布不均匀,在凝固后期,液相成分远高 于Co,甚至可达到共晶体分成 Ce,使单相合金铸锭中出现共晶组织。 17 、成分过冷是怎样影响铸件组织的形态的？ 随着成分过冷由弱到强, 单相合金的固 /液界面生长方式依次成为平面状、胞状、 胞状-树枝 状四种形式,得到的晶体相应为平面柱状晶、胞状晶、胞状枝晶以及柱状枝晶和自由枝晶。 Gl大，界 1）平面柱状晶： GL/R 很大时不出现成分过冷。此时界面以平面状生长。由于 -熔点有关）中，会立即被 面某处偶然有个别晶体凸出生长，便伸入到过热

27、的液体（与成分 熔化， 使界面仍保持为平面。在这种情况下， 只能随着热经凝壳向外导出， 界面才能继续向 前推进。（2）胞状晶：若出现成分过冷，固 / 液界面便不能保持平面状，凝固将在界面过冷 度较大的地方优先进行，即在溶质偏析度较小的地方优先进行。它是在成分过冷较弱，或 Gl较大、R较小的条件下形成的。（3）胞状枝晶以及柱状枝晶：随着凝固速度 R的增大， 成分过冷增强， 胞状晶将沿着优先生长方向加速生长， 其横断面也受晶体学因素的影响而出 现凸缘结构；凝固速度进一步增大，该凸缘会长成锯齿状，即形成二次枝晶。（ 4）自由枝 晶：其形成条件是要有较强的成分过冷或较小的 G1/R 值。 成分过冷越强

28、，界面处成分过冷 度越小，在界面前沿液体中越易于形成自由枝晶。 18 、细晶强化的原理是什么？ 晶粒越细，单位体积内的晶界面积越多，对位错的阻碍作用越大，金属的强度越高。 19 、细化铸锭组织的方法有哪些？ （1）增大冷却强度； （2）在保证铸锭表面质量的前提下，宜用低温浇注；（3）加强金属液 流动a）改变浇注方式b ）锭模周期性振动 c）超声波细化技术 d ）搅拌；（4）变质处理。 20 、试分析溶质再分布、成分过冷对铸锭组织的影响。 在凝固过程中，由于偏析使固 / 液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度 减小，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于游离。 成分过

29、冷的作用：a）溶质偏析造成过冷度不一致使界面不稳定；b）晶粒或枝晶根部形成 缩颈；c）界面液态内的过冷度大，有利于晶粒的存在和生长。 21 、带状偏析是怎样产生的？ 在界面上偏析较小的地方， 晶体将优先生长并突破偏析层， 长出分枝， 富溶质的液体被封闭 在枝晶间， 当枝晶断续生长并与相邻村枝晶连接一起时， 形成宏观的平偏析界面。 带状偏析 的形成与固 / 液界面溶质偏析引起的成分过冷有关。 22 、主要的凝固缺陷有哪些？ 偏析、缩孔、裂纹、气孔及非金属夹杂物 23 、产生缩孔和缩松的原因是什么？ 产生缩孔和缩松的最直接原因， 是金属液凝固时发生的凝固体收缩。 纯金属和共晶合金的凝 固收缩只是相

30、变引起的， 故与温度无关。 （是等温相变收缩） 具有一定结晶温度范围的合金， 凝固体收缩是相变和温度变化引起的， 故与结晶温度范围有关， 因而与合金成分有关。 缩松 的产生还与熔体含气量有关。 24 、铸锭过程中的热应力是怎样产生的？ 热应力是铸锭凝固过程中温度场（变化）引起的：凝固开始时，铸锭外部冷得快，温度低， 收缩量大； 内部温度高， 冷得慢， 收缩量小。 由于收缩量和收缩速率不同， 铸锭内外层之间， 便会互相阻碍收缩而产生应力。温度高收缩量小的内层会阻碍温度低收缩量大的外层收缩， 使收缩量大的外层受拉应力（ + ），收缩量小的内层则受压应力（ -）。 25 、为什么说铸锭中气孔的形成只

31、可能是非均匀形核？ 由于气体原始浓度 C0 一般较小， 而凝固速度通常又较大， 因而仅靠气体偏析来增大固 /液界 面前沿浓度，促使气泡均质形核是非常困难的，甚至是不可能的。 PEP外=Po+ pg h + 2 d /r，当r很小时，所需的P很大，大到不可能实现的程度。 因此， 气泡的形核有且只有是非均匀形核。 26 、你怎么知道某种材料的化学成分？ 根据熔炼合金的化学成分、 加工和使用性能， 确定其计算成分。 计算成分的选择还与合金的 用途及使用性能、 加工方法及工艺性能、 合金元素的熔损、 杂质的吸收和积累以及节约贵重金属的考虑等有关。一般是取各元素的中限（即平均成分）作为计算成分。 27

32、、什么是计算成分？ 一般是取各元素的中限（即平均成分）作为计算成分。 28 、熔铸材料所用的料有哪些？ 新金属料、废料及中间合金 29 、什么是平衡分布系数？ 它表示同一温度下固相成分 Cs与其相平衡的液相成分 Cl之比值，即：k=Cs/CL 30 、什么是变质处理？ 变质处理是指向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或改 变晶体生长过程，使铸态组织细化的一种方法 31 、什么是微观偏析？什么是宏观偏析？ 微观偏析是指一个晶粒范围内的偏析，宏观偏析是指较大区域内的偏析 32 、什么是合金化？ 以扩散和化学反应为标志，形成合金。 33 、固态下发生合金化的根本原因（基本原理）是什么？ 利用机械作

33、用使原料发生强烈的变形及粉碎。 并在不断的变形、 粉碎及焊合的循环中发生合 金化， 形成均匀成分的合金。其中引入大量应变、 缺陷以及纳米量级的微结构，因而具有特 殊的热力学和动力学特征，可以制备出在常规条件下难以合金化的新合金。 34 、机械合金化的技术特点是什么？ （1 ）工艺简单，过程容易控制； （ 2）能在室温下实现合金化； （3）与粉末冶金及自蔓延高 温合成工艺相比，机械合金化不受混料均匀化的制约，将原料混合及合金化一次完成；（4） 制备体系范围大； （ 5 ）诱发固态相变，制备非晶及准晶材料，从而避开了准晶、非晶形成 时对熔体冷速及形核条体的苛刻要求。 6）可形成稳态相，也可制备出一

34、系列的纳米晶材 8） 料和过饱和固溶体等亚稳态材料； （7 ）能实现弥散、固溶和细晶三位一体的强化机制； 可诱发在常温或低温下难以进行的固 -固，固 -液和固 - 气多相化学反应。 35 、细化晶体尺寸有什么好处？ 细化晶粒不仅提高金属的强度， 同时还提高其韧性。 前者是因为晶界阻碍滑移， 后者是因为晶界不仅阻碍裂纹的扩展， 而且随着晶界数量的增多， 在每一晶界处的应力集中更小了。是唯一一种同时可以增大强度及韧性的方法。 36 、举两例说明 SHS 技术在材料制备上的应用有哪些？ （1 ）（化合物）粉体合成； （2）块材制备； （3）制备复合材料； （4 ）制备蜂窝状陶瓷材料； （5）制备单晶

35、体； （ 6 ）制备超导材料 37 、7000 系铝合金可用什么方法保证其强度和抗应力腐蚀能力？ 弥散强化 38 、多孔 Ni-Ti 合金可用什么方法制备？ 自蔓延高温合成 39 、你还知道什么其他材料制备新技术？ 离子注入和离子束沉积制备技术、外延生长薄膜制备技术 40 、什么叫绝热温度？ 绝热温度是假设体系在没有热量损失的条件下，化学反应放出 的热量使体系能够达到的最高温度。 41 、什么叫梯度功能材料？ 梯度功能材料是一类组成结构和性能在材料厚度或长度方向连续或准连续变化的非均 质复合材料，其最大特点是克服了两种性能完全不同材料接触界面处产生的物理、化学和 力学不相容性。 42 、什么叫

36、机械合金化？ 机械合金化是将不同成分的粉末在高能球磨机中进行较长时 间的研磨，使其在固相状态下达到合金化。 43 、什么叫自蔓延高温合成？ 自蔓延高温合成是指利用外部提供必要的能量诱发高放 热化学反应体系局部发生化学反应（点燃） ，形成化学反应燃烧波，此后化学反应在自身放 出热量的支持下继续进行，直至反应结束。 44 、MA 方法获得纳米晶、非晶材料的机制是什么？ （1 ）纳米晶材料的形成机制：在高应变速率下，由位错密集网络组成的切变带的形成是主 要的形变机制。这些变形集中的切变带宽约 0.11卩m,球磨初期位错密度增大，原子级应 变亦随之增大。 当达到某一位错密度时， 晶粒解体为由小角度晶界

37、分隔的亚晶粒并导致原子 级水平应变下降。 继续球磨, 切变带中的亚晶粒进一步细化到最终晶粒尺寸, 晶粒间的相对 取向演变为大角度晶界的无规则取向。 由于纳米晶粒本身位错密度极低, 当粉末达到完全纳 米晶结构时, 开动纳米晶粒内的位错需要克服极大的阻力, 因此以后的变形主要通过晶界的 滑动来实现,最终形成无规则取向的纳米晶材料。 （2）非晶态合金的形成机制：目前主要有两种：一种是固态反应机制,由于终态的非晶相 比起始态的组元具有更低的自由能,可保证非晶形成的热力学条件。反应形成非晶核之后, 组元间通过互扩散, 使非晶核长大, 最终形成非晶材料。 另一种为缺陷形成机制, 即研磨引 入的缺陷增多,导

38、致体系混乱度增大而非晶化。 45 、自蔓延高温合成有哪些特点？ （1 ）除了需要提供少许的点火能量外,反应基本上是在自身所产生的能量推动下进行的, 最大限度地利用了原子间的化学能, 与其它方法需使用大量的电能、热能、 机械能相比,该 工艺具有明显的节能效果。 （节约能源）；（2）整个过程通常在几秒钟或几分钟之间就完成, 因而其生产效率极高。 （快速高效） ；（3 ）设备简单,固定资产投入低； （4 ）反应过程燃烧 5）升温 波前沿的温度极高,可蒸发掉原始坯样中的杂质元素,得到高纯度的合成产物； 6）然 及冷却速度极快，易于形成高浓度缺陷和非平衡结构，生成高活性的亚稳态产物； 而这一方法也存在产

39、物一般为多孔状、 有时反应不完全等缺陷， 通过采用加压烧结、 改善反 应条件等措施，这些问题可以得到解决。 46 、自蔓延燃烧形成的基本条件是什么？ 对那些放热量很大的化学反应系统， 启动反应需很高的加热温度， 但在球磨过程中由于组织 细化， 系统储能很高， 使系统反应启动所需的临界温度 Tig 下降，当某一瞬间碰撞处界面温 度 TeTig 时，此处反应被启动，放出的大量热使反应迅速完成。 轧制压力 ：是轧制时轧辊施加于轧件使之变形的力。但通常把轧件施加于轧辊总压力的垂 直分量称为轧制压力。 正挤压 ：坯料的流动方向与挤压杆的运动方向是一致的，其特点是坯料与挤压筒内壁间有 相对滑动，因而两者间

40、存在很大的外摩擦。 反挤压 ：坯料的流动方向与挤压杆的运动方向相反，其特点是坯料与挤压筒内壁间无相对 滑动， 因而无外摩擦存在。 正挤压与反挤压的不同特点对挤压过程、 产品质量和生产效率等 都有很大的影响。 全应力：在C-C截面上围绕Q点切取一很小的面积 A,设该面积上内力的合力为 P,则 定义为截面 C-C 上 Q 点的全应力。 正应力 ：垂直于截面的应力，称为正应力 切应力 ：平行于截面的应力，称为切应力 平均应力 ：是指三个正应力和的平均值 应力偏量 ： 正应力分量与平均应力之差称为应力偏量 主切平面：两个微分面通过一个坐标轴与其它两个坐标轴成丛45 及135 的角等效应变 为人为确定的

41、应变，将八面体剪应变的绝对值乘，所得应变定义为等效应变 可锻性：是表示材料在热状态下经受压力加工时塑性变形的难易程度 应变硬化指数：其大小表示材料发生颈缩前依靠加工硬化使材料发生均匀变形能力大小。 秒流量相等原则：单位时间内通过变形区内任一横断面的金属体积应该为一常数。 弹性压扁：在轧制力的作用下与轧件接触部分产生的弹性变形 解答：第一步.求I、m. n 器面x-2y+22-1=0的法向为门-2 2,该斜面勺三个唯标面的方向余找为 l=1/3Tm=-2/3rn=2/3 第二步.求兀SySz及S 根据 和m + 亏1有Sx=10/3r Sy=35/3r Sz=-20/3 町和“5= 10jl72

42、5 /3 Mpa Jfj = tax i# Ojrt 第三歩.求显力刑明应力 cr = SJ -Sym-Szn 二 trj2 +(rym? aTnt = tjtn 卜 rmn+ jnl t2=S2-?2 得正应力为e 1000/9 Mpa势应力淘二50/22T /? Mpa 3、塑性（范性） 是一种在某种给定载荷下 ,材料产生永久变形的材料特性。 20 、主应力： 主平面上作用的正应力即为主应力（其数值有可能为0 ） 19、T =0的微分面叫做主平面，假如N在某一方向时，微分面上的T =0 ,这样的特殊微 分面就叫做 主平面； 25 、平均应力 是指三个正应力和的平均值，它只引起微元体的体积变

43、形，对塑性变形不产 生影响。 40 、可锻性 的优劣一般常用金属的塑性和变形抗力两个指标来衡量 36 、 受力物体内质点处于多向应力状态时，必须同时考虑所有的应力分量。在一定的变形 条件 （变形温度、变形速度等 ）下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入 塑性状态，这种关系称为屈服准则，也称塑性条件 1 、材料的硬、软与屈服强度（断裂强度）、变形抗力有关 2、材料的 屈服强度 一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 4、材料中存在以下 三种位错的起源 （成核）机制：均匀成核、晶界成核和界面成核，其中 最后一种包括各种沉淀相、分散相或增强纤维等等。 6、 位错的增殖机制 主要也有三种机制

44、：弗兰克 -里德位错源（ Frank-Read source ）机制、 双交滑移增殖机制，和攀移增殖机制。 7、当变形金属被加工到一定高度，原子活动能力较强时，会在变形晶粒或晶粒内的亚晶界 处以不同于一般结晶的特殊成核方式产生 新晶核 8、再结晶没发生晶格类型的变化（无相变），只是晶粒形态和大小的变化。 9、在对金属材料进行塑性变形加工（拉深、冷拔等）时为了消除加工硬化需要进行再结晶 退火 10 、晶粒长大 其实质是一种晶界的位移过程 冷加工 一般指在绝对温度低于 0.4 Tm 下对材料进行的机械加工， Tm 为材料熔点绝对温度 12 、变形抗力和变形力数 值相等，方向相反；一般用平均单位面积

45、变形力表示其大小，与 应力状态有关。 13 、发生塑性变形 与应力状态有关、而不跟应力大小有关 14 、多数材料， 塑性应变 的大小与加载速率快慢有关。 15 、工程上通常又在一小时之内能够完成再结晶过程的最低温度称 为再结晶温度 。 在对金属材料进行塑性变形加工 （拉深、 冷拔等） 时为了消除加工硬化需要进行 再结晶退火。 17 、不均匀变形 是金属塑性变形不可避免的。 18 、物体的力学状态相同，若所考察的面的位置发生变化，应力状态的表示方法也变化。 21 、应力主方向： 主平面上的法线方向则称为应力主方向或应力主轴。对于任意一点的应 力状态，一定存在相互垂直的三个主方向、三个主平面和三个主应力。 在给定的外力作用下，物体中任一点的 主应力数值 与方向即已确定，与坐标系的选择无关。 23、已知一点的应力状态，切应力t =0的主应力面，通常有 3个且相互垂直 24 、 金属塑性变形 过程中，拉应力最易导致材料的破坏，压应力则有利于减少或抑制破坏 的发生与发展 26 、三个应力分量相等或三个应力分量均为平均应力的应力状态称为球应力状态 27 、应力偏量只引起微元体的形状变