材料科学基础考研概念题库

1、 第一章 晶体结构1 材料科学 是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能，以及它们之间相互关系的科学。2 晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性在空间排列形成在结晶过程中形成具有一定规则的几何外形的固体。3 非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。4结合能 两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量.自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能,分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能.5结合键 是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小。6离子键 指阴离子，阳离子间通过静电作用形成的化学键。7共价键 两个或多个原子共同使用它们的外层电子，

2、在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键。其本质是原子轨道重叠后，高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。8金属键 由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成，主要在金属中存在。9 分子键指形成分子化合物的分子之间的键，其实质是分子偶极矩间的库仑相互作用，这种结合键较弱，其分子间相互作用力为范德华力。10氢键 氢原子与电负性大、半径小的原子X（氟、氧、氮等）以共价键结合，若与电负性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-HY形式的键，称为氢键11金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的

3、材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。12陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。 13高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。14复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。15组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列，如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的空间排列就称为空间点阵。点阵中的各个点，称为阵点。16 晶体结构 晶体材料

4、中原子按一定对称性周期性平移重复而形成的空间排列形式。可分为7大晶系、14种平移点阵、32种点群、230种空间群。17晶格 为了形象地表示晶体中原子排列的规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些连接起来，构成有明显规律性的空间格架。这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格,又称晶架。18 晶胞 能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体单元。其中既能够保持晶体结构的对称性而体积又最小者特称“单位晶胞”，但亦常简称晶胞。19晶系 根据晶体空间点阵中6个点阵参数之间相对关系的特点而将其分为立方、六方、三方、四方、正交、单斜、三斜7类，各自称一晶系。20 布拉

5、菲点阵21晶胞棱边长度a、b、c，棱间夹角、。这六个参数叫做点阵常数或晶格常数。22 晶胞原子数23 配位数 物质中一个原子或离子周围最近邻的等距的原子或离子数目。24 致密度是指晶胞中原子本身所占的体积百分数，即晶胞中所包含的原子体积与晶胞体积的比值。25晶面在晶体中由原子、离子或分子的阵点所组成的平面。26晶向 晶体中连接原子、离子或分子阵点的直线所代表的方向。27 晶面指数（indices of crystal face）是晶体的常数之一，是晶面在3个结晶轴上的截距系数的倒数比，当化为最简单的整数比后，所得出的3个整数称为该晶面的米勒指数（Miller indices）。28晶面族 在立

6、方晶系中，由于原子的排列具有高度的对称性，往往存在有许多原子排列完全相同但在空间位向不同（即不平行）的晶面，这些晶面总称为晶面族。其用大括号表示，即abc。29 晶向族 原子排列情况相同在空间位向不同（即不平行）的晶向统称为晶向族。表示方式：<uvw>,三个量之间没有任何分格符号。30各向异性晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。31各向同性 指物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而有所变化的特性32原子堆积33同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结

7、构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。34 陶瓷 是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。35离子晶体 由正、负离子或正、负离子集团按一定比例组成，离子间通过离子键结合形成的晶体晶体称作离子晶体。36共价晶体 主要由共价键结合形成的晶体。第二章 晶体缺陷1点缺陷是最简单的晶体缺陷，它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。2线缺陷指二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷，其特征是两个方向尺寸上很小另外两个方向延伸较长，也称一维缺陷，集中表现形式是位错，由晶体中原子平面的错动引起。位错从几何结构可分为两种：刃型位

8、错和螺型位错。3面缺陷是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。4空位 指在晶体结构中本应由质点正常占有的位置,实际上缺失了质点而留下的空位。5间隙原子指某个晶格间隙中挤进了原子6肖脱基缺陷 当某些原子获得足够高的能量时，就可以克服周围的束缚，离开原来的平衡位置，肖脱基缺陷（肖脱基空位）即晶体结构中的一种因原子或离子离开原来所在的格点位置而形成的空位式的点缺陷7弗伦克尔缺陷是指原子离开其平衡位置而进入附近的间隙位置，在原来的位置上留下空位所形成的缺陷。其特点是填隙原子与空位总是成对出现。8在金属晶体中，由于某种原因，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面有如切入晶体

9、的刀片，刀片的刃口线即为位错线。这种线缺陷称为刃型位错。半原子面在上面的称正刃型位错，半原子面在下面的称负刃型位错。9螺型位错又称螺旋位错。一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错。10混合位错在晶体位错线中，既不垂直也不平行于柏氏矢量b的位错线称为混合位错。11位错线：晶体或晶格内滑移面上已滑动区的边界线称位错线或位错环。12柏氏矢量是描述位错实质的重要物理量，反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。13位错密度 定义为单位体积晶体中所含的位错线的总长度。位错密度的另一个定义是：穿过单位截

10、面积的位错线数目，单位也是1/平方厘米。14滑移1 是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。15刃型位错在垂直于滑移面的方向上运动，就称之为攀移。16在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，这种滑移称为交滑移17交割 在位错线滑移过程中位于互相不平行的滑移面上的两条位错线互相交截的过程。18位错塞积 在一滑移面上有许多位错被迫堆积在某一障碍物前形成位错群的现象。19为错的应力场20位错应变能 位错引起点阵畸变而导致的能量增高。是一种弹性畸变能。21线张力22作用在位错上的力23位错源是晶体中位错开始发生的部位。2

11、4为错的增殖25单位位错 26不全位错 伯格斯矢量不等于单位点阵矢量整数倍的位错。27堆垛层错晶体中原子面的堆垛顺序发生差错而形成的一种面缺陷。28肖克莱不全位错 面心立方晶体中，伯格斯矢量为1/6<112>的不完全位错。29弗兰克不全位错 面心立方晶体中，伯格斯矢量为1/3<111>的纯刃形不全位错。30扩展位错 一个全位错分解为两个或多个不全位错，其间以层错带相联，这个过程称为位错的扩展，形成的缺陷体系称为扩展位错。31固定位错32可动位错extendeddisloeation一个全位错分解为两个或多个不全位错，其间以层错带相联，这个过程称为位错的扩展，形成的缺陷体

12、系称为可动位错。33位错反应 位错在一定条件下发生分解或合并的过程34晶界是结构相同而取向不同晶体之间的界面。35相界晶体中不同相之间的界面。36界面能 界面处原子排列混乱而使系统升高的能量。37大角度晶界38小角度晶界晶粒之间位向差小于10°的晶界。一般由规则排列的位错所组成，可分为倾侧晶界和扭转晶界。39孪晶界 第三章 凝固1凝固 物质从液相变为固相的相变过程。2结晶 是指从饱和溶液或气体中凝出具有一定的几何形状的固体（晶体）的过程。3过冷 熔融金属或合金冷却到平衡的凝固点(或液相线温度)以下，而没有凝固的现象。4过冷度 理论结晶温度与实际结晶温度的差值称为过冷度5结构起伏 熔体

13、中原子的热运动和相互作用力导致的原子团分布不均匀现象。液态金属从宏观上看是原子作无规则排列的非晶体，但其中包含着许多类似晶体结构的、时大时小、时长时消的原子有序集团，这种现象称为“结构起伏”。6液态金属中规则排列的原子集团时聚时散的现象叫做相起伏，又叫结构起伏。7形核 在母相中形成新相晶体的结晶核心的过程。8均匀形核 不借助任何外来质点，通过母相自身的原子结构起伏或(和)成分起伏、能量起伏形成结晶核心的现象。 9非均匀形核依附于液态内部的固相质点或者与其他固体接触的界面形成的结晶核心的现象。10临界晶核半径 在给定过冷度的过冷母相中能够稳定存在的最小晶体颗粒的半径。11临界晶核12形核功13临

14、界形核功14 能量起伏 是指体系中每个微小体积所实际具有的能量，会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。15临界过冷度 指的是液体结晶时所需要的最小过冷度。结晶时只有大于临界过冷度才可以结晶形核。16形核率 单位时间内单位体积形成新相或转变产物的核心数。17有效过冷度18点阵匹配原理19动态过冷度 使晶核表面能够向液相中推进而在界面上所具有的过冷度称为动态过冷度。20界面过冷度21粗糙界面22光滑界面23垂直长大24横向长大25二维晶核26正温度梯度27负温度梯度28树枝晶由于晶轴结晶时向两侧液相中放出潜热，使液相中垂直于晶轴的方向又产生负向温度梯度，这样晶轴上又会出现二次晶轴。同理二次晶轴上

15、又会长出三次晶轴，这种生长方式称为树枝状生长。 物质以树枝方式生长时，形成的晶体。29柱状晶粒30等轴晶粒 在三个垂直方向具有相同的长度。31长大速度32定向凝固 在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺。33非晶态金属 是指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。34微晶合金 在非晶基础上形成的晶粒尺寸为纳米级的软磁合金。第四章 固体中的相结构1相2 固溶体一种或多种溶质原子溶入主组元(溶剂组元)的晶格中且仍保持溶剂组元晶格类型的一类固态物质(固体相)。3置换固溶体 溶质原子置换溶剂晶体点阵位置上的部分原子而形成的固溶体。4间隙固

16、溶体 溶质原子进入溶剂晶体点阵的间隙位置而形成的固溶体。5有限固溶体 在一定的条件下，溶质组元在固溶体中的浓度有一定的限度，超过这个限度就不再溶解了，这一限度称为溶解度或固溶度，这种固溶体就称为有限固溶体。6无限固溶体 若溶质可以任意比例溶入溶剂则固溶体称为无限固溶体。7连续固溶体 溶质组元能以任何比例溶入溶剂的固溶体。8电子浓度9无序固溶体 溶质原子随机分布在溶剂晶体点阵的任意位置的固溶体。10有序固溶体 溶质原子占据溶剂晶体点阵中的某些确定位置呈有序规则排列的固溶体。11固溶强化 合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象12有序强化13金属化合物 合金组元件发

17、生相互作用而形成一种具有金属特性的物质称为金属化合物。14中间相 两组元A和B组成合金时，除了可形成以A为基体或以B为基体的固溶体外(端际固溶体)外，还可能形成晶体结构与A,B两组元均不相同的新相。由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相15正常价化合物 是指严格遵守化合价规律的化合物。16电子化合物 是由第一族或过渡族元素与第二至第四元素构成的化合物，他们不遵守化合价规律，但满足一定的电子浓度，虽然电子化合物可用化学式表示，但实际成分可在一定的范围变动，可溶解一定量的固溶体。17间隙化合物 指由过渡族金属元素与碳、氮、氢、硼等原子半径较小的非金属元素形成的金属化合物。

18、18间隙相 当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，形成简单晶体结构的间隙化合物，比值大于0.59时形成复杂晶体结构的间隙化合物。19陶瓷是陶器和瓷器的总称。 陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品20硅酸盐 指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。21硅氧四面体 是硅酸盐晶体结构中的基本构造单元。它是由位于中心的一个硅原子与围绕它的四个氧原子所构成的配阴离子SiO44-22玻璃相 又称过冷液相，陶瓷显微结构由非晶态固体构成的部分。它存在于晶粒与晶粒之间，起着胶黏作用。陶瓷坯体中的一部分组成高

19、温下会形成熔体(液态)，冷却过程中原子、离子或分子被“冻结”成非晶态固体即玻璃相。23金属玻璃 又称非晶态合金（一种没有原子三维周期性排列的金属或合金固体。）, 它既有金属和玻璃的优点, 又克服了它们各自的弊病24分子相25高分子化合物 是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。26高聚物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达104106)化合物27单体（monomer；momer）是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称。28链节29聚合度 聚合物分子中每个分子包含的单体结构单元数。30加聚反应 即加成聚合反应，凡含有不饱和

20、键(双键、叁键、共轭双键)的化合物或环状低分子化合物，在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下，同种单体间相互加成形成新的共价键相连大分子的反应就是加聚反应。31均加聚反应32共加聚反应33缩聚反应 双官能团或多官能团单体之间，通过重复的缩合反应生成高分子的反应。34大分子链的构象35 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性.36聚集态结构 是指高分子链间的几何排列，又称三次结构，也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。37无定形高聚物38晶态高聚物39结晶度 本体结晶聚合物内晶区的质量或体积分数。第五章 相图1组成合金的独立的、最基本的单元称为组元2相3相

21、平衡 在一定的条件下，当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称此系统处于相平衡。4相图 表达在平衡条件下环境约束(如温度和压力)、组分、稳定相态及相组成之间关系的几何图形。5匀晶转变 晶体材料从高温液相冷却下来的凝固转变产物包括多相混合物晶体和单相固溶体两种，其中由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。6晶内偏析 对于在一个晶粒内部或一个枝晶的枝干和枝晶间的不同部位间化学成分不均匀，称为晶内偏析。7枝晶偏析 合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。8平衡分配系数 是指在固液两相体系达平衡状态时，溶质在两相中的浓度的比值。9显微偏析10宏观偏析

22、 亦称为“区域偏析”，指金属铸锭（铸件）中各宏观区域化学成分不均匀的现象。11区域熔炼12成分过冷 在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷。13共晶转变 合金系中某一定化学成分的合金在一定温度下，同时由液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构的固相的过程称为共晶转变。14共晶指一定成分的合金液体冷却时，同时结晶出一定成分的两个固相15脱熔转变16次生相 在初生相形成后的生长过程中，随后析出的其他相。其生长形态受初生相的约束。17初生相 包晶、亚共晶或过共晶凝固过程中首先从液相中形成的固

23、相。18先共晶相19组织20组成相21组织组成物 由于形成条件不同，合金中各相构成的晶粒将以不同的数量、形状、大小和分布等相组合，并在显微镜下可区分的部分，称为组织组成物。22伪共晶 在不平衡的结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部转变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织称为伪共晶。23离异共晶 有共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶相数量较多，共晶相数量很少，共晶中与初晶相同的那一相会依附初晶长大，另外一个相单独分布于晶界处，使得共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。24包晶转变25包晶偏析26稳定化合物：是指具有一定的熔点，而且在熔点以下都能保持自身固有的结构而不

24、发生分解的化合物。27不稳定化合物28共析转变 两种以上的固相新相，从同一固相母相中一起析出，而发生的相变，称为共析转变，有时也称共析反应。29包析转变：是一个固溶体包围着另一个固相而形成第三个固相的转变。30偏晶转变31熔晶转变32合晶转变33有序化转变34同素异晶转变35铁素体 -Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵36奥氏体 碳及各种化学元素在Fe中形成的固溶体37渗碳体（cementite）铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。38由液相直接析出来的渗碳体叫一次渗碳体39从奥氏体A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。多在过共析钢中出现，一般都是呈网状，由于对

25、性能的影响不利，常可通过正火来打断二次渗碳体网，以改善性能。40从铁素体F中析出的渗碳体叫三次渗碳体。41珠光体 是奥氏体(奥氏体是碳溶解在Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。42莱氏体 含碳量为2.11%的奥氏体和6.67%的渗碳体两种晶体的混合物43工业纯铁 杂质元素如碳、硅、锰、硫、磷总含量<0.5%的纯铁。44钢 以铁为主要元素，碳含量一般在2.0%以下并含有其他元素的金属材料。45白口铸铁 碳以游离碳化物形式析出的铸铁，断口呈白色，不含石墨的铸铁。几乎全部的碳都与铁形成碳化三铁。具有很大的硬度和脆性。不能承受冷加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造

26、状态。 46正偏析 溶质含量高于其平均溶质含量的区域。47反偏析 （负偏析）溶质含量低于其平均溶质含量的区域。48密度偏析 先结晶出来的固相与液相的密度相差较大时，将会在液相中上浮或下沉，由此造成的铸锭上部和下部的成分不均匀现象。49共轭线50共轭三角形51在一定温度下，当某三元系合金处于两相平衡时，合金的成分点与平衡相的成分点必定在同一直线上，且合金的成分点位于两平衡相的成分点之间，该规律称为直线法则。52重心法则53四相平衡共晶转变54四相平衡包共晶转变55四相平衡包晶转变第六章 材料中的扩散1扩散 当物质内有梯度（化学位、浓度、应力梯度等）存在时，由于热运动而导致质点定向迁移即所谓的扩散

27、。2自扩散 扩散物质不依赖它本身的浓度梯度，而仅仅是由于热振动而产生的原子迁移过程。3互扩散 组分的质量扩散通量与B组分的质量扩散通量的大小相等，方向相反，这种扩散称：互扩散。4间隙扩散 是扩散原子在点阵的间隙位置之间跳迁而导致的扩散。5空位扩散 扩散原子从正常位置跳动到邻近的空位，即通过原子与空位交换位置而实现的扩散。每次跳须有空位迁移与之配合。6上坡扩散 转变时会发生浓度低的向浓度高的方向扩散，产生成分的偏聚而不是成分的均匀化，这种扩散现象通常称为上坡扩散7下坡扩散8谓稳态扩散，是指在扩散系统中，任一体积元在任一时刻，流入的物质量与流出的物质量相等，即任一点的浓度不随时间变化。9非稳态扩散

28、 在扩散过程中溶质浓度随时间发生变化,即dc/dt0的扩散。10扩散系数 是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数。11互扩散系数12扩散激活能使一摩尔原子从一个平衡位置扩散到另一个相邻的平衡位置所需提供的能量。13扩散通量14柯肯达尔效应15原子的热运动16原子迁移率17本征扩散 主要依赖热缺陷进行的扩散叫本征扩散。18 非本征扩散 扩散受外界因素，如杂质离子的电价和浓度等控制的而非本征因素，即结构中本征热缺陷提供的空位浓度远小于杂质空位浓度的扩散，称为非本征扩散19体扩散20表面扩散 是指原子、离子、分子以及原子团在固体表面沿表面方向的运动。

29、当固体表面存在化学势梯度场，扩散物质的浓度变化或样品表面的形貌变化时，就会发生表面扩散。21 原子沿着结晶晶界的扩散现象称为晶界扩散。第七章 材料的塑性变形1滑移 晶体相邻部分在切应力作用下沿一定晶体学平面和方向的相对移动。是金属晶体塑性变形的主要方式。2滑移线 在塑性力学中，变形体塑变区最大切应力的迹线。3滑移带 晶体滑移后在试样抛光表面上形成的由平行线状痕迹(即滑移线)构成的带。4滑移系 晶体通过滑移产生塑性变形时，由滑移面和其上的滑移方向所组成的系统。4滑移面 可发生滑移的晶面。通常是晶体中面间距最大、滑移阻力最小的原子密排晶面。5滑移方向6临界分切应力 能引起滑移或孪生所需要的最小分切

30、应力。7取向因子8多滑移 晶体的滑移在两组或者更多的滑移面上同时进行或者交替进行。9交滑移 两个或多个滑移面共同沿一个滑移方向滑移。10双交滑移11孪生12孪晶13孪晶面14孪生方向15屈服现象 当应力达到一定值时，应力虽不增加（或者在小范围内波动），而变形却急剧增长的现象，称为屈服现象16吕德斯带 是指退火的低碳钢薄板在冲压加工时，由于局部的突然屈服产生不均匀变形，而在钢板表面产生条带状皱褶的一种现象。在拉伸时，试样表面出现的与拉伸轴呈40°角的粗糙不平的皱纹称为吕德斯带（注意：吕德斯带不是滑移带） 17 应变时效 在塑性变形时或变形后，在室温或适当加热时，导致间隙固溶原子在位错线

31、上的偏聚使合金的强度和硬度升高并往往导致不连续屈服重新出现的现象。18柯氏气团 金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别）,形成所谓的“柯氏气团”。19固溶强化 合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。20细晶强化 通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化21弥散强化在材料基体中产生细小弥散的第二相质点而使材料强度和硬度提高 指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相(强化相)强化的金属材料。22第二相强化 当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相

32、中时，将会产生显著的强化作用。这种强化作用称为第二相强化。23纤维组织材料塑性变形时，随工件外形的变化，其内部晶粒及晶间夹杂物沿着最大主变形方向被拉长、拉细、压扁而形成的组织。24胞状结构25加工硬化 随着冷变形程度的增加，金属材料所有强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。26择优取向 在相同的环境下生长速率相对较快的晶体学方向。27变形织构 多晶材料因塑性变形后的晶粒取向偏离非随机分布状态所形成的组织。28内应力 没有外力作用而存在于材料内部并自身保持平衡的应力。 第八章 回复与再结晶1回复 经范性形变的金属或合金在室温或不太高的温度下退火时，金属或合金的显微组织几乎没有变化

33、，然而性能却有程度不同的改变，使之趋近于范性形变之前的数值，这一现象称为回复。2多边化3低温回复4中温回复5高温回复 6静态回复 变形结束后发生的回复。7动态回复 热加工时由于温度很高，金属在变形的同时发生回复，同时发生加工硬化和软化两个相反的过程。这种在热变形时由于温度和外力联合作用下发生的回复过程称为“动态回复”。8再结晶 当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。9临界变形量 下图为不同程度冷变形后再结晶晶粒大小的照片。由图可见，当变形度很小时

34、，金属材料的经历仍然保持原状，这是由于变形度很小时，畸变能很小，不足引起再结晶，所以晶粒大小没有变化。当变形度达到某一数值（一般金属均在2%-10%范围内）时，再结晶后的晶粒变得特别粗大。通常把对应于得到特别粗大晶粒的变形度成为临界变形度。对实际生产的影响：粗大的晶粒对金属的力学性能十分不利，故在压力加工时，应当避免在临界变形程度范围内进行加工，以免再结晶后产生粗晶。此外，在锻造零件时，如锻造工艺或锻模设计不当，局部区域的变形量可能在临界变形度范围内，则退火后造成局部粗晶区，零件易在这些部位遭到破坏。10二次再结晶一定条件下，再结晶晶粒发生的反常晶粒长大现象。 结晶完成后，正常的晶粒应是均匀的

35、、连续的。但在某些情况下，晶粒的长大只是少数晶粒突发性地、迅速地粗化，使晶粒之间的尺寸差别越来越大。这种不正常的晶粒长大称为晶粒的反常长大。这种晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶，所以称为二次再结晶。11再结晶温度 再结晶就是：当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。 其中，开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。再结晶过程所占温度范围受合金成分

36、、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响。12再结晶退火 经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的退火工艺。13静态再结晶 热变形（再结晶温度以上的变形）过程中发生的再结晶称动态再结晶，热变形后靠金属余温发生的再结晶称静态再结晶。14 动态再结晶(dynamic reerystallization) 是指金属在热变形过程中发生的再结晶现象。与热变形各道次之间以及变形完毕后加热和冷却时所发生的静态再结晶相比，动态再结晶的特点是：动态再结晶要达到临界变形量和在较高的变形温度下才能发生；与静态再结晶相似，动态再结晶易在晶界

37、及亚晶界形核；动态再结晶转变为静态再结晶时无需孕育期；动态再结晶所需的时间随温度升高而缩短。 15晶粒长大 在合适的条件下(如较高温度下)多晶体材料中平均晶粒尺寸逐步增大的现象。16正常（晶粒）长大 多晶体晶粒长大速度均匀连续、晶粒组织基本保持自相似的长大过程。17异常长大18冷加工 通常指金属的切削加工。用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。19热加工 在金属学中，把高于金属再结晶温度的加工叫热加工。20带状组织：金属材料中两种组织组分呈条带状沿热变形方向大致平行交替排列的组织。例如钢材中的铁素体带1 珠

38、光体带，珠光体带1 渗碳体带等。21流线 第九章 固态相变与材料热处理1相变阶段规则2一级相变与二级相变3扩散型相变4非扩散型相变5相变驱动力与相变阻力6共格应变能与比体积应变能共格应变能对于大多数的晶态固体来说，其点阵常数总是随成分而改变的，如果这种固溶体发生调幅分解时，点阵保持共格，必须使点阵发生弹性畸变而引起应变能。7界面控制长大8扩散控制长大9固溶处理 材料或工件加热至适当温度并保温足够时间，使可溶相充分溶解，然后快速冷却到室温以获得过饱和固溶体的热处理工艺。10GP区 某些合金系的过饱和固溶体内发生脱溶之始，在某些特定晶面上形成的溶质原子偏聚区。11析出硬化（析出强化 ） 在金属的过

39、饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区和(或)由之脱溶出微粒，弥散分布于基体中而导致硬化。 12回归现象13Ac1点14Ac3点15Accm点16晶粒度 晶粒尺寸，多晶体内的晶粒大小17脱碳 是钢加热时表面碳含量降低的现象。脱碳的过程就是钢中碳在高温下与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧化碳。 18过热把物质加热到通常发生相变的温度以上而仍不出现相变的现象。19过烧 制品超过烧成温度称为过烧。20内氧化 在合金的高温氧化过程中，除了形成表面氧化物以外，氧可能溶解并扩散进入合金内部，与合金中较活泼的组元发生反应而形成颗粒状氧化物沉积在合金内部的过程。相应的氧化物称内氧化物。只有当合金的组成和浓度满足一定条件时

40、才会发生内氧化，纯金属则不会发生。21临界冷却速度 材料或工件淬火时可抑制非马氏体转变的最低冷却速度。22魏氏组织 先共析相沿过饱和母相的特定晶面析出，在母相中呈片状或针状特征分布的组织。23伪共析组织24扩散退火 又称均匀化退火，它是将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。25隐晶马氏体 片状马氏体的最大尺寸取决于原始奥氏体晶粒大小，奥氏体晶粒越大，则马氏体片越大，当最大尺寸的马氏体片小到光学显微镜无法分辨时，便称为隐晶马氏体。26残余奥氏体 淬火未能转变成马氏体而保留到室温的奥氏体。27Ms与Mf点28淬火应力 淬火内应力

41、淬火过程中工件内部产生的应力。工件不同部位变温速度的差异是内应力的来源。淬火冷却时，变温速度的不均匀性最大，引发的内应力也最大，故淬火内应力实际上是淬冷过程的内应力。29单液猝火 在一种冷却剂中淬火的方法。单液操作简单，易于实现自动化和机械化。不足之处，易产生淬火缺陷，水淬易产生变形和裂纹，油淬易产生硬度不足或硬度不均匀等现象，适合于小尺寸且形状简单的工件。30分级猝火31等温淬火 奥氏体化后淬入温度稍高于Ms点的冷却介质中等温保持使钢发生下贝氏体相变的淬火硬化热处理工艺。32 回火脆性 是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。33回火马氏体 片状马氏体经低温回火（150-250摄氏度）后，得到回

42、火马氏体。34回火托氏体 淬火钢在中温回火（350500）后，得到回火托氏体组织。组织特征为细粒状渗碳体分布在针状铁素体基体上。弹性极限、屈服极限高，具有一定的韧性。硬度一般为HRC35451。35回火索氏体 淬火状态的马氏体在高温(500650)回火后得到的粒状极细珠光体组织。36低温回火37中温回火38高温回火39碳势 碳势与水势、电势一样，势差决定了物质流动的趋势。碳势差决定了碳扩散的方向。当自由扩散时，碳总是从碳势高的地方向碳势低的地方扩散。40钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用

43、较是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。41调质处理 淬火+高温回火=调质 ，调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。 第十章 材料概论1合金元素指的是在炼金属的时候为达到某几种性能需要的有目的地加入的一定量一种或多种的金属或非金属元素。Mn：弱碳化物形成元素， Cr、Mo、W：属于中强碳化物形成元素， V 、Ti、Nb、Zr ：是强碳化物形成元素。 与C的亲和力强的合金元素形成的特殊碳化物稳定性好，具有高熔点、高硬度、高耐磨性和不易分解等特点。 碳化物的稳定性越高，热

44、处理加热时，碳化物的溶解及奥氏体的均匀化越困难。同样在冷却及回火过程中碳化物的析出及其聚集长大也越困难。2结构钢 具有一定强韧性，有时要求焊接性能，用于制作各种工程结构件(如建筑、桥梁、船舶、车辆等的结构件)以及制造各种机械结构件用的钢。3工具钢 适宜于制造刃具、模具和量具等各式工具用的钢。4特殊性能钢 含有特意添加的合金元素的或者用特殊工艺方法生产的具有特殊的物理和化学性能的合金钢。5所谓调质钢，一般是指含碳量在0.3-0.6%的中碳钢。一般用这类钢制作的零件要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度的同时又具有很好的塑性和韧性，人们往往使用调制处理来达到这个目的，所以人们习惯上就把这一

45、类钢称作调质钢。各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。 6渗碳钢 适宜进行渗碳处理并经淬火和低温回火处理后使零件表面硬度和耐磨性显著提高而心部保持适当强度和良好韧性的结构钢。7弹簧钢 是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。8滚动轴承钢 是用于制造滚动轴承的滚动体和内外套圈的钢，通常在淬火状态下使用。9冷作模具钢 适宜于制作在常温下对金属进行变形加工的模具(如下料模、弯曲模、剪切模、冷镦模、冷挤压模等)用的工具钢。10热作模具钢 适宜于制作对金属进行热变形加工的模具(如热压模、锻模、压铸模等)用的合金工具钢11。不锈钢 在大气和酸、碱、盐

46、等腐蚀性介质中呈现钝态、耐蚀而不生锈的高铬(一般为12%30%)合金钢。12耐热钢 在高温环境中保持较高持久强度、抗蠕变性和良好化学稳定性的合金钢。可分为热强钢和抗氧化钢两类。13耐磨钢14莱氏体钢 凝固过程会发生共晶相变使得凝固组织中含有共晶组织(莱氏体)的高合金钢。15回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性16二次硬化 如钢中含有Cr，Mo，V，Ti，Nb等碳化物形成元素，经淬火并在500-600之间回火时，不仅硬度不降低，反而升高到接近淬火钢的高硬度值，这种强化效应，称为合金钢的二次硬化。17二次淬火 在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为二次

47、淬火。18高速工具钢 主要用于制作高速切削金属的刀具的高碳高合金莱氏体工具钢。19红硬性 是指外部受热升温时工具钢仍能维持高硬度（大于 60 HRC）的功能，现在就温和型的度数。 红硬性是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。” 接着又写道，“如刀具材料中的高速钢，应在600摄氏度下保持60分钟后空冷，连续地重复进行4次后去表面氧化层，然后得出的硬度。” “有些人把红硬性和热硬性混为一谈。热硬性应该理解为在高温下保持其硬度的能力，即其检测应该在高温下进行。这要求硬度标准块和硬度计都能在高温下正常地工作，其误差也可以控制在可接受的水平内20固溶处理 材料或工件加热至适当温度并

48、保温足够时间，使可溶相充分溶解，然后快速冷却到室温以获得过饱和固溶体的热处理工艺。21晶间腐蚀，局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。 22稳定化处理 稳定组织，消除残余应力，以使工件形状和尺寸保持在规定范围内的任何一种热处理工艺。23耐热性，指物质在受热的条件下仍能保持其优良的物理机械性能的性质。 24蠕变极限是表示材料抵抗蠕变能力大小的指标,一般用规定温度下和规定时间内达到一定总变形量的应力值表示.例如1/10000和1/100000分别代表经历10000小时和100000小时总变形量为1%的蠕变极限,又称为条件蠕变极限.25持久强度 ：在给定的温度下和规定时间内，试样发

49、生断裂的应力值，用符号（T，t）表示。 其中表示应力，单位为MPa；T为温度，单位为；t为时间，单位为h。 例如：（700，1000）=200MPa，表示材料在700时，持续时间为1000h，的持久强度为200MPa。26水韧处理 实际为一种固溶处理,常用于高锰钢，由于高锰钢的铸态组织为奥氏体，碳化物及少量的相变产物珠光体所组成。沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性，为消除碳化物，将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后快速冷却，从而得到单一的过冷 奥氏体组织。27铸铁的

50、石墨化28白口铸铁 碳以游离碳化物形式析出的铸铁，断口呈白色。不含石墨的铸铁。几乎全部的碳都与铁形成碳化三铁。具有很大的硬度和脆性。不能承受冷加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态。29灰口铸铁(gray iron)是第一阶段石墨化过程充分进行而得到的铸铁，全部或大部分碳以片状石墨形态存在，断口呈灰暗色，因此得名，30可锻铸铁 (malleable cast iron)，由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。 31球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还

51、高的强度。32蠕墨铸铁的石墨形态介于片状和球状石墨之间。蠕墨铸铁的石墨形态在光学显微镜下看起来像片状，但不同于灰口铸铁的是其片较短而厚、头部较圆（形似蠕虫）。所以可以认为蠕虫状石墨是一种过渡型石墨。蠕虫状石墨的形态介于片状与球状之间，所以蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其铸造性能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。33麻口铸铁 碳分部分以游离碳化铁形式出现，部分以石墨形式出现的铸铁，断口灰色和白色相间。3435孕育处理 孕育处理是指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，达到细化晶粒的目的。 习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理；向有色合金中则称

52、变质处理。 从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处理则是改变晶体的生长机理（抑制长大），从而影响晶体形貌。36球化处理37石墨化退火 为使铸铁内的莱氏体中的渗碳体或(和)游离渗碳体分解而进行的退火。石墨化退火的目的是使铸铁中渗碳体分解为石墨和铁素体。 石墨化退火的理论基础：根据相稳定的自由能计算，铸铁中渗碳体是介稳定相，石墨是稳定相，渗碳体在低温时的稳定性低于高温。因此从热力学的角度看，渗碳体在任一温度下都可以分解为石墨和铁碳固溶体，而且在低温下，渗体分解更容易。但是，石墨化过程能否进行，还取决于石墨的形核及碳的扩散能力等动力因素。对于固态相变，原子的扩散对相变能否进行起重要

53、作用。由于温度较高时，原子的扩散比较容易，因此实际上渗碳体在高温时分解比较容易，尤其是自由渗碳体分解时，由于要求原子做远距离扩散，只有在温度较高时才有可能进行。38硬铝，是指铝合金中以Cu为主要合金元素的（含2.24.9%Cu、0.21.8%Mg、0.30.9%Mn、少量的硅，其余部分是铝）一类铝合金，代号2XXX，常用的有2A11、2A12等。39时效强化的定义合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化，这一过程被称为时效。 时效强化的分类 时效分人工时效和自然时效。室温放置过程中使合金产生

54、强化的效应称为自然时效，低温加热过程中使合金产生强化的称为人工时效。 时效强化的机制在金属基体中加入固溶度随温度降低而降低的合金元素，通过高温固溶淬火处理，形成过饱和固溶体，通过时效，过饱和固溶体分解，合金元素以一定方式析出，弥散分布在基体中形成沉淀相，沉淀相能有效阻止晶界和位错的运动，从而提高提高合金强度。40固溶处理 材料或工件加热至适当温度并保温足够时间，使可溶相充分溶解，然后快速冷却到室温以获得过饱和固溶体的热处理工艺。41时效处理 指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。42自然时效自然时效适合：热应力（铸

55、造锻造过程中产生的残余应力） 冷应力（机械加工过程中产生的残余应力） 焊接应力（焊接过程中产生的应力） 自然时效是最古老的时效方法。它是把构件露天放置于室外，依靠大自然的力量，经过几个月至几年的风吹、 日晒、雨淋和季节的温度变化，给构件多次造成反复的温度应力。再温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。 43人工时效 时效处理可分为自然时效和人工时效两种。自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，使其缓缓地发生形变，从而使残余应力消除或减少。人工时效是将铸件加热到550650进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底，然相比自然时效应力释放不彻底。“两种材料以

56、不同的方式获得强度,”Menzemer说,“6061铝合金通过热处理获得强度,有时称为人工时效.T6是达到最大强度的优化时效。44硅铝明;silumin 性质：铝硅铸造合金，有时特指简单硅铝明或普通硅铝明。是以硅为主要合金元素的一类铸造铝合金。如果还加入其他合金元素，称为复杂硅铝明(或特殊硅铝明)。具有良好的铸造性能、焊接性能、抗蚀性能和足够的力学性能。简单硅铝明用来制造力学性能要求不高的复杂铸体，复杂的硅铝明主要用在强度要求较高的部件。145单相黄铜 普通黄铜当含锌量小于 39% 时，锌能溶于铜内形成单相 a ，称单相黄铜 ，塑性好，适于冷热加压加工。46普通黄铜 它是由铜和锌组成的合金。 当含锌量小于 39% 时