材料科学基础复习知识点

1、1 简述刃型位错和螺型位错的区别答：不同点：1、柏氏矢量b 垂直于位错线是刃型位错，b 平行于位错线是螺型位错。 2、对刃型位错外加作用力F 与外加切应力t 一致，对螺型位错F 与t 垂直 3、刃型位错由于b 垂直于位错线，所以具有唯一的滑移面，而螺型位错的b 平行于位错线，所以滑移面不是唯一的。 4、刃型位错的应力场既有正应力也有切应力，而螺位错的应力场只有切应力没有正应力。 5、刃型位错既能滑移又能攀移，螺位错只能滑移不能攀移。6，刃型位错可以形成对称倾侧晶界螺型位错可形成扭转晶界。相同点：1. 都是已滑移与未滑移的交线。2，当位错线沿滑移面滑过整个晶体时，就会在晶体表面沿柏氏矢量方向产生

2、一个滑移台阶，其宽度等于柏氏矢量b 。常见晶体缺陷 各举一例位错运动方式面心立方金属不全位错有哪些？位错线是什么？位错增殖机制：假定有一两端扎钉的位错线段AB ，在t 作用下AB 受F=tb作用，所以AB 发生滑移，但AB 固定所以AB 发生弯曲当r=r(min 位错线在t 的作用下不断扩展，当位错线m,n 点相遇时彼此抵消，原来整根位错线断成两部分外部是一个封闭的位错环里面是一段位错线AB ，在t 的作用下位错环不断向外拓展，AB 不断重复上述过程，结果便放出大量位错环造成位错的增值。扭折：位错交割生成的小曲折线段与原位错线在同一滑移面上。割阶：位错交割生成的小曲折线段与原位错线不在同一滑移

3、面上。固熔体：是固态下一种组元熔解在另一种组元中形成的新相，其特点是固熔体具有熔剂组元的点阵类型。相：是指在任一给定的物质系统中，具有同一化学成分，同一原子聚集状态和性质的均匀连续组成部分。置换固熔体：熔质原子占据熔剂点阵的固熔体。间隙固熔体：是由那些原子半径小于0.1mm 的非金属元素熔入到熔剂金属晶体点阵的间隙中所形成的固熔体中间相：金属与金属，或金属与类金属之间所形成的化合物统称为金属间化合物。由于它们常处在相图的中间位置上，故又称中间相。间隙相：当非金属原子半径与过渡金属原子半径之比（Rx/RM）<0.59时化合物具有比较简单的结构称为简单间隙化合物，又称间隙相。间隙化合物：当非

4、金属原子半径与过渡金属原子半径之比（Rx/RM）>0.59时形成的化合物具有非常复杂的晶格类型称为复杂间隙化合物又称间隙化合物。电子化合物：是由B 族或过渡金属元素与B A A 族金属元素形成的金属化合物，它不遵守化合价规律而是按照一定电子浓度值形成的化合物。有序化：某些合金当其成分接近一定的原子比时，在较高的温度时为短程有序，当缓冷到某一温度下会转变成完全有序状态，这一过程为有序化。碳可以熔入铁中而形成间隙固熔体，是问是-Fe 还是-Fe 能熔入较多的碳？在面心立方-Fe 中，最大间隙是八面体中心，间隙半径为0.41R ，因碳原子半径稍大，当填入时必然会引起点阵畸变，所以碳原子不能把所

5、有间隙塞满，体心立方的致密度虽然低于面心立方，但因为它的间隙数量多，因此单个间隙半径反而比面心立方小，若以同样大小的间隙原子填入，将产生较大的畸变。所以-Fe 得固熔度大。简述相变的热力学条件，能量条件，结构条件？、热力学条件： G<0;结构条件：结构起伏；能量条件：能量起伏推导纯金属结晶的均匀形核的临界半径和形核功的表达式正温度梯度：液固界面前沿液相中的温度随着离开界面距离的增加而升高这种温度分布称为负温度梯度：液固界面前沿液相中的温度随着离开界面距离的增加而降低这种温度分布称为.光滑界面：液固界面上的原子排列比较规则，界面两相截然分开，从微观上看界面是光滑的粗糙界面：液固界面上的原子

6、排列比较混乱，原子分布高高低低不平整，仅在几个原子厚度的界面上，液固两相原子应各占位置的一半。形核率：单位时间 单位体积内所形成的晶核数目。过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度的温度差。动态过冷度：晶核要长大，液固界面要继续向液体中移动，就必须在液固界面前沿液体中有一定的过冷，这种过冷度。临界过冷度：临界晶核半径形成的过冷度分析纯金属生长形态与温度梯度的关系：正温度梯度：粗糙界面 平面状长大 光滑界面 台阶状长大负温度梯度：粗糙界面 树枝状长大简述纯金属晶体长大的机制及其与固液界面微观结构的关系？垂直长大：粗糙界面 长大速度快横向长大：光滑界面 依靠小台阶接纳液相原子 晶体长大很慢二维晶核台阶生

7、长机制 晶体缺陷台阶生长机制成分过冷条件区域熔炼：正常凝固可使固熔体合金棒开始凝固部分获得提纯效果，区域熔炼不是一次把金属棒全部熔化，而是沿棒的长度方向逐渐从一端向另一端顺序的进行局部熔化，区域熔炼一次就会使圆棒中的杂质从一端向另一端富集，如果反复进行多次，就可使金属材料获得高度的提纯。伪共晶：不平衡凝固时，成分在共晶点附近的合金也可能获得全部共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为。离异共晶：对于某些成分远离共晶点的亚共晶与过共晶合金，由于初晶量很多而共晶体的量很少，在共晶转变中，若晶体中与初晶相同的那个相将依附在初晶上生长，而剩下的另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处，从而使共晶

8、组织特征消失。这种两相分离的共晶称为.共晶反应：恒温下，一个液相生成两个新固相的反应。 反应式：包晶反应：恒温下，一个液相和一个固相生成一个新固相的反应。 反应式：扩散第一第二定律：简述扩散的微观机理：间隙机制：间隙原子通过晶格间隙之间的跃迁实现扩散。空位机制：在自扩散或置换原子参与的扩散过程中，扩散原子离开自己的点阵位置去填充空位，而原先的点阵位置形成了新的空位。填隙机制：本应处于点阵位置的原子有时会出现在间隙位置，它们会将临近点阵原子挤到间隙中并取而代之。换位机制：两个或两个以上的原子协同跳动，改变所处的点阵位置。什么是科肯道尔效应？纯铜和纯镍对焊成扩散偶，并在焊接面上事先嵌入惰性标记，将

9、扩散偶加热并长时间保温，则会产生铜和镍原子越过界面向对方扩散，发生扩散后，观察到事先嵌入的惰性标记向扩散偶的镍一侧移动了一段距离，界面的铜一侧伸长镍一侧缩短，上述重要现象就是. 扩散系数公式：简要分析加工硬化，细晶强化，固熔强化，弥散强化在本质上有何不同？加工硬化：位错，塞积，残余应力及相互作用阻碍了位错的进一步运动。细晶强化：晶界上原子排列不规则，杂质多，缺陷多，能量高，阻碍位错运动。 固熔强化：熔质原子与位错弹性交互作用形成柯氏气团，阻碍位错运动。弥散强化：位错绕过 切过第二相粒子，需要增加额外能量，同时粒子周围的弹性应力场与位错交互作用，阻碍位错运动。位错线与滑移线相同么？为什么?不同。

10、位错线是已滑移部分与未滑移部分的交线。滑移线是位错滑过晶体时，在晶体表面产生的小台阶。在显微镜下如何区别滑移线和变形孪晶？滑移线：将表面抛光的单晶体进行塑性变形后在光学显微镜上观察，发现抛光表面有平行线条对其再次抛光后，滑移带消失。变形孪晶：变形试样的抛光表面上可以看到浮凸，经重新抛光后，虽然表面浮凸可以去掉，但在偏光或浸蚀后仍能看到孪晶。临界分切应力表达式：画图说明典型面心立方晶体的加工硬化曲线：易滑移阶段：开始取向有利的滑移系移动，位错少，干扰少，所以位错易达到晶体表面，并不断形成新位错，使切应变上升，并且加工硬化率也很低。线性硬化阶段：随着切应变增加，晶体转动，交滑移或多滑移，产生了大量

11、的位错缠结或塞积，阻止位错的进一步运动。这些都使应力急剧上升，加工硬化率提高。抛物线硬化阶段：在足够高的应力下，螺型位错可以通过交滑移而绕过障碍，异号位错还可以相互抵消，降低位错密度，使加工硬化率呈下降趋势。霍尔配奇公式：为什么晶体滑移通常发生在原子最密排晶向，晶面上？因为密排面之间的距离最大，面与面之间的结合力较小，滑移阻力小，故易滑移。而沿密排方向原子密度大，原子从原始位置达到新的平衡位置所需要移动的距离小，阻力也小。 滑移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。滑移带：将表面抛光的单晶体进行塑性变形后，在光学显微镜下观察发现抛光表面有

12、许多平行线条。滑移系：一个滑移面和在面上的一个滑移方向的结合。说明金属在冷变形，回复，再结晶的显微组织机械性能特点冷变形： 细长纤维状 强度硬度高 塑性韧性低回复： 细长纤维状 强度 硬度 塑性基本不变 应力下降再结晶：无畸变的等轴晶 塑性急剧升高 强度硬度显著下降说明金属在冷变形，回复，再结晶各阶段晶体缺陷的行为，并说明各阶段的驱动力？ 冷变形： 空位 位错密度急剧升高，位错分布不均匀 切应力回复：空位 位错 浓度下降 储存能的释放再结晶：位错由低浓度区向高浓度区运动 储存能的释放回复：冷变形金属加热时，尚未发生光学显微组织变化前的微观结构及性能的变化过程。 多边化：冷变形金属在较高的温度下位错被充分激活，使同号刃型位错沿垂直于滑移面的方向排成小角度亚晶界，这一过程称为再结晶：冷变形金属加热到一定温度时，在变形基体中经过形核 长大 重新生成无畸变的新晶粒的过程。二次再结晶：