05508-金属学与热处理

1、.第一章金属的结晶结构1、除了化学成分外，金属的内部结构和组织状态也是决定金属材料性能的重要因素。2、用直线连接格子点形成空间格子，称为格子。3、单位晶格中原子排列的紧密度通常用配位数、致密度两个参数来表示。4、原子所占的体积与单位晶格体积之比称为致密度。5、体心立方结构有两个间隙。 一个是八面体的间隙，另一个是四面体的间隙。6 .在结晶中，由一系列原子构成的平面称为结晶面，连接任意两个原子间的方向称为结晶方向。7、结晶的点缺陷有空孔、间隙原子和置换原子三种。8、塑性变形时，局部区域的结晶打滑，形成位错。9 .刃型重排的柏氏矢量垂直于其位错线，螺旋型重排的柏氏矢量平行于其位错线。10 .单位体

2、积中包含的位错线的全长称为位错密度。11 .晶体的面缺陷包括晶体的外表面和内界面两种。12 .晶体的内部界面缺陷有晶界、亚晶界、双晶界、层合缺陷和相界等。13、金属：具有正电阻温度系数的物质，其电阻随温度的上升而增加。结晶：原子在三维空间中有规则周期性排列的物质叫结晶。15、晶体结构：指晶体中的原子在三维空间中具有规则周期性的具体排列方式。16、晶格点：清楚地显示原子在空间上有规律的原子的几何点，称为晶格点。17、单位晶格：能完全反映晶格中晶格特征的最小几何单位，称为单位晶格。 用于分析晶体中原子排列的规律性。18、配位数：指晶体结构中任一原子最近的、等距离的原子数。19、螺旋位错：假设在立方

3、晶的右端施加所有应力，右端上下两部分沿着滑动面发生了原子间距的相对剪切，该晶体缺陷为螺旋位错。20、表面能：因为表面层发生晶格应变，其能量上升，这种每单位面积的上升能称为比表面能，简称表面能。什么是结晶？结晶的特性是什么？a :晶体：原子在三维空间中有规则的周期性排列的物质叫做晶体。1 )结晶具有一定的熔点。 在熔点以上，结晶成为液体，在非晶质状的熔点以下，液体又成为结晶。2 )晶体的另一个特征是在不同方向上测量其性能，表现出被称为各向异性或各向异性的大小或小差异。22、确定结晶指数的步骤是什么？a以单位格子的三条棱线为坐标轴，以棱线的长度为坐标轴的长度的单位从坐标轴的原点中画出有向直线，在与

4、保留结晶方向平行的被诱导的直线上取点，在x、y、z轴上改变点，求出坐标轴将三个坐标轴与最小的单纯的整数成比例，依次写入方括号中求出23 .如何确定晶面指数？ 简单地写步骤。a将单位晶格的3条相互垂直的边缘设为基准坐标轴x、y、z，坐标原点o位于保留晶面之外，以不出现零切片的边缘长度为测定单位，求出未定晶面的各轴上的切片的倒数取各切片的倒数，成为最小的单纯整数放入括号内，则成为求出的晶面指数根据几何形态的特征，晶体缺陷能分为哪些种类？有哪些特征？a :点缺陷。 特征是三个方向的尺寸小，相当于原子的尺寸，例如是空穴、间隙原子等线缺陷。 特征是两个方向的尺寸小，另一个方向的尺寸相对大。 属于这种类型

5、的主要是重排面缺陷。 特征是一个方向的尺寸小，另一个方向的尺寸相对大，例如晶界、亚晶界等。25、柏氏向量的特征和作用是？a:1 )可以用柏氏向量判断重排的种类。2 )可以用柏氏矢量表示变位区域的晶格应变总量的大小3 )可以用柏氏矢量表示结晶滑动的方向和大小4 )一条位错线的柏氏矢量是一定的5 )对于一个位错，包含位错线和柏氏矢量两者的晶面是潜在的滑动面。26、什么是表面能？ 影响表面能的主要因素是什么？a :因为表面层发生了晶格应变，其能量上升，该单位面积的上升能被称为比表面能，简称为表面能。外部介质的性质裸晶面的原子密度结晶表面的曲率结晶的性质，如熔点等。第二章纯金属的结晶1、结晶过程是成核

6、和生长的过程。2 .在冷夜体上形成固体核时，可能有两种核方式：一种是均匀核，另一种是非均匀核、异质核或非自发核。3、决定晶体生长方式和生长速度的主要因素是核的界面结构和界面尖端液体中的温度梯度。4、晶体生长机制包括二维核生长机制、螺旋位错生长机制和连续生长机制。5、晶粒的大小称为结晶粒度，通常用晶粒的平均面积或平均直径表示纯金属锭的宏观组织通常由外表层的微细结晶区域、中间的柱状结晶区域和中心部的等轴结晶区域三个结晶区域构成。6、纯金属铸锭的宏观组织通常由外观层的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区三个结晶区组成。7、铸锭和铸件经常存在缺陷，常见的缺陷有收缩孔、气孔及夹杂物等。8、起伏：短距离

7、有序的原子集团总是瞬间出现，瞬间消失，从这里起伏。 像这样不断变化的短距离秩序原子集团被称为构造起伏，或者称为相起伏。9、均匀核：如果液相中各区域出现新相核的概率相同，则这种形核方式为均匀核。10、不均匀核：过冷夜体形成固体核时，新相在液相中优先出现的部分区域被称为不均匀核。11、成核率：每单位时间在液相中形成的核的数量。12、等轴晶粒：枝晶在三维空间均衡发展，各方向的一次结晶轴大致相等，此时形成的晶粒称为等轴晶粒。13、柱状晶粒：一次晶轴在枝晶的某个方向上长长地生长，在其他方向上生长时被阻碍的话，这样形成的细长的晶粒叫做柱状晶粒。14、微晶强化：常温下，金属的晶粒越细，强度和硬度越高，同时塑

8、性韧性也越好。 像这样使晶粒微细化来提高材料强度的方法称为细粒强化。15、变质处理：向液态金属中加入成核剂(也称为变质剂)，促进大量不均匀结晶核的形成，使结晶粒微细化。16、影响过冷度的因素是什么？a :过冷度根据金属的本性和纯度，另外冷却速度的差异可以在很大范围内变化。1 )根据金属不同，过冷却度的大小也不同2 )金属纯度越高，过冷却度越大。3 )过冷却度的大小主要依赖于冷却速度，冷却速度越大，过冷却度越大，实际的结晶温度越低。 冷却速度越慢，过冷却度越小。17、金属的结晶核有什么要点？a液态金属的过冷度必须大于临界过冷度，结晶胚尺寸必须大于临界核半径临界核半径值的大小与核的表面能成正比，与

9、过冷却度成反比均匀核需要结构起伏和能量起伏核的形成过程是原子的扩散迁移过程，因此结晶必须在一定的温度下进行工业生产中，液体金属的凝固总是以不均匀核方式进行。18、纯金属锭的宏观组织通常由哪个结晶区构成？a :外观层细结晶区域、中间的柱状结晶区域和心部的等轴结晶区域1 )细结晶区：晶粒细小，组织致密，力学性能好，但厚度薄，实际上没有什么意义。2 )柱状晶区：组织比较致密，但存在弱的面，其性能有方向性。3 )中心等轴晶区域：不存在明显的弱面，其性能也没有方向性的缺点是等轴晶枝的结晶发达，分枝多，显微收缩孔多，组织不致密。 热压加工后，一般可以焊接，对性能不太影响。第三章二元合金的相结构和结晶1、合

10、金存在的状态通常由合金的成分、温度和压力三个因素决定。2 .绘制相图的方法有实验测量和理论计算两种。3、两组元在液体时相互无限融合，在固体时相互有限融合，发生共晶转变，形成共晶组织的二元系相图，被称为二元共晶相图。4、两组元素不仅在液体中无限相互溶解，而且在固体中也无限相互溶解，由二元合金系形成的相图、均匀相图。5、固溶体与单纯单元相比，结构变化主要表现为晶格畸变、偏重合、有序和有序的固溶体等。6、相：指合金中结构相同、成分和性能都在界面上分开的构成部分。7、相图：表示平衡条件下合金体系中合金的状态与温度、成分的关系的图解，也称为状态图或平衡图。8、均匀的结晶转变：结晶时总是由液相结晶形成单相

11、固溶体，这种结晶过程称为均匀的结晶转变。9、共晶转变：在一定的温度下，成分的一定的两个固相从一定的液相同时结晶化的转变过程称为共晶转变或共晶反应。10、共析转变：一定成分的固相在一定温度下与另外两个一定成分的固相交界的转变过程，称为共析转变。第四章铁合金1 .在铁的同位素转变中，纯铁冷却到1538有体心立方晶格的1394时，就成为面心立方晶格。2、渗碳体是铁和碳形成的间隙化合物，碳含量为6.69%。3、GS线也称为线，是在冷却过程中从奥氏体析出铁素体的开始线。4、金属的铸造性、金属的流动性、收缩性和偏析倾向等。5、铸件从浇注温度到室温的冷却过程中，其体积和线尺寸减少的现象称为收缩性。6、镇静钢

12、钢锭的缺陷主要有收缩孔、松弛、偏析、气泡等。7 .沸腾钢块纵剖面的宏观组织模式图中，从表面到心部由坚壳带、蜂窝气泡带、中心坚带、二次气泡带和主轴带等构成。10、镇静钢：钢水在凝固时不析出一氧化碳，成分比较均匀，得到组织比较致密的钢锭，这种钢叫镇静钢。第五章三元合金相图第六章金属及合金的塑性变形和断裂1、金属材料在冲压加工变形后，不仅改变了外形尺寸，还改变了内部组织和性能。2、金属弹性变形的本质是金属晶格在外力的作用下产生的弹性变形。3 .滑动面总是原子排列最密的晶面。4 .滑动方向总是原子排列最密的结晶方向。5 .一个滑动面和一个滑动方向构成一个滑动系统。6、塑性变形后，金属材料的物理性能和化

13、学性能有明显变化。7、塑性变形后，其残馀应力包括宏观内部应力、微观内部应力、晶格应变等。8、滑移系：表示金属结晶滑移时能采取滑移动作的空间方向。9、双胞胎：一部分结晶沿一定的晶面和一定的结晶方向，与另一部分结晶均匀地切缘。10、塑性断裂：也称为延性断裂，断裂前发生大量宏观塑性变形，断裂时受到的工程应力大于材料的屈服强度。4、脆性破坏：金属在破坏过程中，宏观塑性变形极少或没有，但局部区域还存在一定的微观塑性变形。11、什么是固溶强化？ 固溶强化的原因是什么？a :合金中产生固溶强化的主要原因是，固溶体中的溶质和溶剂的原子半径差引起的弹性变形和变位间产生的弹性相互作用，对滑动面上运动的变位有阻碍作

14、用，是偏在变位线上的溶质的对位错误的刺穿作用。12、合金元素形成固溶体时，其固溶强化有什么规则？a在固溶体溶解度的范围内，合金元素的质量点数越大，强化作用越大溶质原子和溶剂原子的尺寸越大，晶格应变越大，因此强化效果越大形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用比形成置换固溶体的元素大溶质原子和溶剂原子的价电子数的差越大，强化作用越大。13、金属断裂有什么主要方式？有什么特征？a :主要方法是塑性破坏和脆性破坏1 )塑性断裂：也称为延性断裂，断裂前发生大量宏观塑性变形，断裂时受到的工程应力大于材料的屈服强度。 只需从材料的屈服强度计算装载能力，就能一般安全地使用。2 )脆性破坏：金属在破坏过程中，宏观塑

15、性变形极少或很少，但局部区域还存在一定的微观塑性变形。 断裂时施加的工程应力通常不超过材料的屈服强度。 设计时，需要从脆性破坏的角度计算负荷能力，充分估计过载的可能性。第七章金属和合金的恢复和再结晶1、发生异常晶粒生长的原因是分散的夹杂物、第二相粒子或组织阻碍了晶粒生长过程。2、再结晶退火的目的是降低硬度，提高塑性，恢复和改善材料性能。3、再结晶：冷变形的金属经过一定温度加热或保温足够的时间后，原来的变形组织产生了无应变的新晶粒，这一过程称为再结晶。4、再结晶退火：是将冷变形金属加热到规定的温度，保温一定时间，然后逐渐冷却到室温的热处理工序。 其目的是降低硬度，提高塑性，恢复和改善材料的性能。

16、5、纤维组织：在热加工过程中，铸锭中粗大的枝晶和各种夹杂物在变形方向上延伸，在宏观试料中在变形方向上形成细线，称为纤维组织。6、影响再结晶粒生长的因素是什么？a温度：温度越高，晶粒的生长速度越快杂质和合金元素：杂质和合金元素溶解于基体后阻碍晶界运动，尤其是晶界偏重现象显着的元素，其作用更大第二相质点：分散的第二相质点对阻碍晶界的移动起着重要的作用相邻晶界的方位差：晶界的界面能与相邻晶界间的方位差有关，小角度晶界的界面能比大角度晶界的界面能小，界面移动的驱动力与界面能成比例，因此前者的移动速度比后者小。第八章扩散1 .根据扩散过程中是否发生浓度变化，扩散包括自扩散和相互扩散。2 .根据扩散方向是

17、否与浓度梯度的方向相同进行分类，扩散包括下坡扩散和上坡扩散。3、金属粘结是在工业中扩散应用的好例子，主要有钎焊、扩散焊接、电镀、金属包复、电镀等。第九章钢的热处理原理1、共析钢中奥氏体形成的基本过程包括奥氏体核、奥氏体生长、残留渗碳体溶解和奥氏体成分的均匀化等。2、影响奥氏体形成速度的主要因素有加热时间和保温时间、原始组织的影响、化学成分的影响等。3、在热处理生产中，钢奥氏体化后，有等温冷却方式和连续冷却方式两种冷却方式。4 .马氏体高强度、高硬度的主要原因是碳原子的固溶强化、相变强化和时效强化等。5、马氏体是碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体。6、钢中马氏体的两种基本形状为板状马氏体和板状马氏体。7、钢中的马氏体一般有体心立方和体心正方两种结构。8 .板状马氏体的亚结构为位错，板状马氏体的亚结构为双晶。9、马氏体相变：钢从奥氏体状态快速冷却，模拟其扩散性分解，在较低温度下发生的无扩散型相变称为马氏体相变。10、贝氏体相变：钢在珠光体相变温度以下。 在马