《材料科学基础》材料的塑性变形

材料科学基础习题与参考答案（doc14页）完美版第⼀章材料的结构⼀、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离⼦键、⾦属键、组元、合⾦、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第⼆相强化。

⼆、填空题1、材料的键合⽅式有四类，分别是（），（），（），（）。

2、⾦属原⼦的特点是最外层电⼦数（），且与原⼦核引⼒（），因此这些电⼦极容易脱离原⼦核的束缚⽽变成（）。

3、我们把原⼦在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。

4、三种常见的⾦属晶格分别为（），（）和（）。

5、体⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有体⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。

6、⾯⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有⾯⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。

7、密排六⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），具有密排六⽅晶格的常见⾦属有（）。

8、合⾦的相结构分为两⼤类，分别是（）和（）。

9、固溶体按照溶质原⼦在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原⼦与溶剂原⼦相对分布分为（）和（）。

10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。

11、⾦属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。

12、⾦属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合⾦中不作为（）相，⽽是少量存在起到第⼆相（）作⽤。

13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电⼦浓度分别为（），（），（）。

孪晶和滑移的特点：相同点：●宏观上，都是切应力作用下发生的剪切变形；●微观上，都是晶体塑性变形的基本形式，是晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动过程；●两者都不会改变晶体结构；●从机制上看，都是位错运动结果。

不同点：●滑移不改变晶体的位相，孪生改变了晶体位向；●滑移是全位错运动的结果，而孪生是不全位错运动的结果；●滑移是不均匀切变过程，而孪生是均匀切变过程；●滑移比较平缓，应力应变曲线较光滑、连续，孪生则呈锯齿状；●两者发生的条件不同，孪生所需临界分切应力值远大于滑移，因此只有在滑移受阻情况下晶体才以孪生方式形变。

●滑移产生的切变较大（取决于晶体的塑性），而孪生切变较小，取决于晶体结构。

回复机制:1）低温回复（0.1－0.3Tm）点缺陷（空位和间隙原子)运动至晶界出或位错处消失、空位和间隙原子结合消失、空位结合成空位对。

结果导致点缺陷密度降低。

2）中温回复（0.3－0.5Tm）位错可以在滑移面上滑移或交滑移，使异号位错相遇相消，位错密度下降，位错缠结内部重新排列组合，使变形亚晶规整化。

3）高温回复（>0.5Tm）位错除滑移外，还可获得足够的能量产生攀移，使滑移面上不规整的位错重新分布，形成亚晶界和亚晶粒，使弹性畸变能降低。

位错攀移（＋滑移）→位错垂直排列（亚晶界）→多边化（亚晶粒）→弹性畸变能降低。

4）位错反应形成亚晶肖脱基缺陷离开平衡位置的原子迁移至晶体表面的正常格点位置，而晶体内仅留有空位，晶体中形成了肖特基缺陷滑移：是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。

固溶强化：是指由于溶质原子的固溶而引起的强化效应。

扩散：由于物质中原子（或者其他的微观粒子）的微观热运动所引起的强化效应。

影响扩散的因素1.温度升高，扩散原子获得能量超越势垒几率增大，且空位浓度增大，有利扩散。

2.原子结合键越弱，Q越小，D越大。

3.在间隙固溶体中，扩散激活能较小，原子扩散较快；在置换固溶体中扩散激活能比间隙扩散大得多。

填空题1、金属材料在常温或低温下的塑性变形主要以滑移和孪生方式进行，滑移是在滑移系上进行，一个和组成了一个滑移系，滑移以后滑移面两侧的晶体位向关系，当滑移面上的分切应力大于时，处于的滑移系首先。

2、纯元素在均匀形核时，过冷度越大，则临界半径，形核功；界面能越大，则临界半径，形核功。

3、面心立方晶体结构的单位晶胞中含有个原子，原子半径为，致密度为，最密排面的晶面族指数为，若用该晶面族围成一个八面体，该八面体所有棱边的晶向族指数为，在每个晶胞中含有个八面体间隙，其数目是四面体间隙的倍，其尺寸比四面体间隙的（大/小）。

4、螺型位错的柏氏矢量与位错线，位错线与柏氏矢量同向的为螺型位错，反向的为螺型位错，根据柏氏矢量和位错线的关系，该位错线（能/不能）为曲线，刃型位错的位错线（能/不能）为曲线。

5、位错的滑移面是由和决定的平面，刃型位错的滑移面有个，螺型位错的滑移面理论上有个，刃型位错既可以做运动，又可以做运动，但不能进行运动，其易动性比螺型位错的（好/差）。

6、固体中，是唯一的物质迁移方式。

7、晶体的空间点阵分属于大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为，请列举除立方晶系外其他任意三种晶系的名称、、。

铜的晶体结构属于空间点阵。

8.、对同一种高分子材料而言，温度越链段越，分子链的柔性越好。

判断题1、小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。

2、同一种空间点阵可以由无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。

3、相界面与晶界的主要区别是相邻两相，不仅位向不同，而且结构或成分也不相同。

4、非均匀形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促进非均匀形核的作用越大。

5、单相固溶体合金在平衡结晶是，其液、固相的成分分别沿其液、固相线变化。

6、固态金属中原子扩散的驱动力是浓度梯度。

7、空间点阵只有14种，而晶体结构可以有无限种。

8、密排六方结构原子的最密排面的堆垛顺序为ABCABC…9、点缺陷是热平衡缺陷，在一定的温度时晶体中的点缺陷具有一定的平衡浓度。

包申格效应：材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，弹性极限增加；反向加载，弹性极限降低的现象，称为包申格效应。

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或滞弹性（现象）。

弹性滞后：由于应变落后于应力，在应力-应变曲线上使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，称之为弹性滞后（结果）。

弹性滞后表明加载时消耗于材料额变形功大于卸载时材料回复所释放的变形功，多余的部分被材料内部所消耗，称之为内耗，其大小即用弹性滞后环的面积度量。

粘弹性：非晶态固体和液体在很小外力作用下，会发生没有确定形状的流变，并且在外力去除后，形变不能回复。

派-纳力：由于点阵结构的周期性，当位错沿滑移面运动时，位错中心的能量也要发生周期性变化，当位错处于平衡状态时，其能量最低，相当于处在能谷中，当位错从位置1运动到位置2时，需要越过一个势垒，这个点阵阻力称为派-纳力。

位错宽度越大，则派-纳力越小。

、吕德斯带：当应力达到上屈服点时，首先，在试样的应力集中处开始塑性变形，并在试样表面产生一个与拉伸轴成45°交角的变形带，与此同时，应力降到下屈服点。

弥散强化：第二相粒子细小而弥散地分布在基体粒子中。

亚稳相:亚稳相指的是热力学上不能稳定存在，但在快速冷却成加热过程中，由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转变为稳定相而暂时稳定存在的一种相。

回复:指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段。

再结晶:冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态，这个过程称为再结晶。

（指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程）。

二次再结晶:再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。

加工硬化:金属经冷塑性变形后，其强度和硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。

再结晶退火：所谓再结晶退火工艺，一般是指将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保温一段时间后，缓慢冷却至室温的过程。

第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。

如氧化物陶瓷。

（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。

如高分子材料。

（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。

如金属。

金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。

（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。

分子晶体：熔点低，硬度低。

如高分子材料。

氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。

如复合材料。

3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。

（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。

4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。

长程有序，各向异性。

（2）非晶体：――――――――――不规则排列。

长程无序，各向同性。

第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。

图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14种。

其中：空间点阵中的点－阵点。

它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。

描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。

空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。

（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。

特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。

2 晶胞图1－6（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。

（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。

（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。

第5章材料的形变和再结晶1. 有一70MPa应力作用在fcc晶体的[001]方向上，求作用在（111）和（111）滑移系上的分切应力。

答案:矢量数性积a×b=ïaï×ïbï Þ = a×bïaï×ïbï滑移系：（负号不影响切应力大小，故取正号）滑移系：2. Zn单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30°，求拉伸后的延伸率。

答案 :如图所示，AC和A’C’分别为拉伸前后晶体中两相邻滑移面之间的距离。

因为拉伸前后滑移面间距不变，即AC=A’C’故3. 已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的a-Fe的屈服强度分别为112.7MPa和196MPa,问平均晶粒直径为0.0196mm的纯铁的屈服强度为多少？答案:解得∴4. 铁的回复激活能为88.9 kJ/mol，如果经冷变形的铁在400℃进行回复处理，使其残留加工硬化为60%需160分钟，问在450℃回复处理至同样效果需要多少时间？答案:（分）5. 已知H70黄铜（30%Zn）在400℃的恒温下完成再结晶需要1小时，而在390℃完成再结晶需要2小时，试计算在420℃恒温下完成再结晶需要多少时间？答案：再结晶是一热激活过程，故再结晶速率：，而再结晶速率和产生某一体积分数所需时间t成反比，即∝∴在两个不同的恒定温度产生同样程度的再结晶时，两边取对数；同样故得。

代入相应数据，得到t3 = 0.26 h。

1．有一根长为5 m，直径为3mm的铝线，已知铝的弹性模量为70GPa，求在200N的拉力作用下，此线的总长度。

答案2．一Mg合金的屈服强度为180MPa，E为45GPa，a）求不至于使一块10mm⨯2mm的Mg板发生塑性变形的最大载荷；b）在此载荷作用下，该镁板每mm的伸长量为多少？答案3. 已知烧结Al2O3的孔隙度为5%，其E=370GPa。

第3章　晶体的范性形变一、选择题1．fcc、bcc、hcp三种晶体结构的材料中，塑性形变时最容易生成孪晶的是（）。

A．fccB．bccC．hcp【答案】C2．（），位错滑移的派一纳力越小。

A．位错宽度越大B．滑移方向上的原子间距越大C．相邻位错的距离越大【答案】A3．面心立方金属发生形变孪生时，则孪晶面为（）。

A．{111）B．{110}C．{112}【答案】A4．多晶体塑性变形时，至少需要（）独立的滑移系。

A．3个B．8个C．5个【答案】C二、填空题1．一个滑移面和其面上的一个______组成一个滑移系。

【答案】滑移方向2．在拉伸单晶时，滑移面转向与外力轴成______角度时最易滑移。

【答案】45°三、判断题1．滑移系的多少影响金属材料的塑性变形能力。

由于体心立方晶格金属具有48个滑移系，所以其塑性变形能力最强。

（）【答案】×【解析】影响金属材料的塑性变形能力的是滑移方向的多少，而不是滑移系的多少。

2．晶体滑移的方向就是该滑移面内位错线运动的方向。

（）【答案】×3．就其本质而言，孪晶也是层错。

（）【答案】√四、名词解释1．孪生答：孪生是指晶体受力后，晶体的一部分沿一定晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另一部分作均匀的切变、形成孪晶所产生的变形，即以产生孪晶的方式进行的切变过程。

2．形变织构答：形变织构是多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。

3．滑移系答：晶体中一个可滑移面及该面上一个可滑移晶向合称一个滑移系。

五、简答题1．对某简单立方单晶体，其拉伸应力方向如图所示。

该晶体的滑移系为＜1OO＞{1OO}。

（1）求出每个滑移系的分切应力；（2）判定哪几组滑移系最容易开动？图3-1答：σ方向：可滑移面：（100），（010），（001）可滑移方向：[l00]，[0l0]，[001]滑移系：[100]（010）和[100]（001）[010]（100）和[010]（001）[001]（100）和[001]（010）表3-1（100）（010）（001）与（112）的夹角ψ/（°）65.965.935.3[100][010][001]与[112]的夹角λ/（°）65.965.935.3对上述滑移系的Schmid 因子分三种情况讨论：ψ＝65.9°，λ=65.9°（100）[010]，（010）[100]cosψcosλ=0.167ψ＝65.9°，λ=35.3°（100）[001]，（010）[001]cosψcosλ=0.333ψ＝35.3°，λ=65.9°（001）[100]，（001）[010]cosψcosλ＝0.333Schmid 因子为0.333的四组滑移系最容易开动。

一课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课，以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系。

其任务是：1 研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。

2 掌握有关工程材料的基本理论和知识，训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。

3 初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术；掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方法。

二教学安排1 材料科学基础》为15学分，计96学时，其中讲课84学时，实验、讨论等12学时。

23 实验: 实验共六次，计12学时，每次实验二学时。

内容为：(1) 显微镜的构造及使用；(2) 常见金属晶体结构和原子堆垛模型分析；(3) 二元合金平衡组织分析；(4) 二元合金不平衡组织分析；(5) 铁碳合金平衡组织与性能分析；(6) 金属的塑性变形与再结晶。

三教学目的和要求第一章工程材料中的原子排列目的：1．原子之间的键合2．介绍晶体学的基本概念及晶格类型3．晶向指数和晶面指数及其表示方法4．金属的晶体结构特点5．陶瓷的晶体结构6．晶体缺陷的类型及特征要求：1．掌握晶面、晶向的表示方法2．熟悉三种典型的晶体结构3．晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质4．位错的应力场和应变能；位错的运动与交互作用第二章固体中的相结构目的：1．介绍金属固溶体的分类、结构特点及溶解度2．金属间化合物相的分类、特点及性能3．陶瓷晶体相的结构及特点4．玻璃相及其形成5．分子相的结构特点要求：1．熟悉合金相的主要类型，形成条件和性能特点2．理解Hume—Rothery规则；3．玻璃相的形成条件4．了解分子相的结构特点及分子晶体第三章凝固与结晶目的：1．介绍结晶的基本规律2．结晶的基本条件3．晶核的形成4．晶体的长大5．陶瓷、聚合物的凝固6．结晶理论的应用要求：1．掌握凝固理论及过冷度的概念2．晶体长大机制及界面形态3．用凝固理论解释或说明实际生产问题第四章二元相图目的：1．相、相平衡及相图制作2．二元匀晶相图3．二元共晶相图4．二元包晶相图5．其它二元要相图6．二元相图的分析方法7．介绍相图的热力学依据8．铸件的组织与偏析要求：1．能认识一般的二元相图，并会分析合金的结晶过程及得到的组织．2．掌握分析相图的方法3．能依据相图判断合金的工艺性能与机械性能4．理解成分过冷的形成、影响因素5．会分析铁碳合金平衡结晶过程及室温下所得到的组织6．说明含碳量的改变怎样影响铁碳合金的组织和性能第五章三元相图目的：1．介绍三元相图的几何特性2．三元匀晶相图3．三元共晶相图4．三元相图中的相平衡特征5．实用三元相图举例要求：1．熟悉三元合金成分表示方法，懂得直线定律与重心法则的应用2．掌握三元合金结晶过程中相与组织的转变规律3．会看简单的等温截面图和变温截面图第六章固体中的扩散目的：1．介绍扩散定律及其应用2．扩散的微观机理3．扩散的热力学理论4．反应扩散5．一些影响扩散的重要因素要求：1．扩散第一、第二定律的表达式，适用的条件，各符号的意义和单位2．说明扩散系数的意义和影响扩散的因素3．认识几种重要的扩散现象4．了解扩散的实际应用，如渗碳过程等第七章塑性变形目的：1．介绍滑移系统和Schmid定律金属的应力一应变曲线2．单晶体的塑性变形3．多晶体塑性变形的特点4．合金的塑性变形5．冷变形金属的组织与性能6．聚合物的塑性变形7．陶瓷材料的塑性变形要求：1．熟悉滑移、孪生变形的主要特点2．说明多晶体塑性变形的过程及特点3．理解加工硬化、细晶强化等产生的原因和它的实际意义4．塑性变形过程中组织和性能的变化规律第八章回复和再结晶目的：1．介绍冷变形金属在加热时组织和力学性能的变化2．回复机制及动力学3．再结晶时组织的变化及影响再结晶的因素4．再结晶后晶粒的长大过程5．金属的热变形要求：1．变形金属发生回复和再结晶的条件是什么?有些什么变化?2．T再对生产有什么意义?如何确定T再?影响T再的因素有哪些?3．再结晶后晶粒大小如何控制?4．动态回复过程中位错运动有何特点?从显微组织上如何区分动、静态回复和动、静态再结晶第九章复合效应与界面目的：1．复合材料、增强体及复合效应2．复合材料增强原理3．复合材料的界面要求：1．了解研究界面的意义2．界面类型及性能3．界面结合原理4．对界面的基本要求及控制界面的原理第十章固态相变目的：1．介绍固态相变的特点2．固态相变的形核3．固态相变的核长大4．扩散型相变示例5．无扩散型相变6．陶瓷的相变与增韧要求：1．了解固态相变有哪些类型?2．掌握贝氏体转变与珠光体转变、马氏体转变有什么异同点?3．马氏体相变有哪些特征一、考试内容1.工程材料中的原子排列：（1）原子键合，工程材料种类；（2）原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。

材料科学基础名词解释(上海交大第二版）第一章原子结构结合键结合键分为化学键和物理键两大类,化学键包括金属键、离子键和共价键；物理键即范德华力。

化学键是指晶体内相邻原子（或离子）间强烈的相互作用.金属键金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。

离子键阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫作离子键共价键由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。

范德华力是借助临近原子的相互作用而形成的稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。

氢键氢与电负性大的原子(氟、氧、氮等）共价结合形成的键叫氢键.近程结构高分子重复单元的化学结构和立体结构合称为高分子的近程结构。

它是构成高分子聚合物最底层、最基本的结构。

又称为高分子的一级结构远程结构由若干个重复单元组成的大分子的长度和形状称为高分子的远程结构第二章固体结构1、晶体：原子在空间中呈有规则的周期性重复排列的固体物质.晶体熔化时具固定的熔点,具有各向异性。

2、非晶体:原子是无规则排列的固体物质。

熔化时没有固定熔点，存在一个软化温度范围，为各向同性.3、晶体结构：原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性重复排列，即存在长程有序。

4、空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。

5、阵点:把实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体，并将其中的每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点。

6、晶胞：为了说明点阵排列的规律和特点，在点阵中取出一个具有代表性的单基本元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元,称为晶胞。

7、晶系：根据六个点阵参数间的相互关系,将全部空间点阵归属于7中类型，即7个晶系,分别为三斜、单斜、正交、六方、菱方、四方和立方。

13、晶带轴：所有平行或相交于某一晶向直线的晶面构成一个晶带，此直线称为晶带轴。

属于此晶带的晶面称为共带面.14、晶面间距:晶面间的距离.18、点群:点群是指一个晶体中所有点对称元素的集合。

材料科学基础(下)复习提纲第六章 金属与合金的塑性变形与断裂1、常温和低温下金属塑性变形的两种主要方式为（ ）和 （ ）。

2、体心、面心、密排六方晶格金属的主要滑移系，详见表6-2。

解释体心立方的金属的塑性为什么比面心立方金属差？3、了解施密特定律，并会做相应的计算（见第六章作业）4、晶体的滑移的实质（是位错在切应力的作用下沿着滑移面逐步移动的结果）。

了解位错的交割和塞积对金属的力学性能的影响。

5、掌握塑性变形对金属组织和性能的影响。

第七章 金属及合金的回复与再结晶1、了解回复过程的组织结构和性能的变化？2、了解再结晶过程的组织结构和性能的变化？3、从金属学角度，金属的热加工和冷加工是如何划分的？ 第八章 扩散1、固态下原子扩散的机制主要有哪两种？扩散的本质原因是什么？2、掌握扩散第二定律的误差函数解，并会做相应计算。

（见作业题型）3、了解影响扩散的因素。

第九章 钢的热处理原理 1、钢的奥氏体化过程？ 2、钢在冷却过程中的转变。

高温转变⎪⎩⎪⎨⎧︒︒︒，托氏体，索氏体，珠光体C C C A 550~600600~650650~1 解释珠光体、索氏体和托氏体的力学性能与片间距的关系。

（详见P246）中温转变⎩⎨⎧︒，下贝氏体，上贝氏体S M C ~350350~600 了解下贝氏体的力学性能及生产方式（详见P261）低温转变 {下，马氏体转变、，快冷至f S C M M V V ≥（1） 什么是马氏体？马氏体的晶体结构、组织形态、性能特点？ （2） 马氏体转变的特点？3、淬火钢的回火转变过程？（一）~（五）P268~272，淬火钢回火时力学性能的变化？4、了解第一类和第二类回火脆性及解决办法？ 第十章 钢的热处理工艺1、了解退火和正火的目的？各种退火工艺的目的和适用对象。

正火工艺适用的四个主要方面。

2、淬火的加热温度的选择？原因？淬火常用的介质有哪几种？淬火常用方法？3、什么是淬透性、淬硬性？它们的差别？（详见P289）4、低温、中温、高温回火各获得什么组织？其性能有何特征？5、了解感应加热表面淬火的工作原理？淬硬层深度与电流频率的关系？5、渗碳的适用材料、主要方法、渗碳温度及渗碳介质？渗氮的适用材料、主要方法、渗氮温度及渗氮介质？第十一章 工业用钢1、 合金元素在钢里的存在方式？合金元素对铁-渗碳体相图的影响？合金元素对钢热处理过程的影响？2、 什么时回火稳定性和二次硬化？3、 造成金属腐蚀的原因？耐磨钢耐磨的原因？耐热钢的抗氧化型和热强性？ 第十二章 铸铁1、 铸铁石墨化过程？铸铁的组织？影响铸铁石墨化的因素？ 第十三章 有色金属及其合金1、 铝合金的分类及铝合金的强化方法？（重点掌握铝合金的沉淀强化P384）2、 铜合金的分类？黄铜的力学性能与含锌量的关系？锡青铜的力学性能与含锡量的关系。

Cha pterⅢ【晶体缺陷】实际晶体中各种偏离理想结构的情况；include.（点缺陷+线缺陷+面缺陷）【点缺陷】零维缺陷，三维空间的各个方向上尺寸都很小，约为一个或几个原子尺度；include.（空位+间隙原子+杂质+溶质原子）【线缺陷】一维缺陷，两个方向上尺寸很小，另外一个方向上延伸较长；include. (位错) 【面缺陷】二维缺陷，一个方向上尺寸很小，另外两个方向上扩展很大；include.（晶界+相界+孪晶界+堆垛层错）【热平衡缺陷】由于热起伏促使原子或离子脱离点阵位置而形成的点缺陷，浓度随温度升高而升高；include.（Schottky缺陷+Frenkel缺陷）【Schottky缺陷】离开平衡位置的原子迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置，使晶体内部留下空位【Frenkel缺陷】离开平衡位置的原子挤入点阵的间隙位置，在晶体内部同时形成数目相等的空位和间隙原子【点缺陷平衡机理】1.点缺陷造成点阵畸变，晶体内能升高，热力学稳定性下降2.点缺陷增大了原子排列混乱程度，晶体熵值增加，热力学稳定性上升【复合】间隙原子运动过程中落入某一空位而使两者同时消失的过程【点缺陷迁移能Em】点缺陷在平衡位置间移动时所需用于克服能量势垒的的能量【滑移】晶体中相邻两部分在切应力作用下沿着一定的晶面和晶向相对滑动【位错】实际晶体中滑移通过称为位错的线缺陷进行，位错在较低应力作用下开始移动，时滑移区逐渐扩大直至整个滑移面上的原子都先后发生相对位移；include.（刃型位错+螺型位错）【刃型位错】1.存在额外半原子面，多出半原子面在滑移面上方为正刃型位错2.刃型位错线为晶体中已滑移区与未滑移区的边界线，形状不一定为直线3.滑移面是位错线与滑移矢量所确定的平面4.刃型位错线周围点阵发生弹性畸变，同时包括正应变与切应变；正刃型位错滑移线上方点阵受压应力，下发点阵受到拉应力5.位错线周围畸变区每个原子具有较大的平均能量【螺型位错】1.不存在额外半原子面，原子错排呈轴对称状2.螺型位错线与滑移矢量平行，一定为直线3.螺型位错线移动方向与晶体滑移方向相互垂直4.纯螺型位错滑移面不唯一，凡包含螺型位错线的平面均可作为滑移面5.螺型位错线周围发生弹性畸变，只包括切应变，不会引起晶体体积变化【混合位错】滑移矢量与位错线相交成任意非特殊角度的普遍位错形式【位错线】已滑移区与未滑移区的边界线，一根位错线不能终止于晶体内部，只能露头于晶体表面【伯氏矢量】规定出纸面的方向为位错线的正方向，反映位错周围点阵畸变总积累量，伯氏矢量与回路起点及其途径无关，位错即使发生运动其伯氏矢量仍保持不变，即一根位错线具有唯一的伯氏矢量【刃型位错右手法则】食指为位错线方向，中指指向伯氏矢量，拇指指向多余半原子面方向【位错运动】基本运动形式为滑移与攀移【滑移】在外加切应力作用下，通过位错中心附近的原子沿伯氏矢量方向在滑移面上不断得作少量位移而逐步实现在滑移面方向上发生运动1.刃型位错运动方向始终垂直于位错线而平行于伯氏矢量，因而刃型位错的滑移面是有位错线与伯氏矢量所构成的平面，因此刃型位错的滑移仅限于单一的滑移面上2.螺型位错的移动方向同时垂直于位错线与伯氏矢量，由于位错线与伯氏矢量平行，因此螺型位错的滑移不限于单一的滑移面上【攀移】在垂直于滑移面方向上发生运动，多余半原子面向上运动为正攀移，向下运动为负攀移位错避开障碍物的方式分为攀移与交滑移，攀移仅针对刃型位错，交滑移仅针对螺型位错，攀移伴有物质迁移，属于非守恒运动，而位错滑移为守恒运动【交滑移】当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，螺型位错从原滑移面转移到与之相较的另一滑移面上继续滑移的过程【位错方向右手法则】拇指代表伯氏矢量方向，食指代表位错线方向，中指就表示位错线的运动方向【位错交割】位错在某一滑移面上运动时穿过滑移面的其他位错发生交割【割阶&扭折】位错线难以全线运动而以一部分线段先产生滑移，若曲折线段处于位错滑移面上则成为扭折，若曲折线段垂直于位错的滑移面使则成为割阶【辨析】刃型位错的割阶部分仍为刃型位错，扭折部分为螺型位错；螺型位错中扭折与割阶均与伯氏矢量相垂直，均属于刃型位错，即位错交割结果中割阶部分均为刃型位错【位错应力场】螺型位错应力场1.只有切应力分量，正应力分量为零，表明螺型位错不会引起晶体的膨胀和收缩2.螺型位错所产生的切应力分量只于r成反比，但不适用于位错中心的严重畸变区刃型位错应力场1.同时存在切应力分量与正应力分量，均与位错距离r成反比2.各应力分量都是x,y的函数与z无关，即平行于位错线的直线上任一点的应力均相同3.刃型位错的应力场对称与多余的半原子面，即对称于y轴4.滑移面上没有正应力，只有达到极大值的切应力5.正刃型位错的位错滑移面上侧为压应力，下侧为拉应力【位错应变能】位错周围点阵引起弹性应力场导致晶体能量的增加，分为位错中心畸变能与位错应力场引起的弹性应变能【位错线张力】位错总应变能与位错线的长度成正比，因此为了降低能量，位错线有力求缩短的倾向，故在位错线上存在一种使其变直的线张力【位错类型】include.单位位错：伯氏矢量等于单位点阵矢量的位错全位错：伯氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错不全位错：伯氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错部分位错：伯氏矢量小于点阵矢量的位错【堆垛层错】实际晶体结构中，密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排体心立方晶体密排面{110}和{100}上不产生堆垛层错形成层错时不产生点阵畸变，但破坏晶体的完整性和正常的周期性，产生堆垛层错能【表面能】晶体表面单位面积自由能的增加，原子密排的表面具有最小的表面能【晶界】属于同一固相但位向不同的经历之间的界面include.{小角度晶界+大角度晶界}1.晶界处点阵畸变大，存在着晶界能2.晶界处原子排列不规则3.晶界处原子偏离平衡位置4.原始晶粒越细，晶界越多，新相形核率也相应越高【孪晶】两个晶体沿一个公共晶面构成晶面对称的位向关系，此公共晶面即为孪晶面Chapte rⅤ【材料形变】外力较小时产生弹性变形，外力较大时产生塑性变形【弹性变形】外力去除后能够完全恢复的那部分变形，原子受力离开平衡位置，在外力去除后将恢复至原来平衡位置【弹性模量】代表使原子离开平衡位置的难易程度，表征晶体中原子间结合力强弱的物理量【弹性不完整性】由于晶体内部存在各种缺陷，弹性变形时出现有别于理想弹性变形的现象 include.{包申格效应+弹性后效+弹性滞后+循环韧性}【包申格效应】材料预先加载少量塑性变形而后同向加载弹性极限升高，反向加载下降【弹性后效】在弹性极限范围内，应变滞后于外应力并和时间有关的现象，组织越不均匀温度升高、切应力越大，弹性后效越明显【弹性滞后】由于应变落后于应力，则加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线的现象弹性滞后表明加载时消耗于材料的变形功大于卸载时材料恢复释放的变形功，其差值称为内耗，内耗大小即为弹性滞后环的面积度量【黏弹性】黏性流动指非晶态固体和液体在很小外力作用下发生没有确定形状的流变且在外力去除后形变不能恢复；当多晶体同时表现出弹性和黏性，即为黏弹性现象【塑性变形】应力超过弹性极限，材料发生塑性变形，产生不可逆的永久变形单晶塑性变形include.{滑移+孪生+扭折}【滑移系】塑性变形时位错只沿一定的晶面和晶向运动，这些晶面和晶向即为滑移面与滑移方向，滑移面和滑移方向往往是金属晶体中原子排列最密的晶面和晶向，因为原子密度最大的晶面其面间距最大，点阵阻力最小；一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做滑移系，每个滑移系表示晶体在进行滑移时可能采取的一个空间取向【临界分切应力】晶体内各滑移系受外切应力作用并非同时参与滑移，而只有外力在某一滑移系中的分切应力达到临界分切应力时可以首先发生滑移；滑移的临界分切应力真实反映单晶体受力起始屈服，与晶体类型、纯度及温度及加工处理方式有关【孪生】均匀切边区中的晶体取向发生变更称为与未切变区晶体呈镜面对称的取向1.孪生变形在切应力作用下发生，常出现于滑移受阻而引起的应力集中区，其所需临界切应力比滑移时大得多2孪生为均匀切变.切变区内与孪晶面平行的每一层原子面均相对于其毗邻晶面沿孪生方向位移了一定距离，各层切变量与孪生面的距离成正比3.孪晶的两部分晶体形成晶面对称的位向关系【晶体类型与孪生】发生孪生难易程度取决于对称性高低与滑移系的多少，对称性越低、滑移系越少，则孪生越容易发生。