材料科学基础_第五章材料的形变和再结晶材料的形变是指材料在外力作用下发生的形状、尺寸及结构的变化。
形变可以分为弹性变形和塑性变形两种形式。
弹性变形是指物质在外力作用下只发生形状的改变，而不发生组织内部结构的改变，当外力消失时，物质能恢复到原来的形状。
塑性变形是指物质在外力作用下发生形状和内部结构的改变，当外力消失时，物质不能恢复到原来的形状。
形变过程中，材料的内部晶粒会发生滑移、动晶界和晶界迁移等变化，这些变化有助于减小材料中的位错密度，同时也能影响晶粒的尺寸、形状和分布。
当形变达到一定程度时，晶粒内部会产生高密度的位错，这会导致晶体的韧性下降，同时也容易引起晶粒的断裂和开裂。
因此，形变过程中产生的位错对材料的性能具有重要影响。
再结晶是指在材料的形变过程中，通过退火处理使晶粒重新长大，去除或减小形变过程中产生的位错和晶界等缺陷，从而改善材料的力学性能和其他性能。
再结晶的发生与材料的种类、成分、形变方式等因素有关。
再结晶可以通过两种方式实现：显微再结晶和亚显微再结晶。
显微再结晶是指晶粒在正常晶界上长大，形成新的晶粒；亚显微再结晶是指材料中的一些晶粒发生部分再结晶，形成较大的再结晶晶粒。
再结晶的发生和发展受到晶粒的尺寸、形状和分布的影响。
晶粒尺寸越小，再结晶发生越容易，且再结晶晶粒的尺寸也越小。
再结晶晶粒的尺寸和分布对材料的性能影响很大。
晶粒尺寸较小的材料通常具有优良的力学性能和高韧性，且易于加工。
因此，控制再结晶晶粒的尺寸和分布对材料的性能优化和加工有重要意义。
总之，材料的形变和再结晶是材料科学中重要的研究领域。
通过研究形变和再结晶的机制和规律，可以优化材料的性能和加工过程，从而推动材料科学的发展和应用。
金属的塑性变形与再结晶实验”实验报告、实验目的( 1) 了解冷塑性变形对金属材料的内部组织与性能的影响。
( 2) 了解变形度对金属再结晶退火后晶粒大小的影响。
二、实验原理金属材料在外力作用下，当应力大于弹性极限时，不但会产生弹性变形，还会产生塑性变形。
塑性变形的结果不仅改变金属的外形和尺寸，也会改变其内部的组织和性能。
在冷塑性形变过程，随着变形程度的增大，金属内部的亚晶增多，加上滑移面转动趋向硬位向和位错密度增加等原因，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。
加工硬化后的金属内能升高，处在不稳定的状态，并有想稳定状态转变的自发趋势。
若对其进行加热，使其内部原子活动能力增大，随着加热温度逐渐升高，金属内部依次发生回复、再结晶和晶粒长大3 个阶段。
冷塑性变形金属经再结晶退火后的晶粒大小，不仅与再结晶退火时的加热温度有关，，而且与再结晶退火前预先冷变形程度有关。
当变形度很小时，由于金属内部晶粒的变形也很小，故晶格畸变也小，晶粒的破碎与位错密度增加甚微，不足以引起再结晶现象发生，故晶粒大小不变。
当变形度在2%~10% 范围内时，由于多晶体变形的特点，金属内部各个晶粒的变形极不均匀(即只有少量晶粒进行变形) ，再结晶是晶核的形成数量很少，且晶粒极易相互并吞长大，形成较粗大的晶粒，这样的变形度称为临界变形度。
大于临界变形度后，随着变形量的增大，金属的各个晶粒的变形逐步均匀化，晶粒破碎程度与位错密度也随着增加，再结晶时晶核形成的数量也增多，所以再结晶退火后晶粒较细小而均匀。
为了观察再结晶退火后铝片的晶粒大小，必须把退火后的铝片放入一定介质中进行浸蚀，由于各个晶粒内原子排列的位向不同，对浸蚀剂的腐蚀不同，因而亮暗程度不同，就能观察到铝片内的晶粒。
三、实验装置及试件工业纯铝片、铝片拉伸机、浸蚀剂( 15%HF+45%HCL+15%HN ??3+25% ??2??组成的混合酸)、HV-120型维氏硬度计、小型实验用箱式炉、钢皮尺、划针、扳手、放大镜。
单项选择题：第 1 章 原子结构与键合1. 高分子材料中的 C-H 化学键属于。
（A ）氢键 （B ）离子键 （ C ）共价键2. 属于物理键的是 。
（ A ）共价键 （B ）范德华力 （ C ）离子键3. 化学键中通过共用电子对形成的是。
（ A ）共价键 （B ）离子键 （ C ）金属键第 2章固体结构4. 以下不具有多晶型性的金属是。
（A ）铜 （B ）锰 （C ）铁5. fcc 、bcc 、hcp 三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是 。
（ A ）fcc （B ）bcc （C ）hcp6. 与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A ）氮 （B ）碳 （C ）硼7. 面心立方晶体的孪晶面是。
（ A ）{112} （B ）{110} （ C ） {111} 8. 以下属于正常价化合物的是（ 。
（ A ）Mg 2（ B ）5 C ） 3PbCu Sn Fe C第 3章晶体缺陷9. 在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为 。
（ A ）肖特基缺陷 （B ）弗仑克尔缺陷 （C ）线缺陷10. 原子迁移到间隙中形成空位 -间隙对的点缺陷称为 。
（ A ）肖脱基缺陷 （B ） Frank 缺陷 （C ）堆垛层错11. 刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？ （A ）垂直 （B ）平行 （C ）交叉 12. 能进行攀移的位错必然是 。
（ A ）刃型位错 （B ）螺型位错（C ）混合位错13. 以下材料中既存在晶界、又存在相界的是 （ A ）孪晶铜 （B ）中碳钢 （C ）亚共晶铝硅合金 14. 大角度晶界具有 ____________个自由度。
（A ）3 （B ）4 （C ）5 第 4 章 固体中原子及分子的运动15. 菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随 变化。
（A ）距离 （B ）时间 （C ）温度 16. 在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 。
（ A ）原子互换机制 （ B ）间隙机制 （C ）空位机制17. 固体中原子和分子迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是（ A ）间隙机制（B ）空位机制（C ）交换机制18. 原子扩散的驱动力是。
