材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題答案.doc

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1、材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題答案2.為什么細(xì)金化能提高材料的強(qiáng)度和斷裂韌性？答：因?yàn)榫ЯＦ骄睆皆叫。诲e(cuò)源到晶界的距離越小，所塞積的位錯(cuò)數(shù)目越少，所引起的應(yīng)力集中不嚴(yán)重。此外，晶粒平均直徑較小時(shí)，與應(yīng)力集中作用半徑差不多，可使晶內(nèi)與晶界附近的應(yīng)力度相差不大，使變形更均勻，因應(yīng)力集中產(chǎn)生的裂紋機(jī)會少，故細(xì)金化能提高材料的強(qiáng)度和斷裂韌性。4.晶體、非晶體、準(zhǔn)晶體的異同？答：晶體：長程有序，短程有序；非晶體：長程無序，短程有序；準(zhǔn)晶體材料：長程有序不完善，短程有序；不能平移。5.影響晶體生長形態(tài)的外因？（簡答型）答：溫度、雜質(zhì)、渦流、黏度、結(jié)晶速度、晶

2、體析出先后次序、地質(zhì)條件。8.晶體的缺陷有哪些？以及各種缺陷對晶體性能的影響？（簡答型，或擴(kuò)展為闡述分析型大題）答：（1）點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。（2）如果金屬中無晶體缺陷時(shí)，通過理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷都會造成晶格畸變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。1．在立方系中，晶面族{123}中有24組平面，晶面族{100}中有3組平面。2．獲得高能量的原子離開原來的平

3、衡位置，進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面，形成肖脫基空位。如果離位原子進(jìn)入晶體間隙，形成費(fèi)侖克爾空位。11．金屬的熱變形是指金屬材料在再結(jié)晶溫度以上的加工變形，在此過程中，金屬內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著加工硬化和回復(fù)再結(jié)晶軟化兩個(gè)過程。12.擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位梯度；再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力為冷變形所產(chǎn)生的儲存能的釋放；再結(jié)晶后晶粒的長大的驅(qū)動(dòng)力是：晶粒長大前后的界面能差，純金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是溫度梯度。15．材料的結(jié)合方式有原子鍵、離子鍵、金屬鍵和范德華力四種化學(xué)鍵結(jié)合方式。17.刃型位錯(cuò)的柏氏矢量b與位錯(cuò)線t互相垂直，刃型位錯(cuò)移動(dòng)的方向與b方向一致。螺型位錯(cuò)的

4、移動(dòng)方向與柏氏矢量b垂直，螺型位錯(cuò)的柏氏矢量b方向與位錯(cuò)線t的方向平行。20．由于晶界阻滯效應(yīng)及取向差效應(yīng)，使多晶體的變形抗力比單晶體大，且取向差效應(yīng)是多晶體加工硬化更主要的原因。23．材料中質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散機(jī)制主要有間隙擴(kuò)散機(jī)制和置換擴(kuò)散機(jī)制兩種。24.在過冷度不很大時(shí)，形核率主要受形核功因子的控制，當(dāng)過冷度非常大時(shí)，形核率主要受擴(kuò)散因子控制。29、再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是冷變形所產(chǎn)生的儲存能的釋放。30、在金屬材料制備工藝中，影響擴(kuò)散的因素有：溫度、固溶類型、晶體結(jié)構(gòu)、濃度、合金元素、短路擴(kuò)散。31、晶體的缺陷有：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷等。32、G

5、riffith理論認(rèn)為由于材料中已有現(xiàn)成的裂紋，實(shí)際斷裂強(qiáng)度達(dá)不到理論強(qiáng)度。33、熱加工造成混晶的原因是：熱變形中止或終止，材料仍處在高溫，可發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，其晶粒尺寸比動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸約大一個(gè)數(shù)量級。1、鋼件通過加熱、保溫和冷卻，可以改變其組織狀態(tài)，在鋼的熱處理工藝中，有臨界溫度點(diǎn)、加熱速度和保溫時(shí)間等參數(shù)是比較重要的工藝條件。8、在冷塑變過程中，外力所作的功大部分轉(zhuǎn)化為熱，尚有一部分（約10%）轉(zhuǎn)化為以畸變能的形式儲存在形變金屬內(nèi)部，這部分能量叫儲存能。儲存能的具體表現(xiàn)形式有：宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變。4．在粗糙界面和負(fù)

6、溫度梯度下易生長形成樹枝狀晶體。（√）5．雖然體心立方金屬滑移系多于面心立方，但面心立方金屬的可塑性好。（×）7．回復(fù)不能使金屬性能恢復(fù)到冷變形前的水平。（√）8．超塑性不靠滑移進(jìn)行，而是由晶界的滑動(dòng)和晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)所致。（√）10．如果固體中不存在擴(kuò)散流，則說明原子沒有擴(kuò)散。（×）12．孿晶關(guān)系指相鄰兩晶?；蛞粋€(gè)晶粒內(nèi)部相鄰兩部分沿一個(gè)公共晶面（孿晶界）構(gòu)成鏡面對稱的位向關(guān)系。（√）1.應(yīng)力：單位面積上所承受的附加內(nèi)力。2.加工硬化：從機(jī)械性能能看，材料通過加工后，形變量越大，形變金屬的強(qiáng)度和硬度越高，而塑性韌性下降，這便是加工硬化。3.形

7、變織構(gòu)：金屬冷塑性變形時(shí)，晶體要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使金屬晶體中原為任意取向的各晶粒逐漸調(diào)整到取向彼此一致，這就形成了晶體的擇優(yōu)取向，稱為形變織構(gòu)。4.硬取向：晶體中有些滑移系與外力取向偏離45o很遠(yuǎn)，需要較大的σs值才能滑移，稱為硬取向。5.上坡擴(kuò)散：強(qiáng)調(diào)擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力不是濃度大的向濃度小的地方擴(kuò)散，而是濃度小的向濃度大的地方擴(kuò)散。6.細(xì)晶強(qiáng)化：通過細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。7.再結(jié)晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度后，在變形基體中，重新生成無畸變的新晶粒的過程。2、根據(jù)公式KIC=σ(πa)1/2討論細(xì)晶化對材料斷裂韌性的

8、影響？答：細(xì)晶化可使晶粒變小，一方面晶界應(yīng)力變少，另一方面晶界變多，晶界處位錯(cuò)吸收更多能量。要想材料斷裂，則外加應(yīng)力σ要加大，由公式知，斷裂韌性KIC變大。7、熱加工造成混晶的原因及措施（P1