材料科學基礎簡答題

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上孿晶和滑移的特點：相同點：宏觀上，都是切應力作用下發(fā)生的剪切變形；微觀上，都是晶體塑性變形的基本形式，是晶體的一部分沿一 定晶面和晶向相對另一部分的移動過程；兩者都不會改變晶體結構； 從機制上看，都是位錯運動結果。 不同點：滑移不改變晶體的位相，孿生改變了晶體位向； 滑移是全位錯運動的結果，而孿生是不全位錯運動的結果； 滑移是不均勻切變過程，而孿生是均勻切變過程； 滑移比較平緩，應力應變曲線較光滑、連續(xù)，孿生則呈鋸齒狀；兩者發(fā)生的條件不同，孿生所需臨界分切應力值遠大于滑移，因 此只有在滑移受阻情況下晶體才以孿生方式形變?；飘a(chǎn)生的切變較大（取決于晶體的塑性），而孿生切

2、變較小，取決于晶體結構?；貜蜋C制:1） 低溫回復（0.10.3Tm） 點缺陷（空位和間隙原子)運動至晶界出或位錯處消失、空位和間隙原子結合消失、空位結合成空位對。結果導致點缺陷密度降低。2）中溫回復  （0.30.5Tm） 位錯可以在滑移面上滑移或交滑移，使異號位錯相遇相消，位 錯密度下降，位錯纏結內(nèi)部重新排列組合，使變形亞晶規(guī)整化。3）高溫回復（>0.5Tm） 位錯除滑移外，還可獲得足夠的能量產(chǎn)生攀移，使滑移面上不規(guī)整的位錯重新分布，形成亞晶界和亞晶粒，使彈性畸變能降低。位錯攀移（滑移）位錯垂直排列（亞晶界） 多邊化（亞晶粒） 彈性畸變能降低。4）位錯反應形成亞晶 肖脫基缺陷

3、 離開平衡位置的原子遷移至晶體表面的正常格點位置，而晶體內(nèi)僅留有空位，晶體中形成了肖特基缺陷滑移：是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。固溶強化：是指由于溶質原子的固溶而引起的強化效應。擴散：由于物質中原子（或者其他的微觀粒子）的微觀熱運動所引起的強化效應。影響擴散的因素1. 溫度升高，擴散原子獲得能量超越勢壘幾率增大，且空位濃度增大，有利擴散。2. 原子結合鍵越弱，Q越小，D越大。3. 在間隙固溶體中，擴散激活能較小，原子擴散較快；在置換固溶體中擴散激活能比間隙擴散大得多。4. 晶體的致密度越高，原子擴散時的路徑越窄，產(chǎn)生的晶格畸變越大，同時原子結合能也越大，使

4、得擴散激活能越大，擴散系數(shù)減小。5. 晶粒尺寸越小，金屬的晶界面積越多，晶界擴散對擴散系數(shù)的貢獻就越大。6. 晶體中的位錯對擴散也有促進作用7. 化學成分影響：若增加濃度能使原子的Q減小，而D0增加，則D增大。多晶體塑性變形的過程主要為變形的傳遞和協(xié)調1、變形的傳遞 當多晶體中少數(shù)取向有利的晶粒開始滑移時，當一個晶粒位錯在某滑移系上動作后，位錯遇到晶粒便塞積起來，位錯的塞積便會產(chǎn)生很大的應力集中，應力集中使臨近晶粒的位錯源啟動，原來取向不利的經(jīng)理開始變形，相鄰晶粒的變形時位錯塞積產(chǎn)生的應力集中得以松弛，滑移傳遞。2、變形的協(xié)調 假如多晶體在變形時各個晶粒的自身變形都像單晶體一樣，彼此獨立變形互

5、相不約束，那么在晶界附近變形將是不連續(xù)的，會出現(xiàn)空隙或裂縫，為了適應變形的協(xié)調，要求臨近晶粒的晶界附近區(qū)域有幾個滑移系動作，就是已變形晶粒自身，除了變形的主滑移系外，在晶界附件也要求有幾個滑移系同時動作。當有大量晶粒發(fā)生滑移后，金屬便顯示出明顯的塑性變形。 多晶體金屬塑性變形的特點1各晶粒變形的不同時性和不均勻性。2各晶粒變形的相互協(xié)調性，需要五個以上的獨立滑移系同時動作。3滑移的傳遞，必須激發(fā)相鄰晶粒的位錯源。4多晶體的變形抗力比單晶體大，變形更不均勻。5塑性變形時，導致一些物理、化學性能的變化。6時間性,多晶體金屬塑性變形需要一個過程。 晶粒大小對材料強度和塑性的影響材料晶粒越細

6、，室溫強度越高，塑性越好，稱為細晶強化。 位錯理論解釋材料晶粒越細，強度越高，塑性越好。在外加切應力作用下，位錯沿著某個滑移面運動，當位錯運動至晶界受阻，便塞積起來，產(chǎn)生了應力集中。由于粗品粒晶界塞積的位鍺數(shù)多，產(chǎn)生的應力集中較大，更容易使相鄰晶粒的位錯源開動，即在較低的外力下就開始塑性交形，因而粗品粒的屈服強度較低?；貜驮俳Y晶的組織和化學性能的變化：1. 組織的變化回復階段：顯微組織仍為纖維狀，無可見變化,高溫回復階段，胞狀位錯結構轉變?yōu)閬喚?；再結晶階段：變形晶粒通過形核長大，逐漸轉變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒。2.力學性能的變化回復階段：強度、硬度略有下 降，塑性略有提高。再結晶階段：強度、硬

7、度明顯下降，塑性明顯提高。影響再結晶的因素1 退火溫度。溫度越高，再結晶速度越大。2 變形量。變形量越大，再結晶溫度越低；隨變形量增大，再結晶溫 度趨于穩(wěn)定；變形量低于一定值，再結晶不能進行。3 原始晶粒尺寸。晶粒越小，驅動力越大；晶界越多，有利于形核。4 微量溶質元素。阻礙位錯和晶界的運動，不利于再結晶。5 第二分散相。間距和直徑都較大時，提高畸變能，并可作為形核核 心，促進再結晶；直徑和間距很小時，提高畸變能，但阻礙晶界遷 移，阻礙再結晶。置換固溶體與間隙固溶體的區(qū)別1， 置換固溶體是由溶質原子占據(jù)溶劑原子晶格的結點位置而形成的，間隙固溶體是由溶質原子進入溶劑原子晶格的間隙中而形成的。2， 置換固溶體中溶質與溶劑可以有限固溶也可以無限固溶，而間隙固溶體只有原子半徑接近于溶劑晶格某些間隙半徑的溶質原子才有可能進入晶格的間隙中而形成，只能是有限固溶體。固溶體