材料科学基础简答题(共3页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上孪晶和滑移的特点：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（0.10.3Tm） 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  （0.30.5Tm） 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。4. 晶体的致密度越高，原子扩散时的路径越窄，产生的晶格畸变越大，同时原子结合能也越大，使得扩散激活能越大，扩散系数减小。5. 晶粒尺寸越小，金属的晶界面积越多，晶界扩散对扩散系数的贡献就越大。6. 晶体中的位错对扩散也有促进作用7. 化学成分影响：若增加浓度能使原子的Q减小，而D0增加，则D增大。多晶体塑性变形的过程主要为变形的传递和协调1、变形的传递 当多晶体中少数取向有利的晶粒开始滑移时，当一个晶粒位错在某滑移系上动作后，位错遇到晶粒便塞积起来，位错的塞积便会产生很大的应力集中，应力集中使临近晶粒的位错源启动，原来取向不利的经理开始变形，相邻晶粒的变形时位错塞积产生的应力集中得以松弛，滑移传递。2、变形的协调 假如多晶体在变形时各个晶粒的自身变形都像单晶体一样，彼此独立变形互相不约束，那么在晶界附近变形将是不连续的，会出现空隙或裂缝，为了适应变形的协调，要求临近晶粒的晶界附近区域有几个滑移系动作，就是已变形晶粒自身，除了变形的主滑移系外，在晶界附件也要求有几个滑移系同时动作。当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性变形。 多晶体金属塑性变形的特点1各晶粒变形的不同时性和不均匀性。2各晶粒变形的相互协调性，需要五个以上的独立滑移系同时动作。3滑移的传递，必须激发相邻晶粒的位错源。4多晶体的变形抗力比单晶体大，变形更不均匀。5塑性变形时，导致一些物理、化学性能的变化。6时间性,多晶体金属塑性变形需要一个过程。 晶粒大小对材料强度和塑性的影响材料晶粒越细，室温强度越高，塑性越好，称为细晶强化。 位错理论解释材料晶粒越细，强度越高，塑性越好。在外加切应力作用下，位错沿着某个滑移面运动，当位错运动至晶界受阻，便塞积起来，产生了应力集中。由于粗品粒晶界塞积的位锗数多，产生的应力集中较大，更容易使相邻晶粒的位错源开动，即在较低的外力下就开始塑性交形，因而粗品粒的屈服强度较低。回复再结晶的组织和化学性能的变化：1. 组织的变化回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化,高温回复阶段，胞状位错结构转变为亚晶；再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。2.力学性能的变化回复阶段：强度、硬度略有下 降，塑性略有提高。再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性明显提高。影响再结晶的因素1 退火温度。温度越高，再结晶速度越大。2 变形量。变形量越大，再结晶温度越低；随变形量增大，再结晶温 度趋于稳定；变形量低于一定值，再结晶不能进行。3 原始晶粒尺寸。晶粒越小，驱动力越大；晶界越多，有利于形核。4 微量溶质元素。阻碍位错和晶界的运动，不利于再结晶。5 第二分散相。间距和直径都较大时，提高畸变能，并可作为形核核 心，促进再结晶；直径和间距很小时，提高畸变能，但阻碍晶界迁 移，阻碍再结晶。置换固溶体与间隙固溶体的区别1， 置换固溶体是由溶质原子占据溶剂原子晶格的结点位置而形成的，间隙固溶体是由溶质原子进入溶剂原子晶格的间隙中而形成的。2， 置换固溶体中溶质与溶剂可以有限固溶也可以无限固溶，而间隙固溶体只有原子半径接近于溶剂晶格某些间隙半径的溶质原子才有可能进入晶格的间隙中而形成，只能是有限固溶体。固溶体结晶与纯金属结晶的不同之处1. 固溶体结晶石在一定温度范围内完成的，而纯金属结晶是在恒温下完成的。2. 合金结晶，结晶出的古巷与共存液相得成分不同，即选分结晶，而纯金属在结晶过程中，固相与液相的成分始终是相同的。专心-专注-专业