矛盾结晶体能强化装备什么属性？_百度知道工程材料答案_百度文库
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材料科学基础复习题
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你可能喜欢结晶与再结晶的异同点
裁决小琴d9
再结晶当退火温度足够高、时间足够长时,在变形金属或合金的显微组织中,产生无应变的新晶粒——再结晶核心.新晶粒不断长大,直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶.过程的驱动力也是来自残存的形变贮能.再结晶也有转变孕育期,但再结晶前后,金属的点阵类型无变化.再结晶核心一般通过两种形式产生.其一是原晶界的某一段突然弓出,深入至畸变大的相邻晶粒,在推进的这部分中形变贮能完全消失,形成新晶核.其二是通过晶界或亚晶界合并,生成一无应变的小区——再结晶核心.四周则由大角度边界将它与形变且已回复了的基体分开.大角度边界迁移时,核心长大.核心朝取向差大的形变晶粒长大,故再结晶过程具有方向性特征.再结晶后的显微组织呈等轴状晶粒,以保持较低的界面能.开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度,显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度.再结晶过程所占温度范围受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响.实际应用中,常用开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值作为衡量金属或合金性能热稳定水平的参量,称为再结晶温度.结晶是液体溶液通过蒸发水分或改变压强,温度使溶液达到过饱和,溶质析出形成小晶粒,小晶粒结合形成大晶粒而形成有明显的晶粒结构的固体颗粒
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结晶是液体溶液通过蒸发水分或改变压强，温度使溶液...
再结晶是金属属经冷加工变形后，其组织和性能均发生变化：原先的等轴晶组织，随着塑性变形量的增大，其晶粒沿变形方向逐渐伸长，变形度越大，则伸长也越显著；当变形度很大时，其组织呈纤维状。随着组织的变化，金属的性能也发生改变：强度硬度增高，塑性则逐渐下降，即产生了“加工硬化”。
结晶是液体溶液通过蒸发水分或改变压强，温度使溶液达到过饱和，溶质析出形成小晶粒，小晶粒结合形成大晶粒而形成有明显的晶粒结构的固体颗粒
呵呵，我估计你说了，他也听不懂，我金属学与热处理学的也不是很好。再结晶是不是一定是使晶粒边细，我不清楚，但是热处理的时候，还是推荐用细晶强化比较好，即增加强度和硬度有增加塑性和韧性再最后半成品加工生产单位再进行加工硬化较好。总的说来主要还是由我们冶金的时候冶炼出来的钢的成分从本质上决定的材料的性能...
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《材料科学基础》课程教案（材料科学和材料加工专业方向）
一、材料和材料科学
　1.材料的定义
&&&&&&& 材料是制造各种机器、器件、结构等具有某种特性的物质的实体。
&&&&&&& 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。
　2.材料的历史
&&&&&&& 材料是人类社会文明程度的标志。
　3.材料的作用
&&&&&&& 新材料是所有科技进步的核心，又是技术大厦的砖石。
　4.材料科学的主要研究内容
&&&&&&& MSE的四个组成要素。
二、材料的分类
&&& 1.按材料的性能特征和用途分类：结构材料和功能材料。
　2.按材料的化学组成分类：金属材料、非金属材料、复合材料。
　3.三大类材料：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料。
三、《材料科学基础》的性质和内容
　1.课程的性质
　　《材料科学基础》课程是材料科学与工程类专业的专业基础课。
　2.课程的特点　& 　　　　　　　　　　　　　　　　
　　理论性和实践性都很强，与基础课相比有很大不同；
　　概念多，术语多，公式定律少，定性的描述多；
　　内容多，需要记忆和理解的知识多。
　3.课程的主要学习内容　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　金属及合金的晶体结构；金属及合金的凝固；二元合金及相图；铁碳合金及相图；变形与再结晶；扩散理论。
　4.教材及教学参考书
　　[1] 崔忠圻等，金属学与热处理（第2版），机械工业出版社，2010年
　　[2] 胡庚祥等，材料科学基础（第3版），上海交通大学出版社，2010年
　　[3] 石德珂，材料科学基础，机械工业出版社，1999年
第一章　材料的结构
　　研究晶体结构的主要内容：
　　　晶体中原子是如何相互作用和结合起来的；
　　　原子的聚集状态和分布规律；
　　　各种晶体的特点和彼此之间的差异。
第一节　金属
一、金属原子的结构特点
　什么是金属？金属原子的结构特点。
二、结合键
　离子键；共价键；金属键。
三、结合力与结合能
　双原子作用模型。
第二节　纯金属的晶体结构
一、晶体的基本概念
　1.晶体与非晶体
　　晶体的特点；非晶体的特点；晶体与非晶体的相互转变。
　2.晶体学的基础知识
　　空间点阵（晶格）；晶胞；点阵（晶格）常数；晶系和布拉菲点阵；晶向指数和晶面指数；晶带；晶面间距。
二、典型金属的晶体结构
　1.晶体结构特征参数
　　晶胞尺寸；原子半径；晶胞原子数；晶胞内的原子数目；晶格中原子排列的紧密程度（配位数和致密度）。
　2.体心立方结构
　　结构特征；结构特征参数。
　3.面心立方结构
　　结构特征；结构特征参数。
　4.密排六方结构
　　结构特征；结构特征参数。
　5.多晶型性
　　多晶型性；同素异构体；多晶型转变。
　6.晶体中的原子堆垛方式
　　面心立方结构的原子堆垛方式；密排六方结构的原子堆垛方式；体心立方结构的原子堆垛方式。
　7.晶体结构中的间隙
　　体心立方结构中的间隙及其形状和大小；面心立方结构中的间隙及其形状和大小；密排六方结构中的间隙及其形状和大小。
第三节　实际金属的晶体结构与晶体缺陷
一、单晶体与多晶体
　单晶体的特征；多晶体的特征。
二、理想晶体与实际晶体
　理想晶体的概念；实际晶体中的晶体缺陷。
三、晶体缺陷
　1.点缺陷
　①点缺陷的类型
　　空位：空位的类型；空位的性质；间隙原子；置换原子等。
　②点缺陷对晶体结构规律性的影响
　③点缺陷对金属性能的影响
　2. 线缺陷
　①位错的类型
　　刃型位错：刃型位错的结构；刃型位错的特征。
　　螺型位错：螺型位错的结构；螺型位错的特征。
　　柏氏矢量：柏氏矢量的确定方法；柏氏矢量的特性。
　　混合位错。
　②位错密度
　③位错对金属性能的影响
　3.面缺陷
　①晶体表面
　　表面能；影响表面能的因素。
　　晶界的类型：小角度晶界（对称倾侧晶界，扭转晶界）；大角度晶界
　　晶界能：晶界能的概念；晶界能对晶粒形状的影响。
　　晶界的特性。
　③亚晶界
　④堆垛层错
　　层错能。
　⑤孪晶界
　　共格相界；非共格相界；半共格相界。
第四节　合金的相结构
　　重要概念：合金；组元；合金系；相；显微组织。
一、固溶体
　1.固溶体的分类
　①按溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置分类
　　置换固溶体；间隙固溶体。
　②按溶质原子和溶质原子的相对分布分类
　　有序固溶体；无序固溶体。
　③按溶质原子的固溶度分类。
　　有限固溶体；无限固溶体。
　2.置换固溶体
　　影响置换固溶体固溶度的因素：原子尺寸因素；电负性因素（化学亲和力因素）；晶体结构因素；电子浓度因素（原子价因素）。
　3.间隙固溶体
　　影响间隙固溶体固溶度的因素：溶质原子的尺寸；溶剂原子的晶格类型。
　4.固溶体的结构
　　晶格畸变；偏聚与有序；有序固溶体
　5.固溶体的性能
　　固溶体的力学性能；固溶体的物理性能；固溶体的化学性能。
二、金属化合物
　　正常价化合物；电子化合物；间隙相和间隙化合物；金属化合物的性能。
第二章　材料的凝固
　　制备材料的典型工艺过程：
　　　金属材料：凝固；陶瓷材料：烧结；聚合物：反应合成。
　　　凝固与结晶：凝固；结晶。
第一节　液态金属的性质和结构
一、液态金属的性质
　金属熔化时的体积变化；液态金属的配位数；熔化熵。
二、液态金属的结构
　原子排列的短程有序和长程无序；结构起伏。
第二节　纯金属的结晶过程
一、结晶的宏观现象
　研究纯金属结晶的热分析法及实验装置；纯金属结晶时的冷却曲线；过冷现象；影响过冷度的因素；结晶潜热。
二、结晶的微观过程
　形核和长大。
第三节　金属结晶的原理
一、结晶的热力学条件
　金属结晶为什么需要过冷？金属结晶的自由能变化与过冷度的关系。
二、结晶的结构条件
　有序原子团－晶胚－晶核之间的关系
　1.均匀形核
　①形核时的能量变化和临界晶核半径
　　晶胚如何转变成晶核？临界晶核半径；临界过冷度。
　②形核功
　　形核的条件：结构条件&结构起伏；能量条件&能量起伏；形核功与过冷度的关系。
　③形核率
　　影响形核率的因素；实际金属的形核率与过冷度的关系
　2.非均匀形核
　①临界晶核半径和形核功
　②形核率及影响因素
　　过冷度的影响；固体杂质结构的影响；固体杂质形貌的影响。
　1.晶体长大的条件
　2.决定晶体长大方式和长大速度的主要因素
　①固－液界面的微观结构
　　光滑界面；粗糙界面；杰克逊界面结构理论
　②晶体长大机制
　　光滑界面的二维晶核长大机制和螺型位错长大机制；粗糙界面的垂直长大机制。
　③固－液界面前沿液相中的温度梯度
　　正温度梯度；负温度梯度
　④晶体生长的界面形状－晶体形态
　　在正的温度梯度下生长的界面形态：光滑界面的情况；粗糙界面的情况。
　　在负的温度梯度下生长的界面形态：晶体的树枝状生长。
　⑤长大速度（Growth Rate）
　　晶体长大速度与生长机制的关系；晶体长大速度与过冷度的关系。
　⑥晶粒大小的控制
　　晶粒大小对金属性能的影响；晶粒大小的评定；晶粒度的概念；影响晶粒度的因素；控制晶粒大小的方法。
第四节　金属铸锭的宏观组织与缺陷
一、铸锭的三晶区
二、三晶区的形成机理
　表层细晶区；柱状晶区；中心等轴晶区。
三、铸锭缺陷
　　集中缩孔；减轻集中缩孔的方法；分散缩孔（缩松）
　2、气孔（气泡）
　3、夹杂物
　　外来夹杂物；内生夹杂物。
第三章　二元相图及应用
　　重要概念：相图；状态；相变；相平衡。
　　相图的作用。
第一节　二元相图的建立
一、二元合金相图的测定方法
　Cu-Ni二元合金相图的测定步骤
二、相律及其应用
　吉布斯相律；相律的应用。
第二节　匀晶相图及固溶体合金的结晶
一、Cu-Ni合金相图分析
　匀晶反应（转变）；相图的基本分析；典型合金的平衡结晶过程分析。
二、固溶体合金的平衡结晶
　1.固溶体合金平衡结晶的特点
　　成分（浓度）起伏；异分结晶；溶质原子的重新分配；固溶体合金的平衡结晶过程
　2.杠杆定律
三、固溶体合金的非平衡结晶
　1.固溶体合金的非平衡结晶过程
　2.固溶体合金非平衡结晶的特点
　　晶内偏析；枝晶偏析；影响晶内偏析大小的因素
四、区域偏析和区域提纯
　1.区域偏析（宏观偏析）
　2.区域提纯
　　区域提纯原理；影响提纯效果的因素
五、成分过冷及其对晶体生长形态的影响
　1.成分过冷
　2.成分过冷形成的条件及影响因素
　3.成分过冷对晶体生长形态的影响
第三节　共晶相图及其合金的结晶
一、共晶相图及合金的平衡结晶
　1.Pb-Sn合金相图分析
　　共晶反应（转变）；Pb-Sn合金相图的基本分析。
　2.典型合金的平衡结晶过程及组织分析
　　典型合金的平衡结晶过程分析；共晶组织的形态；共晶组织的形成机理；层片状共晶的层片间距及其影响因
素；层片间距对合金力学性能的影响；先共晶(初晶)相的形态；相组成物；组织组成物。
二、共晶合金的非平衡结晶
　1.伪共晶
　　伪共晶形成的条件；伪共晶区的形状。
　2.离异共晶
　　平衡结晶时的离异共晶；非平衡结晶时的离异共晶。
三、相对密度偏析和区域偏析
　1.相对密度偏析
　　相对密度偏析及其影响因素；防止或减轻相对密度偏析的方法。
　2.区域偏析
　　正偏析；反偏析（负偏析）。
第四节　包晶相图及其合金的结晶
一、包晶相图及合金的平衡结晶
　1.相图分析
　　包晶反应（转变）；Pt-Ag合金相图的基本分析。
　2.典型合金的平衡结晶过程及组织分析
二、合金的非平衡结晶
　包晶偏析。
三、包晶反应的实际应用
　包晶反应特点；包晶反应的应用。
第五节　其他类型的二元合金相图
一、组元间形成化合物的相图
　1.形成稳定化合物的相图
　　稳定化合物的概念；形成稳定化合物的相图。
　2.形成不稳定化合物的相图
　　不稳定化合物的概念；形成不稳定化合物的相图。
二、偏晶、熔晶和合晶相图
　偏晶反应（转变）和偏晶相图；熔晶反应（转变）和熔晶相图；合晶反应（转变）和合晶相图。
三、具有固态转变的相图
　1.具有共析反应的相图
　　共析反应（转变）；具有共析反应的相图分析。
　2.具有包析反应的相图
　　包析反应（转变）；具有包析反应的相图分析。
第六节　二元相图的分析和使用
一、二元相图中的几何规律
二、二元相图的几何特征及反应式
三、二元相图的分析步骤
四、根据相图判断合金的性能
　根据相图判断合金的力学性能和物理性能；根据相图判断合金的铸造性能。
第四章　铁碳合金与铁碳相图
　　铁碳合金类别；碳在铁碳合金中的存在形式
第一节　铁碳合金的基本相
　　铁素体；奥氏体；渗碳体。
第二节　铁碳合金相图分析
一、Fe-Fe3C相图中的特性点
二、Fe-Fe3C相图中的特性线
　1.液、固相线
　2.三条水平线
　　包晶线；共晶线；共析线。
　3.三条固态转变线
　　GS线；ES线；PQ线。
三、Fe-Fe3C相图中的相区
四、五种形态不同的渗碳体
　1. 形态不同的渗碳体
　　一次渗碳体；共晶渗碳体；二次渗碳体；共析渗碳体；三次渗碳体。
　2.五种不同的渗碳体的形成条件
第三节　铁碳合金的平衡结晶过程及其组织
一、典型合金的平衡结晶过程分析
　工业纯铁；共析钢；亚共析钢；过共析钢；共晶白口铸铁；亚共晶白口铸铁；过共晶白口铸铁。
二、铁碳合金平衡结晶后的室温组织
第四节　含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响
一、含碳量对铁碳合金平衡组织的影响
　对相组成物的影响；对组织组成物的影响。
二、含碳量对铁碳合金力学性能的影响
　对硬度的影响；对强度的影响；对塑性和韧性的影响。
三、含碳量对铁碳合金工艺性能的影响
　对切削加工性的影响；对可锻性的影响；对铸造性的影响；对焊接性的影响。
第五节　钢中的杂质元素及钢锭组织
一、钢中的杂质元素及其影响
　1.有益元素
　　锰；硅。
　2.有害元素
　　硫；&热脆&及防止措施；磷；&冷脆&及防止措施。
　3.气体元素
　　氮；时效脆化及防止措施；氢；氢脆；氧；非金属夹杂物及控制措施。
二、钢锭的宏观组织及其缺陷
　1.镇静钢
　　镇静钢锭的宏观组织；镇静钢锭的缺陷。
　2.沸腾钢
　　沸腾钢锭的宏观组织；沸腾钢锭的偏析与钢的性能。
第五章　金属及合金的塑性变形
　　各种压力加工，如轧制、挤压、拉拔、锻压、冲压等，均能使金属发生塑性变形，即金属的外形发生了改变。
第一节　金属的变形特性
一、工程应力－应变曲线
　低碳钢的变形特点。
二、真应力－应变曲线
三、金属的弹性变形
　金属发生弹性变形的实质；弹性变形阶段的应力-应变关系
第二节　单晶体的塑性变形
　　变形方式－滑移和孪生的概念。
　1.滑移的特点
　　滑移带和滑移线；滑移系；临界分切应力；滑移时的晶体转动；几何硬化和几何软化；多系滑移
　2.滑移的位错机制
　　历史回顾。
　①滑移的机理
　　位错运动导致滑移的特点。
　②位错运动的点阵阻力
　　派-纳力。
　③螺型位错的交滑移
　　与交滑移相关的一些规律。
　④位错的增殖
　　弗兰克－瑞德源增殖机制；双交滑移增殖机制。
　⑤位错的交割
　　刃型位错相互交割；刃型位错与螺型位错交割；刃型位错的攀移；螺型位错相互交割。
　⑥位错的塞积
　孪生的特点；孪生与滑移的主要区别。
第三节　多晶体的塑性变形
一、晶界和晶粒位向对多晶体塑性变形的影响
　晶界的影响；晶粒位向的影响；多晶体的塑性变形过程；多晶体塑性变形的特点。
二、晶粒大小对多晶体塑性变形的影响
　对硬度和强度的影响；对塑性和韧性的影响。
　细晶强化。
第四节　合金的塑性变形
一、单相固溶体合金的塑性变形
　固溶强化的概念；固溶强化的机理；屈服现象的解释；应变时效现象；.影响固溶强化的因素。
二、多相合金的塑性变形
　1.组成相的晶粒尺寸和塑性均相近的合金的塑性变形
　2.组成相的性能相差很大的合金的塑性变形
　　第二相的存在形式对合金塑性变形的影响；细化组织强化；位错绕过&不可变形&的第二相粒子强化机制－奥
罗万机制；位错切过&可变形&的第二相粒子强化机制；弥散强化（第二相强化、分散强化、沉淀强化）。
第五节　塑性变形对金属组织和性能的影响
一、塑性变形对金属组织和结构的影响
　1.显微组织的变化
　2.亚结构的变化
　3.形变织构的产生
二、塑性变形对金属性能的影响
　1.塑性变形对金属力学性能的影响
　　加工硬化（形变强化）的概念；单晶体的加工硬化；多晶体的加工硬化；加工硬化的实际意义。
　2.塑性变形对金属物理和化学性能的影响
　　对物理性能的影响；对化学性能的影响。
三、残余内应力
　残余内应力的概念；残余内应力的类别；残余内应力对金属性能的影响；残余内应力的消除。
第六章　金属及合金的回复与再结晶
第一节　冷变形金属在加热时的组织和性能变化
　　回复和再结晶的驱动力；显微组织的变化；储存能及内应力的变化；性能的变化。
第二节　回复
一、回复动力学
二、回复机制
　低温回复机制；中温回复机制；高温回复机制。
三、回复过程中亚结构的变化
四、回复的应用
　去应力退火。
第三节　再结晶
　　再结晶的概念。
一、再结晶动力学
　等温再结晶动力学方程；再结晶速度与温度的关系
二、再结晶的形核与长大
　　亚晶形核机制；晶界凸出形核机制（晶界弓出形核机制）。
　　再结晶晶核长大（晶界迁移）的驱动力；晶界的迁移方向。
三、再结晶温度及其影响因素
　1.再结晶温度
　　再结晶温度的定义；再再结晶温度的经验公式。
　2.影响再结晶温度的因素
　　变形度；金属的纯度；原始晶粒度；加热速度和保温时间。
四、再结晶后的晶粒大小
　1.再结晶后的晶粒尺寸
　2.影响再结晶后晶粒大小的因素
　　变形度；加热（退火）温度和保温时间；原始晶粒尺寸
五、再结晶的应用
　再结晶退火；再结晶退火的主要作用。
第四节　晶粒长大
一、晶粒的正常长大
　晶粒长大的驱动力；晶粒的长大方式；晶粒的稳定形状；影响晶粒长大的因素：温度、杂质及合金元素、第二
相质点、相邻晶粒的位向差、晶界与金属表面相交处的热蚀沟。
二、晶粒的反常长大(二次再结晶)
　二次再结晶的特点；二次再结晶的原理。
三、再结晶退火后的组织
　再结晶图；再结晶织构；再结晶孪晶
第五节　金属的热加工
一、热加工与冷加工
二、动态回复和动态再结晶
　动态回复和动态再结晶的概念；动态回复和动态再结晶的意义和作用；热加工时回复和再结晶的几种形式
　1.动态回复
　　动态回复时的应力－应变曲线；动态回复的机制；动态回复时的组织结构
　2.动态再结晶
　　动态再结晶时的应力－应变曲线；动态再结晶的机制；动态再结晶的特点；动态再结晶的组织结构
三、热加工对金属组织和性能的影响
　改善铸锭组织；产生热加工流线和形成纤维组织；产生带状组织；热加工时的晶粒控制。
第七章　固态金属中的扩散
　扩散是物质中原子（或分子）的迁移现象，是物质传输的一种形式。
　实际生产中与扩散密切相关的过程。
第一节　概述
一、扩散现象和本质
　1.扩散现象
　　柯肯达尔效应。
　2.扩散现象的本质
二、固态金属扩散的条件
第二节　扩散定律
一、菲克第一定律
　扩散第一方程的应用
二、菲克第二定律
　扩散第二方程的解及其应用：无限长棒－两端成分不受扩散影响的扩散问题的解；半无限长棒－一端成分不受
扩散影响的扩散问题的解；成分偏析的均匀化退火中的扩散问题的解。
第三节　扩散机制
一、空位机制
　柯肯达尔效应的解释；实现空位扩散的条件。
二、间隙机制
三、快速通道机制
　1.晶界扩散
　　示踪原子法测量晶内和晶界等浓度线；晶界扩散的作用；晶界扩散的原理；晶界扩散与体扩散的比较。
　2.位错扩散
四、原子跳跃和扩散系数
　1.原子跳跃频率
　2.扩散系数
　　间隙扩散系数；置换扩散系数。
第四节　影响扩散的因素
　　温度；晶体结构；固溶体类型；化学成分；上坡扩散。
第五节　反应扩散
　　反应扩散的概念；反应扩散速率。