精編[大學課件,材基名詞解釋小抄]材科基名詞解釋

《精編[大學課件,材基名詞解釋小抄]材科基名詞解釋》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《精編[大學課件,材基名詞解釋小抄]材科基名詞解釋（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、大學課件,材基名詞解釋小抄材科基名詞解釋第二章 空位與位錯位錯：晶體中的一種原子排列不規(guī)則的缺陷，它在某一個方向上的尺寸很大，另兩個方向上尺寸很小。單位位錯：把柏氏矢量等于單位點陣矢量的位錯稱為單位位錯。全位錯：把柏氏矢量等于點陣矢量或其整數(shù)倍的位錯稱為全位錯。不全位錯：柏氏矢量不等于點陣矢量整數(shù)倍的位錯稱為不全位錯。擴展位錯:通常指一個全位錯分解為兩個不全位錯，中間夾著一個堆垛層錯的整個位錯形態(tài)。位錯密度：單位體積內(nèi)位錯線的總長度 =L/ ；單位面積位錯露頭數(shù) s=N/s 刃型位錯：晶體中的某一晶面，在其上半部有多余的半排原子面，好像一把刀刃插入晶體中，使這一晶面上下兩部分晶體之間產(chǎn)生了原子

2、錯排，稱為刃型位錯。螺型位錯：沿某一晶面切一刀縫，貫穿于晶體右側(cè)至BC處，在晶體的右側(cè)上部施加一切應力 ，使右端上下兩部分晶體相對滑移一個原子間距，BC線左邊晶體未發(fā)生滑移，出現(xiàn)已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界BC。從俯視角度看，在滑移區(qū)上下兩層原子發(fā)生了錯動，晶體點陣畸變最嚴重的區(qū)域內(nèi)的兩層原子平面變成螺旋面，畸變區(qū)的尺寸與長度相比小得多，在畸變區(qū)范圍內(nèi)稱為螺型位錯位錯墻：根據(jù)刃型位錯周圍應力場的特征，一系列同號位錯在垂直滑移面的方向排列起來，那么上方位錯的拉應力場將和下方位錯的壓應力場互相重疊，從而降低體系的總應變能，所以，這是刃型位錯穩(wěn)定的排列方式，又稱為位錯墻。空位平衡濃度：金屬晶體中，空位是

3、熱力學穩(wěn)定的晶體缺陷，在一定的空位下對應一定的空位濃度，通常用金屬晶體中空位總數(shù)與結(jié)點總數(shù)的比值來表示。柏氏回路：確定柏氏族矢量的過程中圍繞位錯線作的一個閉合回路，回路的每一步均移動一個原子間距，使起點與終點重合。P-N力：周期點陣中移動單個位錯時，克服位錯移動阻力所需的臨界切應力。Orowan機制：合金相中與基體非共格的較硬第二相粒子與位錯線作用時不變形，位錯繞過粒子，在粒子周圍留下一個位錯環(huán)使材料得到強化的機制。多邊形化：連續(xù)彎曲的單晶體中由于在加熱中通過位錯的滑移和攀移運動，形成規(guī)律的位錯壁，成為小角度傾斜晶界，單晶體因而變成多邊形的過程。堆垛層錯：密排晶體結(jié)構(gòu)中整層密排面上原子發(fā)生滑移

4、錯排而形成的一種晶體缺陷。位錯反應：位錯具有很高的能量，因此它是不穩(wěn)定的，在實際晶體中，組態(tài)不穩(wěn)定的位錯可以轉(zhuǎn)化成組態(tài)穩(wěn)定的位錯，這種位錯之間的相互轉(zhuǎn)化稱為位錯反應。弗蘭克-瑞德位錯源：兩個結(jié)點被釘扎的位錯線段在外力的作用下不斷彎曲弓出后，互相鄰近的位錯線抵消后產(chǎn)生新位錯，原被釘扎錯位線段恢復到原狀，不斷重復產(chǎn)生新位錯的，這個不斷產(chǎn)生新位錯、被釘扎的位錯線即為弗蘭克-瑞德位錯源?？拼範枤鈭F：通常把溶質(zhì)原子與位錯交互作用后，在位錯周圍偏聚的現(xiàn)象稱為柯垂爾氣團。鈴木氣團：溶質(zhì)原子在層錯區(qū)偏聚，由于形成化學交互作用使金屬強度升高。面角位錯：在fcc晶體中形成于兩個111面的夾角上，由三個不全位錯和兩

5、個層錯構(gòu)成的不能運動的位錯組態(tài)。形變織構(gòu)：多晶體形變過程中出現(xiàn)的晶體學取向擇優(yōu)的現(xiàn)象叫形變織構(gòu)。點陣畸變：在局部范圍內(nèi)，原子偏離其正常的點陣平衡位置，造成點陣畸變。肖脫基空位：在個體中晶體中，當某一原子具有足夠大的振動能而使振幅增大到一定程度時，就可能克服周圍原子對它的制約作用，跳離其原來位置，遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點位置上而使晶體內(nèi)部留下空位，稱為肖脫基空位。弗蘭克爾空位：離開平衡位置的原子擠入點陣中的間隙位置，而在晶體中同時形成相等數(shù)目的空位和間隙原子。柏氏矢量：描述位錯特征的一個重要矢量，它集中反映了位錯區(qū)域內(nèi)畸變總量的大小和方向，也使位錯掃過后晶體相對滑動的量。位錯滑移：在一定

6、應力作用下，位錯線沿滑移面移動的位錯運動。第三章 表面與界面表面弛豫：晶體的三維周期性在表面處中斷，表面上原子的配位情況發(fā)生了變化，并且表面原子附近的電荷分布也有改變，使表面原子所在的力場與體內(nèi)原子不同。因此，表面上的原子會發(fā)生相對正常位置的上或下的位移，以降低體系的能量。表面原子的這種位移稱為表面弛豫。偏析、耗盡：表面區(qū)的雜志（溶質(zhì)）原子濃度與晶體內(nèi)部的濃度不一樣。當表面雜志濃度比體內(nèi)大時，稱為偏析；當表面雜志濃度比體能小時，稱為耗盡。非平衡偏析：實際上，表面區(qū)成分的偏析主要發(fā)生在幾千納米到幾個微米的范圍，這種偏析稱為非平衡偏析。孿晶：孿晶是指兩個晶體（或一個晶體的兩部分）沿一個公共晶面構(gòu)成

7、鏡面對稱的位向關(guān)系，這兩個晶體就稱為孿晶，此公共晶面就稱孿晶面。孿晶界：在一些單晶材料或多晶材料的局部范圍，存在兩部分晶體，從原子排列上看，這兩部分晶體的關(guān)系通過某個幾何面互相成為鏡面對稱，在對稱面附近，原子排列發(fā)生二維的畸變，這個對稱面稱為孿晶界。正吸附：材料表面原子處于結(jié)合鍵不飽和狀態(tài)，以吸附介質(zhì)中原子或晶體內(nèi)部溶質(zhì)原子達到平衡狀態(tài)，當溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子在表面濃度大于在其在晶體內(nèi)部的濃度時稱為正吸附； 晶界能：晶界上原子從晶格中正常結(jié)點位置脫離出來，引起晶界附近區(qū)域內(nèi)晶格發(fā)生畸變，與晶內(nèi)相比，界面的單位面積自由能升高，升高部分的能量為晶界能；小角度晶界：多晶體材料中，每個晶粒之間的位向不同

8、，晶粒與晶粒之間存在界面，若相鄰晶粒之間的位向差在102之間，稱為小角度晶界； 大角度晶界：多晶材料中各晶粒之間的晶界稱為大角度晶界，即相鄰晶粒的位相差大于10的晶界。晶界偏聚：溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子在晶界或相界上的富集，也稱內(nèi)吸附，有因為尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 共格相界：如果兩相界面上的所有原子均成一一對應的完全匹配關(guān)系,即界面上的原子同時處于兩相晶格的結(jié)點上,為相鄰兩晶體所共有,這種相界就稱為共格相界。非共格晶界：當兩相在相界處的原子排列相差很大時，即錯配度 很大時形成非共格晶界。同大角度晶界相似，可看成由原子不規(guī)則排列的很薄的過渡層構(gòu)成。 表面能：表面原子處于不均勻的

9、力場之中，所以其能量大大升高，高出的能量稱為表面自由能（或表面能）。界面能：界面上的原子處在斷鍵狀態(tài)，具有超額能量。平均在界面單位面積上的超額能量叫界面能。第七章 固體材料中的擴散上坡擴散：溶質(zhì)原子從低濃度向高濃度處擴散的過程稱為上坡擴散。表明擴散的驅(qū)動力是化學位梯度而非濃度梯度。間隙擴散：這是原子擴散的一種機制，對于間隙原子來說，由于其尺寸較小，處于晶格間隙中，在擴散時，間隙原子從一個間隙位置跳到相鄰的另一個間隙位置，形成原子的移動。柯肯達爾效應：反映了置換原子的擴散機制，兩個純組元構(gòu)成擴散偶，在擴散的過程中，界面將向擴散速率快的組元一側(cè)移動。穩(wěn)態(tài)擴散：在穩(wěn)態(tài)擴散過程中，擴散組元的濃度只隨距

10、離變化，而不隨時間變化。非穩(wěn)態(tài)擴散：擴散組元的濃度不僅隨距離x 變化，也隨時間變化的擴散稱為非穩(wěn)態(tài)擴散。反應擴散：伴隨有化學反應而形成新相的擴散稱為反應擴散。第八章 金屬塑性變形多滑移：當外力在幾個滑移系上的分切應力相等并同時達到了臨界分切應力時，產(chǎn)生同時滑移的現(xiàn)象。滑移系：晶體中一個滑移面及該面上一個滑移方向的組合稱一個滑移系。雙交滑移：如果交滑移后的位錯再轉(zhuǎn)回和原滑移面平行的滑移面上繼續(xù)運動，則稱為雙交滑移。交滑移：當某一螺型位錯在原滑移面上運動受阻時，有可能從原滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面上去繼續(xù)滑移，這一過程稱為交滑移。固溶強化：固溶體中的溶質(zhì)原子溶入基體金屬后使合金變形抗力提高，

11、應力應變曲線升高，塑性下降的現(xiàn)象； 時效：過飽和固溶體后續(xù)在室溫或高于室溫的溶質(zhì)原子脫溶過程。過時效：鋁合金經(jīng)固溶處理后，在加熱保溫過程中將先后析出GP 區(qū)， ”， ，和 。在開始保溫階段，隨保溫時間延長，硬度強度上升，當保溫時間過長，將析出 ，這時材料的硬度強度將下降，這種現(xiàn)象稱為過時效。應變時效：第一次拉伸后，再立即進行第二次拉伸，拉伸曲線上不出現(xiàn)屈服階段。但第一次拉伸后的低碳鋼試樣在室溫下放置一段時間后，再進行第二次拉伸，則拉伸曲線上又會出現(xiàn)屈服階段。不過，再次屈服的強度要高于初次屈服的強度。這個試驗現(xiàn)象就稱為應變時效。滑移：是指在切應力的作用下，晶體的一部分沿一定晶面和晶向，相對于另一

12、部分發(fā)生相對移動的一種運動狀態(tài)。這些晶面和晶向分別被稱為滑移面和滑移方向。滑移的結(jié)果是大量的原子逐步從一個穩(wěn)定位置移動到另一個穩(wěn)定的位置，產(chǎn)生宏觀塑性變形。屈服：材料在拉伸或壓縮過程中，當應力超過彈性極限后，變形增加較快，材料失去了抵抗繼續(xù)變形的能力。當應力達到一定值時，應力雖不增加（或在微小范圍內(nèi)波動），而變形卻急速增長的現(xiàn)象，稱為屈服。孿生：金屬塑性變形的重要方式。晶體在切應力作用下一部分晶體沿著一定的晶面（孿晶面）和一定的晶向（孿生方向）相對于另外一部分晶體作均勻的切變，使相鄰兩部分的晶體取向不同，以孿晶面為對稱面形成鏡像對稱，孿晶面的兩邊的晶體部分稱為孿晶。形成孿晶的過程稱為孿生； 臨

13、界分切應力：金屬晶體在變形中受到外力使某個滑移系啟動發(fā)生滑移的最小分切應力；加工硬化：金屬在冷加工過程中，要不斷地塑性變形，就需要不斷增加外應力，這表明金屬對塑性變形的抗力是隨變形量的增加而增加，這種流變應力隨應變的增加而增加的現(xiàn)象就是加工硬化。變形織構(gòu)：多晶體中位向不同的晶粒經(jīng)過塑性變形后晶粒取向變成大體一致，形成晶粒的擇優(yōu)取向，擇優(yōu)取向后的晶體結(jié)構(gòu)稱為變形織構(gòu)，織構(gòu)在變形中產(chǎn)生，稱為變形織構(gòu)。形變強化：金屬經(jīng)冷塑性變形后，其強度和硬度上升，塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱為形變強化。彌散強化：許多材料由兩相或多相構(gòu)成，如果其中一相為細小的顆粒并彌散分布在材料內(nèi)，則這種材料的強度往往會增加，稱為彌

14、散強化。細晶強化：晶粒愈細小，晶界總長度愈長，對位錯滑移的阻礙愈大，材料的屈服強度愈高。晶粒細化導致晶界的增加，位錯的滑移受阻，因此提高了材料的強度。施密特因子：亦稱取向因子，為coscos , 為滑移面與外力F 中心軸的夾角， 為滑移方向與外力F 的夾角。第九章 冷變形金屬的回復與、結(jié)晶與熱加工退火：經(jīng)塑性變形后的金屬再進行加熱的過程稱為退火?；貜停褐感碌臒o畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段。再結(jié)晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度之后，在原變形組織中重新產(chǎn)生了無畸變的新晶粒，而性能也發(fā)生了明顯的變化并恢復到變形前的狀態(tài)，這個過程稱為再結(jié)晶。（指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒

15、的過程）。再結(jié)晶溫度：形變金屬在一定時間（一般1h）內(nèi)剛好完成再結(jié)晶的最低溫度。再結(jié)晶織構(gòu)：是具有變形織構(gòu)的金屬經(jīng)過再結(jié)晶退火后出現(xiàn)的織構(gòu)，位向于原變形織構(gòu)可能相同或不同，但常與原織構(gòu)有一定位向關(guān)系。 再結(jié)晶全圖：表示冷變形程度、退火溫度與再結(jié)晶后晶粒大小的關(guān)系（保溫時間一定）的圖。 亞晶粒：一個晶粒中若干個位相稍有差異的晶粒稱為亞晶粒。亞晶界：相鄰亞晶粒間的界面稱為亞晶界。動態(tài)再回復和結(jié)晶：低層錯能金屬由于開展位錯寬，位錯難于運動而通過動態(tài)回復軟化，金屬在熱加工中由溫度和外力聯(lián)合作用發(fā)生的回復和再結(jié)晶稱為動態(tài)回復和動態(tài)再結(jié)晶。退火孿晶：面心立方金屬和合金（如銅、黃銅、鋁及不銹鋼等）經(jīng)加工及再

16、結(jié)晶退火以后，常常會出現(xiàn)很清晰的孿晶組織，稱為退火孿晶。多邊形化：連續(xù)彎曲的單晶體中由于在加熱中通過位錯的滑移和攀移運動，形成規(guī)律的位錯壁，成為小角度傾斜晶界，單晶體因而變成多邊形的過程。冷加工、熱加工、溫加工：再結(jié)晶溫度以上的加工稱為熱加工，低于再結(jié)晶溫度又是室溫下的加工稱為冷加工，再結(jié)晶溫度一下，而高于室溫的加工稱為溫加工。帶狀組織：多相合金中的各個相在熱加工中可能沿著變形方向形成的交替排列稱為帶狀組織；加工流線：熱加工后，材料中的偏析、夾雜物、第二相、晶界等將沿金屬變形方向呈斷續(xù)、鏈狀（脆性夾雜）和帶狀（塑形夾雜）延伸，形成流動狀的顯微組織，稱為流線；臨界變形度：再結(jié)晶后的晶粒大小與冷變

17、形時的變形程度有一定關(guān)系，在某個變形程度時再結(jié)晶后得到的晶粒特別粗大，對應的冷變形程度稱為臨界變形度。二次再結(jié)晶（反常長大）：某些金屬材料經(jīng)過嚴重變形后在較高溫度下退火時少數(shù)幾個晶粒優(yōu)先長大成為特別粗大的晶粒，周圍較細的晶粒逐漸被吞掉的反常長大情況。退火孿晶：某些面心立方金屬和合金經(jīng)過加工和再結(jié)晶退火后出現(xiàn)的孿晶組織。超塑性：在一定條件下進行熱變形，材料可得到特別大的均勻塑性變形，而不發(fā)生縮頸，延伸率可達500%2000%，材料的這種特性稱為超塑性。位錯反應+能否進行？寫出反應后擴展位錯寬度的表達式和式中各符號的含義；若反應前的是刃位錯，則反應后的擴展位錯能進行何種運動？能在哪個晶面上進行運動

18、？若反應前的是螺位錯，則反應后的擴展位錯能進行何種運動？ 解答： 1）對于位錯反應，需要同時滿足能量條件和幾何條件，反應才能進行。 在+中， ，滿足能量條件；同時，滿足幾何條件，故反應能進行。 擴展位錯寬度，G為切彈性模量，b1、b2為不全位錯柏氏矢量，為層錯能。若反應前的是刃位錯，則反應后的擴展位錯只能在原滑移面上進行滑移；若反應前的是螺型位錯，反應后形成的擴展位錯可以進行束集，與其相交面如面相交處束集，而后過渡到面上進行運動，并有可能再次分解為擴展位錯 簡述冷加工纖維組織、帶狀組織和變形織構(gòu)的成因及對金屬材料性能的影響。 簡答：冷加工纖維組織是純金屬和單相合金在冷塑性變形時和變形度很大的條

19、件下，各晶粒伸長成纖維狀；帶狀組織是復相合金在冷塑性變形和變形度大的條件下第二相被破碎或伸長，沿變形方向成帶狀分布而形成的；變形織構(gòu)是金屬和合金在在冷塑性變形時晶粒發(fā)生擇優(yōu)取向而形成的。 上述冷加工纖維組織、帶狀組織和變形織構(gòu)都使材料的性能具有方向性，即在各個方向上的性能不均，對使用性能有不良影響，但少數(shù)金屬材料，如用作變壓器的硅鋼片，各向異性能更好滿足使用要求。 戶外用的架空銅導線（要求一定的強度）和戶內(nèi)電燈用花線，在加工之后可否采用相同的最終熱處理工藝？為什么？ 戶外用的架空銅導線要求一定的強度可以進行回復退火，只去應力，保留強度；戶內(nèi)電燈用花線可以進行再結(jié)晶退火，軟化金屬，降低電阻率。

20、試用位錯理論解釋固溶強化，彌散強化，以及加工硬化的原因。 簡答： 固溶強化的可能位錯機制主要是溶質(zhì)原子氣團對位錯的釘扎，增加了位錯滑移阻力。如溶質(zhì)原子與位錯的彈性交互作用的科垂爾氣團和斯諾克氣團，溶質(zhì)原子與擴展位錯交互作用的鈴木氣團使層錯寬度增加，位錯難于束集，交滑移困難；溶質(zhì)原子形成的偏聚和短程有序，位錯運動通過時破壞了偏聚和短程有序使得能量升高，增加位錯的阻力，以及溶質(zhì)原子與位錯的靜電交互作用對位錯滑移產(chǎn)生的阻力使材料強度升高。 彌散強化也是通過阻礙位錯運動強化材料，如位錯繞過較硬、與基體非共格第二相的Orowan機制和切割較軟、與基體共格的第二相粒子的切割機制。 產(chǎn)生加工硬化的各種可能機

21、制有滑移面上平行位錯間的交互作用的平行位錯硬化理論，以及滑移面上位錯與別的滑移面上位錯林切割產(chǎn)生割階的林位錯強化理論。 試說明晶粒大小對金屬材料室溫及高溫力學性能的影響，在生產(chǎn)中如何控制材料的晶粒度。 簡答：晶粒大小對金屬材料的室溫力學性能可用HallPetch公式描述，晶粒越細小，材料強度越高；高溫下由于晶界產(chǎn)生粘滯性流動，發(fā)生晶粒沿晶界的相對滑動，并產(chǎn)生擴散蠕變，晶粒太細小金屬材料的高溫強度反而降低。 生產(chǎn)中可以通過選擇合適的合金成分獲得細小晶粒，利用變質(zhì)處理，振動、攪拌，加大過冷度等措施細化鑄錠晶粒，利用加工變形細化晶粒，合理制訂再結(jié)晶工藝參數(shù)控制晶粒長大。 試用位錯理論解釋固溶強化，彌

22、散強化，以及加工硬化的原因。 簡答： 固溶強化的可能位錯機制主要是溶質(zhì)原子氣團對位錯的釘扎，增加了位錯滑移阻力。如溶質(zhì)原子與位錯的彈性交互作用的科垂爾氣團和斯諾克氣團，溶質(zhì)原子與擴展位錯交互作用的鈴木氣團使層錯寬度增加，位錯難于束集，交滑移困難；溶質(zhì)原子形成的偏聚和短程有序，位錯運動通過時破壞了偏聚和短程有序使得能量升高，增加位錯的阻力，以及溶質(zhì)原子與位錯的靜電交互作用對位錯滑移產(chǎn)生的阻力使材料強度升高。 彌散強化也是通過阻礙位錯運動強化材料，如位錯繞過較硬、與基體非共格第二相的Orowan機制和切割較軟、與基體共格的第二相粒子的切割機制。 產(chǎn)生加工硬化的各種可能機制有滑移面上平行位錯間的交互

23、作用的平行位錯硬化理論，以及滑移面上位錯與別的滑移面上位錯林切割產(chǎn)生割階的林位錯強化理論。 金屬晶體塑性變形時，滑移和孿生有何主要區(qū)別？ 簡答：滑移時原子移動的距離是滑移方向原子間距的整數(shù)倍，孿生時原子移動的距離不是孿生方向原子間距的整數(shù)倍；滑移時滑移面兩邊晶體的位向不變，而孿生時孿生面兩邊的晶體位向不同，以孿晶面形成鏡像對稱；滑移時需要的臨界分切應力小，孿生開始需要的臨界分切應力很大，孿生開始后繼續(xù)切變時需要的切應力小，故孿生一般在滑移難于進行時發(fā)生。 原子擴散在材料中的應用 簡答： 原子擴散在材料中的影響包括晶體凝固時形核、長大；合金的成分過冷；成分均勻化，包晶反應非平衡凝固時保留高溫組織

24、的特點，固態(tài)相變時的形核，晶界形核、晶界運動、晶界偏聚、高溫蠕變，氧化，焊接，化學熱處理（滲C、N等），粉末冶金，涂層等各方面。 簡要說明影響溶質(zhì)原子在晶體中擴散的因素。 簡答： 影響擴散的因素主要有溫度，溫度越高，擴散越快；晶體缺陷如界面、晶界位錯容易擴散；不同致密度的晶體結(jié)構(gòu)溶質(zhì)原子擴散速度不一樣，低致密度的晶體中溶質(zhì)原子擴散快，各向異性也影響溶質(zhì)原子擴散；在間隙固溶體中溶質(zhì)原子擴散容易；擴散原子性質(zhì)與基體金屬性質(zhì)差別越大，擴散越容易；一般溶質(zhì)原子濃度越高，擴散越快；加入其它組元與溶質(zhì)原子形成化合物阻礙其擴散。 如何提高固溶體合金的強度 簡答： 固溶強化，細晶強化，加工硬化，第二相強化，相變（熱處理）強化等 再結(jié)晶與固態(tài)相變有何區(qū)別？ 簡答：再結(jié)晶是一種組織轉(zhuǎn)變，從變形組織轉(zhuǎn)變?yōu)闊o畸變新晶粒的過程，再結(jié)晶前后組織形態(tài)改變，晶體結(jié)構(gòu)不變；固態(tài)相變時，組織形態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)都改變；晶體結(jié)構(gòu)是否改變是二者的主要區(qū)別。