整理背誦版固態(tài)相變重要簡(jiǎn)答以及重要名詞解釋

1、相變部分的重點(diǎn) 金屬固態(tài)相變1.固態(tài)相變的特點(diǎn)：具有確定的形狀，較高的切變強(qiáng)度，內(nèi)部原子按點(diǎn)陣規(guī)律排列并且總是不同程度存在著各種分布很不均勻的結(jié)構(gòu)缺陷。（1）. 與液態(tài)相變一樣，驅(qū)動(dòng)力是新舊兩相的自由能差。（2）. 新相與母相界面上原子排列易保持一定的匹配，根本原因在于有力于相變阻力的降低，固態(tài)相變產(chǎn)生的相界面的分類：a.共格界面：當(dāng)界面上的原子所占據(jù)的位置恰好是兩相點(diǎn)陣共有的位置時(shí)，兩相在界面上的原子可以一對(duì)一的相互匹配，這種界面叫共格界面。b.半共格界面：界面上兩相原子部分地保持匹配。c.非共格界面：當(dāng)兩相界面的原子排列差異很大，即錯(cuò)配度很大時(shí)，原子間的匹配關(guān)系不再維持。（3）.新相與母相

2、之間存在一定的晶體學(xué)位相關(guān)系當(dāng)兩相界面為共格或半共格時(shí)，新相和母相之間必然有一定的位相關(guān)系。若兩相間沒有確定的位相關(guān)系，則界面肯定為非共格界面。（4）.新相習(xí)慣于在母相的一定晶面上形成固態(tài)相變時(shí)，新相往往以特定的晶向在母相的特定晶面上形成，這個(gè)晶面稱為慣習(xí)面，晶向?yàn)閼T習(xí)方向，這種現(xiàn)象稱為慣習(xí)現(xiàn)象，是由于降低界面能和應(yīng)變能以致減小相變阻力所造成的。（5）.母相晶體缺陷對(duì)相變起促進(jìn)作用。（6）.易于出現(xiàn)過(guò)渡相。2. 固態(tài)相變的基本類型：按相變過(guò)程中的形核與長(zhǎng)大的特點(diǎn)分為：擴(kuò)散型，非擴(kuò)散型，半擴(kuò)散型相變。 a.擴(kuò)散型相變：新相的形核和長(zhǎng)大主要依靠原子進(jìn)行長(zhǎng)距離的擴(kuò)散，或者說(shuō)依靠相界面的擴(kuò)散移動(dòng)進(jìn)行（

3、非共格的） b.非擴(kuò)散型相變：新相的成長(zhǎng)通過(guò)類似塑性變形過(guò)程的滑移和孿生那樣，孿生切變和轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行，相界面共格 c.半擴(kuò)散型相變：（貝氏體的轉(zhuǎn)變）塊狀轉(zhuǎn)變。2.馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn): 1.馬氏體轉(zhuǎn)變是在無(wú)擴(kuò)散的情況下進(jìn)行的.由于馬氏體轉(zhuǎn)變是在較大的過(guò)冷度條件下進(jìn)行的,鐵原子,碳原子及其它合金元素活動(dòng)能力較低,因此點(diǎn)陣重構(gòu)是由原子集體有規(guī)律的近程性的完成. 2.馬氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程中會(huì)在表面產(chǎn)生浮凸3.馬氏體轉(zhuǎn)變具有一定的位向關(guān)系和慣習(xí)面馬氏體是在奧氏一定的結(jié)晶面上形成的，此面稱為慣習(xí)面，它在相變過(guò)程中不變形，也不轉(zhuǎn)動(dòng)由于馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)新相和母相始終保持切變共格性，因此馬氏體轉(zhuǎn)變后新相和母相之間存在一定的結(jié)

4、晶學(xué)位向關(guān)系主要在位向關(guān)系和西山位向關(guān)系4.降溫轉(zhuǎn)變及馬氏體轉(zhuǎn)變的高速特點(diǎn)馬氏體轉(zhuǎn)變是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，馬氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的主要形式有變溫轉(zhuǎn)變和等溫轉(zhuǎn)變兩種降溫形成的馬氏體其轉(zhuǎn)變速度極快5.馬氏體轉(zhuǎn)變具有可逆性6.合金元素?zé)o擴(kuò)散馬氏體力學(xué)性能： 1.馬氏體最主要的特點(diǎn)就是具有高強(qiáng)度和高硬度。它的強(qiáng)度隨著含碳量的升高而升高。 a.含碳量小于0.5%時(shí)，馬氏體的硬度隨著含碳量的增加而急劇增高。 b.含碳量大于0.8%時(shí)，硬度下降，這是因?yàn)楹剂吭黾雍?，殘余奧氏體量增加， 從而使鋼的硬度有所降低。 2.馬氏體的塑性和韌性很差，很脆。馬氏體的晶粒越細(xì)小，組織的力學(xué)性能越好。 3.貝氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：

5、鋼在珠光體轉(zhuǎn)變溫度以下，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度范圍內(nèi)過(guò)冷奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變稱為貝氏體轉(zhuǎn)變（中溫轉(zhuǎn)變）貝氏體也是由鐵素體與滲碳體組成的機(jī)械混合物貝氏體的組織形態(tài)主要是羽毛狀和顆粒狀貝氏體的性能主要取決于組織形態(tài)其各相的形態(tài)，分布都影響貝氏體的性能上貝氏體的形成溫度較高，鐵素體與碳化物分布具有明顯的方向性，因此這種組織易產(chǎn)生脆斷下貝氏體中鐵素體針細(xì)小而均勻分布，幫位錯(cuò)密度很高，而且韌性也很好，具有良好的機(jī)械混合性能粒狀貝氏體的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨小島所占的面積的增多而提高下貝氏體比回火高碳馬氏體具有更高的韌性，較低的缺口敏感性和裂紋敏感性（）貝氏體轉(zhuǎn)變是一個(gè)形核與長(zhǎng)大過(guò)程（）貝氏體中鐵素體是形成是

6、按馬氏體轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)進(jìn)行的（）貝氏體中碳化物的分布與形成溫度有關(guān)（）貝氏體的組織形態(tài)具有多樣性特點(diǎn)（）貝氏體轉(zhuǎn)變是有擴(kuò)散性，有共格的轉(zhuǎn)變貝氏體的組織中存在許多的結(jié)構(gòu)貝氏體轉(zhuǎn)變具有不完全性合金元素?zé)o擴(kuò)散貝氏體力學(xué)性能： 1.上貝氏體：形成溫度高，鐵素體粗大，C的過(guò)飽和度低；強(qiáng) 度和硬度較高，越靠近貝氏體上限溫度，形成的 上貝氏體韌性越差，強(qiáng)度越低。 2.下貝氏體：鐵素體細(xì)小，分布均勻，在鐵素體內(nèi)沉淀析出大量細(xì)小，彌散的碳化物，位錯(cuò)密度很大。強(qiáng)度高，韌性好，缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)折溫度低。 4.珠光體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)： 過(guò)冷奧氏體在溫度以下形成的鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物 共析成分的奧氏體過(guò)冷到線至鼻溫之間發(fā)生的

7、轉(zhuǎn)變稱為珠光體轉(zhuǎn)變 珠光體的機(jī)械性能主要取決于層片間距的大小層片間距越小其機(jī)械性能也越好其強(qiáng)度和硬度也越高同時(shí)塑性韌性也有所改善（）珠光體轉(zhuǎn)變是高溫轉(zhuǎn)變（）珠光體的轉(zhuǎn)變也具有形核與長(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程中高碳鋼一般以滲碳體為領(lǐng)先相（）珠光體轉(zhuǎn)變是通過(guò)鐵碳原子同時(shí)擴(kuò)散來(lái)完成的，因?qū)儆跀U(kuò)散性相變（）珠光體轉(zhuǎn)變有共格產(chǎn)生（）合金元素通過(guò)擴(kuò)散完成重新分布形成的是兩相組織珠光體力學(xué)性能： a. 片狀珠光體主要取決于珠光體片層的間距，間距越小，珠光體的性能越好：強(qiáng)度和硬度越高，塑性和韌性越好。細(xì)化奧氏體的晶粒也可以提高珠光體的強(qiáng)度，改善塑性和韌性。 b.粒狀珠光體的性能與滲碳體的顆粒大小有關(guān)，顆粒越細(xì)小，鐵素體的相

8、界面積越大，強(qiáng)度和硬度就越高。 （1）.含碳量相同的時(shí)候：粒狀與片狀兩相的相界面少，故粒狀強(qiáng)度較低，但塑性和韌性較高。 （2）.抗拉強(qiáng)度相同時(shí)：粒狀比片狀的疲勞強(qiáng)度更高。 （3）.硬度相同時(shí)：粒狀比片狀的綜合力學(xué)性能好得多，因?yàn)榱畈灰桩a(chǎn)生應(yīng)力集中。 5. 沉淀硬化沉淀硬化（析出強(qiáng)化）：指金屬在過(guò)飽和固溶體中溶質(zhì)原子偏聚區(qū)和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而導(dǎo)致硬化的一種熱處理工藝。沉淀硬化的機(jī)理：沉淀硬化是通過(guò)金屬在過(guò)飽和固溶體中溶質(zhì)原子偏聚區(qū)和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體的方式，向晶體內(nèi)引入高度彌散的質(zhì)點(diǎn)和不均勻性（偏聚）等大量晶體缺陷，這些缺陷強(qiáng)烈的阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而會(huì)明顯地提

9、高金屬?gòu)?qiáng)度。6.玻璃化轉(zhuǎn)變:a.無(wú)定型物質(zhì)的玻璃態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。b.對(duì)于聚合物來(lái)說(shuō)是非晶聚合物的玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。c.玻璃化轉(zhuǎn)變也發(fā)生于結(jié)晶聚合物的非晶區(qū)中。d.發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化溫度，以Tg表示，是高聚物的特征溫度。它是e.非晶態(tài)熱塑性塑料使用溫度的上限，是橡膠使用溫度的下限。f.玻璃化轉(zhuǎn)變對(duì)聚合物性能尤其是力學(xué)性能變化很大，非晶聚合物的模量可產(chǎn)生34 個(gè)數(shù)量級(jí)的變化。玻璃化溫度通常把玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，稱為玻璃化轉(zhuǎn)變，它所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度即是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，或是玻璃化溫度。u 1. 各向異性的概念，產(chǎn)生機(jī)理，并描述特點(diǎn).概念：晶體在不同方向的物理化學(xué)特性也不同。

10、 機(jī)理：晶體的各向異性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導(dǎo)致晶體在不同方向的物理化學(xué)特性也不同。 特點(diǎn)：晶體的各向異性具體表現(xiàn)在晶體不同方向上的彈性膜量、硬度、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、電阻率、電位移矢量、電極化強(qiáng)度、磁化率和折射率等都是不同的。各向異性作為晶體的一個(gè)重要特性具有相當(dāng)重要的研究?jī)r(jià)值。 u 2. 非晶固體的概念，晶界，形成機(jī)理，核心及其性能.u 概念：物質(zhì)的原子排列是混亂的，就象一堆鋼球的混亂堆積。 u 晶界：非晶中沒有晶粒，也就沒有晶界的概念。 u 形成機(jī)理：u 為了獲得非晶態(tài)，一般將金屬與其他物質(zhì)混合，當(dāng)原子尺寸和性質(zhì)不同的u 幾種物質(zhì)搭配混合后，就形成了

11、合金。 u 這些合金具有兩個(gè)重要性質(zhì)： A、合金的成分一般在冶金學(xué)上的所謂“共晶”點(diǎn)附近，它們的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于純金屬。 B、由于原子的種類多了，合金在液體時(shí)它們的原子更加難以移動(dòng)，在冷卻時(shí)更加難以整齊排列，也就是說(shuō)更加容易被“凍結(jié)”成非晶。 u 核心：非晶態(tài)物質(zhì)內(nèi)部則沒有這種周期性。由于結(jié)構(gòu)不同，非晶態(tài)物質(zhì)具有許多晶態(tài)物質(zhì)所不具備的優(yōu)良性質(zhì)。 u 性能：非晶態(tài)材料是一類新型的固體材料各種新型非晶態(tài)材料由于其優(yōu)異的機(jī)械特性電磁學(xué)特性、化學(xué)特性、電化學(xué)特性及優(yōu)異的催化活性，已成為一大類發(fā)展?jié)摿艽蟮男虏牧稀?uu 3.高分子在結(jié)晶方面的特征（高分子在結(jié)晶方面與低分子的異同）u 1.相似性：（1）晶粒尺

12、寸受過(guò)冷度的影響。uu （2）高分子的結(jié)晶過(guò)程包括形核和長(zhǎng)大的過(guò)程。uu （3）非均勻形核需要的過(guò)冷度較均勻形核小。uu （4）高分子的等溫結(jié)晶轉(zhuǎn)變量也可以用阿弗拉密方程來(lái)描述。uuu 2.差異性：高分子結(jié)晶具有不完全性，這起因于大分子鏈結(jié)構(gòu)的特征，影響高分子結(jié)晶能力的因素有：u （1）.鏈的對(duì)稱性： u （2）.鏈的規(guī)整性：對(duì)于主鏈完全無(wú)規(guī)則，不具有對(duì)稱中心的高分子，一般都失去了結(jié)晶能力。u （3）.共聚效應(yīng)：無(wú)規(guī)共聚通常會(huì)破壞鏈的對(duì)稱性和規(guī)整性，使得結(jié)晶能力下降或消失。u （4）.鏈的柔順性； u 4.影響高分子柔順性的主要因素有：u （1）.主鏈結(jié)構(gòu)的影響：主鏈的結(jié)構(gòu)對(duì)高分子的高柔性的影

13、響起決定性性的作用。u （2）.取代基的影響：取代基的位置極性，沿分子鏈排布的距離，對(duì)稱性和取代基的體積等對(duì)高分子的柔順性都有影響。u （3）.交聯(lián)的影響化學(xué)鍵交聯(lián)影響單鍵內(nèi)旋。uu 5.影響高分子材料變形的因素u （1）.溫度；u （2）.應(yīng)變速率；（T升高，應(yīng)變速率降低）u （3）.分子的重量；u （4）.結(jié)晶度的影響。（交聯(lián)程度）（結(jié)晶度增加，抗拉強(qiáng)度增加，變形困難，結(jié)晶度的增加不僅伴隨強(qiáng)度的提升，同時(shí)材料變脆） uu *結(jié)晶度的影響因素：冷卻速率和晶體的結(jié)構(gòu)*uu 6.關(guān)于陶瓷晶體材料u 結(jié)構(gòu)陶瓷的元素結(jié)合力主要為離子鍵、共價(jià)鍵或離子共價(jià)混合鍵。這些化學(xué)鍵的特點(diǎn)是高的鍵能和鍵強(qiáng)，它們賦

14、予結(jié)構(gòu)陶瓷以高熔點(diǎn)、高硬度、耐腐蝕、耐磨損和良好的抗氧化性等基本性能。u 陶瓷晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)u 陶瓷晶體中大量存在的是離子晶體，由于離子鍵不具有方向性和飽和性，有利于空間的緊密堆積，堆積方式取決于陰陽(yáng)離子的電荷和離子半徑r的相對(duì)大小。u 滑移系數(shù)目少，位錯(cuò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。u 6.2陶瓷材料變形特點(diǎn)及微觀解釋u 相對(duì)金屬和高分子材料而言，脆、難以變形時(shí)陶瓷材料的一大特點(diǎn)，因?yàn)樘沾刹牧鲜且噪x子鍵和共價(jià)鍵構(gòu)成的。u 對(duì)于共價(jià)鍵陶瓷晶體，因?yàn)楣矁r(jià)鍵有方向性和飽和性，鍵能高，并且共價(jià)鍵晶體的位錯(cuò)寬度一般極窄，決定了其難以變形。u 對(duì)于離子鍵結(jié)合的陶瓷晶體，離子鍵要求正負(fù)離子相間排列，在外力的作用下，當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一

15、個(gè)原子間距時(shí)，由于存在巨大的同號(hào)離子的庫(kù)倫電斥力，致使位錯(cuò)沿著垂直或平行于離子鍵方向很難運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)于離子鍵多晶陶瓷，往往很脆，且易在晶界形成裂紋，最終導(dǎo)致脆性斷裂。uu 7、刃型位錯(cuò)的特征:u 1.刃型位錯(cuò)有一個(gè)半原子面u 2.刃型位錯(cuò)可解釋為晶體中以滑移區(qū)和未滑移區(qū)的分界線u 3.滑移面必定是同時(shí)包含有位錯(cuò)線和滑移矢量的平面，在其它面上不能滑移u 4.晶體中存在刃型位錯(cuò)之后，位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣發(fā)生彈性畸變， 既有切應(yīng)變又有正應(yīng)變u 5.在位錯(cuò)線周圍的過(guò)渡區(qū)每個(gè)原子具有較大的平均能量 uu 8、螺型位錯(cuò)的特征: u 1.螺型位錯(cuò)無(wú)半原子面，原子錯(cuò)排是呈軸對(duì)稱的u 2.螺型位錯(cuò)可分為右旋和左旋螺型

16、位錯(cuò)u 3.螺型位錯(cuò)線與滑移矢量平行，因此一定是直線，而且位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向互相垂直u 4.螺型位錯(cuò)的滑移面不是唯一的凡是包含螺型位錯(cuò)線的滑移面都可以做為它的滑移面u 5.螺型位錯(cuò)線周圍點(diǎn)陣也發(fā)生畸變，但是只有平行于位錯(cuò)線的切應(yīng)變而無(wú)正應(yīng)變，不會(huì)引起體積的膨脹和收縮u 6.螺型位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣畸變隨離位錯(cuò)線距離的增加而急劇減少，故它也是包含幾個(gè)原子寬的線缺陷uu 9、 柏氏矢量及其特征：u a.柏氏矢量是一個(gè)反映位錯(cuò)周圍點(diǎn)陣畸變積累的物理量矢量的方向表示位錯(cuò)的性質(zhì)和位錯(cuò)的取向而大小則表示畸變的程度，稱為位錯(cuò)強(qiáng)度u b.柏氏矢量的與回路起點(diǎn)及其具體途徑無(wú)關(guān)，只要不和其它位錯(cuò)線相遇，不論

17、回路怎樣擴(kuò)大，縮小或任意移動(dòng)，由此回路確定的柏氏矢量是唯一的，這一點(diǎn)稱為柏氏矢量的守恒性u(píng) c.一根位錯(cuò)線有唯一的柏氏矢量位錯(cuò)線在晶體中運(yùn)動(dòng)或改變方向時(shí)，其柏氏矢量不變u d.若一個(gè)柏氏矢量為b的位錯(cuò)可以分解為幾個(gè)柏氏矢量的位錯(cuò)，則分解后各柏氏矢量之和等于原位錯(cuò)的柏氏矢量若有數(shù)個(gè)位錯(cuò)線交于一點(diǎn)，則指向結(jié)點(diǎn)的各位錯(cuò)線的柏氏矢量之和應(yīng)等于離開結(jié)點(diǎn)的各位錯(cuò)線的柏氏矢量之和u e.位錯(cuò)有連續(xù)性不能中斷于晶體內(nèi)部可以形成位錯(cuò)環(huán)或終止于晶界等uu 10、晶體中的位錯(cuò)來(lái)源：u 1、晶體生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生位錯(cuò)。其主要來(lái)源有：u 由于熔體中雜質(zhì)原子在凝固過(guò)程中不均勻分布使晶體的先后凝固部成分不同，從而點(diǎn)陣常數(shù)也有差

18、異，可能形成位錯(cuò)作為過(guò)渡；u 由于溫度梯度、濃度梯度、機(jī)械振動(dòng)等的影響，致使生長(zhǎng)著的晶體偏轉(zhuǎn)或彎曲引起相鄰晶塊之間有位相差，它們之間就會(huì)形成位錯(cuò)；u 晶體生長(zhǎng)過(guò)程中由于相鄰晶粒發(fā)生碰撞或因液流沖擊，以及冷卻時(shí)體積變化的熱應(yīng)力等原因會(huì)使晶體表面產(chǎn)生臺(tái)階或受力變形而形成位錯(cuò)。u 2、由于自高溫較快凝固及冷卻時(shí)晶體內(nèi)存在大量過(guò)飽和空位，空位的聚集能形成位錯(cuò)。u 3、晶體內(nèi)部的某些界面（如第二相質(zhì)點(diǎn)、孿晶、晶界等）和微裂紋的附近，由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的作用，往往出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，當(dāng)此應(yīng)力高至足以使該局部區(qū)域發(fā)生滑移時(shí)，就在該區(qū)域產(chǎn)生位錯(cuò)。uu 11、晶界的特性：u (1)晶界處點(diǎn)陣畸變大，存在著晶界能

19、u (2)晶界處原子排列不規(guī)則，宏觀表現(xiàn)為晶界強(qiáng)度和硬度高于晶內(nèi)u (3)原子在晶界處的擴(kuò)散速度比在晶內(nèi)快，快樂晶界處原子偏u 離平衡位置，具有較高的動(dòng)能u (4)固態(tài)相變時(shí)新相易于在晶界處優(yōu)先形核u (5)由于成分偏析和內(nèi)吸附現(xiàn)象，晶界處易于富集雜質(zhì)原子，晶界的熔點(diǎn)較低，在加熱過(guò)程中容易引起晶界熔化和氧化，導(dǎo)致“過(guò)熱” 現(xiàn)象的產(chǎn)生u (6)晶界能量較高，原子處理不穩(wěn)定的狀態(tài)，由于雜質(zhì)原子富集，晶界的腐蝕速度較快uu 12、擴(kuò)散的主要機(jī)制:u 包括交換機(jī)制,間隙機(jī)制,空位機(jī)制和晶界擴(kuò)散及表面擴(kuò)散.u 1. 交換機(jī)制包括直接交換和環(huán)形交換兩種,擴(kuò)散的結(jié)果是等量擴(kuò)散.u 2. 間隙機(jī)制所需要的擴(kuò)散

20、激活能較大也會(huì)引起較大的晶格畸變,主要包括”推填”和”擠列”.u 3. 空位機(jī)制中原子借助于空位進(jìn)行擴(kuò)散,空位使原子的擴(kuò)散更為容易,所需要的擴(kuò)散激活能更小,空位機(jī)制是使擴(kuò)散出現(xiàn)不等量擴(kuò)散的主要原因.u 4. 晶界擴(kuò)散及表面擴(kuò)散,由于晶界,表面及位錯(cuò)均可視為晶體中的缺陷,使得原子遷移比在完整晶體內(nèi)容易,導(dǎo)致這些缺陷中的擴(kuò)散速率大于完整晶體內(nèi)的擴(kuò)散速率.因此晶界,表面及位錯(cuò)處有利于原子的擴(kuò)散.uu 13、金屬應(yīng)力應(yīng)變與高分子應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)的比較u （1）高分子材料的變形特點(diǎn)：u 聚合物的變形是靠黏性流動(dòng)而不是單靠滑移產(chǎn)生的，與金屬材料相比，高聚物的力學(xué)性能對(duì)溫度和時(shí)間的依賴性要強(qiáng)得多。u 很多的高分

21、子材料在塑性變形的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)均勻變形的不穩(wěn)定性，最常見的是拉伸試驗(yàn)中的細(xì)頸現(xiàn)象。uu （2）金屬材料的變形特點(diǎn)u 金屬的塑性變形一般是通過(guò)滑移，因此金屬中存在的阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的因素都會(huì)影響塑性變形。（固熔強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化）u 有些單相固溶體會(huì)出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)和應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象。u 多相合金的塑性變形中，第二相的數(shù)量，尺寸，形狀和分布對(duì)合金的塑性變形都有不同的影響。u 一個(gè)多晶體是否發(fā)生塑性變形，決定于它是否具備有5個(gè)獨(dú)立的滑移系來(lái)滿足各晶粒變形是相互協(xié)調(diào)的要求。uu 14、再結(jié)晶的特點(diǎn)u A驅(qū)動(dòng)力：再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是變形金屬經(jīng)回復(fù)后未被釋放的儲(chǔ)存能u B形核：再結(jié)晶的形核主要有兩種機(jī)制，晶界弓出形核機(jī)制

22、和亞晶界形核機(jī)制u a.對(duì)于變形程度較小的金屬，其再結(jié)晶核心多以晶界弓出方式形核，即應(yīng)變誘導(dǎo)晶界移動(dòng)或稱為凸出形核機(jī)制u b.亞晶形核機(jī)制又分為以下幾種，亞晶合并機(jī)制和亞晶遷移機(jī)制，此機(jī)制一般是在大的變形度下發(fā)生的，依靠亞晶粒的粗化來(lái)發(fā)展為再結(jié)晶核心，亞晶粒本身是在劇烈應(yīng)變的基體只通過(guò)多邊化形成的，幾乎無(wú)位錯(cuò)的低能量地區(qū)，它通過(guò)消耗周圍的能量長(zhǎng)大成為再結(jié)晶的有效核心，隨著形變度過(guò)增加會(huì)產(chǎn)生更多的亞晶而有利于再結(jié)晶形核u C晶粒長(zhǎng)大再結(jié)晶晶核形成之后，它就借界面的移動(dòng)而向周圍畸變區(qū)域長(zhǎng)大，界面遷移的推動(dòng)力是無(wú)畸變的新晶粒本身與周圍畸變的母體之間的應(yīng)變能差，晶界總是背離其曲率中心，向著畸變區(qū)域推進(jìn)

23、，直到全部形成無(wú)畸變的等軸晶粒為止，再結(jié)晶宣告完成uu 15、過(guò)冷度對(duì)形核率的影響及晶體長(zhǎng)大u 一方面過(guò)冷度的減小會(huì)減小形核功,有利于形核,增加形核率.另一方面,過(guò)冷度如果繼續(xù)增大,但由于溫度較低影響到原子的擴(kuò)散,形核率又會(huì)隨之而減小.u 臨界晶核:u 當(dāng)液相溫度降到熔點(diǎn)以下時(shí),在液相中出現(xiàn)的時(shí)聚時(shí)散的短程有序的原子集團(tuán)稱為晶胚.在晶胚的長(zhǎng)大過(guò)程中,液態(tài)中原子轉(zhuǎn)為晶態(tài)排列降低了體系的自由能.但是表面的增加又會(huì)引起表面自由能的增加.因此在晶胚長(zhǎng)大過(guò)程中驅(qū)動(dòng)力與阻力并存.但是當(dāng)臨界晶胚小于一定尺寸時(shí),會(huì)自由熔掉,而大于一定的尺寸的時(shí)候則會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大形成晶粒.具有一定尺寸的晶胚稱為臨界晶核.uu 均勻

24、形核:u 晶體在結(jié)晶過(guò)程中,在液相內(nèi)部由于熱過(guò)冷的存在,完合依靠液體內(nèi)部的晶胚的形核過(guò)程稱為均勻形核.u 非均勻形核:u 依靠外來(lái)雜質(zhì)或鑄型內(nèi)壁形核的過(guò)程稱為非均勻形核.u 晶體的長(zhǎng)大方式:u 按固液相前沿的界面結(jié)構(gòu)來(lái)確定:粗糙界面(小平面界面)和光滑界面(非小平面界面).u 金屬與一些低熔化熵的有機(jī)化合物其液固界面多為粗糙界面.大多數(shù)無(wú)機(jī)化合物及亞金屬,半導(dǎo)體其液固界面為光滑界面.u 粗糙界面一般為連續(xù)長(zhǎng)大,界面為光滑界面,一般會(huì)以二維晶核的方式長(zhǎng)大.二維晶核是指一定大小的單分子或單原子薄層.但二維晶核所需要的形核功較大,這種長(zhǎng)大方式較為少見.光滑界面一存在螺形位錯(cuò)時(shí)一般會(huì)借助于螺形位錯(cuò)長(zhǎng)大

25、.uu 晶體的生長(zhǎng)形態(tài):u 晶體的生長(zhǎng)形態(tài)主要受到溫度梯度的影響.正溫度梯度的情況下,固液界u 面一般保持平面生長(zhǎng)形態(tài),偶有突起,也會(huì)受到液相內(nèi)高溫的影響而熔掉.u 而負(fù)溫度梯度的情況下,晶體的生長(zhǎng)方式一般以樹枝晶的方式生長(zhǎng).因?yàn)閡 負(fù)的溫度梯度有利于樹枝晶的形成及快速長(zhǎng)大.uu 16.再結(jié)晶與凝固過(guò)程結(jié)晶的異同 u 相同點(diǎn)：u （1）二者都有形核和長(zhǎng)大的過(guò)程。（2）溫度都是一個(gè)很重要的參數(shù). uu 不同點(diǎn)： u （1）.形核和長(zhǎng)大的具體過(guò)程不一樣。 再結(jié)晶晶核不是新相， 晶體結(jié)構(gòu)沒有變，晶核現(xiàn)存于局部高能量區(qū)域內(nèi)，以多變化形成的亞晶為基礎(chǔ)形核。凝固過(guò)程是形成新相，包括均勻形核和不均勻形核兩種

26、。再結(jié)晶晶體長(zhǎng)大是借界面的移動(dòng)而向畸變的區(qū)域長(zhǎng)大。凝固過(guò)程是原子依附在晶體表面，按照晶體表面原子排列要求結(jié)合起來(lái)的。 u （2）.再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是變形金屬回復(fù)后未被釋放的儲(chǔ)存能。凝固過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力是過(guò)冷度，這是吸收能量的過(guò)程。 u （3）.再結(jié)晶形成的是無(wú)畸變的等軸晶粒 凝固過(guò)程形成的組織于溫度，冷速和外界因素有關(guān)。 u （4）.再結(jié)晶是一個(gè)顯微組織重新改組的過(guò)程，凝固結(jié)晶是一個(gè)相變過(guò)程.uu 17.影響疲勞壽命的因素：u 1.平均應(yīng)力平均應(yīng)力的增加導(dǎo)致疲勞壽命的降低u 2.表面效應(yīng)疲勞壽命對(duì)表面的狀態(tài)及表面的形態(tài)非常敏感因?yàn)榇蠖鄶?shù)導(dǎo)致疲勞失效的裂紋在表面萌生u 3.設(shè)計(jì)因素:構(gòu)件的設(shè)計(jì)能夠極大

27、的影響材料的疲勞特點(diǎn)尤其是構(gòu)件幾何形態(tài)u 4.表面處理表面的機(jī)加工會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)許多的劃痕，這些表面的印痕影響了材料的疲勞壽命，可以通過(guò)拋光的方法來(lái)降低其影響uu 18. 成分過(guò)冷問題:u 成分過(guò)冷:u 在合金凝固過(guò)程中,由于固液界面前沿熔體中溶質(zhì)濃度變化引起的熔點(diǎn)u 升高之后的過(guò)冷現(xiàn)象叫成分過(guò)冷.此時(shí)的過(guò)冷度叫成分過(guò)冷度.即此時(shí)的u 結(jié)晶溫度與理論溫度的差值.uu 純金屬結(jié)晶過(guò)程中,如果固液前方的溫度梯度為正值,那么固液界面應(yīng)該u 曾現(xiàn)平面狀成長(zhǎng).溫度梯度為負(fù)值時(shí),一般為樹枝晶生長(zhǎng).但是在固溶體合金凝固時(shí),即使溫度梯度為正值時(shí),也經(jīng)常出現(xiàn)固液界面曾現(xiàn)樹枝晶狀生長(zhǎng),有時(shí)還有胞狀生長(zhǎng).造成這一現(xiàn)

28、象的原因是固液界面前方的溶質(zhì)重新分配,從而產(chǎn)生了成分過(guò)冷. uu 成分過(guò)冷判據(jù)：u 為溫度梯度， 為結(jié)晶速度為液相線斜率， 為擴(kuò)散系數(shù)， 為溶質(zhì)分配系數(shù)u 成分過(guò)冷對(duì)晶體生長(zhǎng)形狀和鑄錠組織的影響:u 通過(guò)成分過(guò)冷，有利于鑄件形成樹枝晶和胞狀晶固溶體合金的鑄錠組織一般也是由表面細(xì)晶區(qū)，柱狀晶區(qū)和中心粗大等軸晶區(qū)所組成為獲得性能優(yōu)良的鑄錠，總希望獲得全部的等軸晶組織，常采用的方法是進(jìn)一步加大固液前方的過(guò)冷區(qū)，當(dāng)成分過(guò)冷度大于形成新晶核所需的過(guò)冷度時(shí)，就在界面前沿的液相中產(chǎn)生新的晶核，那么大量的新晶核就可限制柱狀晶的成長(zhǎng)，從而獲得發(fā)達(dá)的等軸晶組織u 成分過(guò)冷的控制：u 成分過(guò)冷區(qū)的大小可以通過(guò)溫度梯

29、度，晶體長(zhǎng)大速度和合金成分來(lái)控制u 高分子部分補(bǔ)充（供了解）：u 1. 熱塑性塑料在不同的溫度下呈現(xiàn)出三種物理狀態(tài)： u 玻璃態(tài) u Tg是高聚物的重要特征溫度，叫玻璃化溫度。它不是一個(gè)固定的溫度值，而是隨測(cè)試方法和條件不同而變化的。當(dāng)溫度低于Tg時(shí)，高聚物是剛硬的，處于玻璃態(tài)。 u 高彈態(tài) u 當(dāng)高聚物溫度高于玻璃化溫度Tg，低于粘流溫度Tf時(shí)，存在著一種很難得的物理狀態(tài)高彈態(tài)（也叫橡膠態(tài)）。處于高彈態(tài)的高聚物有以下重要特性： u 可回復(fù)的彈性變形量高達(dá)100%1000%，但變形的回復(fù)不是瞬時(shí)完成的。 u 彈性模量比普通彈性材料小三個(gè)數(shù)量級(jí)，一般只有10kg/cm2的數(shù)量級(jí)。 u 高彈態(tài)高聚

30、物變形時(shí)生熱，回彈時(shí)放熱。u 粘流態(tài) u 當(dāng)溫度進(jìn)一步升高，超過(guò)粘流溫度Tf時(shí)，分子鏈作為一個(gè)整體可以相對(duì)滑動(dòng)，在外力的作用下，聚合物象液體一樣粘性流動(dòng)，形變變得不可逆了，這稱為粘流態(tài)。uu 2. 高聚物的變形特點(diǎn)u 高聚物的彈性變形 u 輕度交聯(lián)的高聚物在玻璃化溫度以上，具有典型的高彈性，即彈性變形大，彈性模量小，而且隨著溫度升高而增大。而低于玻璃化溫度時(shí)，彈性體則又脆又硬； u 高聚物具有高彈性的必要條件是要有柔性鏈。 uu 高聚物的粘彈性變形 u 對(duì)線型無(wú)定型高聚物而言，當(dāng)溫度超過(guò)Tg時(shí)，由于分子鍵的破壞，聚合物分子的變形呈粘彈性，即由彈性變形和粘性流動(dòng)兩部分組成。當(dāng)外力去除時(shí)，聚合物可

31、逐漸緩慢地恢復(fù)到原來(lái)形狀，在這段溫度范圍內(nèi)其彈性模量也是受溫度和時(shí)間兩個(gè)因素的共同影響。u 高聚物受力后產(chǎn)生的宏觀變形，通過(guò)調(diào)整內(nèi)部分子鏈構(gòu)象來(lái)實(shí)現(xiàn)。顯然，這種分子鏈構(gòu)象的改變需要時(shí)間，這就是高分子材料粘彈性特別突出的原因。 uu 線型高聚物的變形特點(diǎn) u 線型高聚物冷變形時(shí)在性能和機(jī)制上都有與金屬不同的特點(diǎn)。所謂冷變形，對(duì)于不易結(jié)晶的無(wú)定形塑料大約在低于其Tg以下50左右，而對(duì)結(jié)晶態(tài)的塑料則是在晶體相熔點(diǎn)以下。uu 體型高聚物的變形特點(diǎn) u 熱固性塑料因?yàn)槭莿傆驳娜S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分子不易運(yùn)動(dòng)，所以在通常拉伸試驗(yàn)時(shí)，它們表現(xiàn)出象脆性金屬一樣的變形特性。但是，在壓應(yīng)力下它們?nèi)阅馨l(fā)生大量的塑性變形。

32、第二章 原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵金屬鍵金屬中的自由電子和金屬正離子相互作用所構(gòu)成鍵合稱為金屬鍵。離子鍵離子鍵是由電子轉(zhuǎn)移（失去電子者為陽(yáng)離子，獲得電子者為陰離子）形成的。即正離子和負(fù)離子之間由于靜電引力所形成的化學(xué)鍵。共價(jià)鍵兩個(gè)或多個(gè)電負(fù)性相差不大的原子間通過(guò)共用電子對(duì)而形成的化學(xué)鍵。范德華力分子的一部分帶正電荷而另外一部分帶負(fù)電荷，一部分帶正電荷的與另一分子帶負(fù)電荷的部分以微弱的的經(jīng)典相吸引而結(jié)合在一起，這樣的鍵合稱范德華力氫鍵是一種特殊的分子間作用力。它是由氫原子同時(shí)與兩個(gè)電負(fù)性很大而原子半徑較小的原子（，等）相結(jié)合而產(chǎn)生的具有比一般次價(jià)鍵大的鍵力，具有飽和性和方向性。氫鍵在高分子材料中特別重要。

33、電位空間中某一點(diǎn)的電位是把單位正電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處（假設(shè)此處電位為零）帶到該點(diǎn)時(shí)所消耗的電能。泡利不相容原理指在原子中不能容納運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。量子數(shù)表征原子、分子、原子核或亞原子粒子狀態(tài)和性質(zhì)的數(shù)。強(qiáng)鍵 弱鍵化學(xué)鍵是強(qiáng)鍵，物理鍵是弱鍵?；瘜W(xué)鍵：金屬鍵，離子鍵和共價(jià)鍵；物理鍵：范德華力和氫鍵。鍵能指1.01*105Pa和25攝氏度下（常溫常壓下），將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態(tài)原子A和B所需要的能量（單位為KJ.mol-1）。鍵能越大，鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定。負(fù)電人們把用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶的電稱為負(fù)電正電人們用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶的電叫正電價(jià)電子指原子核外能與其他原子相互

34、作用形成化學(xué)鍵的電子第三章 金屬與陶瓷的結(jié)構(gòu)無(wú)定形相對(duì)于取向的非晶態(tài)，完全無(wú)取向的非晶態(tài)稱無(wú)定形。各向異性晶體某些物理和化學(xué)性在不同的反方向具有不同的數(shù)值稱為各向異性。晶格為了描述空間點(diǎn)陣的集合圖形，用許多平行的直線將所有陣點(diǎn)連接起來(lái)所形成的三維幾何構(gòu)架便稱晶格。晶胞具有代表性的基本單元（最小平行六面體）作為點(diǎn)陣的組成單元，稱為晶胞。體心立方結(jié)構(gòu)晶胞8歌角上各有一個(gè)原子而胞中心有一個(gè)原子，角上原子為8個(gè)晶胞所共有，原子數(shù)為2，APF為0.68，配位數(shù)為8.面心立方結(jié)構(gòu)晶胞8個(gè)角上各有一個(gè)原子而六個(gè)面上各有一個(gè)原子角上原子為8個(gè)晶胞所共有，原子數(shù)為4，APF為0.74，配位數(shù)為12.密排六方結(jié)構(gòu)

35、有兩個(gè)六方晶胞穿插而成，形狀為八面體，上下為兩個(gè)六角形，六個(gè)側(cè)面為長(zhǎng)方形，參數(shù) 兩個(gè)六角形邊長(zhǎng)a上下面間距c c/a=1.633，APF=0.74 原子數(shù)=6晶 系根據(jù)晶胞的外形，即棱邊長(zhǎng)度之間的關(guān)系和晶軸夾角的情況,將晶體分為七大晶系。配位數(shù)與某一原子最鄰近且等距離的原子數(shù)稱為配位數(shù)原子堆積因數(shù)(APF)（即致密度）晶胞中原子體積占晶胞的體積百分比。晶體結(jié)構(gòu)晶體中實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（分子，原子）具體排列情況。晶體物質(zhì)原子呈規(guī)則周期性重復(fù)排列形成物質(zhì)稱晶體（長(zhǎng)呈有序）晶粒金屬或陶瓷多晶體的一個(gè)單獨(dú)晶體。晶界多少物質(zhì)是晶粒構(gòu)成的，屬于同一固相而位向不同晶粒之間界面稱晶界，是一種內(nèi)界面。晶格常數(shù)衡量晶胞大小

36、的晶胞棱邊參數(shù)稱晶格常數(shù)。密勒指數(shù)為了便于確定和區(qū)分晶體中不同方向和晶面，國(guó)際上統(tǒng)一用密勒指數(shù)標(biāo)定晶面和晶向指數(shù)。第四章 聚合物結(jié)構(gòu)高分子 在當(dāng)前所論述的聚合體的分子比碳?xì)浠衔锓肿右蟮?通常稱為高分子。同質(zhì)異構(gòu)具有相同成分的碳?xì)浠衔锏哂胁煌脑优帕许樞虻默F(xiàn)象稱為同質(zhì)異構(gòu)。鏈節(jié)組成聚合物鏈重復(fù)單位的原子集合。聚合物由小重復(fù)單元（鏈節(jié)）組成的具有高分子量的固體非金屬（通常是有機(jī)物）物質(zhì)。單體由一個(gè)簡(jiǎn)單鏈節(jié)組成的分子。均聚物由相同鏈節(jié)組成的鏈狀聚合物。共聚物由兩種或多種不同鏈節(jié)組成分子鏈的聚合物。線型聚合物:組成聚合物的單體是通過(guò)首尾相接的方式形成單一鏈條.支鏈聚合物:合成聚合物的分子是由

37、側(cè)翼的支鏈連接在主鏈上形成的.交聯(lián)決聚合物:相鄰的線性高分子鏈節(jié)之間通過(guò)支鏈連接成一個(gè)三維空間的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu).聚合物晶體聚合物中分子鏈排列呈周期和重復(fù)的原子排列，這樣的聚合物稱為聚合物晶體。結(jié)晶度其中: ：全部為晶體時(shí)的密度； : 具有部分晶體聚合物的密度；:完全為非晶時(shí)的密度。聚合物可以從完全的非晶到幾乎全部的晶體（95%）熱塑性聚合物加熱熔化成型后可以重新再次加熱熔化成型。一般是線型聚合物。熱固性聚合物加工成型后不能再受熱熔化。一般是體型聚合物。第五章 固體中的缺陷合金由兩種及以上元素組成的金屬材料。點(diǎn)缺陷一種僅波及一個(gè)或數(shù)個(gè)原子的晶體缺陷?？瘴灰粋€(gè)缺失原子或離子的晶格節(jié)點(diǎn)位置。空位擴(kuò)散一

38、種擴(kuò)散機(jī)制，此時(shí)原子的凈遷移是從晶格節(jié)點(diǎn)位置遷移到相近的空位中。自間隙原子處于自身晶格間隙中的原子或離子。肖脫基空位（缺陷）在離子晶體中的一種缺陷結(jié)構(gòu)，它是由一個(gè)陽(yáng)離子空位和一個(gè)陰離子空位組成的空位對(duì)。弗侖克爾空位（缺陷）當(dāng)原子擠入點(diǎn)陣的間隙位置，而在晶體中形成數(shù)目相等的空位和間障原子，則稱為弗侖克爾空位原子振動(dòng)材料中原子在其平衡位置附近的振動(dòng).一般說(shuō)來(lái)，這種振動(dòng)與溫度相關(guān)，溫度越高，振動(dòng)的幅度越大，因此也稱為原子熱振動(dòng)。置換固溶體溶質(zhì)原子取代或代替溶劑原子而形成的固溶體。間隙擴(kuò)散一種擴(kuò)散機(jī)制，此時(shí)原子的運(yùn)動(dòng)是從晶格間隙位置遷移到另一個(gè)相近的間隙位置。間隙固溶體相對(duì)尺寸較小的溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑或

39、晶格原子之間間隙位置所形成的固溶體。固溶體包含兩種或兩種以上元素的均勻單相，固溶體可以以置換固溶體或間隙固溶體的形式存在。固溶體強(qiáng)化由于形成固溶體的合金化過(guò)程引起的金屬硬化和強(qiáng)化，其機(jī)制是異類原子的存在限制了位錯(cuò)的可動(dòng)性。柏氏矢量表示位錯(cuò)引起晶格畸變程度和方向的矢量。缺陷結(jié)構(gòu)，缺陷組態(tài)在陶瓷化合物中，與空位、間隙原子的類型和偏聚有關(guān)的缺陷組態(tài)。位錯(cuò)晶體材料中的線狀缺陷，在其附近，原子發(fā)生錯(cuò)排。在外加切應(yīng)力作用下位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)可以導(dǎo)致晶體材料的塑性變形.可能存在的位錯(cuò)類型有刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)和混合型位錯(cuò)。螺型位錯(cuò)一種一維線型晶體缺陷，形態(tài)上可是描述為當(dāng)相互平行的相鄰晶面之間依次錯(cuò)粘合在一起形成的螺旋

40、型斜面的中心線區(qū)域所形成的原子錯(cuò)排組態(tài)，螺型位錯(cuò)的柏氏矢量平行與其位錯(cuò)線?；旌衔诲e(cuò)同時(shí)含有刃型分量和螺型分量的位錯(cuò)。位錯(cuò)密度在單位體積材料中包含位錯(cuò)的長(zhǎng)度，或者說(shuō)在材料內(nèi)部任意單位截面上位錯(cuò)線的根數(shù)。位錯(cuò)線在顯微鏡下觀察到的某合金的結(jié)構(gòu)特征（例如:晶粒和相的組織結(jié)構(gòu)特征）。刃型位錯(cuò)一種一維線型晶體缺陷，形態(tài)上可是描述為晶體中存在的多余半原子面的末端附近區(qū)域所形成的原子錯(cuò)排組態(tài)，刃型位錯(cuò)的柏氏矢量垂直與其位錯(cuò)線。弗侖克爾缺陷在離子固體中的陽(yáng)離子-空位對(duì)和陽(yáng)離子-間隙原子對(duì)。晶粒金屬或陶瓷多晶體中的一個(gè)單獨(dú)的小晶體。晶界把兩個(gè)相鄰具有不同晶體學(xué)取向的晶粒分離開的界面。晶粒長(zhǎng)大在多晶體材料中晶粒平均

41、尺寸的增加，對(duì)大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)，這需要在一定溫度下進(jìn)行熱處理。顯微組織刃型位錯(cuò)中多余半原子面邊緣的連線，或者螺型位錯(cuò)中錯(cuò)排螺旋的中心軸線。第六章 擴(kuò)散擴(kuò)散系數(shù)Fick第一定律中，擴(kuò)散通量和濃度梯度之間的比例系數(shù)。其量級(jí)表示了原子擴(kuò)散的速度。菲克第一定律，擴(kuò)散第一定律擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比例。這種關(guān)系被用于描述穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。菲克第二定律，擴(kuò)散第二定律濃度對(duì)時(shí)間的變化率成正與濃度對(duì)距離的二階導(dǎo)數(shù)。這種關(guān)系被用于描述非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散擴(kuò)散組元既沒有凈堆積也沒有凈虧空的擴(kuò)散過(guò)程是穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。也可以描述為：擴(kuò)散通量與時(shí)間無(wú)關(guān)的擴(kuò)散過(guò)程是穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。擴(kuò)散過(guò)程中，擴(kuò)散組元存在凈堆積或凈虧空的擴(kuò)散過(guò)程是非

42、穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。也可以描述為：擴(kuò)散通量與時(shí)間有關(guān)的擴(kuò)散過(guò)程是非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。滲碳從周圍環(huán)境中向鐵基合金表面擴(kuò)散碳，從而使其表面碳濃度提高的工藝過(guò)程。激活能（Q）開動(dòng)某一反應(yīng)或過(guò)程，例如擴(kuò)散過(guò)程，所需要的能量。空位擴(kuò)散一種擴(kuò)散機(jī)制，這時(shí)候原子的凈遷移過(guò)程是從晶格結(jié)點(diǎn)位置移動(dòng)到鄰近的空位中。間隙擴(kuò)散晶體擴(kuò)散機(jī)制的一種。間隙原子由一個(gè)間隙位置遷移至鄰近的間隙位置所構(gòu)成的擴(kuò)散。自擴(kuò)散純金屬中的原子遷移過(guò)程?；U(kuò)散一種金屬中的原子向另一種金屬中的擴(kuò)散叫互擴(kuò)散，又稱為雜質(zhì)擴(kuò)散。第七章 力學(xué)性質(zhì)工程應(yīng)力的定義為 = F/A0，這里F是加載在垂直樣品橫截面的瞬間載荷，單位為牛頓，A0是加載前樣品的初始橫截面積（單位

43、m2），工程應(yīng)力單位為MPa。抗彎強(qiáng)度對(duì)脆性陶瓷材料來(lái)說(shuō)，抗彎強(qiáng)度即為橫向彎曲試驗(yàn)中樣品斷裂時(shí)的應(yīng)力。硬度硬度是材料抵抗局部塑性形變的量度。塑性形變當(dāng)材料的形變超出彈性形變發(fā)生的范圍，其應(yīng)力將不再與應(yīng)變成正比，永久的、不可回復(fù)的形變發(fā)生，即為塑性形變。彈性彈性是指材料在彈性形變中吸收能量的能力。安全應(yīng)力安全應(yīng)力是基于材料的屈服強(qiáng)度，它定義為屈服強(qiáng)度除以一個(gè)安全因子N，或w=y/N?？估瓘?qiáng)度抗拉強(qiáng)度是指樣品可能承受的最大拉伸應(yīng)力。韌性韌性是指材料在斷裂前所能吸收能量的量度真應(yīng)變真應(yīng)變T的定義為T=ln(li/l0)，其中l(wèi)0是樣品加載前的初始長(zhǎng)度，li是瞬間長(zhǎng)度。真應(yīng)力真應(yīng)力T定義為形變發(fā)生時(shí)，

44、載荷F與瞬間橫截面積Ai的比值，或者T = F/Ai。屈服金屬的屈服是指塑性或者永久形變開始發(fā)生的現(xiàn)象。屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度是指塑性形變開始發(fā)生時(shí)的應(yīng)力。第八章 變形和強(qiáng)化機(jī)制冷加工、冷變形金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形臨界剪切分切應(yīng)力使得晶體開始滑移所需要的純剪切應(yīng)力，在某一特定滑移面和滑移方向上的分量。位錯(cuò)密度材料單位體積內(nèi)的位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度，或者在一個(gè)隨機(jī)切面上的單位面積內(nèi)切斷的位錯(cuò)根數(shù)。晶粒長(zhǎng)大多晶體材料中晶粒尺寸的增大，對(duì)大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)，晶粒長(zhǎng)大只在升高溫度加熱的時(shí)候發(fā)生。晶格應(yīng)變?cè)酉鄬?duì)于它們正常點(diǎn)陣位置的輕微位移，通常是由晶體的缺陷，如位錯(cuò)、間隙原子、雜質(zhì)原子存在引起的?；貜?fù)冷塑性

45、變形金屬釋放其部分應(yīng)變能的過(guò)程叫回復(fù)，通常采用熱處理的方法。再結(jié)晶在冷塑性變形材料的內(nèi)部生成等軸狀新晶粒的過(guò)程叫再結(jié)晶，通常發(fā)生于再結(jié)晶退火熱處理過(guò)程中。再結(jié)晶溫度對(duì)于某種合金，在大約一小時(shí)的時(shí)間里，完成再結(jié)晶所需的最低溫度.分切應(yīng)力一個(gè)實(shí)際拉或壓應(yīng)力沿某一特定平面和在該平面特定方向上分解得到的切應(yīng)力分量?；莆诲e(cuò)移動(dòng)導(dǎo)致的塑性變形或兩個(gè)相鄰原子面的剪切位移?；葡祷泼婧驮撁嫔弦粋€(gè)滑移方向的組合稱為一個(gè)滑移系，晶體滑移（如位錯(cuò)的移動(dòng)）可以沿該系統(tǒng)發(fā)生。固溶強(qiáng)化由于合金化形成固溶體而導(dǎo)致的材料硬化和強(qiáng)化，實(shí)質(zhì)在于溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用。加工硬化塑性材料于再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行塑性變形引起的硬

46、度和強(qiáng)度升高現(xiàn)象。第九章 失效冷加工、冷變形金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形臨界剪切分切應(yīng)力使得晶體開始滑移所需要的純剪切應(yīng)力，在某一特定滑移面和滑移方向上的分量。位錯(cuò)密度材料單位體積內(nèi)的位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度，或者在一個(gè)隨機(jī)切面上的單位面積內(nèi)切斷的位錯(cuò)根數(shù)。晶粒長(zhǎng)大多晶體材料中晶粒尺寸的增大，對(duì)大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)，晶粒長(zhǎng)大只在升高溫度加熱的時(shí)候發(fā)生。晶格應(yīng)變?cè)酉鄬?duì)于它們正常點(diǎn)陣位置的輕微位移，通常是由晶體的缺陷，如位錯(cuò)、間隙原子、雜質(zhì)原子存在引起的?；貜?fù)冷塑性變形金屬釋放其部分應(yīng)變能的過(guò)程叫回復(fù)，通常采用熱處理的方法。 再結(jié)晶在冷塑性變形材料的內(nèi)部生成等軸狀新晶粒的過(guò)程叫再結(jié)晶，通常發(fā)生于再結(jié)晶退火

47、熱處理過(guò)程中。再結(jié)晶溫度對(duì)于某種合金，在大約一小時(shí)的時(shí)間里，完成再結(jié)晶所需的最低溫度.分切應(yīng)力一個(gè)實(shí)際拉或壓應(yīng)力沿某一特定平面和在該平面特定方向上分解得到的切應(yīng)力分量。滑移位錯(cuò)移動(dòng)導(dǎo)致的塑性變形或兩個(gè)相鄰原子面的剪切位移。滑移系滑移面和該面上一個(gè)滑移方向的組合稱為一個(gè)滑移系，晶體滑移（如位錯(cuò)的移動(dòng)）可以沿該系統(tǒng)發(fā)生。固溶強(qiáng)化由于合金化形成固溶體而導(dǎo)致的材料硬化和強(qiáng)化，實(shí)質(zhì)在于溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用。加工硬化塑性材料于再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行塑性變形引起的硬度和強(qiáng)度升高現(xiàn)象。延性/韌性斷裂：一種伴隨大量塑性變形的斷裂方式。脆性斷裂：通過(guò)快速裂紋擴(kuò)展發(fā)生斷裂，沒有明顯的宏觀變形。穿晶斷裂：多晶材料

48、裂紋穿過(guò)晶粒擴(kuò)展而斷裂。沿晶斷裂多晶材料裂紋沿著晶界擴(kuò)展而斷裂。斷裂韌度(Kc)發(fā)生裂紋擴(kuò)展時(shí)應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值。平面應(yīng)變斷裂韌性(KIc)平面應(yīng)變條件下應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值（即達(dá)到該值時(shí)裂紋發(fā)生擴(kuò)展）。沖擊功（缺口韌性）標(biāo)準(zhǔn)尺寸及形狀的試件受到快速?zèng)_擊載荷時(shí)，斷裂過(guò)程中所吸收能量的度量。采用擺錘式或懸臂梁式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量該參數(shù)。在評(píng)定材料的塑性-脆性轉(zhuǎn)變行為方面很重要。延性-脆性轉(zhuǎn)變體心立方合金隨著溫度的降低表現(xiàn)出從延性到脆性行為的轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度范圍可以通過(guò)擺錘式或懸臂梁式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。疲勞極限對(duì)疲勞而言，最大應(yīng)力幅值水平，低于該值材料可以承受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不失效。疲勞強(qiáng)度對(duì)應(yīng)

49、某一特定循環(huán)次數(shù)，材料能承受而不失效的最大應(yīng)力水平。表面硬化通過(guò)滲碳或滲氮方法使鋼件的外表面或“表面”硬化，用于改善耐磨性和抗疲勞性。蠕變承受應(yīng)力時(shí)依賴于時(shí)間發(fā)生的永久性變形，對(duì)大多數(shù)材料而言只在高溫下重要。腐蝕疲勞由循環(huán)應(yīng)力和化學(xué)腐蝕同時(shí)作用導(dǎo)致的一類失效。疲勞在相對(duì)低的應(yīng)力水平下，承受交變和循環(huán)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的失效。疲勞壽命(Nf )在某一指定應(yīng)力幅值下，引起疲勞失效的應(yīng)力循環(huán)總數(shù)。熱疲勞一種疲勞失效類型，循環(huán)應(yīng)力是由于交變熱應(yīng)力引起的。第十章 相圖奧氏體具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)的-Fe鐵，也是碳溶解于-Fe所形成的間隙固溶體。滲碳體鐵與碳形成的化合物Fe3C叫做滲碳體，它的含碳量為6.69%.平衡

50、(相)是指體系的一種狀態(tài)，在此狀態(tài)下，在無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，相的性質(zhì)保持不變。平衡狀態(tài)下自由能達(dá)到最小值。共晶結(jié)構(gòu)具有共晶成分的液體凝固得到的兩相顯微結(jié)構(gòu)(組織) 。共晶結(jié)構(gòu)中存在的兩相中的某一相。共晶反應(yīng)隨著冷卻過(guò)程，一個(gè)液相等溫可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)緊密混合的新固相的反應(yīng)。共析反應(yīng)隨著冷卻過(guò)程，一個(gè)固相等溫可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)緊密混合的新固相的反應(yīng)。鐵素體具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)的鐵?-Fe，同樣碳溶于?-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體。吉布斯相律多相平衡系統(tǒng)中，系統(tǒng)的自由度數(shù)、獨(dú)立組分?jǐn)?shù)、相數(shù)和對(duì)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)能夠發(fā)生影響的外界因素之間的關(guān)系：F=C-P+N.過(guò)共析合金可得到共析反應(yīng)的合金體系，此合金中溶質(zhì)

51、的濃度大于共析成分。亞共析合金可得到共析反應(yīng)的合金體系，此合金中溶質(zhì)的濃度小于共析成分。中間固溶體非純組分的一定成分范圍的固溶體或相。金屬間化合物具有明確的化學(xué)式的兩種金屬間的化合物。在相圖中，它以中間相出現(xiàn)，其存在的成分范圍非常窄。三相點(diǎn)二元相圖中三相平衡共存的點(diǎn)杠桿規(guī)則一種數(shù)學(xué)表達(dá)式，用來(lái)計(jì)算在兩相平衡合金體系中的每一相的相對(duì)質(zhì)量。液相線在二元相圖中，液相和液+固相之間的分界線。合金而言，此線上的液態(tài)溫度是在平衡冷卻條件下開始產(chǎn)生固相的溫度。珠光體珠光體是奧氏體(奧氏體是碳溶解在Fe中的間隙固溶體)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體。，是由鐵素體和滲碳體交互形成的層狀或片狀組成。包

52、晶反應(yīng)隨著冷卻過(guò)程，一固相和一液相等溫可逆轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌M成的固相的反應(yīng)。相體系具有相同的物理和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分相圖用圖形來(lái)描述相平衡系統(tǒng)的成分、外界條件(例：溫度和壓力)與相的狀態(tài)，這種綜合圖形稱為相圖。初晶相除了共晶結(jié)構(gòu)之外存在的相。先共析滲碳體過(guò)共析鋼中與珠光體共存的最初析出的滲碳體。先共析鐵素體亞共析鋼中與珠光體共存的最初析出的鐵素體。固相線在相圖中，連接平衡冷卻條件下完成凝固或者平衡加熱條件下開始熔化之點(diǎn)的軌跡線。溶解度不形成新相的條件下，溶質(zhì)可溶解在溶劑中的最大濃度。固溶相線在相圖中描述固溶度與溫度關(guān)系的點(diǎn)的軌跡線端部固溶體成分范圍處于二元相圖中兩端的固溶體。第十一章 相變合金鋼

53、含有顯著的合金元素(除了C和殘余的Mn, Si, S和P)濃度的鐵合金(或者鐵基)。這些合金元素的加入增加力學(xué)和耐蝕性能。人工時(shí)效通過(guò)室溫以上的時(shí)效，產(chǎn)生的沉淀硬化。貝氏體鋼和鑄鐵中發(fā)生的奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度區(qū)間產(chǎn)生貝氏體。貝氏體的顯微結(jié)構(gòu)由?-鐵素體和精細(xì)分散的滲碳體組成。粗狀珠光體鐵素體和滲碳體交替重疊的層距相對(duì)厚的珠光體。連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖確定成分的鋼合金，其溫度對(duì)時(shí)間對(duì)數(shù)圖。用于確定奧氏體材料以確定的速率連續(xù)冷卻時(shí)，開始轉(zhuǎn)變所需要時(shí)間。可預(yù)測(cè)最終的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。精細(xì)珠光體鐵素體和滲碳體交替重疊的層距相對(duì)薄的珠光體。玻璃轉(zhuǎn)變溫度非晶陶瓷或聚合物的過(guò)冷液體冷卻轉(zhuǎn)

54、變?yōu)閯傂圆Ａr(shí)的溫度。等溫轉(zhuǎn)變圖確定成分的鋼合金，其溫度對(duì)時(shí)間對(duì)數(shù)圖。用于確定先前為奧氏體的合金在等溫(恒溫)熱處理?xiàng)l件下開始轉(zhuǎn)變和結(jié)束轉(zhuǎn)變需要的時(shí)間。動(dòng)力學(xué)有關(guān)反應(yīng)速率及其影響因素的研究。馬氏體過(guò)飽和碳的亞穩(wěn)鐵相，是奧氏體的無(wú)擴(kuò)散轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。自然時(shí)效通過(guò)室溫下的時(shí)效，發(fā)生的沉淀硬化。 形核相變的第一個(gè)步驟。此步驟中形成新相的小晶核，它可以長(zhǎng)大。過(guò)時(shí)效沉淀硬化過(guò)程中，超過(guò)最大的強(qiáng)度和硬度點(diǎn)的時(shí)效。相變組成合金顯微組織的相的數(shù)量和/或性質(zhì)發(fā)生變化。普通碳鋼碳為主要合金元素的鐵合金。沉淀硬化金屬合金的硬化和強(qiáng)化手段，通過(guò)從過(guò)飽和固溶體中析出非常小且均勻分散的粒子來(lái)實(shí)現(xiàn)。有時(shí)也稱為時(shí)效硬化。沉淀硬化處理，人工時(shí)效從過(guò)飽和固溶體中沉積新相的一種熱處理手段。對(duì)沉淀硬化而言，稱其為人工時(shí)效。固溶熱處理通過(guò)溶解沉淀粒子而