材料科學(xué)基礎(chǔ)-名詞解釋

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)-名詞解釋材料科學(xué)基礎(chǔ)-名詞解釋材料科學(xué)基礎(chǔ)-名詞解釋V:1.0精細(xì)整理，僅供參考 材料科學(xué)基礎(chǔ)-名詞解釋日期：20 xx年X月 第一部分 名詞解釋 晶體學(xué)基礎(chǔ)1、晶體結(jié)構(gòu)：反映晶體中全部基元之間關(guān)聯(lián)特征的整體。晶體結(jié)構(gòu)有4種結(jié)構(gòu) 要素，質(zhì)點(diǎn)、行列、面網(wǎng)、晶胞。 晶體：原子按一定方式在三維空間內(nèi)周期性地規(guī)則重復(fù)排列，有固定熔點(diǎn)、 各向異性。 非晶體:原子沒有長(zhǎng)程的周期排列，無固定的熔點(diǎn)，各向同性等。 空間點(diǎn)陣：指幾何點(diǎn)在三維空間作周期性的規(guī)則排列所形成的三維陣列，是 人為的對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的抽象。 晶胞：在點(diǎn)陣中取出一個(gè)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

2、。 空間格子：為便于描述空間點(diǎn)陣的圖形，可用許多平行的直線將所有陣點(diǎn)連 接起來，于是就構(gòu)成一個(gè)三維幾何構(gòu)架，稱為空間格子。晶帶定律：晶帶軸uvw與該晶帶的晶面（hkl）之間存在以下關(guān)系： hu+kv+lw=0。凡滿足此關(guān)系的晶面都屬于以u(píng)vw為晶帶軸的晶帶，故 該關(guān)系式也稱為晶帶定律。 布拉格定律：布拉格定律用公式表示為：2dsinx=n(d為平行原子平行平面 的間距，為入射波長(zhǎng)，x為入射光與晶面的夾角)。 晶面間距：兩相鄰平行晶面間的平行距離。 晶帶軸：所有平行或相交于某一晶向直線的的晶面構(gòu)成一個(gè)晶帶，該直線稱 為晶帶軸，屬此晶帶的晶面稱為共帶面。 3、合金：兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金

3、屬經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法組 合而成并具有金屬特性的物質(zhì)。固溶體：是以某一組元為溶劑，在其晶體點(diǎn)陣中溶入其他組元原子（溶劑 原子）所形成的均勻混合的固態(tài)溶體，它保持溶劑的晶體結(jié)構(gòu)類型。固溶強(qiáng)化：由于合金元素（雜質(zhì)）的加入，導(dǎo)致的以金屬為基體的合金的 強(qiáng)度得到加強(qiáng)的現(xiàn)象。中間相：兩組元A 和B 組成合金時(shí)，除了形成以A 為基或以B 為基的固 溶體外，還可能形成晶體結(jié)構(gòu)與A，B 兩組元均不相同的新相。由于 它們?cè)诙鄨D上的位置總是位于中間，故通常把這些相稱為中間相。置換固溶體：當(dāng)溶質(zhì)原子溶入溶劑中形成固溶體時(shí)，溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑點(diǎn)陣 的陣點(diǎn)，或者說溶質(zhì)原子置換了溶劑點(diǎn)陣的部分溶劑原子，這種固溶體 就

4、稱為置換固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱為間隙固溶 體。有序固溶體：當(dāng)一種組元溶解在另一組元中時(shí)，各組元原子分別占據(jù)各自的 布拉維點(diǎn)陣的一種固溶體，形成一種各組元原子有序排列的固溶體，溶 質(zhì)在晶格完全有序排列。4、致密度：晶體結(jié)構(gòu)中原子體積占總體積的百分?jǐn)?shù)。 配位數(shù)：晶體結(jié)構(gòu)中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。 間隙相：當(dāng)非金屬（X）和金屬（M）原子半徑的比值rX/rM 時(shí)，形 成具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的相。5、單晶體：是指在整個(gè)晶體內(nèi)部原子都按照周期性的規(guī)則排列。 多晶體：是指在晶體內(nèi)每個(gè)局部區(qū)域里原子按周期性的規(guī)則排列，但不同局 部區(qū)域之間原子的排列方向并不相同，

5、因此多晶體也可看成由許多取向 不同的小單晶體（晶粒）組成。 點(diǎn)陣畸變：在局部范圍內(nèi)，原子偏離其正常的點(diǎn)陣平衡位置，造成點(diǎn)陣畸變。 金屬鍵：自由電子與原子核之間靜電作用產(chǎn)生的鍵合力。 范德華鍵：由瞬間偶極矩和誘導(dǎo)偶極矩產(chǎn)生的分子間引力所構(gòu)成的物理鍵。 同質(zhì)異構(gòu)體：化學(xué)組成相同由于熱力學(xué)條件不同而形成的不同晶體結(jié)構(gòu)。 布拉菲點(diǎn)陣：除考慮晶胞外形外，還考慮陣點(diǎn)位置所構(gòu)成的點(diǎn)陣。 配位多面體：原子或離子周圍與它直接相鄰結(jié)合的原子或離子的中心連線所 構(gòu)成的多面體，稱為原子或離子的配位多面體。 拓?fù)涿芏严啵河蓛煞N大小不同的金屬原子所構(gòu)成的一類中間相，其中大小原 子通過適當(dāng)?shù)呐浜蠘?gòu)成空間利用率和配位數(shù)都很高

6、的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于這 類結(jié)構(gòu)具有拓?fù)涮卣?，故稱這些相為拓?fù)涿芏严唷?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。 電子化合物：電子化合物是指由主要電子濃度決定其晶體結(jié)構(gòu)的一類化合物， 又稱休姆-羅塞里相。凡具有相同的電子濃度，則相的晶體結(jié)構(gòu)類型相同。 第三章 晶體缺陷點(diǎn)缺陷（Point defects）：最簡(jiǎn)單的晶體缺陷，在結(jié)點(diǎn)上或鄰近的微觀區(qū)域內(nèi) 偏離晶體結(jié)構(gòu)的正常排列。在空間三維方向上的尺寸都很小，約為一個(gè)、 幾個(gè)原子間距，又稱零維缺陷。包括空位、間隙原子、雜質(zhì)、溶質(zhì)原子 等。 線缺陷（Linear defects）：在一個(gè)方向上的缺陷擴(kuò)展很大，

7、其它兩個(gè)方向上尺 寸很小，也稱為一維缺陷。主要為位錯(cuò)dislocations。面缺陷（Planar defects）：在兩個(gè)方向上的缺陷擴(kuò)展很大，其它一個(gè)方向上 尺寸很小，也稱為二維缺陷。包括晶界、相界、孿晶界、堆垛層錯(cuò)等?？瘴唬壕w中點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)上的原子以其平衡位置為中心作熱振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)能足 夠大時(shí)，將克服周圍原子的制約，跳離原來的位置，使得點(diǎn)陣中形成空 結(jié)點(diǎn)，稱為空位。肖脫基（Schottky）空位：遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點(diǎn)位置，使晶 體內(nèi)部留下空位。弗蘭克爾（Frenkel）缺陷：擠入間隙位置，在晶體中形成數(shù)目相等的空位和 間隙原子。晶格畸變：點(diǎn)缺陷破壞了原子的平衡狀態(tài)，使晶格發(fā)生扭

8、曲，稱晶格畸變。 從而使強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降；電阻升高，密度減小等。熱平衡缺陷：由于熱起伏促使原子脫離點(diǎn)陣位置而形成的點(diǎn)缺陷稱為熱平衡 缺陷，這是晶體內(nèi)原子的熱運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部條件決定的。過飽和的點(diǎn)缺陷：通過改變外部條件形成點(diǎn)缺陷，包括高溫淬火、冷變形加 工、高能粒子輻照等，這時(shí)的點(diǎn)缺陷濃度超過了平衡濃度，稱為過飽 和的點(diǎn)缺陷。位錯(cuò)：當(dāng)晶格中一部分晶體相對(duì)于另一部分晶體發(fā)生局部滑移時(shí)，滑移面上 滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界線稱作位錯(cuò) 柏氏矢量：描述位錯(cuò)特征的一個(gè)重要矢量，它集中反映了位錯(cuò)區(qū)域內(nèi)畸變總 量的大小和方向，也使位錯(cuò)掃過后晶體相對(duì)滑動(dòng)的量。 螺型位錯(cuò)：位錯(cuò)線附近的原子按螺旋形排列的位錯(cuò)稱

9、為螺型位錯(cuò)。 刃型位錯(cuò):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)生了原子錯(cuò)排，稱為 刃型位錯(cuò)。 混合位錯(cuò)：一種更為普遍的位錯(cuò)形式，其滑移矢量既不平行也不垂直于位錯(cuò) 線，而與位錯(cuò)線相交成任意角度。可看作是刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的混合 形式。 單位位錯(cuò):把柏氏矢量等于單位點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)稱為單位位錯(cuò)。 全位錯(cuò):把柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量或其整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為全位錯(cuò)。 不全位錯(cuò)：柏氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為不全位錯(cuò)。 擴(kuò)展位錯(cuò)：通常指一個(gè)全位錯(cuò)分解為兩個(gè)不全位錯(cuò)，中間夾著一個(gè)堆垛層錯(cuò) 的整個(gè)位錯(cuò)形態(tài)。 部分位錯(cuò)：柏氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)

10、。 堆垛層錯(cuò)：實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中，密排面的正常堆垛順序有可能遭到破壞和錯(cuò)排， 稱為堆垛層錯(cuò)，簡(jiǎn)稱層錯(cuò)。位錯(cuò)的滑移（守恒運(yùn)動(dòng)）：在外加切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)中心附近的原子沿柏 氏矢量b方向在滑移面上不斷作少量位移（小于一個(gè)原子間距）而逐步 實(shí)現(xiàn)。 位錯(cuò)的攀移（非守恒運(yùn)動(dòng)）：刃型位錯(cuò)在垂直于滑移面方向上的運(yùn)動(dòng)，主要 是通過原子或空位的擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)的（滑移過程基本不涉及原子的擴(kuò)散）。 位錯(cuò)反應(yīng)：位錯(cuò)線之間可以合并或分解，稱為位錯(cuò)反應(yīng)。 位錯(cuò)密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)所包含的位錯(cuò)線總長(zhǎng)度 = L / V (cm-2)。一般，位錯(cuò) 密度也定義為單位面積所見到的位錯(cuò)數(shù)目 = n / A (cm-2) 。 交滑移：由于螺型位錯(cuò)

11、可有多個(gè)滑移面，螺型位錯(cuò)在原滑移面上運(yùn)動(dòng)受阻時(shí)， 可轉(zhuǎn)移到與之相交的另一個(gè)滑移面上繼續(xù)滑移。 雙交滑移：如果交滑移后的位錯(cuò)再轉(zhuǎn)回到和原滑移面平行的滑移面上繼續(xù)運(yùn) 動(dòng)，則稱為雙交滑移。 多滑移：當(dāng)外力在幾個(gè)滑移系上的分切應(yīng)力相等并同時(shí)達(dá)到了臨界分切應(yīng)力 時(shí)，產(chǎn)生同時(shí)滑移的現(xiàn)象。 滑移系：晶體中一個(gè)滑移面及該面上一個(gè)滑移方向的組合稱一個(gè)滑移系。 扭折：位錯(cuò)交割形成的曲折線段在位錯(cuò)的滑移面上時(shí)，稱為扭折。 割階：若該曲折線段垂直于位錯(cuò)的滑移面時(shí)，稱為割階。 位錯(cuò)在某一滑移面 上運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)穿過滑移面的其它位錯(cuò)（林位錯(cuò)）的交割包括扭折和割階。位錯(cuò)滑移的特點(diǎn)1) 刃型位錯(cuò)滑移的切應(yīng)力方向與位錯(cuò)線垂直，而螺

12、型位錯(cuò)滑移的切應(yīng)力方向與位錯(cuò)線平行； 2) 無論刃型位錯(cuò)還是螺型位錯(cuò)，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)方向總是與位錯(cuò)線垂直的；3) 刃型位錯(cuò)引起的晶體的滑移方向與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向一致，而螺型位錯(cuò)引起的晶體的滑移方向與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向垂直； 4) 位錯(cuò)滑移的切應(yīng)力方向與柏氏矢量一致；位錯(cuò)滑移后，滑移面兩側(cè)晶體的相對(duì)位移與柏氏矢量一致。5) 對(duì)螺型位錯(cuò)，如果在原滑移面上運(yùn)動(dòng)受阻時(shí)，有可能轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面上繼續(xù)滑移，這稱為交滑移 (雙交滑移）位錯(cuò)交割的特點(diǎn)1) 運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)交割后，在位錯(cuò)線上可能產(chǎn)生一個(gè)扭折或割階，其大小和方向取決于另一位錯(cuò)的柏氏矢量，但具有原位錯(cuò)線的柏氏矢量(指扭折或割階的長(zhǎng)度和方向)2) 所有的割階都是

13、刃型位錯(cuò)，而扭折可以是刃型也可是螺型的。 3) 扭折與原位錯(cuò)線在同一滑移面上，可隨位錯(cuò)線一道運(yùn)動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生阻力，且在線張力的作用下易于消失；4）割階與原位錯(cuò)不在同一滑移面上，只能通過攀移運(yùn)動(dòng)，所以割階是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙- 割階硬化。 孿晶：孿晶是指兩個(gè)晶體（或一個(gè)晶體的兩部分）沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成鏡面 對(duì)稱的位向關(guān)系，這兩個(gè)晶體就稱為孿晶，此公共晶面就稱孿晶面。 孿生：晶體受力后，以產(chǎn)生孿晶的方式進(jìn)行的切變過程叫孿生。 晶界：晶界是成分結(jié)構(gòu)相同的同種晶粒間的界面。 相界：具有不同結(jié)構(gòu)的兩相之間的分界面稱為“相界”。 晶界偏聚：由于晶內(nèi)與晶界上的畸變能差別或由于空位的存在使得溶質(zhì)原子 或雜質(zhì)原子在

14、晶界上的富集現(xiàn)象。 亞晶界：相鄰亞晶粒間的界面稱為亞晶界。 亞晶粒：一個(gè)晶粒中若干個(gè)位相稍有差異的晶粒稱為亞晶粒。 界面：通常包含幾個(gè)原子層厚的區(qū)域，其原子排列及化學(xué)成分不同于晶體內(nèi) 部，可視為二維結(jié)構(gòu)分布，也稱為晶體的面缺陷，包括外表面和內(nèi)界面。 外表面：指固體材料與氣體或液體的分界面。 內(nèi)界面：分為晶粒界面、亞晶界、孿晶界、層錯(cuò)、相界面等。 小角度晶界：相鄰晶粒的位相差小于10亞晶界一般為2左右。 對(duì)稱傾斜晶界：晶界兩側(cè)晶體互相傾斜 晶界的界面對(duì)于兩個(gè)晶粒是對(duì)稱的， 其晶界視為一列平行的刃型位錯(cuò)組成。 大角度晶界：相鄰晶粒的位相差大于10 。5、表面能：晶體表面單位面積自由能的增加，可理解

15、為晶體表面產(chǎn)生單位面積 新表面所作的功 = dW/ds 。 晶界能:不論是小角度晶界或大角度晶界，這里的原子或多或少地偏離了平衡 位置，所以相對(duì)于晶體內(nèi)部，晶界處于較高的能量狀態(tài)，高出的那部分 能量稱為晶界能，或稱晶界自由能。 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。 位錯(cuò)的應(yīng)變能：位錯(cuò)周圍點(diǎn)陣畸變引起的彈性應(yīng)力場(chǎng)，導(dǎo)致晶體能量的增加， 稱為位錯(cuò)的應(yīng)變能或位錯(cuò)的能量。 派-納力：晶體滑移需克服晶體點(diǎn)陣對(duì)位錯(cuò)的阻力，即點(diǎn)陣阻力。 位錯(cuò)的塞積：當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶界附近時(shí)，受到晶界的阻礙而堆積起來,稱位錯(cuò) 的塞積。晶界特性1）晶粒的長(zhǎng)大和晶界的平直化能減

16、少晶界面積和晶界能，在適當(dāng)?shù)臏囟认率且粋€(gè)自發(fā)的過程；須原子擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)2) 晶界處原子排列不規(guī)則，常溫下對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，宏觀上表現(xiàn)出提高強(qiáng)度和硬度；而高溫下晶界由于起粘滯性，易使晶粒間滑動(dòng)； 3) 晶界處有較多的缺陷，如空穴、位錯(cuò)等，具有較高的動(dòng)能，原子擴(kuò)散速度比晶內(nèi)高；4) 固態(tài)相變時(shí)，由于晶界能量高且原子擴(kuò)散容易，所以新相易在晶界處形核； 5) 由于成分偏析和內(nèi)吸附現(xiàn)象，晶界容易富集雜質(zhì)原子，晶界熔點(diǎn)低，加熱時(shí)易導(dǎo)致晶界先熔化；過熱 6）由于晶界能量較高、原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，以及晶界富集雜質(zhì)原子的緣故，晶界腐蝕比晶內(nèi)腐蝕速率快。 擴(kuò)散柯肯達(dá)爾效應(yīng)：反映了置換原子的擴(kuò)散機(jī)制，兩個(gè)純組元構(gòu)

17、成擴(kuò)散偶，在擴(kuò) 散的過程中，界面將向擴(kuò)散速率快的組元一側(cè)移動(dòng)。 上坡擴(kuò)散：溶質(zhì)原子從低濃度向高濃度處擴(kuò)散的過程稱為上坡擴(kuò)散。表明擴(kuò) 散的驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位梯度而非濃度梯度。 反應(yīng)擴(kuò)散：伴隨有化學(xué)反應(yīng)而形成新相的擴(kuò)散稱為反應(yīng)擴(kuò)散。 間隙擴(kuò)散：這是原子擴(kuò)散的一種機(jī)制，對(duì)于間隙原子來說，由于其尺寸較小， 處于晶格間隙中，在擴(kuò)散時(shí)，間隙原子從一個(gè)間隙位置跳到相鄰的另一 個(gè)間隙位置，形成原子的移動(dòng)。 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散：在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程中，擴(kuò)散組元的濃度只隨距離變化，而不隨時(shí)間 變化。 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散：擴(kuò)散組元的濃度不僅隨距離x 變化，也隨時(shí)間變化的擴(kuò) 散稱為非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。共格相界：如果兩相界面上的所有原子均成一一對(duì)應(yīng)的完全

18、匹配關(guān)系,即界面 上的原子同時(shí)處于兩相晶格的結(jié)點(diǎn)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(dāng)兩相在相界處的原子排列相差很大時(shí)，即錯(cuò)配度很大時(shí)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。第五章 塑性變形與再結(jié)晶1、彈性的不完整性：在彈性變形時(shí)，出現(xiàn)加載與卸載線不重合、應(yīng)變的發(fā)生跟 不上應(yīng)力的變化等有別于理想彈性應(yīng)變特點(diǎn)的現(xiàn)象。包括包申格效應(yīng)、 彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等。 包申格效應(yīng)：材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，而后同向加載彈性極限升 高、反向加載彈性極限下降的現(xiàn)象。 彈性后效：在彈性極限范圍內(nèi)，應(yīng)變滯后于外加應(yīng)力，并和時(shí)間有關(guān)的

19、現(xiàn)象 稱為彈性后效或滯彈性。 彈性滯后：由于應(yīng)變落后于應(yīng)力，在應(yīng)力應(yīng)變曲線上使加載線與卸載線不 重合而形成一封閉回線的現(xiàn)象，稱為彈性滯后。塑性變形的方式：主要通過滑移和孿生、還有扭折。 滑移：晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)位移的現(xiàn) 象。 孿生：晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)于另一部分所發(fā)生的切變。發(fā)生 切變的部分稱孿生帶或?qū)\晶，沿其發(fā)生孿生的晶面稱孿生面。 扭折：為了使晶體的形狀與外力相適應(yīng)，當(dāng)外力超過某一臨界值時(shí)，晶體將 發(fā)生局部彎曲，即出現(xiàn)扭折現(xiàn)象。扭折區(qū)域稱為扭折帶。 滑移帶：滑移線的集合構(gòu)成滑移帶，滑移帶是由更細(xì)的滑移線所組成。 滑移系：一個(gè)滑移面和其上的一個(gè)滑

20、移方向構(gòu)成一個(gè)滑移系。 臨界切應(yīng)力：滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生，產(chǎn)生滑移的最小切應(yīng)力稱臨 界切應(yīng)力。它是一個(gè)定值，與材料本身性質(zhì)有關(guān)，與外力取向無關(guān)。 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。 柯氏Cotrell氣團(tuán)溶質(zhì)原子的偏聚現(xiàn)象。在位錯(cuò)線附近存在溶質(zhì)原子偏聚， 位錯(cuò)的滑移受到約束和釘扎作用，塑性變形難度增加，金屬材料的強(qiáng)度 增加。回復(fù)：是指新的無畸變晶粒出現(xiàn)前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段。金屬 中的點(diǎn)缺陷及位錯(cuò)近距離遷移而引起的晶內(nèi)某些變化。如空位與其他缺 陷合并、同一滑移面上的異號(hào)位錯(cuò)相遇合并而使缺陷數(shù)量減少等。 再

21、結(jié)晶：是指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程。在開始階 段，在畸變較大的區(qū)域里產(chǎn)生新的無畸變的晶粒核心，即再結(jié)晶的形核 過程；然后通過逐漸消耗周圍變形晶粒而長(zhǎng)大，轉(zhuǎn)變成為新的等軸晶， 直至冷變形晶粒完全消失。 晶粒長(zhǎng)大：是指再結(jié)晶結(jié)束后晶粒的長(zhǎng)大過程，在晶界界面能的驅(qū)動(dòng)下，新 晶粒會(huì)發(fā)生合并長(zhǎng)大，最終達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的尺寸。 異常長(zhǎng)大（不連續(xù)晶粒長(zhǎng)大、二次再結(jié)晶）：少數(shù)晶粒突發(fā)性不均勻長(zhǎng)大， 使晶粒之間尺寸差別顯著增大，直至這些迅速長(zhǎng)大的晶粒完全相互接 觸為止。 再結(jié)晶的形核率：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位體積內(nèi)形成的再結(jié)晶核心的數(shù)目，一般 用N表示；晶核一旦形成便會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大至相鄰晶粒彼此相遇，長(zhǎng)

22、大速率 用G表示。 再結(jié)晶溫度：形變金屬在一定時(shí)間（一般1h）內(nèi)剛好完成再結(jié)晶的最低溫度。 臨界變形度：給定溫度下金屬發(fā)生再結(jié)晶所需的最小預(yù)先冷變形量。 動(dòng)態(tài)回復(fù)：在塑變過程中發(fā)生的回復(fù)。 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶：在塑變過程中發(fā)生的再結(jié)晶。 特點(diǎn)：反復(fù)形核，有限長(zhǎng)大，晶 粒較細(xì)。包含亞晶粒，位錯(cuò)密度較高，強(qiáng)度硬度高。4、冷加工：低于再結(jié)晶溫度的加工變形稱為冷加工。 熱加工：高于再結(jié)晶溫度的加工變形稱為熱加工。在加工變形的同時(shí)產(chǎn)生加 工硬化和動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶，并且熱加工產(chǎn)生的加工硬化很快被回復(fù)再 結(jié)晶產(chǎn)生的軟化所抵消，所以熱加工體現(xiàn)不出加工硬化現(xiàn)象。 擴(kuò)散退火：生產(chǎn)上常將鑄件加熱到固相線以下100-200長(zhǎng)

23、時(shí)間保溫，以使 原子充分?jǐn)U散、成分均勻，消除枝晶偏析，這種熱處理工藝稱做擴(kuò)散退 火。 再結(jié)晶退火：一般是指將冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保溫一段 時(shí)間后，緩慢冷卻至室溫的過程。為消除加工硬化的熱處理。 去應(yīng)力退火：利用回復(fù)現(xiàn)象將冷變形金屬低溫加熱，既穩(wěn)定組織又保留加工 硬化，這種熱處理方法稱去應(yīng)力退火。 回復(fù)階段退火的作用：提高擴(kuò)散 促進(jìn)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 釋放內(nèi)應(yīng)變能 回復(fù)退火產(chǎn)生的結(jié)果：電阻率下降 硬度、強(qiáng)度下降不多 降低內(nèi)應(yīng)力 退火孿晶：再結(jié)晶退火后出現(xiàn)的孿晶。是由于再結(jié)晶過程中因晶界遷移出現(xiàn) 層錯(cuò)形成的。5、時(shí)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。 應(yīng)變時(shí)效：第一次拉伸

24、后，再立即進(jìn)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(shí)間后，再進(jìn)行 第二次拉伸，則拉伸曲線上又會(huì)出現(xiàn)屈服階段。不過，再次屈服的強(qiáng)度 要高于初次屈服的強(qiáng)度。這個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象就稱為應(yīng)變時(shí)效。 再結(jié)晶織構(gòu)：再結(jié)晶退火后形成的織構(gòu)。退火可將形變織構(gòu)消除，也可形成 新織構(gòu)。 形變織構(gòu)：由于晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)塑性變形達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使絕大部分晶 粒的某一位向與變形方向趨于一致，這種現(xiàn)象稱形變織構(gòu)或擇優(yōu)取向。 多邊形化：由于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)使其由冷塑性變形時(shí)的無序狀態(tài)變?yōu)榇怪狈植?，?成亞晶界，這一過程稱多邊形化。 超塑性：某些材料在特定變形條件下呈現(xiàn)的特別大的延伸率。（1）細(xì)

25、晶強(qiáng)化：通過細(xì)化晶粒來同時(shí)提高金屬的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性的方法稱細(xì)晶強(qiáng)化。因?yàn)榫ЯＴ郊?xì)，單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多，參與變形的晶粒 數(shù)目也越多，變形越均勻，使在斷裂前發(fā)生較大的塑性變形。強(qiáng)度和塑性同時(shí)增加，金屬在斷裂前消耗的功也越大，因而其韌性也比較好。固溶強(qiáng)化：隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降， 稱固溶強(qiáng)化。原因：由于溶質(zhì)原子與位錯(cuò)相互作用的結(jié)果，溶質(zhì)原子不僅使晶格發(fā)生畸變，而且易被吸附在位錯(cuò)附近形成柯氏氣團(tuán)，使位錯(cuò)被釘扎住，位錯(cuò)要脫釘，則必須增加外力，從而使變形抗力提高。（3）彌散強(qiáng)化：當(dāng)在晶內(nèi)呈顆粒狀彌散分布時(shí)，第二相顆粒越細(xì)，分布越均勻，合金的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、

26、韌性略有下降，這種強(qiáng)化方法稱彌散強(qiáng)化或沉淀強(qiáng)化。原因：由于硬的顆粒不易被切變，因而阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，提高了變形抗力。（4）加工硬化：隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱加工硬化。原因：隨變形量增加, 位錯(cuò)密度增加，由于位錯(cuò)之間的交互作用(堆積、纏結(jié))，使得位錯(cuò)難以繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而使變形抗力增加；這是最本質(zhì)的原因。 凝固1、過冷：結(jié)晶只有在T0以下的實(shí)際結(jié)晶溫度下才能進(jìn)行，這種現(xiàn)象稱為過冷。 過冷度：相變過程中冷卻到相變點(diǎn)以下某個(gè)溫度后發(fā)生轉(zhuǎn)變，平衡相變溫度 與該實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度之差稱過冷度。T= T0 T1 動(dòng)態(tài)過冷度：晶體長(zhǎng)大也需要一定的過冷度。長(zhǎng)大所需的界面過冷度稱為

27、動(dòng) 態(tài)過冷度，用Tk表示。 成分過冷：在合金凝固過程中，由于液相中溶質(zhì)分布發(fā)生變化而改變了凝固 溫度。界面前沿液體中的實(shí)際溫度低于由溶質(zhì)分布所決定的凝固溫度時(shí) 產(chǎn)生的過冷，稱為成分過冷。 結(jié)構(gòu)起伏：液態(tài)結(jié)構(gòu)的原子排列為長(zhǎng)程無序，短程有序，并且短程有序原子 團(tuán)不是固定不變的，它是此消彼長(zhǎng)，瞬息萬變，尺寸不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這 種現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)起伏。 能量起伏：體系中每個(gè)微小體積所實(shí)際具有的能量，會(huì)偏離體系平均能量水 平而瞬時(shí)漲落的情況。結(jié)構(gòu)起伏與能量起伏是對(duì)應(yīng)的，造成結(jié)構(gòu)起伏的 原因是液態(tài)金屬中存在著能量起伏。 成分起伏：材料內(nèi)因原子的熱運(yùn)動(dòng)引起微區(qū)中成分瞬間偏離溶液的平均成分， 出現(xiàn)起伏平衡分配系數(shù)k

28、0：平衡凝固時(shí)固相的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)wS（成分） 和液相溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)wL（成分）之比。均勻形核：新相晶核是在母相中存在均勻地生長(zhǎng)的，即晶核由液相中的一些 原子團(tuán)直接形成，不受雜質(zhì)粒子或外表面的影響。 非均勻形核：是指新相優(yōu)先在母相中存在的異質(zhì)處形核，即依附于液相中的 雜質(zhì)或外來表面形核，也稱異質(zhì)形核。 形核率N：是指在單位時(shí)間內(nèi)，單位體積的金屬液體中形成的晶核數(shù)。 臨界形核功：形成臨界晶核所需的能量G*稱為臨界形核功。 平衡凝固：指凝固過程中的每個(gè)階段都能達(dá)到平衡，即在相變過程中有充分 的時(shí)間進(jìn)行組元間的擴(kuò)散。 異質(zhì)形核:晶核在液態(tài)金屬中依靠外來物質(zhì)表面或在溫度不均勻處擇優(yōu)形成。偏析：鑄錠中各部分

29、化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。分為宏觀偏析和顯微 偏析。 正偏析：溶質(zhì)濃度由錠表面向中心逐漸增加的不均勻分布稱為正偏析，它是宏 觀偏析的一種。這種偏析通過擴(kuò)散退火也難以消除。 枝晶偏析：固溶體在非平衡冷卻條件下，勻晶轉(zhuǎn)變后新得的固溶體晶粒內(nèi)部的 成分是不均勻的，先結(jié)晶的內(nèi)核含較多的高熔點(diǎn)的組元原子，后結(jié)晶的 外緣含較多的低熔點(diǎn)的組元原子，而通常固溶體晶體以樹枝晶方式長(zhǎng)大， 這樣，枝干含高熔點(diǎn)組元較多，枝間含低熔點(diǎn)組元原子多，造成同一晶 粒內(nèi)部成分的不均勻現(xiàn)象。（在一個(gè)枝晶范圍內(nèi)或一個(gè)晶粒范圍內(nèi)成分不 均勻的現(xiàn)象稱做枝晶偏析） 區(qū)域熔煉：原始質(zhì)量濃度為0，凝固前端部分的溶質(zhì)濃度不斷下降（k01）

30、， 后端部分不斷富集，使前端溶質(zhì)減少而得到提純，也叫區(qū)域提純。 4、光滑界面：是指固相表面為基本完整的原子密排面，固液兩相截然分開， 從微觀上看界面是光滑的，但是從宏觀來看，界面呈鋸齒狀的折線。 粗糙界面：在微觀上高低不平、粗糙，存在幾個(gè)原子厚度的過渡層，但是宏 觀上看，界面反而是平直的。 粗糙界面長(zhǎng)大機(jī)制：連續(xù)長(zhǎng)大，晶體沿界面的法線方向向液相中生長(zhǎng)。這種 長(zhǎng)大方式叫做垂直長(zhǎng)大，或連續(xù)長(zhǎng)大。 光滑界面晶體長(zhǎng)大機(jī)制：二維形核，借螺型位錯(cuò)長(zhǎng)大。 鑄錠（件）的缺陷：鑄造缺陷的類型較多，常見的有縮孔、氣孔、疏松、偏 析、夾渣、白點(diǎn)等。 縮孔：大多數(shù)液態(tài)金屬的密度比固態(tài)的小，因此結(jié)晶時(shí)發(fā)生體積收縮。金屬

31、 收縮后，如果沒有液態(tài)金屬繼續(xù)補(bǔ)充的話，就會(huì)出現(xiàn)收縮孔洞，稱之為 縮孔。第六章 相圖1、單組元晶體（純晶體）：由一種元素或化合物構(gòu)成的晶體。 單元系：由單組元晶體構(gòu)成的體系。 相變：對(duì)于純晶體材料而言，隨著溫度和壓力的變化，材料的組成相隨之變 化，從一種相到另一種相的轉(zhuǎn)變。 凝固：由液相至固相的轉(zhuǎn)變過程。 結(jié)晶：如果凝固后的固體是晶體，則凝固過程為結(jié)晶。 固態(tài)相變：不同固相之間的轉(zhuǎn)變。 氣態(tài)相變：由氣相到固相的轉(zhuǎn)變。 相圖：描述各相平衡存在條件或共存關(guān)系的圖解，也可稱為平衡時(shí)熱力學(xué)參 量的幾何軌跡。 相律：確定在平衡條件下，一個(gè)系統(tǒng)的組成物的組元數(shù)、相數(shù)、和自由度數(shù) 之間的關(guān)系規(guī)律。F = C

32、-P+2（f 為體系的自由度數(shù)，C 為體系的組元數(shù)， P 為相數(shù)）。 組元：組成一個(gè)體系的基本單元，如單質(zhì)（元素）和化合物。 相：體系中具有相同物理化學(xué)性質(zhì)的、且與其他部分以界面分開的均勻部分。 自由度：不影響體系平衡狀態(tài)的獨(dú)立可變參數(shù)（溫度、壓力、濃度等）。成分過冷：在合金凝固過程中，由于液相中溶質(zhì)分布發(fā)生變化而改變了凝固 溫度。界面前沿液體中的實(shí)際溫度低于由溶質(zhì)分布所決定的凝固溫度時(shí) 產(chǎn)生的過冷，稱為成分過冷。 勻晶反應(yīng)：從液相中結(jié)晶出單一固相的轉(zhuǎn)變稱為勻晶轉(zhuǎn)變或勻晶反應(yīng)。 共晶轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)成分和結(jié)構(gòu)都 不相同的新固相的轉(zhuǎn)變稱作共晶轉(zhuǎn)變。 包晶轉(zhuǎn)變：在二元相圖中，包晶轉(zhuǎn)變就是已結(jié)晶的固相與剩余液相反應(yīng)形成 另一固相的恒溫轉(zhuǎn)變。 共析反應(yīng)：是指在一定溫度下，由一定成分的固相同時(shí)析出兩個(gè)成分和結(jié)構(gòu) 完全不同的新固相的過程。共析轉(zhuǎn)變也是固態(tài)相變。 包析轉(zhuǎn)變：兩個(gè)一定成分的固相