【正文】 a）正溫度梯度，而且溫度梯度要很大，這是保證液 固界面以平面狀態(tài)向前推進的必要條件，也是實現(xiàn)單向凝固的技術(shù)關(guān)鍵。 1擴散系數(shù) D是描述擴散速度的重要物理量， D值越大則擴散越慢。 計算、分析、判斷 形變相關(guān)物理量計算、相關(guān)機理分析判斷。根據(jù)已知條件可以求得樣品的原始橫截面積； （ 2）泊松比提供在樣品橫向與徑向應(yīng)變的關(guān)聯(lián)，包含樣品承載后的直徑與長度的關(guān)聯(lián)； （ 3）樣品承載前后的 體積不變 ，提供另外一個樣品的直徑與長度的關(guān)聯(lián)。 設(shè)有同一種鋼的兩個試樣，園棒試樣由直徑為 15 mm經(jīng)冷加工至直徑 11 mm； 125 x175mm的長方截面試樣則加工至截面為 75 x 200 mm，試問冷加工后哪一個硬度更高？如果都在 450 186。 FeFe3C相圖（能夠默畫，標(biāo)注 P、 S、 E、 C點成分及共晶、共析轉(zhuǎn)變溫度，并用相和組織標(biāo)注相圖），鐵素體、奧氏體、滲碳體、一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、珠光體、萊氏體、變態(tài)萊氏體、工業(yè)純鐵、鋼、鑄鐵。 3．共析鋼的室溫組織是： （ B） A、珠光體 P +二次滲碳體 Fe3CII； B、珠光體 P（ 100%）； C 萊氏體 Ld’ (100%)。 7. 對于過共析鋼 ， 含碳量越高 ， （ C） A 鋼的強度 、 硬度越高 ， 塑性越低； B 鋼的強度 、 硬度越低 ， 塑性越高； C 鋼的硬度越高 ， 強度和塑性越低 。 ? + Fe3C ? + Fe3C ? ? ? ? ? L J N G ? ? +Fe3C ? +Fe3C L+Fe3C L+? ? + ? 鐵碳合金相圖 ? + Fe3C ? + Fe3C 1. 下列說法正確的是： （ A， C） A、鐵素體是碳溶解于 αFe中形成的固溶體，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)； B、 滲碳體是碳溶解于 γFe中形成的固溶體，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)； C 、奧氏體是碳溶解于 γFe中形成的固溶體，具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)。再結(jié)晶階段則有新的尺寸更小的等軸晶粒形成。在晶粒大小 d(1)=1 mm時的屈服強度為 276 MPa，試計算晶粒細(xì)化到 d(2)= mm 后的屈服強度 σs 。在電子顯微鏡下觀察，點缺陷有所減少，位錯在形態(tài)上也有變化，但數(shù)量沒有明顯減少 回復(fù)階段退火的作用： — 提高擴散 — 促進位錯運動 — 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、強度下降不多 — 降低內(nèi)應(yīng)力 再結(jié)晶 Recrystallization 現(xiàn)象： 顯微組織 重新改組 的過程，原來的晶粒全部被 新的小晶粒 所代替，基本 消除加工硬化 的影響 驅(qū)動力： 變形金屬經(jīng)回復(fù)后未被釋放的儲存能（相當(dāng)于 變形總儲 能的 90%） 過程： 再結(jié)晶的 形核 和 長大 過程 特點： 無晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分的變化， 不是相變 ；新晶粒長大通 過 短程擴散 ；再結(jié)晶程度依賴于 溫度 和 時間 冷變形金屬加熱到一定溫度后，在原變形組織中重新產(chǎn)生了 無畸變的等軸新晶粒 ，性能發(fā)生明顯的變化、并恢復(fù)到變形前狀況的過程 再結(jié)晶形核模式 — 晶界弓出形核（應(yīng)變誘導(dǎo)晶界移動、凸出形核） — 亞晶合并機制 — 亞晶遷移機制 再結(jié)晶溫度 定義 1： 一般以顯微鏡中出現(xiàn) 第一顆新晶粒 的溫度，或 硬度下降 50%所 對應(yīng)的溫度 定義 2： 工業(yè)上通常以經(jīng)過大變形量（ 70%以上 ）的冷變形金屬，經(jīng) 1 小時退火 完成再結(jié)晶（ 轉(zhuǎn)變量大于 95%）所對應(yīng)的溫度 再結(jié)晶溫度： 一定條件下， 冷變形金屬開始進行再結(jié)晶的最低溫度 通常再結(jié)晶溫度在 ( ~ ) Tm，最高可達 Tm 晶粒長大 晶粒長大： 再結(jié)晶結(jié)束后，材料通常得到 細(xì)小等軸晶粒 ， 若繼續(xù)提高加熱溫度或延長加熱時間，引起 晶 粒進一步長大 的現(xiàn)象 驅(qū)動力： 總晶界能的降低 按特點分類： — 正常長大： 大多數(shù)晶粒幾乎同時逐漸均勻長大 — 異常長大： 少數(shù)晶粒突發(fā)性的不均勻長大 再結(jié)晶織構(gòu) 再結(jié)晶織構(gòu)與變形織構(gòu)的關(guān)系： — 與原有的織構(gòu)相一致 （類似遺傳） ； — 原有織構(gòu)消失而代之以新的織構(gòu) （類似變異） ； — 原有織構(gòu)消失不再產(chǎn)生新的織構(gòu) 再結(jié)晶織構(gòu)的形成機制 — 定向生長理論： 晶核位向各異，只有特殊位向的容易長大 — 定向形核理論： 再結(jié)晶晶核具有擇優(yōu)取向 具有變形織構(gòu)的金屬，經(jīng) 再結(jié)晶后 的新晶粒仍具有 擇優(yōu)取向 第五章作業(yè)答案及提示： 設(shè)一長度為 10mm的鋁合金試樣承受 6000 N的拉伸載荷，且其屈服極限＝ 145MPa，泊松比 υ＝ ，試計算試樣承載后的直徑。 b 其它合金元素的影響所致； c 溫度對擴散系數(shù)的影響所致。 1在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，擴散組元的濃度 C也是只隨距離 x變化，而不隨時間 t變化。 a 是 b 否 答案：（ a）非晶態(tài)合金，超細(xì)晶態(tài)金屬或合金的制取需要快速冷卻。 在相同過冷度的條件下，（下述說法哪些正確？）（多選） a 非均勻形核比均勻形核的形核率高； b 均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑； c 非均勻形核比均勻形核的形核功?。? d 非均勻形核比均勻形核的臨界晶核體積小。 達肯 Darken 方程： 柯肯達爾效應(yīng)的唯相解析，仍具有菲克第一定律的形式，即： 1221~ xDxDD ??dxdDJdxdDJ2211~~?????? — 互擴散系數(shù)，來代替兩種原子的擴散系數(shù) D D2 J J2 — 為兩種原子的擴散通量，兩者方向相反 x x2 — 分別代表兩種原子在合金中的摩爾分?jǐn)?shù) D~菲克第二定律 Fick’s second law 對于 非穩(wěn)態(tài)擴散 ，要應(yīng)用菲克第二定律 實際上，大多數(shù)擴散過程都是在非穩(wěn)態(tài)條件下進行 在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，在距離 x 處，濃度隨時間的變化率 等于該處的擴散通量 J 隨距離變化率 的負(fù)值，即： 將 代入，得菲克第二定律的數(shù)學(xué)表達式： 若擴散系數(shù) D 與濃度 ? 無關(guān)，則簡化為： t???xJ??xJt ???????dxdDJ ???)( dxdDxt ?? ?????22xDt ????? ??偏微分方程！ 菲克第二定律的實際應(yīng)用 一端成分不受擴散影響的擴散體 原始碳濃度為 ?0 的滲碳零件，可作為半無限長的擴散體，遠離碳源的一端的 碳濃度為 ?0，碳源（滲碳?xì)夥眨舛葹??s，擴散時間為 t，滲層深度 x，擴散系數(shù)為 D X=0 ? 碳源 ?s 零件 ?0 碳濃度? ?s ?0 距離（滲層深度） x 0 初始條件： t = 0， x ? 0， ? = ?0 邊界條件： t 0， x = 0， ? = ?s x =?， ? = ?0 則濃度 ?(x,t)可表示為 （求解過程見講義） ： )2()(),( 0 Dtxe r ftx ss ???? ???t ∝ x2 D dxd? 1855年，菲克就提出了：擴散通量 J 與該截面處的濃度梯度 成正比，也就是說，濃度梯度越大，擴散通量越大。 ? 固 液界面 的 微觀結(jié)構(gòu) 必然影響晶體的長大方式。 以及“同一個擴散系統(tǒng)，擴散系數(shù) D 與擴散時間 t 的乘積為一常數(shù)，即 D〃t = 常數(shù) ”解決實際問題。亞晶界一般為 2186。 3) 螺型位錯：如果在原滑移面上運動受阻時，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 。e x p39。 包括空位、間隙原子、雜質(zhì)、溶質(zhì)原子等。 間隙化合物中原子間結(jié)合鍵為 共價鍵 和 金屬鍵 。 間 隙 相 當(dāng)非金屬原子半徑（ rX）與金屬原子半徑（ rM）的比值rX/rM ，將形成具有 簡單晶體結(jié)構(gòu) 的 金屬間化合物 ，稱為 間隙相 。因此中間相具有一定的 金屬特性 ，又稱為 金屬間化合物 。 置換固溶體 — 溶解度的影響因素 晶體結(jié)構(gòu)： 晶體結(jié)構(gòu)相同是組元間形成 無限固溶體 的必要條件。 X射線衍射與 Bragg定律 X射線與周期性排列原子發(fā)生衍射的 必要條件 ： 相同密勒指數(shù) (hkl) 的 AA’， BB’面，晶面間距 dhkl； 2列（ 1， 2）單色 X射線波長 ?，以 ?角入射，散射波為 (1’，2’)，路徑差為（衍射條件）： n ? = SQ + QT = dhklsin? + dhkl sin ? =2 dhklsin? （布拉格定律 Bragg Law） n — 為反射級數(shù)（ the order of reflection），為整數(shù)（ 3 … ） 2? — 衍射角（ diffraction angle ） 合 金 相 結(jié) 構(gòu) 合金（ Alloy）： 兩種或兩種以上 金屬元素 ，或 金屬元素與非金屬元素 ，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其它方法組合而成并 具有金屬特性 的物質(zhì)。 晶帶軸 [u v w]與該晶帶的 晶面（ h k l） 之間存在以下關(guān)系： hu + kv + lw = 0 [u v w] （ h k l） 晶帶軸 晶帶面 晶帶 線 性 與 平面原子密度 線 原子密度 ： 在特定的晶向上，線矢量通過原子中心， 2個原子中心間的 線段長度為 l，此線段中包含的 原子部分的尺寸為 c， c / l為線 原子密度 （ LD）。《 材料科學(xué)基礎(chǔ) 》 復(fù)習(xí)內(nèi)容 期末考試形式 《 材料科學(xué)基礎(chǔ) 》 20222022第二學(xué)期 類型 概念題（ ~3040分） 簡答題（ ~10分） 填空題（ ~10分） 計算題（ ~20分） 分析論述題（ ~20分） 第一章 原子結(jié)構(gòu)與鍵合 概念： 原子間鍵合類型及本質(zhì)。 如： ]111[],111[,]111[晶向族： ?111? 立方晶系常見晶面 晶面族： {100} 六角晶系中的晶向、晶面 （ a）晶向 （ b）晶面 ]0211[]0011[]0001[)0101()1110()0001( 注意 ：三指數(shù)系統(tǒng)與 四指 數(shù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換關(guān)系 晶 帶