【正文】 生成晶核時所消耗的能量減少而促進形核；三是當新相與母相成分不同時，由于溶質原子在位錯線上偏聚(形成柯氏氣團)有利于新相沉淀析出，也對形核起促進作用。4. 脫溶順序為：T1溫度，α－ θ’－ θ；T2溫度，α－ θ”－ θ’－ θ。判斷一個新相能否形成，除了具有負的體積自由能外，還必須考慮新相形成時的界面能和應變能。由臨界形核功可知，只有當界面能γα/β和應變能Es，盡可能減小，才能有效地減小臨界形核功，有利于新相形核。在析出初期階段，析出相很細小，此時應變能較小，而表面能很大。為了減小表面能，新相往往形成與母相晶格接近，并與母相保持共格的亞穩(wěn)過渡相，以使體系能量降低，有利于相變。在析出后期，由于析出相粒子長大，應變能上升為相變的主要阻力，則新相形成與母相非共格的穩(wěn)定相，以降低體系總能量。隨時效溫度不同，由于界面能和應變能的不同作用，將出現(xiàn)不同的亞穩(wěn)過渡相。6. 如果脫熔是在母相中各處同時發(fā)生，且隨新相的形成母相成分發(fā)生連續(xù)變化，但其晶粒外形及位向均不改變，稱之為連續(xù)脫熔。與連續(xù)脫熔相反，當脫熔一旦發(fā)生，其周圍一定范圍內的固熔體立即由過飽和狀態(tài)變成飽和狀態(tài)，并與母相原始成分形成明顯界面。在晶界形核后，以層片相間分布并向晶內生長。通過界面不但發(fā)生成分突變，且取向也發(fā)生了改變，這就是不連續(xù)脫熔。其主要差別在于擴散途徑的長度。前者擴散場延伸到一個相當長的距離，而后者擴散距離只是片層間距的數(shù)量級(一般小于1mm)不連續(xù)脫熔有以下特征：(1) 在析出物與基體界面上，成分是不連續(xù)的；析出物與基體間的界面都為大角度的非共格界面，說明晶體位向也是不連續(xù)的。(2) 胞狀析出物通常在基體(α’)晶界上形核，而且總是向?！嗟南噜従ЯＶ恢虚L大。(3) 胞狀析出物長大時，熔質原子的分配是通過其在析出相與母相之間的界面擴散來實現(xiàn)的，擴散距離通常小于1mm。6． A1—Cu合金的脫溶系列有：GP區(qū)－θ過渡相－θ’過渡相－θ平衡相脫熔相的基本特征：GP區(qū)為圓盤狀，～ nm，直徑約為8 nm，在母相的{100}面上形成。點陣與基體α相同(fcc)，并與α相完全共格。θ過渡相呈圓片狀，其厚度為2 nm，直徑為30～40 nm，在母相的｛100｝面上形成。具有正方點陣，點陣常數(shù)為a＝b＝ nm，c＝ nm，與基體完全共格，但在z軸方向因點陣常數(shù)不同而產生約4％的錯配，故在θ附近形成一個彈性共格應變場。θ39。 過渡相也在基體的{100}面上形成，具有正方結構，點陣常數(shù)a＝b＝ nm，c= nm，其名義成分為CuAl2。由于在z軸方向錯配量太大，所以只能與基體保持局部共格。θ相具有正方結構，點陣常數(shù)a＝b＝ nm，c＝ nm，這種平衡沉淀相與基體完全失去共格。時效的實質，就是從過飽和固熔體分離出一個新相的過程，通常這個過程是由溫度變化引起的。時效以后的組織中含有基體和沉淀物，基體與母相的晶體結構相同，但成分及點陣常數(shù)不同；而沉淀物則可以具有與母相不同的晶體結構和成分。由于沉淀物的性質、大小、形狀及在顯微組織中的分布不同，合金的性能可以有很大的變化。7． 調幅分解是指過飽和固熔體在一定溫度下分解成結構相同、成分和點陣常數(shù)不同的兩個相。調幅分解的主要特征是不需要形核過程。調幅分解與形核、。 調幅分解與形核、長大脫熔方式的比較脫熔類型自由能成分曲線特點條 件形核特點界面特點擴散方式轉變速率顆粒大小調幅分解凸自發(fā)漲落非形核寬泛上坡高數(shù)量多、顆粒小形核長大凹過冷度及臨界形核功形核明晰下坡低顆粒大、數(shù)量少8． 若固態(tài)合金中，含有大小不同的沉淀相粒子，在高溫退火時，將會出現(xiàn)小粒子熔解，大粒子長大的現(xiàn)象。其物理實質：(a)所示的兩種尺寸的第二相粒子。由粒子大小對固熔度的影響可知，小粒子的固熔度較大，因而在。相內，從小粒子到大粒子之間，有一個從高到低的熔質濃度梯度，小粒子周圍的熔質有向大粒子周圍擴散的趨勢。這種擴散發(fā)生后，破壞了亞穩(wěn)平衡，使小粒子周圍的熔質濃度(Cr2)小于亞穩(wěn)平衡時的熔質濃度(Cr1)，(b)所示，因而小粒子熔解而變得更小，(c)所示；而大粒子周圍的熔質濃度(Cr2’)又大于亞穩(wěn)平衡時的熔質濃度(Cr1’)，因而發(fā)生沉淀，使大粒子長大，(c)所示。因此，不均勻尺寸的固相粒子粗化，是通過小粒子繼續(xù)熔解以及大粒子繼續(xù)長大而進行的。9． 直徑2r＝6106m。10． 無擴散型相變具有如下特點：(1) 存在由于均勻切變引起的形狀改變，使晶體發(fā)生外形變化。(2) 由于相變過程無擴散，新相與母相的化學成分相同。(3) 母相與新相之間有一定的晶體學位向關系。(4) 相界面移動速度極快，可接近聲速。13. 860℃加熱，兩種鋼均在單相區(qū)(見Fe—Fe3C相圖)，淬火后均為M體。WC＝。WC＝，其馬氏體成分為WC＝，形態(tài)為板條狀，精細結構為位錯。WC＝，其馬氏體成分為WC＝，形態(tài)為針狀，精細結構為孿晶。WC＝，在200℃以下回火時，組織形態(tài)變化較小，硬度變化也不大。但碳原子向位錯線附近偏聚傾向增大。當回火溫度高于250℃時，滲碳體在板條間或沿位錯線析出，使強度、塑性降低；當回火溫度達300～400℃時，析出片狀或條狀滲碳體，硬度、強度顯著降低，塑性開始增高，當400～700℃回火時，發(fā)生碳化物的聚集、長大和球化及。相的回復、再結晶。此時，硬度、強度逐漸降低，塑性逐漸增高。WC＝，低于100℃回火時，碳原子形成富碳區(qū)；100~200℃回火時，析出大量細小碳化物，因此，硬度稍有提高；200～300℃回火時，殘留奧氏體轉變?yōu)榛鼗瘃R氏體(或貝氏體)使硬度升高，但同時，馬氏體的硬度降低，因此，總體上硬度變化不大；高于300℃回火時，碳化物繼續(xù)析出，隨后便是碳化物長大及球化，而α相發(fā)生回復、再結晶，使硬度降低，韌性增高。1. 基體主要用于固定和粘附增強體，并將所受的載荷通過界面?zhèn)鬟f到增強體上，當然自身也承受少量載荷?；w是能起到類似隔膜的作用，將增強體分隔開來，當有的增強體發(fā)生損傷和斷裂時，裂紋不致從一個增強體傳播到另一個增強體。在復合材料的加工和使用中，基體還能保護增強體免受環(huán)境的化學作用和物理損傷等。從增強體在結構復合材料中主要承擔載荷角度看，通常要求增強體具有高強度和高模量，增強體的體積分數(shù)，與基體的結合性能對復合材料的性能起著很大的影響。增強體，基體和界面共同作用，可以改變復合材料的韌性、抗疲勞性能、抗蠕變性能、抗沖擊性能及其他性能。界面能起到協(xié)調基體和增強體變形的作用，通過界面可將基體的應力傳遞到增強體上，基體和增強體通過界面發(fā)生結合，但結合力的大小要適當，既不能過大，也不能太小，結合力過大會使復合材料韌性下降，結合力過小，起不到傳遞應力的作用，容易在界面處開裂。3. 彌散增強：主要針對金屬基體，加入硬質顆粒如A12O3，TiC，SiC等，～，這些彌散于金屬或合金中的顆粒，可以有效的阻止位錯的運動，起到顯著的強化作用，但基體仍是承受載荷的主體。粒子增強：在基體中加入直徑為1～50mm的硬質顆粒，粒子可承擔部分載荷。但基體承擔主要載荷。微粒以機械約束的方式限制基體變形。粒徑適當搭配并均勻分布，從而起到有效的強化。纖維增強：①連續(xù)纖維增強可用混合定則來解釋，載荷和模量主要由纖維起作用。由于纖維強度和模量遠高于墓體，并大于纖維臨界體積分數(shù)，故起到增強作用，界面結合要適中。②短纖維和晶須增強復合材料中纖維長度應大于臨界長度，或長徑比應大于臨界值。纖維是強度和模量的主要貢獻者，由于纖維強度和模量遠高于基體，界面結合要適中。4. (1)從復合材料結構單元和尺度上講，把增強顆粒尺度為1～50mm的叫顆粒增強復合材料，而把亞微米至納米級叫精細復合材料，其強化原理各不相同。(2)纖維破壞概率F(σ)＝1－exp(－αlσβ)和纖維平均強度；σ＝(αl)－1/βG(1+1/β)都與纖維的長度l有關。纖維增強的復合材料的性能不僅與纖維的長度有關，與纖維的長徑比l/d也有關，還與復合材料板的厚度有關。這些都是復合材料尺寸效應的體現(xiàn)。(3)復合材料試樣越大，含缺陷概率越高，強度越低。5. 臨界體積分數(shù)的意義：纖維體積分數(shù)大于臨界體積分數(shù)時，復合材料強度高于基體強度。纖維體積分數(shù)小于臨界體積分數(shù)時，復合材料強度小于基體強度，起不到增強作用。6. 按照短纖維復合材料中的剪滯理論，纖維中的最大應力為，亦即纖維中的最大應力和纖維長度l成線性關系。LC對應與纖維中最大應力(σf)max等于纖維斷裂應力σfu。所以當LLc時，纖維中最大應力低于纖維斷裂應力。無論施加多么大的載荷，纖維也不會斷裂。8. (1)要形成復合材料，兩種材料必須在界面上建立一定的結合力，界面結合力大致可分為物理結合力和化學結合力。(2) 遵循協(xié)同效應思想，即兩種或多種因子組合作用效果大于兩種或多種因子單獨作用效果之和，并力求獲得正混雜效應。(3) 熔解和浸潤結合時，基體能潤濕增強體，相互之間發(fā)生擴散和熔解形成結合；反應結合時，基體與增強體應能反應生成有利的界面生成物，其厚度須控制在臨界厚度以下。(4) 如果形成結構復合材料，所選擇的增強體力學性能(強度、模量)一定要大大高于基體。如形成功能復合材料，應該利用有利的復合效應，例如協(xié)同效應。9． 沒有影響。復合材料的模量rt。＝甲frf+尹nl和纖維體積百分數(shù)成線性變化。纖維排列密的地方，彈性模量高，纖維排列稀的地方，彈性模量低。但是線性關系具有可加性，整體的平均模量還等于具有相同體積分數(shù)均勻排列的復合材料的彈性模量，亦即沒有影響。12． 將會斷裂成一段一段的短纖維，其長度為Lc或2Lc，根據(jù)剪滯理論分析，短纖維長度為Lc時，纖維中正應力最大值可達到纖維斷裂應力。13． 降低界面殘余應力，基體改性，纖維表面改性，選擇合理的復合工藝和條件等。