【正文】 9 簡答：間隙固溶體中溶質(zhì)原子在間隙中發(fā)生間隙擴散，在置換式固溶體中發(fā)生原子與空位交換實現(xiàn)擴散的空位機制。7 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。2）滲碳溫度高于1100e 會使鋼板的晶粒長大，降低其機械性能。5 簡答：1）滲碳在gFe中進行而不在aFe中進行，滲碳溫度要高于727e ，是因為aFe中最大碳溶解度（質(zhì)量分數(shù)）％，％的鋼鐵，滲碳時零件中碳濃度梯度為0，滲碳無法進行；而且由于溫度低，擴散系數(shù)小，滲碳緩慢?？梢愿鶕?jù)上述溫度與時間的關系，考慮合金相變和加熱爐、生產(chǎn)效率進行合理選擇，一般以1000℃左右較為合適。帶入上式，則有，即：從表10－1可以得出誤差函數(shù)值，有，Dt＝()2=。3 解答：1）滲碳情況符合菲克第二定律的特殊解的應用條件，可以利用菲克第二定律進行解決。故濃度梯度為dc/dx＝（0－1022原子/cm3）/（）＝－1024原子/（），則Ni原子通過MgO層的擴散通量：J＝－D（dc/dx）=－910－12cm2/s(－1024原子/（）)=1013Ni原子/（)每秒鐘在22cm2的面積上通過MgO層擴散的Ni原子總數(shù)N為N＝J面積＝[1013Ni原子/（)]4cm2=1013Ni原子/s。第十章 原子擴散1 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。4 簡答： 影響晶界遷移的因素主要有界面能、溶質(zhì)原子、第二相質(zhì)點數(shù)量、尺寸和溫度。2 簡答： 晶界具有晶界能，容易發(fā)生溶質(zhì)原子和雜質(zhì)原子的晶界偏聚，是原子易擴散通道，晶界在加熱時會發(fā)生遷移，晶界是相變等優(yōu)先形核的地方，晶界易受腐蝕，晶界增多在室溫下強化材料，在高溫下弱化材料強度，晶界處易于析出第二相，晶界容易使位錯塞積，造成應力集中，晶界上原子排列混亂。按照顯微結(jié)構(gòu)，其界面層可以區(qū)分為基體與復合物的機械固體嚙合結(jié)合、形成化學反應的化合層結(jié)合、形成完全或部分固溶體的結(jié)合幾種情況。之間，稱為小角度晶界；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。1 名詞正吸附：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，晶粒與晶粒之間存在界面，若相鄰晶粒之間的位向差在10176。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。10 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。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。在室溫下純鋁和純鉛可以連續(xù)軋制，并獲得很薄的帶材，但純鈦不能繼續(xù)軋制，要獲得很薄的帶材需要在再結(jié)晶溫度以上反復進行軋制。金屬的軋制開坯溫度要在再結(jié)晶溫度以上進行，故工業(yè)純鈦、純鋁和純鉛鑄錠的軋制開坯溫度可分別取200℃，800℃，室溫即可。硬度最高，塑性差，組織為纖維組織；150e 加熱發(fā)生再結(jié)晶，強度、硬度下降，塑性好，300e 保溫后發(fā)生晶粒長大，強度、硬度進一步下降，塑性很好。5 簡答：1）純鋁經(jīng)90%冷變形后在70e ，150e ，300e 保溫后空冷的組織示意圖如圖。3 簡答：燈泡中W絲在高溫下工作，晶粒長大后在熱應力作用下破斷，延長鎢絲壽命的方法可以加入第二相質(zhì)點阻止晶粒在加熱時長大，如加入ThO2顆粒；或在燒結(jié)中使制品中形成微細的空隙也可以抑制晶粒長大，如加入少量K、Al、Si等雜質(zhì)，在燒結(jié)時汽化形成極小的氣泡。2 簡答：變形度較小時以晶界弓出機制形核，變形度大的高層錯能金屬以亞晶合并機制形核，變形度大的低層錯能金屬以亞晶長大機制形核。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。臨界變形度：再結(jié)晶后的晶粒大小與冷變形時的變形程度有一定關系，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。冷加工與熱加工：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。第八章 回復與再結(jié)晶1 名詞變形織構(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)；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)有一定位向關系。可以通過加入與溶質(zhì)原子形成穩(wěn)定化合物的其它元素，減少間隙溶質(zhì)原子含量，減少氣團，消除或減輕屈服現(xiàn)象，或在深沖之前進行比屈服伸長范圍稍大的預變形，使位錯掙脫氣團的釘扎，然后盡快深沖。11 簡答：金屬和合金在冷塑性變形過程中發(fā)生的組織性能的變化主要有晶粒被拉長，形成纖維組織，冷變形程度很高時，位錯密度增高，形成位錯纏結(jié)和胞狀組織，發(fā)生加工硬化，變形金屬中出現(xiàn)殘余應力，金屬在單向塑性變形時出現(xiàn)變形織構(gòu)。各向異性在不同情況需要避免或利用。第二相硬、脆，合金變形只在基體中進行，第二相基本不變形；第二相均勻、彌散分布在固溶體基體上，可以對合金產(chǎn)生顯著強化作用。開動其中一個滑移系至少要施加的拉應力為9 簡答：第二相在冷塑性變形過程中的作用一般是提高合金強度，但還取決于第二相的種類數(shù)量顆粒大小形狀分布特點及與基體結(jié)合界面結(jié)構(gòu)等，對塑性變形影響復雜。加工硬化在實際生產(chǎn)中用來控制和改變金屬材料的性能，特別是對不能熱處理強化的合金和純金屬尤為重要，可以進行熱處理強化的合金，加工硬化可以進一步提高材料的強度；加工硬化是實現(xiàn)某些工件和半成品加工成型的主要因素；加工硬化也會帶來塑性降低，使變形困難的影響，還會使材料在使用過程中尺寸不穩(wěn)定，易變形，降低材料耐蝕性。6 簡答：金屬材料經(jīng)冷加工后，強度增加，硬度增加，塑性降低的現(xiàn)象稱為加工硬化。