【正文】 學習參考。你必須努力，當有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。用一些事情，總會看清一些人。2. 若不是心寬似海，哪有人生風平浪靜。相變的阻力增大、新相晶核與母相之間存在一定晶體學定位關系、慣習現(xiàn)象、母相晶體缺陷促進相變、易出現(xiàn)過渡相、彈性應變能6. 簡述奧氏體的形成過程。A）由菲克第一定律 擴散體系中出現(xiàn)宏觀物質(zhì)流的驅(qū)動力是濃度梯度，擴散總是朝負梯度方向進行；不能解釋在溫度或其它外場下存在的質(zhì)點定向遷移運動、以及失穩(wěn)分解過程中物質(zhì)從低濃度區(qū)向高濃度區(qū)的爬坡擴散；B）擴散發(fā)生的根本驅(qū)動力是化學勢梯度，擴散沿化學勢降低的方向進行；恒溫恒壓下，固溶體自由能變化DG0是擴散的真正原因；濃度梯度為0并非擴散消失的普遍有效條件，化學勢恒定是擴散達到平衡的必要條件。在正溫度梯度下，宏觀以平面方式推進，界面宏觀形態(tài)有兩種，對金屬型粗糙微觀界面具有光滑或平直宏觀界面對于平整型光滑微觀界面則具有曲折的小平面狀宏觀界面；在負溫度梯度下，微觀粗糙界面以樹枝狀方式生長。圖P5049303. 分析并簡述純金屬生長形態(tài)與溫度梯度的關系。答：成分過冷是在（不平衡）凝固時，由于成分不均勻引起的過冷。這些原子重合位置所組成的比原來晶體點陣大的新點陣，稱為重合位置點陣。二. 名詞解釋（18分）均勻形核：液體結(jié)構(gòu)中不穩(wěn)定的進程排列的原子集團在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的固相晶核的過程胞狀偏析：晶體以胞狀方式生長，胞晶內(nèi)部溶質(zhì)濃度低，胞界部位富集溶質(zhì)的現(xiàn)象克根達爾效應：若將擴散偶一端固定，則擴散的進行、焊接面標記物將出現(xiàn)反擴散方向移動二次再結(jié)晶：燒結(jié)過程中，少數(shù)大晶粒在消耗小晶粒的同時出現(xiàn)的異常長達過程液相燒結(jié)：顆粒之間的液相產(chǎn)生的毛細管力，使顆粒容易滑動，導至顆粒重排而改善堆積結(jié)構(gòu)，毛細管壓力可引起固體顆粒的溶解和再沉淀，使顆粒在接觸部位變得扁平，胚體發(fā)生收縮形變織構(gòu)：多晶體材料由塑性變形導致的各晶粒呈擇優(yōu)取向的組織 加工硬化：隨變形量的增加，材料強度硬度增加，塑性韌性下降的現(xiàn)象應變時效：塑性變形時或變形后剛中溶質(zhì)組元與位錯彈性相互作用而引起的性能變化晶界：取向不同，但晶體結(jié)構(gòu)和成分相同的界面三. 簡答題（45分）1. 分析簡述關于大角晶界的主要晶界結(jié)構(gòu)模型。15. 和單晶體的塑性形變相比，多晶體塑性形變的微觀特點表現(xiàn)為__多方式__、__多滑移__和__不均勻性__，由于上述特點，多晶體的塑性變型產(chǎn)生__內(nèi)應力__、__加工硬化__現(xiàn)象和形成纖維組織、形變組織。13. 貝氏體轉(zhuǎn)變時，溫度較高存在__碳__的擴散。11. 奧氏體是碳在__a固溶體__中的間隙固溶體。9. 固態(tài)相變的驅(qū)動力___新相與母相的自由焓之差__，阻力__界面能__和__應變能___。7. 晶體材料中質(zhì)點擴散的微觀機制主要有__空位機制__、_間隙機制__及其他（亞間隙機制、環(huán)易位機制等），擴散系數(shù)D阿累尼烏斯公式可寫成__D=D0*eQ/RT_，對于空位擴散機制，擴散活化能有_空位形成能__、_空位遷移能__對于間隙擴散機制，擴散活化能只包括_間隙原子的遷移能__。5. 熱力學穩(wěn)定的液—固界面微觀結(jié)構(gòu)主要有_粗糙界面_和_光滑界面_。3. 界面遷移與原子運動方向_相反_（相同/相反），速度方向_相同_（相同/相反）。材料科學基礎一. 填空題（22分）1. 對于小角度晶界結(jié)構(gòu)而言，對稱側(cè)晶界由__一列平行的刃形位錯__構(gòu)成，非對稱側(cè)晶界由_兩組柏氏矢量相互垂直的刃形位錯_構(gòu)成，扭轉(zhuǎn)晶界由_螺型位錯_構(gòu)成。%的亞共析鋼的室溫組織為：F+P% C：合金在1~2點間按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出奧氏體，2點結(jié)晶結(jié)束，合金為單相奧氏體，冷卻到3點，開始從奧氏體中析出二次滲碳體，沿奧氏體的晶界析出，呈網(wǎng)狀分布，34間不斷析出，奧氏體成分沿ES線變化，當溫度到達4點（727℃）時，%，在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，此時先析出的保持不變，稱為先共析滲碳體，所以共析轉(zhuǎn)變結(jié)束時的組織為先共析二次滲碳體和珠光體，忽略。% C：合金在1~2點間按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出A，在2點結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。冷到3點時（727℃），在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)束時全部為珠光體P，珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體，當溫度繼續(xù)下降時，珠光體中鐵素體溶碳量減少，其成分沿固溶度線PQ變化，析出三次滲碳體，它常與共析滲碳體長在一起，彼此分不出，且數(shù)量少，可忽略。PSK線：共析轉(zhuǎn)變線，在這條線上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，產(chǎn)物（P）珠光體，～%的鐵碳合金冷卻到727℃時都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。GS線：不同含碳量的奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線稱A3線，GP線則是鐵素體析出的終了線，所以GSP區(qū)的顯微組織是。答: C：共晶點1148℃ %C，在這一點上發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，反應式：，當冷到1148℃時具有C點成分的液體中同時結(jié)晶出具有E點成分的奧氏體和滲碳體的兩相混合物——萊氏體E：碳在中的最大溶解度點1148℃ %CG：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點（A3）912℃ 0%CH：碳在中的最大溶解度為1495℃ %CJ：包晶轉(zhuǎn)變點1495℃ %C 在這一點上發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，反應式：當冷卻到1495℃時具有B點成分的液相與具有H點成分的固相δ反應生成具有J點成分的固相A。隨著二次滲碳體的析出，奧氏體的成分沿著ES線不斷降低，當溫度達到3點（727）時，奧氏體的成分也到達了S點，與恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，所有的奧氏體均轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。在結(jié)晶過程中，在12點之間按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出初晶奧氏體，奧氏體的成分沿JE線變化，而液相的成分沿BC線變化，當溫度降至2點時，液相成分達到共晶點C，于恒溫（1148℃）下發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，即Lc→γE+Fe3C，形成萊氏體。圖1 FeFe3C相圖圖2 wc =%的鐵碳合金的冷卻曲線及轉(zhuǎn)變過程wc =%的鐵碳合金為亞共晶白口鐵。 + 七、鐵碳合金相關分析題3．繪制FeFe3C相圖，描述wc =%的鐵碳合金從液態(tài)冷卻至室溫的平衡結(jié)晶過程，并計算其室溫組織中的初晶奧氏體、萊氏體以及從初晶奧氏體中析出的二次滲碳體的重量百分數(shù)。+包晶反應：冷卻到1495℃時具有B點成分的液相與具有H點成分的固相δ反應生成具有J點成分的固相A。14. 簡述 FeFe3C 相圖中三個基本反應：包晶反應,共晶反應及共析反應，寫出反應式，標出含碳量及溫度。γFe中的碳溶解度高，滲碳時在表層可獲得較高的碳濃度梯度時滲碳順利進行。在再結(jié)晶階段，首先在畸變度大的區(qū)域產(chǎn)生新的無畸變晶粒的核心，然后逐漸消耗周圍的變形基體而長大，直到形變組織完全改組為新的、無畸變的細等軸晶粒為止。 12. 請敘述冷塑性變形后的金屬材料在發(fā)生回復和再結(jié)晶過程中的缺陷和組織的變化。 11. 回復和再結(jié)晶轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力是什么？答：回復和再結(jié)晶的驅(qū)動力是金屬變形后未被釋放的儲存能。 同時晶粒愈細，金屬單位體積中的晶粒數(shù)便越多，變形時同樣的變形量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，產(chǎn)生較均勻的變形，而不致造成局部的應力集中和引起裂紋的過早產(chǎn)生和發(fā)展。因此，金屬的晶粒愈細，其晶界總面積愈大，每個晶粒周圍不同取向的晶粒數(shù)便愈多，對塑性變形的抗力也愈大。10. 試用多晶體塑性變形理論解釋，室溫下金屬的晶粒越細強度越高，塑性也就越好的現(xiàn)象。一般情況下，先發(fā)生滑移，當滑移難以進行的時候，才發(fā)生孿生變形。孿生的臨界分切壓力比滑移的臨界分切應力大很多。孿生變形原子變形位移小于孿生方向原子間距，為其原子間距的分數(shù)倍；滑移變形時，原子移動的距離是滑移方向上原子間距的整數(shù)倍。不同點：孿生使一部分晶體發(fā)生了均勻切變，而滑移只是集中在一些滑移面上。 答：滑移與孿生的相同點：兩者都是晶體塑性變形的基本方式，都是在切應力作用下，沿著一定晶面、晶向發(fā)生的切變。所以，綜上所述，T12的硬度最高，45鋼的硬度最低；T12的塑性最差，45鋼塑性最好；T8鋼均居中，而T8鋼的強度最高