【材料科學基礎】必考知識點

2023 屆材料科學根底期末必考學問點總結豆第一節(jié)冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化一回復與再結晶回復：冷變形金屬在低溫加熱時，具顯微組織無可見變化，但其物理、力學性能卻局部恢復到冷變形以前的過程。再結晶：冷變形金屬被加熱到適當溫度時，在變形組織內部的無畸變〔示意圖〕回復階段：顯微組織仍為纖維狀，無可見變化；再結晶階段：變形晶粒通過形核長大，漸漸轉變?yōu)榈臒o畸變的等軸晶粒。晶粒長大階段：晶界移動、晶粒粗化，到達相對穩(wěn)定的外形和尺三性能變化力學性能〔示意圖〕回復階段：強度、硬度略有下降，塑性略有提高。再結晶階段：強度、硬度明顯下降，塑性明顯提高。時下降。物理性能密度：在回復階段變化不大，在再結晶階段急劇上升；電阻：電阻在回復階段可明顯下降。四儲存能變化(示意圖)1儲存能：存在于冷變形金屬內部的一小局部(?「彈性應變能(3?12%)

10%)變形功。2J位錯(8090%)1I點缺陷 j是回復與再結晶的驅動力3儲存能的釋放：原子活動力量提高，遷移至平衡位置，儲存能得以釋放。五內應力變化回復階段：大局部或全部消退第一類內應力，局部消退其次、三類內應力；再結晶階段：內應力可完全消退。其次節(jié)回復一回復動力學(示意圖)加工硬化殘留率與退火溫度和時間的關系ln(xo/x)=Cotexp(-Q/RT)xo原始加工硬化殘留率；C0一比例常數(shù)；t—加熱時間；動力學曲線特點沒有孕育期；開頭變化快，隨后變慢；長時間處理后，性能趨于一平衡值?；貜蜋C理1低溫回復：點缺陷運動〔0.1~0.2Tm〕

移至晶界、位錯處空位+間隙原子 工缺陷密度降低空位聚攏〔空位群、對〕:異號位錯相遇而抵銷2中溫回復：位錯滑移〔0.2~0.3Tm〕

I位錯纏結重排列亞晶粒長大

位錯密度降低〕f〔亞晶界〕+多邊化〔亞〔0.3~0.5Tm〕晶?！骋粡椥曰兡芙档?。三回復退火的應用〕，提高耐蝕性。第三節(jié)再結晶j亞晶合并形核「亞晶長大形核機制 主晶界移動形核〔吞并其它亞晶或變形局部〕形核< 〔變形量較大時〕品界凸出形核〔晶界弓出形核，凸向亞晶粒小的方向〕T｛驅動力：畸變能差長大方式：晶核向畸變晶粒擴展，直至晶粒相互接觸注：再結晶不是相變過程。二再結晶動力學(示意圖)再結晶速度與溫度的關系v再=Aexp(-QR/RD規(guī)律開頭時再結晶速度很小，在體積分數(shù)為0.5時最大，然后減慢。三再結晶溫度1再結晶溫度：經(jīng)嚴峻冷變形(變形量>70%)的金屬或合金，在1h內能夠完成再結晶的(再結晶體積分數(shù)>95%)最低溫度。高純金屬：T再=(0.25~0.35)Tm。2閱歷公式 工業(yè)純金屬：T再=(0.35~0.45)Tm。合金：T再=(0.4~0.9)Tm。100200c。r變形量越大，驅動力越大，再結晶溫度越低；3影響因素[純度越高，再結晶溫度越低；加熱速度太低或太高，再結晶溫度提高。四影響再結晶的因素退火溫度。溫度越高，再結晶速度越大。趨于穩(wěn)定；變形量低于肯定值，再結晶不能進展。微量溶質元素。阻礙位錯和晶界的運動，不利于再結晶。核核心，促進再結晶；直徑和間距很小時，提高畸變能，但阻礙晶界遷移，阻礙再結晶。徑d=k[G/N]

1/4變形量。存在臨界變形量，生產中應避開臨界變形量。粒細化。退火溫度越高，臨界變形度越小，晶粒粗大。六再結晶的應用［恢復變形力量J改善顯微組織再結晶退火 |消退各向異性L提高組織穩(wěn)定性再結晶溫度：T再+100200c。第四節(jié)晶粒長大驅動力：界面能差；長大方式：正常長大；特別長大(二次再結晶)一晶粒的正常長大正常長大：再結晶后的晶粒均勻連續(xù)的長大。驅動力：界面能差。界面能越大，曲率半徑越小，驅動力越大。L晶界趨于平直晶粒的穩(wěn)定外形；晶界夾角趨于120c二維坐標中晶粒邊數(shù)趨于6影響晶粒長大的因素溫度。溫度越高，晶界易遷移，晶粒易粗化。分散相粒子。阻礙晶界遷移，降低晶粒長大速率。一般有晶粒穩(wěn)定尺寸d和其次相質點半徑r、體積分數(shù)的關系：d=4r/3雜質與合金元素。降低界面能，不利于晶界移動。者的移動速率低于后者。二晶粒的特別長大特別長大：少數(shù)再結晶晶粒的急劇長大現(xiàn)象。釘扎晶界的其次相溶于基體大晶粒吞并小晶粒 ］各向異性〔優(yōu)化磁導率3對組織和性能的影響J晶粒大小不均一性能不均”J降低強度和塑韌性I1提高外表粗糙度三再結晶退火的組織再結晶圖。退火溫度、變形量與晶粒大小的關系圖。 〔圖〕可形成織構。移消滅層錯形成的。第五節(jié)金屬的熱變形一動態(tài)回復與動態(tài)再結晶動態(tài)回復：在塑變過程中發(fā)生的回復。動態(tài)再結晶：在塑變過程中發(fā)生的再結晶。JI晶粒較細應用：承受低的變形終止溫度、大的最終變形量、快的冷卻速度可獲得細小晶粒。二金屬的熱加工I1加工的分類

冷加工：在再結晶溫度以下的加工過程發(fā)生加工硬化。熱加工：在再結晶溫度以上的加工過程硬化、回復、再結晶。熱加工溫度：T再＜T熱加工＜T100200c。熱加工后的組織與性能〔1〕改善鑄錠組織。氣泡焊合、裂開碳化物、細化晶粒、降低偏析。提高強度、塑性、韌性?！?〕形成纖維組織〔流線〕。組織：枝晶、偏析、夾雜物沿變形方向呈纖維狀分布。性能：各向異性。沿流線方向塑性和韌性提超群顯?！?〕形成帶狀組織形成：兩相合金變形或帶狀偏析被拉長。影響：各向異性。消退：避開在兩相區(qū)變形、削減夾雜元素含量、承受高溫集中退火或正火。熱加工的優(yōu)點可持續(xù)