材料科学基础重点知识(2)

2019-08-31 23:31

为α+ P。 生了变化,滑移后的晶体各部分位向均未变化3.同一结构的孪晶面γ奥氏体α铁素体Fe3C渗碳体γ+Fe3C莱氏体 α+Fe3C(P珠光体) 孪生方向与滑移方向可以不同。4、孪生变形的应力应变曲线与滑移

第十章 1、塑性变形:金属在外力(载荷)的作用下,首先发生弹性变形。载荷增加到一定值以后,除了发生弹性变形外,同时还发生塑性变形,即弹塑性变形。继续增加载荷,塑 性变形也将逐渐增大,直至金属发生断裂。 2、加工硬化:随着塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化或应变硬化。 3、单晶体塑性变形基本方式:为滑移和孪生。滑移和孪生都是切应变,而且只有当外加切应力分量大于晶体的临界分切应力C时才能开始。然而,滑移是不均匀切变,孪生为均匀切变。 4、滑移和孪生区别:1、孪生使一部分晶体发生了均匀切变,而滑移只集中在一些滑移面上进行。2、孪生后晶体的变形部分的位向发不同,出现锯齿状的波动。

5、滑移:晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对另一部分作相对的滑动。滑移的本质是位错的移动。方向大致是最密排面和最密排方向。

6、滑移系:晶体中每个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。

7、孪生:孪生是晶体的一部分沿一定晶面(孪晶面)和晶向发生切变,产生孪生变形部分的晶体位向发生了改变,它是以孪晶面为对称面与未变形部分相互对称,这种对称的两部分晶体称为孪晶;发生变形的那部分晶体称为孪晶带。

临界分切应力:开动滑移系所需要的最小分切应力tc=F/A*cosλcosΦ.

8、取向因子:cosλcosΦ。硬位向:当λ和Φ只要有一个接近90o时,取向因子趋近于零,σs趋近于无穷大,叫硬位向。

体心结构的滑移系个数为12,滑移面:{110},方向<111>。面心结构的滑移系个数为12,滑移面:{111},方向<110>。 9、多晶体塑性变形的特点 1.变形不均匀 1)各晶粒的变形先后不一。因为各晶粒位向不同,施加同一外力时,那些受最大或接近最大分解切应力位向的晶粒处于最小分解切应力位向的晶粒处于逐批发生的,软位向的晶粒先变形,硬位向的后变形; 2)各晶粒的变形量有大有小; 3)即使在同一晶粒中,变形量亦不相同,晶粒中心变形量小,靠近晶界处的变形量大。 2.各晶粒间变形协调 :多晶体中每个晶粒都处于其他晶粒包围之中,它的变形必然与其邻近的晶粒。相互协调配合,不然就难以

进行变形,甚至不能保持晶粒之间的连续性,会造成空隙而导致材料的破裂。

3.晶界对形变过程的阻碍作用:多晶体中,晶界抵抗塑性变形的能力较晶粒

格畸变程度大,加之常常聚集有杂质原子,处于高能量状态,对滑移变形时位错

的移动起阻碍作用所致。晶界原子排列越紊乱,滑移抗力就越大。 10、细晶强化:通过细化晶粒以提高金属强度的方法称为细晶强化。多晶体的强度随其晶粒细化而提高,晶粒越细则可能发生滑移的晶粒越多,变形就可以分散在更多的

晶粒内进行,故塑性、韧性越好,细晶强化在提高材料强度的同时也使材料的塑性和韧性得到改善。

11、固溶强化:随溶质含量的增加,合金的强度、硬度提高,而塑性有所下降,即产生固溶强化效果。影响因素,(1)溶质原子的原子数分数越高,强化作用也越大,特别是当原子数分数很低时的强化效应更为显著。 2)溶质原子与基体金属的原子尺寸相差越大,强化作用也越大。 (3)间隙型溶质原子比置换原子具有较大固溶强化效果,且由于间隙原子在体心立方晶体中的点阵畸变是非对称性的,故其强化作用大于面心立方晶体

的;但间隙原子的固溶度很有限,故实际强化效果也有限。 (4)溶质原子与基体金属的价电子数相差越大,固溶强化作用越显著,即固溶体的屈服强度随合金电子浓度的增加而提高。若第二相粒子与基体晶粒尺寸属同一数量级,称为聚合型两相合金;若第二相粒子细小而弥撒地分布在基体晶粒中,称为弥散分布型两相合金。 12、残余应力:金属在塑性变形时,外力所作功大部分转化为热能,但尚有一小部分保留在金属内部,形成残余应力和晶格畸变。金属材料经塑性变形后残余应力是不可避免。

13、金属塑性变形后的组织与性能 :显微组织出现纤维组织,杂质沿变形方向拉长为细带状或粉碎成链状,光学显微镜分辨不清晶粒和杂质。亚结构细化,出现形变织构。性能:材料的强度、硬度升高,塑性、韧性下降;比电阻增加,导电系数和电阻温度系数下降,抗腐蚀能力降低等。

至于合金为单相固溶体时,由于溶质原子存在会呈现固溶强化效果,对某些材料还会出现屈服和应变时效现象;当合金为多相组织结构时,其变形还会受到第二相的影响,呈现弥散强化效果。 14、试论材料强化的主要方法及其原理。

固溶强化. 原理:晶格畸变、柯氏气团,阻碍位错运动;方法:固溶处理、淬火等。

细晶强化:原理:晶界对位错滑移的阻碍作用。方法:变质处理、退火等。

弥散强化:原理:第二相离子对位错的阻碍作用;方法:形成第二硬质相如球化退火、变质处理等。

相变强化:原理:新相为高强相或新相对位错的阻碍。方法:淬火等。

加工硬化;原理:形成高密度位错等。方法:冷变形等。 15、位错运动的阻力:点阵阻力(P-N 力)、位错交互作用位错交割产生的扭折和割阶对位错的钉扎作用,位错和其它晶体间的交互作。

阻力公式


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