14、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化
15
、从显微组织上如何区分动静态回复、再结晶
G.P 区：Al-Cu 合金自然时效和低温人工时效形成的铜原子的偏聚区
临界晶核：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk 的晶核）
大题
1、三元系扩散层内能否出现三相共存区？为什么？
答：三元系中若出现三相平衡共存，则其二相中成分一定，且不同相中同一组分的化学势相等，即化学势梯度为零，这段区域中就没有扩散驱动力，扩散不能进行。
但可以存在两相共存。三元系两相共存时，由于自由度f=2，在温度一定时，其组成相的成分可以发生变化，使两相中相同组元的原子化学势平衡受到破坏，产生扩散驱动力，引起扩散。（同理，二元系扩散层内不存在两相共存区）
2、某工厂对以大型零件进行淬火处理，经过 1100℃加热后，用冷拉钢丝绳吊挂，由起重 吊车送往淬火水槽，行至途中钢丝突然发生断裂。该钢丝是新的，且没有瑕疵，试分析钢 丝绳断裂的原因。
解答：冷拉钢丝绳是经大变形量的冷拔钢丝绞合而成的，加工过程的冷加工硬化使钢丝的硬度、强度大大提高，从而能承载很大的工件。
但是在吊起加热后的零件时，与零件相接的部分温度较高，已远远超过钢丝绳的再结晶温度，以致产生回复再结晶现象，加工硬化效果完全消失，导致部分钢丝绳的硬度、强度大大降低。再把它用来起重时，一旦负载超过其承载能力，必然导致钢丝绳断裂。
3、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？
4、试分析Al-Cu 二元合金的沉淀强化机制
答：强化机制是Al 与Cu 形成置换固熔体增大其位错运动阻力，达到提高其强度和硬度的作用 所以其强化机制是:固溶强化
5、什么是交滑移？为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错不能？
答：交滑移：晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移。刃位错的滑 移面只有一个, 其不能在其他面上进行滑移; 而螺 位错 的滑移面不是唯一的
（螺位错的交滑移：螺位错从一个滑移面转移到与之相交的另一滑移面的过程； 螺位错的柏氏矢量与位错线平行，因此包含位错线的所有晶面都可以是螺位错的滑移面，因此当螺位错滑移受阻时，可以在另外一个晶面上进行滑移。但是刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，滑移面就只有由位错线和柏氏矢量构成的平面，所以他只能在这个面上滑移，故不能发生交滑移！）
6、一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？ 答：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直于位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
7、分别描述马氏体相变、热弹性马氏体相变的基本特征。
马氏体：
A. 无扩散性
B. 切变共格与表面浮凸
C. 转变在一定温度范围内进行
D. 快速转变
E. 转变不完全性
F. 转变的可逆性
热弹性马氏体：有序点阵、弛豫特性、体积变化小、共格性好
8、材料的理论强度远高于实际强度，请解释其中的原因
因为理论强度计算的是理想晶体，而实际的金属或合金材料是非理想晶体，有各种各样的缺陷，这些缺陷降低了材料的强度。
9、试分析金属冷变形程度对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响
试分析冷变形量对再结晶晶粒尺寸的影响。 解答：当冷变形度小于临界变形度时，再结晶后晶粒基本保持冷变形前的状态，因储存能很少，实际上再结晶并没有进行，因此冷变形储存能足以驱动再结晶的进行，但因整体变形度小且不均匀，只有少数变形度大的地方能够形成晶核并长大，此时因 G>>N，仅有少数晶核 形成又迅速长大，故再结晶后晶粒达到最大；超过临界变形度后，冷变形量与再结晶晶粒的 尺寸成反比，当变形度达到一定的数量时，晶粒尺寸基本不变。
晶体再结晶需要一个最小变形量，称为临界变形量。 但变形量小于临界变形量时，不发生再结晶。 当高于临界变形量时，能再结晶但晶粒粗大。 以后随变形量增加，晶粒尺寸变小。
形核机制有两种 1、已存在晶界的弓出形核：晶粒变形小的时候较易发生这种 2、亚晶合并形核或直接长大：变形率大的...
10、综合分析晶界在金属材料塑性变形中的作用及机理
11、综合分析晶界在金属材料塑形变形中的作用及机理
（在一定体积的晶体内，晶粒的数目越多，晶界就越多，晶粒就越细，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑性变形的抗力也越大。 细晶粒的多晶体不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。因为晶粒越细，在同样变行条件下，变形量可分散在更多的晶粒内进行，使各晶粒的变形比较均匀，而不至于过于集中在少数晶粒上，使其变形严重。另一方面，晶粒越细，晶界就越多，越曲折，有利于阻止裂纹的传播，从而在其断裂前能承受较大的塑性变形，吸收较多的功，表现出较好的塑性和韧性。 由于细晶粒金属具有较好的强度、塑性和韧性，故生产中总是尽可能地细化晶粒。）
根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径与基本原理。 解答：⑴提高过冷度。晶粒大小取决于形核率和核长大速度的相对关系。当过冷度很大时， 会出现形核率的增长速度大于核长大的速度，因此提高过冷度使 N>G，并使两者差距增大， 晶粒才会被细化。 ⑵变质处理。 即在浇注前向金属液中添加变质剂， 以促进非均匀形核增加晶核数量来细化晶 粒。 ⑶振动、搅拌。振动和搅拌能向液体中输入额外能量以提供形核功，促进形核，另一方面能 使已结晶的晶体在液流冲击下而碎化，增加核心的数量。
2、试说明多晶体金属塑性变形时，晶粒越小强度越高、塑性越好的原因。 解答：多晶体金属塑性变形时，晶粒越小
强度越高，塑性越好的原因是：由于晶粒细小，各 晶粒中可供塞积位错的滑移面较短， 塞积位错的数量 n 也少， 由位错塞积引起的应力集中小 而数目很多，在相同外力作用下，处于滑移有利方位的晶粒数量也会增多，使众多的晶粒参 加滑移，滑移量分散在各个晶粒中，应力集中小，这样在金属变形时引起开裂的机会小，直 至断裂之前，能获得较大的塑性变形量。
3、 分析加工硬化、细晶强化、固溶强化与第二相强化在本质上有什么异同。 解答：相同点：都是位错运动受阻，增加了位错滑动的阻力，使得材料得到强化。 不同点：①加工硬化：位错塞积、邻位错阻力和形成割阶消耗外力所作的功伟其可能 机制；②细晶强化：增加了晶界，增加了位错塞积的范围；③固溶强化：溶质原子沿位错聚 焦并钉扎位错； ④第二相强化： 分散的强化相颗粒迫使位错切过或绕过强化相颗粒而额外做 功都是分散相强化的位错机制。
4、 说明金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段晶体缺陷的行为与表现以及材料相 应的性能，并说明各阶段促使这些晶体缺陷运动的驱动力是什么。 解答：①冷变形：晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷均大量增加，出现加工硬化现象、 物化性能相应变活泼；驱动力为外界所加的分切应力。 ②回复：线缺陷基本不变，点缺陷明显减少，力学性能不变，相应改变物化性能；驱动力为 储存能。 ③再结晶：线缺陷明显变少，材料出现软化现象；驱动力为储存能。 ④晶粒长大：面缺陷明显变小；驱动力为总界面自由能。
12、试分析下列材料学过程是否与原子扩散有关。
1）高温蠕变：高温蠕变的位错运动理论(位错的攀移）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，引起蠕变。位错运动除产生滑移外，位错攀移也能产生宏观上的形变。 2）脱溶分解：简称时效，或称时效脱溶。固溶体自高温急冷到固态溶解度曲线以下，由于冷却速度快，沉淀产物来不及析出，形成了过饱和固溶体，然后在较低的温度下这种不稳定的过饱和固溶体随着时间变化发生脱溶分解。随时效温度和固溶体合金成分的不同，时效脱溶过程中会析出各种弥散分布的亚稳定沉淀相，这种亚稳定沉淀相与母相共格或局部共格，使合金强化。时效脱溶是一种金属的强化方法，所以也称时效强化或沉淀硬化。
3）成分均匀化：
13、材料强韧化
14、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化
15
、从显微组织上如何区分动静态回复、再结晶
G.P 区：Al-Cu 合金自然时效和低温人工时效形成的铜原子的偏聚区
临界晶核：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk 的晶核）
大题
1、三元系扩散层内能否出现三相共存区？为什么？
答：三元系中若出现三相平衡共存，则其二相中成分一定，且不同相中同一组分的化学势相等，即化学势梯度为零，这段区域中就没有扩散驱动力，扩散不能进行。
但可以存在两相共存。三元系两相共存时，由于自由度f=2，在温度一定时，其组成相的成分可以发生变化，使两相中相同组元的原子化学势平衡受到破坏，产生扩散驱动力，引起扩散。（同理，二元系扩散层内不存在两相共存区）
2、某工厂对以大型零件进行淬火处理，经过 1100℃加热后，用冷拉钢丝绳吊挂，由起重 吊车送往淬火水槽，行至途中钢丝突然发生断裂。该钢丝是新的，且没有瑕疵，试分析钢 丝绳断裂的原因。
解答：冷拉钢丝绳是经大变形量的冷拔钢丝绞合而成的，加工过程的冷加工硬化使钢丝的硬度、强度大大提高，从而能承载很大的工件。
但是在吊起加热后的零件时，与零件相接的部分温度较高，已远远超过钢丝绳的再结晶温度，以致产生回复再结晶现象，加工硬化效果完全消失，导致部分钢丝绳的硬度、强度大大降低。再把它用来起重时，一旦负载超过其承载能力，必然导致钢丝绳断裂。
3、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？
4、试分析Al-Cu 二元合金的沉淀强化机制
答：强化机制是Al 与Cu 形成置换固熔体增大其位错运动阻力，达到提高其强度和硬度的作用 所以其强化机制是:固溶强化
5、什么是交滑移？为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错不能？
答：交滑移：晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移。刃位错的滑 移面只有一个, 其不能在其他面上进行滑移; 而螺 位错 的滑移面不是唯一的
（螺位错的交滑移：螺位错从一个滑移面转移到与之相交的另一滑移面的过程； 螺位错的柏氏矢量与位错线平行，因此包含位错线的所有晶面都可以是螺位错的滑移面，因此当螺位错滑移受阻时，可以在另外一个晶面上进行滑移。但是刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，滑移面就只有由位错线和柏氏矢量构成的平面，所以他只能在这个面上滑移，故不能发生交滑移！）
6、一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？ 答：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直于位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
7、分别描述马氏体相变、热弹性马氏体相变的基本特征。
马氏体：
A. 无扩散性
B. 切变共格与表面浮凸
C. 转变在一定温度范围内进行
D. 快速转变
E. 转变不完全性
F. 转变的可逆性
热弹性马氏体：有序点阵、弛豫特性、体积变化小、共格性好
8、材料的理论强度远高于实际强度，请解释其中的原因
因为理论强度计算的是理想晶体，而实际的金属或合金材料是非理想晶体，有各种各样的缺陷，这些缺陷降低了材料的强度。
9、试分析金属冷变形程度对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响
试分析冷变形量对再结晶晶粒尺寸的影响。 解答：当冷变形度小于临界变形度时，再结晶后晶粒基本保持冷变形前的状态，因储存能很少，实际上再结晶并没有进行，因此冷变形储存能足以驱动再结晶的进行，但因整体变形度小且不均匀，只有少数变形度大的地方能够形成晶核并长大，此时因 G>>N，仅有少数晶核 形成又迅速长大，故再结晶后晶粒达到最大；超过临界变形度后，冷变形量与再结晶晶粒的 尺寸成反比，当变形度达到一定的数量时，晶粒尺寸基本不变。
晶体再结晶需要一个最小变形量，称为临界变形量。 但变形量小于临界变形量时，不发生再结晶。 当高于临界变形量时，能再结晶但晶粒粗大。 以后随变形量增加，晶粒尺寸变小。
形核机制有两种 1、已存在晶界的弓出形核：晶粒变形小的时候较易发生这种 2、亚晶合并形核或直接长大：变形率大的...
10、综合分析晶界在金属材料塑性变形中的作用及机理
11、综合分析晶界在金属材料塑形变形中的作用及机理
（在一定体积的晶体内，晶粒的数目越多，晶界就越多，晶粒就越细，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑性变形的抗力也越大。 细晶粒的多晶体不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。因为晶粒越细，在同样变行条件下，变形量可分散在更多的晶粒内进行，使各晶粒的变形比较均匀，而不至于过于集中在少数晶粒上，使其变形严重。另一方面，晶粒越细，晶界就越多，越曲折，有利于阻止裂纹的传播，从而在其断裂前能承受较大的塑性变形，吸收较多的功，表现出较好的塑性和韧性。 由于细晶粒金属具有较好的强度、塑性和韧性，故生产中总是尽可能地细化晶粒。）
根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径与基本原理。 解答：⑴提高过冷度。晶粒大小取决于形核率和核长大速度的相对关系。当过冷度很大时， 会出现形核率的增长速度大于核长大的速度，因此提高过冷度使 N>G，并使两者差距增大， 晶粒才会被细化。 ⑵变质处理。 即在浇注前向金属液中添加变质剂， 以促进非均匀形核增加晶核数量来细化晶 粒。 ⑶振动、搅拌。振动和搅拌能向液体中输入额外能量以提供形核功，促进形核，另一方面能 使已结晶的晶体在液流冲击下而碎化，增加核心的数量。
2、试说明多晶体金属塑性变形时，晶粒越小强度越高、塑性越好的原因。 解答：多晶体金属塑性变形时，晶粒越小
强度越高，塑性越好的原因是：由于晶粒细小，各 晶粒中可供塞积位错的滑移面较短， 塞积位错的数量 n 也少， 由位错塞积引起的应力集中小 而数目很多，在相同外力作用下，处于滑移有利方位的晶粒数量也会增多，使众多的晶粒参 加滑移，滑移量分散在各个晶粒中，应力集中小，这样在金属变形时引起开裂的机会小，直 至断裂之前，能获得较大的塑性变形量。
3、 分析加工硬化、细晶强化、固溶强化与第二相强化在本质上有什么异同。 解答：相同点：都是位错运动受阻，增加了位错滑动的阻力，使得材料得到强化。 不同点：①加工硬化：位错塞积、邻位错阻力和形成割阶消耗外力所作的功伟其可能 机制；②细晶强化：增加了晶界，增加了位错塞积的范围；③固溶强化：溶质原子沿位错聚 焦并钉扎位错； ④第二相强化： 分散的强化相颗粒迫使位错切过或绕过强化相颗粒而额外做 功都是分散相强化的位错机制。
4、 说明金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段晶体缺陷的行为与表现以及材料相 应的性能，并说明各阶段促使这些晶体缺陷运动的驱动力是什么。 解答：①冷变形：晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷均大量增加，出现加工硬化现象、 物化性能相应变活泼；驱动力为外界所加的分切应力。 ②回复：线缺陷基本不变，点缺陷明显减少，力学性能不变，相应改变物化性能；驱动力为 储存能。 ③再结晶：线缺陷明显变少，材料出现软化现象；驱动力为储存能。 ④晶粒长大：面缺陷明显变小；驱动力为总界面自由能。
12、试分析下列材料学过程是否与原子扩散有关。
1）高温蠕变：高温蠕变的位错运动理论(位错的攀移）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，引起蠕变。位错运动除产生滑移外，位错攀移也能产生宏观上的形变。 2）脱溶分解：简称时效，或称时效脱溶。固溶体自高温急冷到固态溶解度曲线以下，由于冷却速度快，沉淀产物来不及析出，形成了过饱和固溶体，然后在较低的温度下这种不稳定的过饱和固溶体随着时间变化发生脱溶分解。随时效温度和固溶体合金成分的不同，时效脱溶过程中会析出各种弥散分布的亚稳定沉淀相，这种亚稳定沉淀相与母相共格或局部共格，使合金强化。时效脱溶是一种金属的强化方法，所以也称时效强化或沉淀硬化。
3）成分均匀化：
13、材料强韧化