1. 强化金属材料的各种手段, 考虑的出发点在于制造无缺陷的晶体或者制造位错运动的障碍
4. 常见公式和相关计算题 公式一:霍尔-佩奇
-12
σ=σ
s
+k d
公式二:培莱-赫许公式τ=
τ
+aGb ρ
12
题一:若平均晶粒直径为1mm 和0.04mm 的纯铁的屈服强度分别为100mpa 和250mpa, 则平均晶粒直径为0,01mm 的纯铁的屈服强度为多少? 答:根据材料的屈服强度与晶粒尺寸的霍尔佩琪公式:
σ=σ
s
+k d
-
12
有:
=+σs σs 1
d
--2
1
212
-1-d 1
-
--
1212
(σs 2-σs 1)
所以:
σs =100+0. 04
1212
-1-1
-
(250-100) =337. 5MPA
题二:晶体滑移面上有一位错环, 外力场在其柏士矢量方向的切应力为τ=
10
-4
G , 柏士矢量
b =2. 55⨯10m 此位错环在晶体中能扩张的半径为多大?
答:单位长度位错受力为:
-10
F =τb =10G ⨯2. 55⨯10=2. 55⨯10GN/m
-4-10-14
G
曲率半径为R 的位错因线张力而施加于单位长度位错线的力F ≈, 当此力和外加应力
2R
场对位错的力相等所对应的R 就是此位错环在晶体中能扩张的半径, 所以:
2
G -14
-6=2. 55⨯10GN /m
R =1. 275⨯, 即2R 10m
5. 合金强化包括固溶强化和沉淀相颗粒强化
6. 陶瓷材料韧化机制为相变增韧和微裂纹增韧 7. 位错在金属晶体中收到这些阻力: 8. 复合材料的增韧机制有:
9. 高温时细晶材料比粗晶材料软, 与常温时的细晶强化作用相反. 高温时可利用定向凝固来增大颗粒, 而通过机械震动, 添加不溶杂质, 增加过冷度来细化晶粒
10. 细晶强化能增大材料的韧性的原因是:晶粒越细, 单位体积内晶粒越多, 形变时同样的形变量分散到更多的晶粒中, 产生均匀形变而不会产生应力集中, 引起裂纹的过早产生和发展 11. 弹性模量大一般强度和脆性大, 弹性模量小不意味着不易变形, 例如橡皮筋弹性模量较小但是变形大, 因为机制不同
12. 加工硬化应力-应变曲线一般有三个阶段:易滑移阶段, 线性硬化阶段, 抛物线硬化阶段 13. 加工硬化原理类似与位错强化机制, 是金属形变后的位错密度增加, 起到了强化作用 14. 形变后的屈服应力称为流变应力
15. 替换式固溶强化作用小于填隙式固溶强化, 但在高温时变得较为重要
16. 可变形微粒的强化作用为切割机制, 适用于第二相粒子较软并与基体共格的情形; 不可变形微粒的强化作用为奥罗万机制（位错绕过机制）, 适用于第二相粒子较硬并与基体界面为非共格的情形。
17. 高聚物的强化方法：
（1）引入极性基 链上极性部分越多，极性越强，键间作用力越大；
（2）链段交联 随着交联程度的增加，交联键的平均距离缩短，使材料的强度增加； （3）结晶度和取向 高聚物在高压下结晶或高度拉伸结晶性高聚物，可使材料的强度增加；
2
（4）定向聚合
20. 应力-应变曲线解析:
1. 强化金属材料的各种手段, 考虑的出发点在于制造无缺陷的晶体或者制造位错运动的障碍
4. 常见公式和相关计算题 公式一:霍尔-佩奇
-12
σ=σ
s
+k d
公式二:培莱-赫许公式τ=
τ
+aGb ρ
12
题一:若平均晶粒直径为1mm 和0.04mm 的纯铁的屈服强度分别为100mpa 和250mpa, 则平均晶粒直径为0,01mm 的纯铁的屈服强度为多少? 答:根据材料的屈服强度与晶粒尺寸的霍尔佩琪公式:
σ=σ
s
+k d
-
12
有:
=+σs σs 1
d
--2
1
212
-1-d 1
-
--
1212
(σs 2-σs 1)
所以:
σs =100+0. 04
1212
-1-1
-
(250-100) =337. 5MPA
题二:晶体滑移面上有一位错环, 外力场在其柏士矢量方向的切应力为τ=
10
-4
G , 柏士矢量
b =2. 55⨯10m 此位错环在晶体中能扩张的半径为多大?
答:单位长度位错受力为:
-10
F =τb =10G ⨯2. 55⨯10=2. 55⨯10GN/m
-4-10-14
G
曲率半径为R 的位错因线张力而施加于单位长度位错线的力F ≈, 当此力和外加应力
2R
场对位错的力相等所对应的R 就是此位错环在晶体中能扩张的半径, 所以:
2
G -14
-6=2. 55⨯10GN /m
R =1. 275⨯, 即2R 10m
5. 合金强化包括固溶强化和沉淀相颗粒强化
6. 陶瓷材料韧化机制为相变增韧和微裂纹增韧 7. 位错在金属晶体中收到这些阻力: 8. 复合材料的增韧机制有:
9. 高温时细晶材料比粗晶材料软, 与常温时的细晶强化作用相反. 高温时可利用定向凝固来增大颗粒, 而通过机械震动, 添加不溶杂质, 增加过冷度来细化晶粒
10. 细晶强化能增大材料的韧性的原因是:晶粒越细, 单位体积内晶粒越多, 形变时同样的形变量分散到更多的晶粒中, 产生均匀形变而不会产生应力集中, 引起裂纹的过早产生和发展 11. 弹性模量大一般强度和脆性大, 弹性模量小不意味着不易变形, 例如橡皮筋弹性模量较小但是变形大, 因为机制不同
12. 加工硬化应力-应变曲线一般有三个阶段:易滑移阶段, 线性硬化阶段, 抛物线硬化阶段 13. 加工硬化原理类似与位错强化机制, 是金属形变后的位错密度增加, 起到了强化作用 14. 形变后的屈服应力称为流变应力
15. 替换式固溶强化作用小于填隙式固溶强化, 但在高温时变得较为重要
16. 可变形微粒的强化作用为切割机制, 适用于第二相粒子较软并与基体共格的情形; 不可变形微粒的强化作用为奥罗万机制（位错绕过机制）, 适用于第二相粒子较硬并与基体界面为非共格的情形。
17. 高聚物的强化方法：
（1）引入极性基 链上极性部分越多，极性越强，键间作用力越大；
（2）链段交联 随着交联程度的增加，交联键的平均距离缩短，使材料的强度增加； （3）结晶度和取向 高聚物在高压下结晶或高度拉伸结晶性高聚物，可使材料的强度增加；
2
（4）定向聚合
20. 应力-应变曲线解析: