材料科学基础(2024春)

辽宁工业大学 陈扬 齐义辉

目录

  • 1 材料的结构
    • 1.1 空间点阵与晶体结构
    • 1.2 晶向指数与晶面指数
    • 1.3 晶带与晶面间距
    • 1.4 晶体的极射赤面投影图
    • 1.5 三种典型的金属晶体结构
    • 1.6 晶体的原子堆垛方式和间隙
    • 1.7 离子晶体与共价晶体的结构
    • 1.8 固溶体
    • 1.9 中间相
  • 2 晶体中的缺陷
    • 2.1 点缺陷
    • 2.2 位错的特征
    • 2.3 位错的运动与交割
    • 2.4 位错的应力场与应变能
    • 2.5 作用在位错线上的力与位错间的交互作用力
    • 2.6 位错的生成与增殖
    • 2.7 实际晶体中的位错与位错反应
    • 2.8 小角度晶界和大角度晶界
    • 2.9 孪晶界与相界
  • 3 材料中的扩散
    • 3.1 扩散第一定律
    • 3.2 扩散第二定律及误差解
    • 3.3 扩散机制与柯肯达尔效应
    • 3.4 原子跳跃和扩散系数
    • 3.5 影响扩散的因素
    • 3.6 反应扩散
  • 4 单组元相图及纯金属的结晶
    • 4.1 单组元相图的热力学与相平衡
    • 4.2 液态金属的结构与结晶的热力学条件
    • 4.3 形核
    • 4.4 晶体长大与凝固组织
    • 4.5 凝固理论的应用
  • 5 二元相图及合金的凝固
    • 5.1 匀晶相图与固溶体凝固
    • 5.2 共晶相图及其合金凝固
    • 5.3 包晶相图及其合金凝固
    • 5.4 其他类型的二元相图
    • 5.5 钢的凝固过程及平衡组织
    • 5.6 铸铁的凝固过程及平衡组织
    • 5.7 固溶体的正常凝固
    • 5.8 成分过冷与固溶体的生长形态
    • 5.9 共晶体的形核与生长
    • 5.10 合金铸锭(件)的组织与缺陷
  • 6 晶体的塑性变形
    • 6.1 滑移
    • 6.2 Schmid定律及其应用
    • 6.3 派-纳力
    • 6.4 孪生
    • 6.5 多晶体的塑性变形
    • 6.6 固溶体的塑性变形
    • 6.7 弥散强化
    • 6.8 冷变形金属的组织和性能
  • 7 回复与再结晶
    • 7.1 冷变形金属加热时的组织性能变化
    • 7.2 回复
    • 7.3 再结晶形核机制
    • 7.4 再结晶动力学
    • 7.5 再结晶温度及影响因素
    • 7.6 再结晶后的晶粒尺寸
    • 7.7 正常晶粒长大
    • 7.8 再结晶织构与二次再结晶
  • 8 三元相图
    • 8.1 三元相图基础
    • 8.2 均晶相图
    • 8.3 固态互不溶解的三元共晶相图
    • 8.4 固态有限互溶的三元共晶相图
    • 8.5 三相平衡和四相平衡
再结晶温度及影响因素
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 案例


1. 再结晶温度 
① 冷变形金属发生再结晶的最低温度。w 
② 大量冷变形金属1小时完成再结晶(95%)所需的温度。 
2. 再结晶温度的影响因素 
(1)变形量的影响 
形变量增加→储能高→驱动力大→再结晶温度降低。 
(2)原始晶粒尺寸
原始晶粒越细,则形变储能(位错密度)越高、 形核位置(晶界)越多,所以再结晶温度降低。 
(3)微量溶质(杂质)原子 
溶质(杂质)原子:与位错和晶界交互作用,阻碍位错的滑移和攀移及晶界的迁移,因而阻碍再结晶的形核和长大,显著提高再结晶温度。 
(4)第二相粒子
一方面,变形时阻碍位错运动,增加形变储能(位错密度);另一方面,再结晶时阻碍位错运动和晶界迁移,抑制再结晶。 
细小弥散的第二相粒子:阻碍位错运动和晶界迁移,抑制再结晶。 
粗大的第二相粒子:其周围时高位错密度的形变区,为形核提供有利位置,促进再结晶。
(5)再结晶退火工艺参数
加热速度过慢,再结晶之前有足够时间回复,形变储能减小,再结晶驱动力降低,使再结晶温度升高; 
加热速度过快,因来不及形核和长大,使再结晶温度升高。 
在一定范围内延长保温时间会降低再结晶温度。