短。
(3)晶体结构
a.致密度小的晶体扩散系数大
b.扩散元素在固溶体中的溶解度不同,导致浓度梯度不同,则扩散速率也不同
c.晶体的各向异性 一般晶体的对称性越低,扩散各向异性越显著 (4)晶体缺陷
当温度高于700℃时,多晶体的扩散系数和单晶体的扩散系数基本相同;但当温度低于700℃时,多晶体的扩散系数明显大于单晶体扩散系数,晶界扩散的作用就显示出来了。
晶界,表面,位错等对扩散骑着快速通道的作用,这是由于晶体缺陷处点阵畸变较大,原子处于较高的能量状态,易于跳跃,故各种缺陷处的扩散激活能均比晶内扩散激活能小,加快了原子的扩散。
(5)化学成分
一般通过影响三个因素来影响扩散系数,即原子间结合力、溶质的浓度、第三组元。
熔点越低,扩散越快。晶粒细,晶界多,扩散快。合金的互扩散速率往往都大于纯组元的自扩散系数。离子键晶体和共价键晶体中扩散速率小于金属键晶体中的扩散速率。固溶体中组元尺寸相差越大,扩散激活能越大,扩散系数越小,组元间亲和力越强(电负性差越大),扩散系数越小。
(6)应力的作用
如果合金内部存在着应力梯度,应力就会提供原子扩散的驱动力,那么,即使溶质分布是均匀的,也可能出现化学扩散现象。
10.反应扩散(考概念)
当某种元素通过扩散,自金属表面向内部渗透时,若该扩散元素的含量超过集体金属的溶解度,则随着扩散的进行会在金属表层形成中间相(也可能是另一种固溶体),这种通过扩散形成新相的现象称为反应扩散(相变扩散)。 第五章 材料的形变和再结晶
重点:滑移、滑移线、滑移带、滑移系的概念,临界分切应力的计算、多系滑移的概念、点阵阻力的计算、滑移孪生的异同点、霍尔佩奇公式、固溶强化、屈服现象与应变时效、柯氏气团、屈服现象的物理本质、弥散强化、形变织构和纤维组织的区别、回复再结晶以及晶粒长大的概念,特征以及驱动力、退火加热过程中的性能变化、回复和再结晶机制
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1.弹性变形是塑性变形的先行阶段,而且在塑性变形中还伴随着一定的弹性变形。弹性变形的本质:原子处于平衡位置时,其原子间距为r0,势能U处于最低位置,相互作用力为零,这是最稳定的状态,当原子受力后将偏离其平衡位置,原子间距增大时将产生引力;原子间距减少时将产生斥力,这样,外力去除后,原子都会恢复其原来的平衡位置,所产生的变形便完全消失。
2.胡克定律
3.弹性模量代表着原子离开平衡位置的难易程度,是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,正因为弹性模量反映原子间结合力,故它是组织结构不敏感参数。对晶体材料而言,其弹性模量是各向异性的,在单晶体中,不同晶向上的弹性模量差别很大,沿着原子最密排的晶向弹性模量最高,而沿着原子排列最疏的晶向弹性模量最低,多晶体因各晶粒在任意取向,总体呈各向同性。工程上,弹性模量是材料刚度的度量,表征材料抵抗弹性变形的能力。
4.弹性的不完整性
(1)包申格效应:材料经预先加载产生少量塑性变形(小于4%),而后同向加载则弹性极限增高,反向加载时则弹性极限下降。
(2)弹性后效:在弹性极限范围内,应变滞后于外加应力,并和时间有关的现象称为弹性后效或滞弹性。
(3)弹性滞后:由于应变落后于应力,在应力——应变曲线上使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线,称之为弹性滞后。
弹性滞后,表明加载时消耗的材料的变形功大于卸载时材料恢复所释放的变形功,多余的部分被材料内部消耗——内耗
5.黏弹性
所谓黏性流动是指非晶态固体和液体在很少外力作用下,会发生没有确定形状的流变,并且在外力去除后,形变不能回复。
6.单晶体的塑性变形 (1)滑移
a.当外力超过晶体的弹性极限后,晶体中就会产生层片之间的相对滑移,大量的层片间滑动的累积就构成晶体的宏观塑性变形。
b.将经良好抛光的单晶体金属棒试样进行适当的拉伸,使之产生一定的塑性变形,即可在金属棒表面见到