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1、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2.各种强化手段对材料的性能影响强化手段强度硬度韧性塑性固溶强化位错强化细晶强化加工硬化沉淀相颗粒强化3.各种强化手段原理及特点固溶强化利用点缺陷对金属机体进行强化.具体的方式是通过融入某种溶质元素形成固溶体,而使金属强度,硬度提高（1）溶质原子的原子数分数越大，强化作用越大；（2） 溶质原子与基体金属原子尺寸相差越大，强化作用越大；（3） 间隙型溶质原子比置换原子有更大的固溶强化作用；（3） 溶质原子与基体金属的价电子数相差越大，固溶强化越明显位错强化位错密度达到一定值的时候,流变应力和位错密度符合佩莱-赫许公
2、式 ,即位错密度增加,位错间的交互材料的强韧化名词解释冲击韧性金属材料缺口试样落锤冲击试验侧得的韧性指标称为冲击韧性冲击强度 (冲击韧性 ) 高分子材料冲击试验的韧性指标通常称为冲击强度或冲击韧度固溶强化纯金属经适当的合金化后强度、硬度提高的现象;根据强化机理可分为无序固溶体和有序固溶体细晶强化细化晶粒产生塑性变形,从而增大外加作用力达到强化金属材料作用位错强化通过增大晶体中的位错密度和增加位错阻力的方式增加金属强度方法沉淀相颗粒强化当第二相以细小弥散的微粒均匀分布在基体相中时，将产生显著的强化作用可形变颗粒沉淀相通常处于与母相共格状态,颗粒尺寸小 ,可为运动的位错所切割的颗粒不可形变颗粒具有
3、较高的硬度和一定尺寸,并于母相共格或非共格的沉淀相颗粒加工硬化材料经过受力超过屈服极限,然后卸载 ,当再次加载时 ,其比例极限上升而塑性变形将减小的现象韧性是材料变形和断裂过程中吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现强度是材料抵抗变形和断裂的能力塑性表示材料断裂时总的塑变程度断裂强度材料能承受的最大拉力屈服强度材料在受拉力时开始产生塑性变形时的最小应力,又称屈服极限作用增大 ,流变应力增大,从而起到增强材料硬度作用细晶强化晶界对位错滑移具有阻滞作用,晶粒越细小晶界越多,位错被阻滞的地方就越多,晶体的强度就越高(多晶体金属的晶粒通常是大角度晶界，相邻取向不同的的晶粒受力发生塑性变形时，部分晶粒
4、内部的位错先开动，并沿一定晶体学平面滑移和增殖，位错在晶界前被阻挡，当晶粒细化时，需要更大外加力才能使材料发生塑性变形，从而达到强化的目的 ) 沉淀相颗粒强化在外加切应力的作用下,材料中运动着的位错线遇到沉淀相粒子,位错线会产生扭曲,并最终绕过沉淀粒子 ,形成一个位错环.这就造成切应力增大 ,提高了材料强度相变增韧相变吸收能量而且导致体积膨胀产生张应力,周围还会出现不少微裂纹 ,从而有效降低了裂纹尖端附近的有效应力强度,而且裂纹偏转还可以增加表面积,从而起到增韧作用. 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
5、：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。4.常见公式和相关计算题公式一 :霍尔 -佩奇d21-0sk公式二 :培莱 -赫许公式210aGb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:d21-0sk有:)(12 2112122
6、11211ssss dddd所以 :MPA5.337)100250(11100 04.001.02121s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G104-,柏士矢量m55.2b1010-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: GN/m55.255.2GbF10101014-10-4-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 R2GFb2,当此力和外加应力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 : mGN /55. 22RG10b142,即m275. 1R106-5.合金强化包括固溶强化和沉淀相颗粒强化6
7、.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
8、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；（4）定向聚合20.应力 -应变曲线解析:
