物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案
《冶金原理》课后习题和解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
冶金物理化学课后习题解答PPT学习教案
2）在金属液或气泡表面上发生界面化学反应，生成气体分子；
3）气体分子通过气体边界层扩散进入气相，或被气泡带入气相，并被真空
泵抽出。
第133页/共134页
1）固体反应物B是致密的或者无孔隙的；
2）反应发生在气-固相的界面上，即具有界面化学反应特征。
第129页/共134页
7-3 由外扩散、界面化学反应、内扩散控制的气-固反应
各有什么动力学特点？
外扩散控速：若界面化学反应不可逆，由于外扩散是限制环节，可认为通过产物的反应物气
体物质扩散到未反应核界面上应立即和固体反应，可以认为 = 0。
第75页/共134页
第76页/共134页
第77页/共134页
第78页/共134页
第79页/共134页
第80页/共134页
第81页/共134页
第82页/共134页
第83页/共134页
第84页/共134页
第85页/共134页
第86页/共134页
第87页/共134页
第88页/共134页
界面之间的区域叫做有效边界层，用’ 来表示。
( )=0 =
−
’
’ =
−
(
)=0
第100页/共134页Hale Waihona Puke 推导菲克第二定律（一维扩散）
菲克第二定律：在物质的浓度随时间变化的体系中，即
≠ 0,体系中发生的是非稳态扩散。
在一维体系中，单位体积单位时间浓度的变化等于在该方向上通量（单位时间通过单位面积的物质的量）
第109页/共134页
第110页/共134页
第111页/共134页
第112页/共134页
物理冶金学五六章习题答案
第五章 钢的塑性应力和流动应力5-1 屈服效应：（是指在拉伸曲线上出现上屈服点、下屈服点和屈服延伸区的现象）屈服现象与间隙的碳、氮原子被位错吸引有关。
溶质原子或间隙原子、置换原子倾向于聚集到位错周围形成柯氏气团，使位错被钉扎住，当外加应力超过一个临界值（上屈服点）时，位错冲破柯氏气团的钉扎并在一个较低的应力（下屈服点）作用下运动。
应变时效：（通过预变形而消除了屈服效应的材料在高温或室温下搁置以后又出现屈服效应的现象）在搁置期间，杂质原子向位错扩散，在位错附近重新形成柯氏气团，使位错重新被钉扎。
5-2 第I 阶段是易滑移阶段，滑移仅在一个滑移系上进行，运动位错在很长距离内没碰到障碍。
第II 阶段滑移在若干滑移系上同时进行，位错彼此交截，使许多位错被钉扎加工硬化强烈。
第III 阶段位错通过交滑移绕过障碍，加工硬化速度随变形增σ加而逐渐降低。
5-3 ''',A s D p s s σσσσσ+++=’‘，'Aσ—晶体点阵对单晶体的流动应力的贡献 ',s s σ—溶质原子对单晶体流动应力的贡献'p σ—第二相微粒子对单晶体流动应力的贡献'Dσ—位错之间相互作用对单晶体流动应力的贡献5-4 扩展的霍尔-佩奇公式：2/1,-++++++=kd T s D p s s A s σσσσσσσ ，与单晶体相比多了s σ—亚晶界对流动应力的贡献，T σ—织构对流动应力的贡献，2/1-kd —晶界对流动应力的贡献。
5-5 （1）多晶体材料通常有较高的弹性极限和较高的加工硬化率。
（2）多晶材料应力—应变曲线无第I 阶段，仅由第II 、III 阶段组成。
（3）在有的多晶材料中，塑性变形可能引起其他组织结构的变化，从而使应力—应变曲线呈现为其他形状。
5-6 略（见教材P78）5-7 提高金属屈服强度方法有两个：（1）尽量减少金属中的缺陷，使之接近理想的完整晶体，让所有原子同时参加抵抗外加应力的作用。
冶金物理化学学习指导及习题解答
冶金物理化学学习指导及习题解答1．冶金热力学辅导热力学内容下四个部分1）冶金热力学基础2）冶金熔体（铁溶液、渣溶液）3）热力学状态图（Ellingham图，相图）注：把各个知识点划分成三个等级；最重要的等级―――“重点掌握”第二等级―――“掌握”，第三等级―――“了解”，这便于学习者在自学或复习内容时参考。
也便于在学习时能抓住重点，更快更好地掌握冶金物理化学这门重要基础学科。
1．1 冶金热力学基础共7个知识点1） 重点掌握体系中组元i 的自由能表述方法；（包括理想气体、液体、固体）理想气体的吉布斯自由能封闭的多元理想气体组成的气相体系中，任一组元i 的吉布斯自由能为ln i i i G G RT P ∅=+i P '－i 组分气体的实际压强，Pa ；P ∅－标准压强，Pa ，也即Pa 51001325.1⨯。
应该注意的是，高温冶金过程中的气体由于压强比较低，都可以近似看作理想气体。
液相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元液相体系中，任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+其中，i a ----组元的活度，其标准态的一般确定原则是：若i 在铁液中，选1%溶液为标准态，其中的浓度为质量百分数，[%i]； 若i 在熔渣中，选纯物质为标准态，其中的浓度为摩尔分数，i X ；若i 是铁溶液中的组元铁，在其他组元浓度很小时，组元铁的活度定义为1。
固相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元固相体系中，其中任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+i a 确定原则是：若体系是固溶体，则i 在固溶体中的活度选纯物质为标准态，其浓度为摩尔分数，i X ； 若体系是共晶体，则i 在共晶体中的活度定义为1； 若体系是纯固体i ，则其活度定义为1。
2）重点掌握化学反应等温方程式ln G G RT Q ∅∆=∆+G ∆有三种情况 1）0>∆G ，以上反应不可以自动进行；2） 0<∆G ，以上反应可以自动进行； 3） 0=∆G ，以上反应达到平衡，此时G RTLnK ∅∅∆=-注：（1）G ∆是反应产物与反应物的自由能的差，表示反应的方向（反应能否发生的判据）；表示任意时刻(不平衡状态)的压强商或活度商。
(完整word版)物理冶金学第四章习题及答案
（1）判断位错线上各段位错的类型。
（2）有一切应力施加于滑移面，且与柏氏矢量平行时两条位错线的滑移特征有何差异？
解：（1）在两根位错线上，除1～2、3～4段为刃型位错以外，其余各段均为螺型位错。
（3）在足够大的切应力 的作用下，位错环将如何运动？晶体将如何变形？
（4）在足够大的拉应力 的作用下，位错环将如何运动？它将变成什么形状？晶体将如何变形？
解：（1）AB是右螺型位错，CD是左螺型位错；根据右手法则，BC是正刃型位错，DA是负刃型位错。
（2）设想在完整晶体中有一个贯穿晶体的上、下表面的正四棱柱，它和滑移面MNPQ交于ABCDA。现让ABCDA上部的柱体相对于下部的柱体滑移 ，柱体外的各部分晶体均不滑移。这样，ABCDA就是在滑移面上已滑移区（环内）和未滑移区（环外）的边界，因而是一个位错环。
当两根异号刃型位错无限靠近时，相遇相消，其总能量为零。
7.在如图所示的立方体形晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量 平行于AC。
（1）指出位错环各部分的位错类型。
（2）指出使位错环向外运动所需施加的切应力的方向。
（3）位错环运动出晶体后晶体外形如何变化？
解：（1）1点为正刃型位错，2点为右螺型位错，3点为负刃型位错，4点为左螺型位错，其余均为混合位错。
3.证明位错线不能终止在晶体内部。
解：设有一位错C终止在晶体内部，如图所示，终点为A。绕位错C作一柏氏回路L1，得柏氏矢量b。现把回路移动到L2位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b。但从另一角度看，L2内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。这二者是矛盾的，所以这时不可能的。
物理冶金原理课件阶段复习知识与及习题参考答案
热力学基础
题目1
简述热力学第一定律的内容及其在物理冶金中的应用。
答案1
热力学第一定律指出，在一个封闭系统中，能量不能消失或产生，只能从一种形 式转化为另一种形式。在物理冶金中，这一原理用于指导金属材料的熔炼、凝固 和相变过程，通过控制温度、压力等条件实现能量的有效利用和转化。
热力学基础
题目2
解释热力学第二定律中熵的概念，并说明其在冶金过程中的应用。
结果分析
根据实验数据，对实验结果进行分析 和解释，探讨实验现象的本质和规律 。
实验结果与讨论
实验结果
总结实验的主要结果，包括观察到的现象、测量的数据等。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探讨可能的误差来源、实验条件的优化等，并提出进一步的 研究方向。
05 习题参考答案
热力学部分习题答案
总结词
掌握热力学基本概念和原理，能够解决实际 问题。
04 物理冶金原理实验与实践
实验设备与实验方法
实验设备
介绍实验所需的设备，如高温炉 、真空炉、金相显微镜等，以及 这些设备的主要功能和使用方法 。
实验方法
详细说明实验的操作流程，包括 实验前的准备、实验过程、实验 后处理等，以及实验中需要注意 的事项。
实验数据处理与分析
数据处理
介绍实验数据的收集、整理、处理和 分析的方法，包括数据的图表表示、 统计分析等。
动力学基础
题目4
解释固态相变过程中动力学控制的相变机制，并说明 其对金属材料性能的影响。
答案4
固态相变过程中，相变机制受到动力学控制。根据动力 学条件的不同，相变机制可以是扩散控制或界面控制的 。扩散控制的相变机制涉及原子在固溶体中的长程扩散 ，如调幅分解和有序化过程；而界面控制的相变机制则 涉及新旧相之间的界面移动，如马氏体相变和贝氏体相 变等。这些相变机制对金属材料的性能具有重要影响， 如通过控制相变速率可以调控材料的力学性能和物理性 能。
冶金原理课后题答案
冶金原理课后题答案第一章冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。
2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。
8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti(S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
物理冶金学第四章习题及答案
第四章 习 题1. 解释下列基本概念及术语刃型位错 螺型位错 柏氏矢量 混合位错 割阶与扭折 位错密度 位错的应力场 位错的弹性应变能 线张力 位错的滑移 位错的攀移 位错塞积 柯氏气团 完全位错 不全位错 堆垛层错 层错能 扩展位错 位错反应 肖克莱不全位错 洛玛－柯垂耳位错 束集 弗兰克不全位错2. 简述柏氏矢量的特性解：（1）柏氏矢量与所作的柏氏回路的起点选择、具体途径无关。
（2）如果所作的柏氏回路包含有几个位错，则得出的柏氏矢量是这几个位错的柏氏矢量之总和。
朝向节点的各位错的柏氏矢量之总和必然等于离开节点的位错的柏氏矢量之总和。
（3）从柏氏矢量的这些特性可知，位错线只能终止在晶体表面或晶界上，而不能中断于晶体的内部。
在晶体内部，它只能形成封闭的环或与其它位错相遇于节点。
3. 证明位错线不能终止在晶体内部。
解：设有一位错C 终止在晶体内部，如图所示，终点为A 。
绕位错C 作一柏氏回路L 1，得柏氏矢量b 。
现把回路移动到L 2 位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b 。
但从另一角度看，L 2 内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。
这二者是矛盾的，所以这时不可能的。
4. 一个位错环能否各部分都是螺型位错，能否各部分都是刃型位错？为什么？解：螺型位错的柏氏矢量与位错线平行，一根位错只有一个柏氏矢量，而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型位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃型位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
5. 计算产生1cm 长的直刃型位错所需要的能量，并指出占一半能量的区域半径（设r 0＝1nm ，R ＝1cm ，G ＝50GPa ，b ＝0.25nm ，ν＝1/3）。
解：产生1cm 长的直刃型位错所需要的能量W 1等于1cm 长的直刃型位错的应变能。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案
熔点越高扩散激活能越大扩格奇变越小扩散系数越小
化学亲和力越高（原子间结合力越强）扩散激活能越大扩散系数越小
• 溶剂金属性质：晶体结构、熔点、结合能
晶体结构致密度越高（BCC与 FCC相差1500倍) 原子扩散激活能越高、扩散系数越小
• 当溶质原子足够小，可以填充溶剂结构的间隙 时可以形成间隙固溶体。由于金属大多是密堆 积结构，间隙的尺寸与金属原子直径相比是很 小的，故只有氢、硼、碳、氮等非金属元素的 原子才能形成间隙固溶体。间隙原子使晶格严 重变形，能够极大地提够材料的强度。
1-6、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因 素
➢ 晶体学基础
➢ 金属的晶体结构 ➢ 合金的相结构 ➢ 晶体缺陷（位错、界面） ➢ 固体中原子的扩散
晶体学基础
➢ 空间点阵、晶胞及点阵常数 ➢晶面指数及晶向指数的求法 ➢晶面族及晶向族 ➢晶带、晶带轴及晶带定理
晶带轴[u v w]，晶带的晶面(h k l) hu+kv+lw=0
1-2、在面心立方晶胞中，ABCD四点构成一个正四面体，四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)， 写出该四面体中四个面的晶面指数及 六条边的晶向指数。
向，即位错运动导致晶体滑移的方向，模表示 畸变程度，即位错强度。 • 柏氏矢量的守恒性决定了一根位错线具有唯一 的柏氏矢量，柏氏矢量不仅决定位错的组态及 运动方向，对位错的一系列属性，如位错的应 力场、应变能、位错的受力状态、位错的增殖 与交互作用，位错的反应(几何、能量条件)等 都有影响。
3-1 位错的定义及基本性质
滑移 攀移 • 形状： 直线、平面曲线 平面折线、环状
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 高强度～4000MPa – 高塑性及加工硬化 – 高韧性及损伤容限
• 使用温度范围宽广(高温、中温、 室温、低温)且力学性能优异
• 优异的耐蚀、耐摩、抗氧化、抗 热腐蚀等性能
4. 优异的成形加工性能 Processing ability
➢ 优异与灵活的凝固加工成型性能：
– 铸造成型：各种复杂形状及各种重量的零件 – 焊接成型：同种及异种金属材料的连接制造
1、种类繁多(占周期表三分之二)
合金种类及潜力无穷！
（Fe\Al\Ti\Cu\Mg等很少几个体系）
金属间化合物及其合金 用量最大(结构及功能材料)
2. 优异的物理性能：
– 磁、光、电子、信息、储 能等
– 优良的导电性及正的电阻 温度系数
– 优异的导热性
– …………….
3. 优异的力学性能配合
➢ 晶体学基础
➢ 金属的晶体结构 ➢ 合金的相结构 ➢ 晶体缺陷（位错、界面） ➢ 固体中原子的扩散
晶体学基础
➢ 空间点阵、晶胞及点阵常数 ➢晶面指数及晶向指数的求法 ➢晶面族及晶向族 ➢晶带、晶带轴及晶带定理
晶带轴[u v w]，晶带的晶面(h k l) hu+kv+lw=0
1-2、在面心立方晶胞中，ABCD四点构成一个正四面体，四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)， 写出该四面体中四个面的晶面指数及 六条边的晶向指数。
AB110
AC 101
AD011
BC 011
BD101
CD 110
面 ABC111或 111 面 ABD111或 111
面 BCD111或 111 面 ACD111或111
金属的晶体学结构
➢ fcc、bcc、hcp
➢致密度、配位数、原子半径 ➢间隙、间隙半径
1-3、求体心立方（BCC）、面心立方（FCC）及密排六方（HCP） 晶胞的原子数、原子半径、配位数、致密度、间隙半径；
• 原子排列长程无序或短程有序 • 无晶界、无成飞偏析、成分完全均匀 • 没有固定熔点 • 各向同性 • 高强度、无加工硬化、低塑形 • 高弹性、高耐蚀、高耐磨 • 优异的磁性、储氢性能
金属的结构
Structure of Metals and Alloys (Atomic Arrangements )
➢ 独特的塑性变形及加工硬化特性与优异的 冷加工成型能力：
– 冷轧、冷冲压、冷旋压、冷拔、冷挤压….. – 冷加工过程中同时实现零件及材料的强化）
➢ 优异的热加工成型能力：
– 锻造、热轧、热挤压、
5. 独特的抗过载能力及 使用安全性(加工硬化)
➢ 零件局部过载塑性变形加工硬化 材料强度提高不但不会失效、承载能 力反而提高、使用安全；
金属键及其特点
• • • • •
•
不无无自
塑 性 变 形 及 加
种 类 及 潜 力 无
选 择 结 合 对 象
饱 和 性
方 向 性
由 电 子 公 有 化
工穷
硬
化
“Gas” of Free Electrons； Metallic Ions
自由电子云； 金属离子
金属材料的特点
Characteristics of Metallic Materials (Metals and Alloys)
原 子 半 径 ： 4R 2a R 2a 4
原 子 数 ： 8 / 8 + 6 / 2 = 4( 0 0 0 )( 0 1 1 )( 1 0 1 )( 1 1 0 ) 2 2222 2
原 子 半 径 ： 4R 2a R 2a 4
配位数： 12
3
致密度：443 42a a3
0.74
八面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是 1 0 0 方向
➢ 加工硬化避免变形集中、均匀变形、 均匀承载、零件材料潜力得以充分利用
➢ 加工硬化避免变形集中、材料均匀变 形冷加工热加工成型成为可能。
6. 可以采用很多加工工艺手段 改变金属零件材料组织及性能
➢ 控制铸件及铸锭凝固过程与凝固加工工艺：
晶粒尺寸；合金相种类、形态、尺寸及其分布； 化学成分及组织均匀性；形成各种特殊组织….
r八面12aR0.414R
四面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是 1 1 1 方向
➢硬度高、耐磨性优异 ➢导热系数低、隔热性能好 (TBCs) ➢不导电，绝缘材料
➢…………
陶瓷材料的性能缺点
➢ 无塑性、几乎无韧性、脆性极大、难承受 动载荷、应用面窄；
➢ 对缺陷极其敏感、无损伤容忍性 (No Damage－Tolerance)、 使用不安全
➢ 加工制造困难 (切削加工困难；无法焊 接、锻压、扎制、锚接、无法修复等)
物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案
按功能分类：
• 结构材料（按组成、性质、 用途……）
• 功能材料（磁性材料、电子 材料、超导材料、光电子信 息材料、催化材料、储能材 料、含能材料……）。
陶瓷材料的性能优点：
➢共价键及离子键原子间结合键强、 化学稳定性高
➢高温强度高、耐蚀性好、高温抗 氧化性能好
➢ 控制固态相变过程金属材料热处理
➢ 合金化改变合金成分、材料相组成及性能
➢ 塑性变形(加工硬化)控制材料性能
➢ 各种表面强化与表面改性：喷丸强化、表 面化学热处理、各种表面物理冶金技术
7. 制造技术成熟、材料可重复利用
➢ 铸、锻、焊、热处理等热加工制造技术 ➢ 车、铣、刨、磨等机械技工技术 ➢ 旋压、冲压、板金、铆接等各种冷加工制
造技术 ➢ 表面强化与表面加工制造技术 ➢ 几乎完全可回收利用 Materials Recycling
– Fully-Recyclable Environment-Friendly Materials-Ecomaterials
课程主要内容
➢ 金属的结构 ➢ 合金相图与相变 ➢ 金属的塑性变形
非晶合金的结构及性质
➢ 回收利用(Recycling)难度大、成本高
高分子材料的性能缺点
➢ 使用温度范围窄 (高温软、低温脆) ➢ 高温力学性能低、高温老化 ➢ 低温韧性差、低温脆化； ➢ 长期化学及力学性能稳定性低性
能退化 (Degradation) ➢ 回收问题 (Recycling )
Characteristics of Metallic Bond