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1.材料性能由其组织、结构所决定。

2.材料抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。

3.分析低碳钢的拉伸曲线。

应力：轴向拉力与试样的初始横截面积的比值

应变：试件标距的伸长量与试样标距长度的比值

弹性模量：在弹性变形阶段（比例阶段），直线的斜率就是材料的弹性模量E。弹性模量表征材料产生弹性变形的难易程度。弹性模量主要取决于原子之间的结合力大小。

屈服强度：在拉伸过程中，载荷不增加而应变仍然增加的现象称为屈服。机械零部件或构件在使用过程中一般不允许发生塑性变形。

抗拉强度：拉伸曲线上应力最大值称为材料的抗拉强度，它反映试样被拉断前所能承载的最大应力，抗拉强度也称强度极限。

伸长率：伸长率即断裂前试样的残余伸长。

断面收缩率：一个塑性指标，， S0是试样原始横截面积，S1是断口细颈处的横截面积。

4.抵抗其他硬物压入其表面的能力称为硬度。

5.韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。材料的韧性均有随着温度的下降而降低的趋势，但是不同的材料下降的程度不一样。

6.材料在交变应力或脉动应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。在机械零件的断裂中，80%以上都属于疲劳断裂。

7.固体材料的结合键：

化学键：离子键、共价键、金属键

物理键：分子键和氢键

离子键：带相反电荷的离子之间存在静电作用，当两个带相反电荷的离子靠近时，表现为相互吸引，而电子和电子、原子核与原子核之间又存在着静电排斥作用，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。因此，离子键是指阴离子，阳离子间通过静电作用形成的化学键。

共价键：两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构。

金属键：通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱。在金属晶体内部，它们可以从原子上脱落下来，形成自由流动的电子。金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用，化学上把这种金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。

8.工程材料分为哪几种：金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料

1.原子(离子或分子)在三维空间中有规则地、周期性、重复排列构成的物质称为晶体；无规则排列的称为非晶体。为了观察方便，可用许多平行的直线把阵点连接起来，构成三维的几何格架，称为晶格。晶格中能完全反映晶格特征的最小的空间几何单元称为晶胞。晶胞的大小和形状可以用三条棱边的长和三条棱边之间的夹角六个参数来描述。

晶胞中所含的原子所占的体积与晶胞体积之比称为致密度。

配位数是晶格中与任一原子最邻近且等距离的原子或异号离子的个数。配位数越大，原子排列紧密程度越大。

2.三种典型的金属结构：

面心立方结构：Al，Cu，Ni，Au，Ag，配位数12，致密度74%，塑性好

体心立方结构：Cr，Nb，K，Na，配位数8，致密度为68%，塑性较差

密排立方结构：Mg，Zn，配位数12，致密度74%，塑性最差

3.各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上原子密度不同，原子间的结合力不同，因此在不同的晶面和晶向上表现出不同的性能。这是晶体与非晶体最根本的区别之一。

4.单晶体：如果晶体内部晶格的方位完全一致，则称这块晶体为单晶体。

  多晶体：每个小晶体内部晶格方位保持一致，而各个小晶体之间不一致的称为晶粒，由多个晶粒组成的晶体之间称为多晶体。

5.根据晶体缺陷的几何形态特征，分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。

  点缺陷：空位、间隙原子、溶质或杂质原子。改变密度、电阻率和屈服强度。

  线缺陷：错位。对材料的力学性能有显著影响。

  面缺陷：指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。

6.过冷现象：实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象。

 过冷度：金属的实际结晶温度与理论结晶温度之差，称之为过冷度。

7.金属结晶的基本过程：晶核的形成到晶核的长大。

晶核的形成分为均匀形核(自发形核)和非均匀形核（非自发形核）。过冷度较大时，经过一段时间孕育，一些尺寸较大的晶胚开始变得稳定，而成为晶体生长的核心，即均匀形核。

晶核的长大有平面长大和树枝状长大。金属纯度很高且液体中保持着较大的温度梯度，此时液固界面几乎是一个平面，称为平面长大。一般情况金属中有杂质，金属晶体以树枝状的形式长大，即枝晶长大。

8.影响形核与长大的因素：

金属结晶时冷却度越大，过冷度便越大，形核率和长大速度就越大。

杂质与晶体结构有相似时，将强烈促进非自发形核，大大提高形核率。

9.工业生产中，为了细化铸锭和焊缝区的晶粒，有啥方法？

（1）增大过冷度；（2）变质处理；（3）振动，搅拌

1.单晶体塑性变形的基本方式有滑移和孪生。滑移是最主要的塑性变形方式，指晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(滑移面)按着一定的方向（滑移方向）发生相对滑动。孪晶指界面两侧原子排列形成镜像对称的一对晶体，孪生是在切应力作用下形成孪晶的过程，孪生所需的临界切应力与滑移大得多，且变形速度极快。

2.多晶体塑性变形时：相邻晶粒阻碍，晶界两侧晶粒的位向不同，晶体的滑移不能越过晶界；相邻晶粒协调，有一个易变形的晶粒发生变形时，相邻晶粒必须同时进行相应的协调变形。多晶体材料的强度一般高于单晶体。晶粒越细，金属的强度便越高，塑性与韧性也较高。

3.加工硬化：随着变形量增大，金属的强度和硬度显著提高而塑性和韧性明显下降的过程。

加工硬化是一种非常重要的强化手段，可以提高金属的强度；有利于金属进行均匀变形；保证零件或构件工作的安全性。

4.织构现象：当金属塑性变形量很大时，各晶粒的位向将大体趋于一致，这种现象称为织构现象。各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向，称为丝织构；各晶粒的一定晶面平行于轧制面、各晶粒的一定晶向平行于轧制方向，称之为板织构。织构会使材料出现明显的各向异性，大多数情况是不利的。

5.残余内应力：所谓内应力，是指消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。机械加工和强化工艺都能引起残余应力，如冷拉、弯曲、切削加工、滚压等。

第一类,表层或心部不均匀的变形造成的宏观内应力; 第二类,相邻晶粒之间或晶内之间变形不均匀造成的微观内应力; 第三类,晶格缺陷附近的晶格畸变则叫做晶格畸变应力，也是最主要的残余内应力。

6.残余内应力的危害及应对：残余应力会引起物体缓慢变形,导致物体尺寸的改变, 铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂,同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性。金属塑性变形之后，通常进行退火处理。

7.金属塑性变形后，需要进行加热处理（退火）高原子的活动能力，使金属从不稳定状态向稳定状态转变。这变化大致的分为三个阶段：

（1）回复：在加热温度较低时，由于点缺陷和位错的迁移引起的某些晶内变化称为回复；力学性能变化不大，但是能消除参与内应力，保留加工硬化的效果。

（2）再结晶：提高到较高的温度，晶体内部新晶粒重新生核和成长，再结晶之后，只是晶粒的外形和位错密度发生了变化，没有发生相变。通过再结晶，金属的显微组织发生变化，强度和硬度发生显著降低，而塑性和韧性重新提高，加工硬化消除。

影响再结晶温度的因素：金属的预先变形程度越大，再结晶温度越低；降低金属纯度可显著提高再结晶温度。

（3）晶粒长大：再结晶完成后，若继续升高温度或过分地延长加热时间，金属的晶粒便会继续长大。得到异常粗大的晶粒，会使材料的力学性能下降。

8.热加工与冷加工的区别：从金属学的观点来看，冷加工和热加工的分区是从金属的再结晶温度来划分的。在再结晶温度以上的加工变形即为热加工，在再结晶温度以下的加工变形则属于冷加工。热加工易发生表面氧化，产品表面光洁及尺寸精度较差，所以热加工主要用于截面尺寸较大、变形量较大的金属制品等，冷加工适用于截面尺寸较小，加工尺寸及表面光洁度要求较高的金属。

1.合金：通过熔炼、烧结或其他方法，将一种金属和另一种或几种其他元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质称为合金。

2.组元：组成合金的最基本的、能够独立存在的物质叫做组元。

3.相：体系中具有相同的物理和化学性质、并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称之为相。

4.固溶体：当合金由液态结晶为固态时，组成元素间会像合金溶液那样相互溶解，形成一种在某种元素的晶格结构中包含有其他元素原子的新相，称为固溶体。其中。前一种元素含量较多称为溶剂，后一种元素含量较少称为溶质。

5.固溶强化：融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，强度、硬度提高的现象。

6.金属化合物：金属化合物，是指合金中的两个元素，按一定的原子数量之比相互化合，而形成的具有与这两元素完全不同类型晶格的化合物。金属化合物晶格一般比较复杂。通常它们具有高的硬度、熔点和脆性，因此，不能直接使用。

7.枝晶偏析：枝晶偏析指固溶体晶粒内部化学成分的不均匀现象。在快冷条件下，液态合金按树枝状方式结晶时，由于原子在固相中扩散均匀的过程进行的很慢，致使先析出枝晶与后析出的枝晶处出现间隙，最后获得化学成分不均匀的枝晶。

1.碳钢中存在的杂质：碳钢中，除了铁、碳两种元素外，还有少量锰硅硫磷氧氮等杂质元素。

锰、硅一般为有益元素。锰可以发生强化作用，减轻硫的有害作用。硅大部分溶于铁素体中，使铁素体强化，提高钢的强度。硫为有害杂质，热加工时，导致钢的开裂。磷为有害杂质，室温下钢的塑性和韧性急剧下降。氧氮氢为有害元素，使强度和塑性下降。

2.碳钢的分类：

（1）按照含碳量高低：低碳钢（