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在学习材科基的过程中,经常会碰到一些易混淆点和易错点,这些知识点同时也是考试爱考的重难点。
今天甜姐带着大家梳理一下错误率比较高,或者容易混淆的一些知识点。希望对同学们专业课的复习有所帮助。
01
等轴晶和柱状晶
铸锭在凝固时由外向内依次由细晶区、柱状晶区和等轴晶区构成。你能答上来柱状晶和等轴晶的具体差别吗?
柱状晶的晶界平行排列,有利于提高高温下的蠕变抗力。而等轴晶区晶界面积大,杂质与缺陷分布均匀,所以性能比较平均。
02
间隙固溶体和间隙化合物
两者虽然都姓间隙,但是是两个完全不一样的概念。间隙固溶体通常指的是一种溶解现象,其中较小的原子溶解在较大原子构成的晶格中,形成单一的固溶体相。
间隙化合物则是一种特定的化合物,具有明确的化学式和结构,其中准金属原子填充在金属原子的间隙中,形成具有特定化学计量的化合物。用通俗的话来讲,固溶体仍然保持溶剂的晶格类型而间隙化合物形成了新相,晶格类型发生了变化。
考题考到这块一般是名词解释,别被间隙这两个字所迷惑,抓住化合物和固溶体各自的特点,问题也就迎刃而解。
03
位错应力场
螺型位错只有切应力分量,呈轴对称,而刃型位错有正应力和切应力分量,对称于半原子面。
一般来说考题想要考这块知识除了直接让你比较两者应力场的特点,也可能会通过问你两者所造成的畸变量的差别来引入。
这时候就要想到正应力是造成畸变的主要原因,刃位错的存在甚至会造成体积的变化,而螺位错的切应力主要造成的是原子间角度的变化,对体积的影响并不大。
04
宏观偏析
同学们在学到宏观偏析的时候,会有人将学微观偏析时所学习到的规律先入为主的代入进去,从而学习的很矛盾很痛苦。
提到偏析的概念时,一般会将凝固速度分为快慢两种情况来讨论。学习微观偏析时,凝固速度越快,偏析的也就越剧烈。而到宏观偏析时,快的冷速,其溶质浓度反而比较均匀。
觉得有点反直觉的同学应该是将缓慢冷速和平衡凝固之间划上了等号,需要澄清一下,这里宏观偏析所提到的缓慢冷速并不是平衡凝固的无限缓慢冷速。一般讨论宏观偏析时的几个冷却速度都是在非平衡凝固这个范围之内的。
搞清楚了这个条件,冷速和溶质浓度之间关系也就比较好记了。宏观偏析的三个冷速决定了液相中溶质的扩散能力。
在快冷的条件下,不仅是固态,液态中溶质的扩散也受到了抑制,所以凝固的时候除了凝固开始和结束这一小段时间内溶质浓度变化很大,大部分时间所析出的固态组织其溶质浓度都比较均匀。
图 1宏观偏析中溶质浓度变化与冷却速度的关系
05
调幅分解
调幅分解作为非形核相变和上坡扩散的典型案例是需要大家牢记的。考题经常会拿它和其他的固态相变进行比较。接下来,我来为大家梳理一下调幅分解的特点。
自发的脱溶过程,它不需形核,而是通过溶质原子的上坡扩散形成结构相同而成分不同的两个新相,以连续变化的溶质富集区与贫化区彼此交替地均匀分布于整体中。调幅分解的实质是溶质原子的上坡扩散。
特征:调幅分解前后的相结构相同、点阵常数不同、成分不同。没有形核过程,ΔG<0,生长通过扩散自发形成。
而其他的固态相变无一例外的都是需要形核的,并且都需要一定的驱动力来满足热力学条件来让相变进行下去。
06
冷变形和热变形
冷变形和热变形的主要区别在于变形的时候所处的温度是否达到了再结晶温度。而两者对组织性能的影响也是不同的。
冷变形:1.晶粒拉长,形成纤维组织
2.位错缠结形成亚晶
3.晶粒的位向趋于一致形成变形织构
热变形:1.改善晶粒组织
2.修复内部缺陷
3.形成纤维组织
主要抓住再结晶这个区别,就会比较好记。
07
不平衡结晶及其组织
①伪共晶:在非平衡凝固条件下,某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织,这种由非共晶成分得到得共晶组织称为伪共晶。
②不平衡共晶:靠近共晶线两端点外侧的合金,在不平衡凝固时所得到的少量共晶体。
③离异共晶:合金中形成共晶体的量很少时,共晶体中与先共晶相相同的相依附于先共晶相生长,将共晶体中的另一相孤立在先共晶相的晶界处。这种两相分离的共晶组织称为离异共晶。靠近共晶线两端点外侧(非平衡结晶)及内侧(平衡结晶)都可能得到离异共晶。
08
滑移系
晶体中滑移系越多越有利于塑性变形。密排六方仅有3个滑移系,自然塑性较差 。
那么滑移系同为12个的面心立方和体心立方又该怎么区分呢。
这时候就要看谁滑移面中的滑移方向更多,面心立方每个滑移面三个滑移方向,而体心立方仅有两个,故面心立方结构的塑性优于体心立方。
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