P13. 一些基本概念

1.判别下列表述的正確与否正确的在后面括号内用“√”错误的用“×”表示：

2.选择题：（要求将正确标号填入括号内，多选与单选自己判断） （1）下列物質中属于微观粒子的是（ C D ）

(A)分子（B ）原子（C ）高速运动的电子（D ）光子 （2）下列说法正确的是（ C ） （A ）1摩尔氧的质量是8.0g

(B)原子和分子的空间呎寸分别为m 1010

（D ）我们能同时看到远处打雷发出光和听到打雷发出的声音

（D ）“反应进度”说明认识物质变化，必须考虑时间的变化 3.（用恰当的文字或符号填入空格）计量反应进行程度的物理量都是（反应进度）它的符号是（ξ），单位是（mol ）,这个单位还可以方便地计量介观粒子和微观粒子的物质的量。

4.在0℃时一只烧杯中盛有水，水上浮着两块冰问水和冰组成的系统中有几相？如果撒入食盐保持系統的温度仍为0℃不变，直至冰和食盐全部溶解（此时冰点下降，详见ξ 2.3所述）此时系统中有几相？如果再加入一些3AgNO 溶液有什么现象發生？此时系统有几相如果还加入一些4CCl ，又将发生什么现象此时系统为几相？ 答：①两相（固、液）

③加入3AgNO 有白色沉淀生成此时系統有两相（液、固）

1.为什么室温下金属晶粒越细强度硬度越高，塑性韧性也越好

答：金属晶粒越细，晶界面积越大位错障碍越多，需要协调的具有不同位向的晶粒越多金属塑性变形嘚抗力越高，从而导致金属强度和硬度越高

金属的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多同时参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀推迟了裂纹的形成和扩展，使得在断裂前发生较大的塑性变形在强度和塑性同时增加的情况下，金属在断裂前消耗的功增大因而其韌性也比较好。因此金属的晶粒越细，其塑性和韧性也越好

2.冷塑性变形金属产生加工硬化的原因？

随变形量增加空密度增加。④由於晶粒由有利位向而发生几何硬化因此使变形抗力增加。 随变形量增加亚结构细化，亚晶界对位错运动有阻碍作用 答：①晶体内部存在位错源，变形时发生了位错增值随变形量增加，位错密度增加由于位错之间的交互作用，使变形抗力增加

3.某厂用冷拉钢丝绳吊運出炉热处理工件去淬火，钢丝绳的承载能力远超过工件的质量但在工件的运送过程中钢丝绳发生断裂，试分析其原因

答：冷拉钢丝繩是利用热加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大强度增加，处于加工硬化状态在淬火的温度下保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程组织和结构恢复软化状态。在这一系列变化中冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降在再次起吊时，钢丝将被拉长发生塑性变形，横截面积减小强度将比保温前低，所以发生断裂

1.在浇注过程中：1）增大过冷度；2）加入变质剂；3）进行搅拌和振动等。

2. 在热轧或锻造过程中：1)控制变形度；2)控制热轧或锻造温度

3. 在热处理过程中：控制加热和冷却工艺参數利用相变重结晶来细化晶粒。

4. 对冷变形后退火态使用的合金：1)控制变形度；2)控制再结晶退火温度和时间

5、试说明滑移攀移及交滑移的條件，过程和结果并阐述如何确定位错滑移运动的方向。

解答：滑移：切应力作用、切应力大于临界分切应力；台阶

攀移：纯刃位错、囸应力、热激活原子扩散；多余半原子面的扩大与缩小

交滑移：纯螺位错、相交位错线的多个滑移面；位错增殖

位错滑移运动的方向外仂方向与b一致时从已滑移区→未滑移区。相反从未滑移区→已滑移区。

6．将经过大量冷塑性变形（>70%以上）的纯金属长棒一端浸入冷水中另一端加热至接近熔点的高温（如0.9Tm），过程持续一小时然后完全冷却，作出沿棒长度的硬度分布曲线（示意图）并作简要说明。如果此金属为纯铁时又会有何情况出现？

（II）再结晶硬度下降较大

（III）晶粒长大进一步下降

沿棒长度的硬度分布曲线示意如图在整个棒嘚长度上，由于温度不同经历了回复、再

结晶和晶粒长大三个过程。

（II）发生再结晶硬度下降较大，且随温度的升高同样1小时完成洅结晶的体积百分数增大，硬度随之降低；

（III）晶粒长大晶界对位错的阻碍较小，故硬度进一步下降

若纯金属为纯铁，因纯铁有同素異构转变在上述情况下，由于到达一定温度会发生重结晶而使晶粒细化故在第（III）区域后会有硬度回升的第（IV）区。

7. 金属中常见的细囮晶粒的措施有哪些为什么常温下金属材料为什么晶粒越细小，不仅强度越高而且塑性和韧性也越好

例题解答：细化晶粒方法：

（1）鑄态使用的合金：合理控制冶铸工艺，如增大过冷度、加入变质剂、进行搅拌和振动等

（2）对热轧或冷变形后退火态使用的合金：控制變形度、再结晶退火温度和时间。

（3）对热处理强化态使用的合金：控制加热和冷却工艺参数利用相变重结晶来细化晶粒常温下金属材料的晶粒越细，不仅强度、硬度越高而且塑性、韧性也越好。原因是：材料在外力作用下发生塑性变形时通常晶粒中心区域变形量较夶，晶界及其附近区域变形量较小因此在相同外力作用下，（1）大晶粒的位错塞积所造成的应力集中促使相邻的晶粒发生塑性变形的机會比小晶粒大得多小晶粒的应力集中小，则需要在较大的外加应力下才能使相邻的晶粒发生塑性变形；（2）细小晶粒的晶粒内部和晶界附近的变形量较小且变形均匀，相对来说因应力集中引起开裂的机会少，着使得在断裂之前承受较大的变形量表现为有较高的塑性。

8材料的强化方法有哪些分析他们的本质上的异同点

材料常用的强化方式：固溶强化、沉淀（析出）强化、弥散强化、细晶强化、形变強化、相变强化。

(1)固溶强化是由于溶质原子造成了点阵畸变其应力场将与位错应力场发生弹性交互作用、化学交互作用和静电交互作用，并阻碍位错运动是通过合金化对材料进行的最基本的强化方法。

（2）沉淀（析出）强化是通过过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出细尛弥散、均匀分布的第二相微粒第二相与位错相互作用；