【材料科学基础】必考知识点第八章
《材料科学基础》复习大纲(08级)
《材料科学基础》总结及重点第一章 材料的结构与键合1、金属键、离子键、共价键、分子键（范德华力）、氢键的特点，并解释材料的一些性能特点。
2、原子间的结合键对材料性能的影响。
用金属键的特征解释金属材料的性能—①良好的延展性；②良好的导电、导热性；③具有金属光泽。
3、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别。
本章重要知识点： 1. 金属键、离子键、共价键、分子键、氢键的特点。
第二章 固体结构1、晶体与非晶体（在原子排列上的区别）2、空间点阵、晶格、晶胞及选取晶胞的的原则、七大晶系及各自的特点，布拉菲点阵（14种） 、晶格常数、晶胞原子数。
3、晶面指数、晶面族、晶向指数、晶向族、晶带和晶带定理、晶面间距、配位数、致密度、八面体间隙、四面体间隙。
各向同性与各向异性、实际晶体的伪各向异性、同素异构转变（重结晶、多晶型性转变） 。
（1）指数相同的晶向.和晶面必然垂直。
如[111]⊥（111）（2）当一晶向[uvw]位于或平行某一晶面（hkl ）时，则必然满足晶带定理：h ·w+k ·v+l ·w =04、能绘出三维的体心、面心立方和密排六方晶胞，根据原子半径计算出金属的体心和面心立方晶胞的晶胞常数。
三种典型晶体结构的特征（包括：晶胞形状、晶格常数、晶胞原子数、原子半径、配位数、致密度、各类间隙尺寸与个数，最密排面（滑移面）和最密排方向的指数与个数，滑移系数目等）；即：bcc 、fcc 、hcp 的晶格特征及变形能力（结合塑性变形一章的内容你必须知道常用金属材料的滑移面与滑移系的指数）。
给画出晶胞指出滑移面和滑移方向。
能标注和会求上述三种晶胞的晶向和晶面指数。
晶向和晶面指数的一些规律。
求晶面间距d （hkl ）、晶面夹角。
5、晶面间距：d （hkl ） 的求法：（1）立方晶系：222)(l k h ad hkl ++= （2）正交晶系：222)(1⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=c l b k a h d hkl （3）六方晶系：2222)()(341⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=c l a k hk h d hkl （4）四方晶系：2222)()/(/)(1c l a k h d hkl ++=以上公式仅适用于简单晶胞，复杂晶胞要考虑其晶面层数的增加。
材料科学基础考研知识点总结
材料科学基础考研知识点总结第一章原子结构和键合1.原子键合●金属键●离子键●共价键●氢键●范德华力：静电力诱导力色散力第二章固体结构1.晶体学基础●空间点阵和晶胞●七个晶系14种点阵2.金属的晶体结构●晶体结构和空间点阵的区别3.合金的相结构●晶相指数和晶面指数●晶向指数●晶面指数●六方晶系指数●晶带●晶面间距●晶体的对称性●宏观对称元素●极射投影●金属的晶体结构●三种典型的金属的晶体结构●多晶型性●置换固溶体●间隙固溶体●固溶体的围观不均匀性●影响固溶度的主要因素●固溶体的性质●中间相●正常价化合物●电子化合物●与原子尺寸因素相关的化合物●超结构（有序固溶体）4.常见离子晶体结构●离子晶体配位规则（鲍林规则）●负离子配位多面体规则（引入临界离子半径比值）●电价规则（整体不显电性）●负离子多面体共顶，棱和面规则（由于共用顶，棱和面间距下降，导致库仑力上升，稳定性下降）●不同种类正离子配位多面体规则（能量越高区域越分散）●节约规则（【俄罗斯方块原理】）●典型离子晶体结构●AB型化合物【CsCl结构 NaCl结构 ZnS型结构】●AB2型化合物结构【CaF2 萤石 TiO2金红石型结构】●硅酸盐的晶体结构●孤岛状硅酸盐●组群状硅酸盐●链状硅酸盐●层状硅酸盐●架状硅酸盐5.共价晶体结构第三章晶体中的缺陷1.点缺陷●点缺陷形成●点缺陷的平衡浓度2.位错●刃型位错●螺型位错●混合位错●伯氏矢量●位错运动●位错弹性性质（认识）●位错生成与增值●实际位错中伯氏矢量3.面缺陷●外表面与内表面（了解）●晶界和亚晶界●晶界的特性●孪晶界●相界第四章固体中的扩散1.扩散的表象理论●菲克第一定律●菲克第二定律●扩散方程●置换固溶体扩散（柯肯达尔效应）2.扩散热力学●扩散的热力学分析（上坡扩散）3.扩散的微观理论与机制●扩散机制●晶界扩散及表面扩散●扩散系数4.扩散激活能5.影响扩散的因素●温度●晶体结构●晶体缺陷●化学成分●应力作用6.反应扩散7.离子晶体中的扩散第五章材料的变形1.弹性变形●弹性的不完整性●包申格效应●弹性后效●弹性滞后2.黏弹性变形3.塑性变形●单晶体塑性变形●滑移●孪生●扭折●多晶体的塑性变形●晶粒取向的影响●晶界的影响●合金的塑性变形●单相固溶体塑性变形●影响因素●曲服现象●应变实效●多相合金的塑性变形●弥散分布型合金的塑性变形●塑性变形对组织性能影响●显微组织变化●亚结构变化●性能变化●形变织构●残余应力4.回复与再结晶●冷变形金属在加热时组织与性能的变化●回复●再结晶●晶粒的长大5.热加工●动态回复●动态再结晶●蠕变●超塑性第六章凝固1.相平衡和相率●吉布斯相律2.纯晶体的凝固●液态结构●晶体凝固的热力学条件●形核●晶粒长大●结晶动力学及凝固组织●凝固理论应用3.合金的凝固●正常凝固●区域熔炼●合金成分过冷4.铸锭组织与凝固技术●铸锭的宏观组织●铸锭的缺陷第七章相图1.二元相图基础●2.二元相图●匀晶相图●共晶相图●包晶相图●铁碳相图3.三元相图基●基本特点●表示方法●杠杠定律及重心定律第八章材料的亚稳态1.纳米材料2.准晶3.非晶态4.固态相变形成亚稳相●固体相变形成的亚稳相●固溶体脱溶分解产物●脱熔转变●连续脱溶●不连续脱溶●脱溶过程亚稳相●脱溶分解对性能影响●马氏体转变●特征●形态●贝氏体转变●钢中贝氏体转变特征●贝氏体转变的基本特征。
材料科学基础基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞图1－6（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
材料科学基础 西交版第八章-2
表明在一定条件下，
临界分切应力确为常数。
一、施密特定律
τ c = σ s· cosφ· cosλ Ω值越大，σs越小，越有利于滑移。 当滑移面法线方向、滑移方向与外力轴三者共 处一个平面， 则φ=45º 时，cosφcosλ=1/2 ，此取向最有利 于滑移，即以最小的拉应力就能达到滑移所 需的分切应力，称此取向为软取向。 当 外 力 与 滑 移 面 平 行 或 垂 直 时 （ φ=90º或 φ=0º ），则σs→∞，晶体无法滑移，称此 取向为硬取向。 Ω对σs的影响在密排六方结构中最为明显。 也适用于面心立方金属.
三、形变织构
1、转动： 塑性变形时，晶体必须发生转动。 2、形变织构： (1)转动使每个晶粒的某一取向， 都转动到力轴方向上来，此称择优取向。 (2)择优取向的多晶体取向结构，称为织构。 (3)当晶体中的塑性变形量较大时，形成形变织构。 3、形变织构形态： 依材料的加工方式不同，形变织构有两种形态： (1)其一为丝织构， 即拉拔时，各晶粒中的某一方向都趋于平行拉拔方向； 用与拉拔轴平行的晶向指数[uvw]来表示； (2)另一种织构为轧制时形成的板织构． 即在板材轧制时， 各晶粒中的某一指数晶面均趋于平行轧制面， 各晶粒中的某一指数晶向均趋于平行轧制方向， 用该晶面指数(hkl)和晶向指数[uvw]表示板织构。
材料科学基础
材料与化工学院
§8.4
单晶体的塑性变形
一、施密特定律
二、单滑移、多滑移和交滑移
一、施密特定律
F在那个滑移系上的分切应力存在一 临界值. 一旦达到临界值(最大)， 那个滑移系一般首先开始动作。
一、施密特定律
滑移面的面积 S'= A/cosφ 外力在滑移方向S上的分力为 F'= F· cosλ 滑移方向上的分切应力： τ= F'/S' = F· cosλ/(A/cosφ) = F/A· (cosφcosλ) = σ· cosφ· cosλ 当σ=σs时， 晶体产生屈服，塑性变形开始。 τ c = σ s· cosφ· cosλ 此式即为滑移的临界分切应力定律。 cosφcosλ为取向(施密特)因子(Ω) F
材料科学基础第8章习题答案
第8章 习题答案8.2 什么叫相变？按照相变机理来划分，可分为哪些相变？相变：随自由能变化而发生的相结构的变化。
按相变机理可分为：成核-生长机理、连续型相变、马氏体相变、有序-无序转变。
8.10为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变? 什么情况下需过冷，什么情况下需过热，试证明之。
解：由热力学可知，在等温、等压下有：G H T S ∆=∆-∆在平衡条件下，0G ∆=，则有00H T S ∆-∆=，0/S H T ∆=∆式中： 0T 是相变的平衡温度；H ∆为相变热。
若在任意温度T 的不平衡条件下，则有0G H T S ∆=∆-∆≠若H ∆与S ∆不随温度而变化，将上式代入上式得：0000/T T T G H T H T H H T T -∆∆=∆-∆=∆=∆ 可见，相变过程要自发进行，必须有0G ∆<，则0/0H T T ∆∆<。
若相变过程放热（如凝聚、结晶等）0H ∆<。
要使0G ∆<，必须有0T ∆>，00T T T ∆=->，即0T T >，这表明系统必须“过冷”。
若相变过程吸热（如蒸发、熔融等）0H ∆>，要满足0G ∆<这一条件则必须0T ∆<，即0T T <，这表明系统要自发相变则必须“过热”。
8.13 铁的原子量为55.84 ，密度为 7.32 克 /cm 3，熔点为 1593 ℃，熔化热为 11495 J/mol ，固液界面能为 2.04×10-5 J/cm 2，试求在过冷度为 10 ℃、 100 ℃时的临界晶核大小并估计这些晶核分别由多少个晶胞所组成（已知铁为体心立方晶格，晶格常数a =3.05 nm)解: 当过冷度为10℃时337.311495108.0555.841866m V m H Tg cm J mol G J cm MT g mol ρ∆∆-⨯∆==⨯=-℃℃ 52*6322 2.0410 5.110518.05LS V r J cm r cm nm G J cm--⨯⨯=-=-=⨯=∆- 晶核体积：()3*143V r π= 晶胞体积：32V a = 因此，晶胞个数：()()3*373344 3.145133 1.95100.305r n a π⨯⨯===⨯个 当过冷度为100℃时 337.31149510080.555.841866m V m H Tg cm J mol G J cm MT g mol ρ∆∆-⨯∆==⨯=-℃℃ 52*7322 2.0410 5.110 5.180.5LS V r J cm r cm nm G J cm--⨯⨯=-=-=⨯=∆- 因此，晶胞个数：()()()33*43344 3.14 5.133 1.95100.305r n a π⨯⨯===⨯个 8.14 熔体析晶过程在 1000 ℃时，单位体积自由焓变化418 J/cm 3 ；在 900 ℃时是 2090 J/cm 3 。
8 《材料科学基础》第八章 材料制备中的固态反应.
的定量关系
M (S)
1 2
O2(
g
)
MO(S )
MO
O2
M
C0 C
前提： 稳定扩散 过程： 1、 M－O2界面反应生成MO；
2、 O2通过产物层(MO)扩散到新界面； 3、 继续反应，MO层增厚
根据化学动力学一般原理和扩散第一定律，
VR＝KC
VD＝D(ddCx
)
x
＝
D(C0－C)
(1) 固体间可以直接反应，g或L没有或不起重要作用；
(2) 固相反应开始温度常远低于反应物的熔点或系统低共熔点温度；此温度 与反应物内部开始呈现明显扩散作用的温度一致，称为泰曼温度 或烧结 开始温度
(3) 当反应物之一有晶型转变时，则转变温度通常是反应开始明显的温度 － －－海德华定律 Hedvall’s Law
.t
KKt
1
dG K
dt
K
(1 G)3
1
1 (1 G)3
金斯特林格积分方程 金斯特林格微分方程
讨论： (1) 适用更大的反应程度； 由金斯特林格方程拟合实验结果，G由0.2460.616, FK(G)～t，有很好的线性关系，KK=1.83; 由杨德尔方程知FJ(G)～t线性关系很差，KJ由1.81增加到2.25
影响固相反应速度的因素：
（1）化学反应本身； （2）反应新相晶格缺陷调整速率 （3）晶粒生长速率； （4）反应体系中物质和能量输送速率
三、固相反应的步骤
几个过程：
（1）反应物之间的混合接触并产生表面效应； A
B
（2）化学反应和新相形成，并形成产物层；
A
B
（3）反应物质点通过产物层相互扩散使反应向颗粒内部进行
材料科学基础重点知识
第5章 纯金属的凝固1、金属结晶的必要条件：过冷度-理论结晶温度与实际结晶温度的差；结构起伏-大小不一的近程有序排列的此起彼伏；能量起伏-温度不变时原子的平均能量一定，但原子的热振动能量高低起伏的现象；成分起伏-材料内微区中因原子的热运动引起瞬时偏离熔液的平均成分，出现此起彼伏的现象。
结晶过程：形核和长大过程交替重叠在一起进行2、过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。
从热力学看，没有过冷度结晶就没有趋动力。
根据T R k ∆∝1可知当过冷度T ∆=0时临界晶核半径R *为无穷大，临界形核功（21T G ∆∝∆）也为无穷大，无法形核，所以液态金属不能结晶。
晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。
孕育期：过冷至实际结晶温度，晶核并未立即产生，结晶开始前的这段停留时间3、均匀形核和非均匀形核均匀形核：以液态金属本身具有的能够稳定存在的晶胚为结晶核心直接成核的过程。
非均匀形核：液态金属原子依附于固态杂质颗粒上形核的方式。
临界晶核半径：ΔG 达到最大值时的晶核半径r *=-2γ/ΔGv 物理意义：r<rc 时， ΔGs 占优势，故ΔG>0，晶核不能自动形成。
r>rc 时， ΔGv 占优势，故ΔG<0，晶核可以自动形成，并可以稳定生长。
临界形核功：ΔGv *=16πγ3/3ΔGv 3 形核率：在单位时间单位体积母相中形成的晶核数目。
受形核功因子和原子扩散机率因子控制。
4、正的温度梯度：靠近型壁处温度最低，凝固最早发生，越靠近熔液中心温度越高。
在凝固结晶前沿的过冷度随离界面距离的增加而减小。
纯金属结晶平面生长。
负的温度梯度：过冷度随离界面距离的增加而增加。
纯金属结晶树枝状生长。
5、光滑界面即小平面界面：液固两相截然分开，固相表面为基本完整的原子密排面，微观上看界面光滑，宏观上看由不同位向的小平面组成故呈折线状的界面。
粗糙界面即非小平面界面：固液两相间界面微观上看高低不平，存在很薄的过渡层，故从宏观上看界面反而平直，不出现曲折小平面的界面。
【材料科学基础】必考知识点第八章
2020届材料科学基础期末必考知识点总结第八章回复与再结晶第一节冷变形金属在加热时的组织与性能变化一回复与再结晶回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消除的过程。
二显微组织变化（示意图）回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化；再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。
晶粒长大阶段：晶界移动、晶粒粗化，达到相对稳定的形状和尺寸。
三性能变化1 力学性能（示意图）回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有提高。
再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性明显提高。
晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性继续提高，粗化严重时下降。
2 物理性能密度：在回复阶段变化不大，在再结晶阶段急剧升高；电阻：电阻在回复阶段可明显下降。
四储存能变化（示意图）1 储存能：存在于冷变形金属内部的一小部分（～10％）变形功。
弹性应变能（3～12％）2 存在形式位错（80～90％）点缺陷是回复与再结晶的驱动力3储存能的释放：原子活动能力提高，迁移至平衡位置，储存能得以释放。
五内应力变化回复阶段：大部分或全部消除第一类内应力，部分消除第二、三类内应力；再结晶阶段：内应力可完全消除。
第二节回复一回复动力学（示意图）1 加工硬化残留率与退火温度和时间的关系ln(x0/x)=c0t exp(-Q/RT)x0 –原始加工硬化残留率；x－退火时加工硬化残留率；c0－比例常数；t－加热时间；T－加热温度。
2 动力学曲线特点（1）没有孕育期；（2）开始变化快，随后变慢；（3）长时间处理后，性能趋于一平衡值。
二回复机理移至晶界、位错处1 低温回复：点缺陷运动空位＋间隙原子缺陷密度降低（0.1~0.2Tm）空位聚集（空位群、对）异号位错相遇而抵销2 中温回复：位错滑移位错缠结重新排列位错密度降低（0.2~0.3Tm）亚晶粒长大3 高温回复：位错攀移（＋滑移）位错垂直排列（亚晶界）多边化（亚（0.3~0.5Tm）晶粒）弹性畸变能降低。
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2020届材料科学基础期末必考知识点总结
豆
第八章回复与再结晶
第一节冷变形金属在加热时的组织与性能变化
一回复与再结晶
回复：冷变形金属在低温加热时，具显微组织无可见变化，但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消除的过程。
二显微组织变化（示意图）
回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化；
再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。
晶粒长大阶段：晶界移动、晶粒粗化，达到相对稳定的形状和尺
三性能变化
1力学性能（示意图）
回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有提高。
再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性明显提高。
晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性继续提高，粗化严重时下降。
2物理性能
密度：在回复阶段变化不大，在再结晶阶段急剧升高；
电阻：电阻在回复阶段可明显下降。
四储存能变化(示意图)
1储存能：存在于冷变形金属内部的一小部分(〜10%)变形功。
「弹性应变能(3〜12%)
2存在形式J位错(80〜90%) 1
I点缺陷j 是回复与再结晶的驱动力
3储存能的释放：原子活动能力提高，迁移至平衡位置，储存能得以释放。
五内应力变化
回复阶段：大部分或全部消除第一类内应力，部分消除第二、三类内应力；
再结晶阶段：内应力可完全消除。
第二节回复
一回复动力学(示意图)
1加工硬化残留率与退火温度和时间的关系
ln(x o/x)=C o texp(-Q/RT)
x o原始加工硬化残留率；
X—退火时加工硬化残留率；
C0一比例常数；
t—加热时间；
T—加热温度。
2动力学曲线特点
(1)没有孕育期；
(2)开始变化快，随后变慢；
(3)长时间处理后，性能趋于一平衡值。
3高温回复：位错攀移（+滑移）f 位错垂直排列（亚晶界）+多边化（亚
（0.3~0.5Tm ）晶粒）一►弹性畸变能降低。
三回复退火的应用
去应力退火：降低应力（保持加工硬化效果），防止工件变形、开 裂，提高耐蚀性。
第三节再结晶
j 亚晶合并形核
「亚晶长大形核机制 主晶界移动形核（吞并其它亚晶或变形部分）
1形核 < （变形量较大时）
品界凸出形核（晶界弓出形核，凸向亚晶粒小的方向）
（变形量较小时）
T ｛驱动力：畸变能差
方式：晶核向畸变晶粒扩展，直至新晶粒相互接触
注：再结晶不是相变过程。
二再结晶动力学(示意图)
(1)再结晶速度与温度的关系
v 再 = Aexp(-Q R /RD
回复机理
1低温回复：点缺陷运动
（0.1~0.2Tm ） 移至晶界、位错处
空位+间隙原子 工 缺陷密度降低 ■空位聚集（空位群、对）:
2中温回复：位错滑移
（0.2~0.3Tm ） 异号位错相遇而抵销 J 位错缠结重新排列 I 亚晶粒长大 位错密度降低
2长大
(2)规律
开始时再结晶速度很小，在体积分数为0.5时最大，然后减
慢。
三再结晶温度
1再结晶温度：经严重冷变形(变形量>70%)的金属或合金，在
1h内能够完成再结晶的(再结晶体积分数>95%)最低温度。
高纯金属：T 再= (0.25~0.35)Tm。
2经验公式工业纯金属：T再= (0.35~0.45)Tm。
合金：T 再= (0.4~0.9)Tm。
注：再结晶退火温度一般比上述温度高100〜200c。
r变形量越大，驱动力越大，再结晶温度越低；
3影响因素 [纯度越高，再结晶温度越低；
加热速度太低或太高，再结晶温度提高。
四影响再结晶的因素
1退火温度。
温度越高，再结晶速度越大。
2变形量。
变形量越大，再结晶温度越低；随变形量增大，再结晶温度趋于稳定；变形量低于一定值，再结晶不能进行。
3原始晶粒尺寸。
晶粒越小，驱动力越大；晶界越多，有利于形核。
4微量溶质元素。
阻碍位错和晶界的运动，不利于再结晶。
5第二分散相。
间距和直径都较大时，提高畸变能，并可作为形核核心，促进再结晶；直径和间距很小时，提高畸变能，但阻碍晶界迁移，阻碍再结晶。
五再结晶晶粒大小的控制(晶粒大小一变形量关系图) 再结晶晶粒的平均直径
d=k[G/N] 1/4
1变形量(图)。
存在临界变形量，生产中应避免临界变形量。
2原始晶粒尺寸。
晶粒越小，驱动力越大，形核位置越多，使晶粒细化。
3合金元素和杂质。
增加储存能，阻碍晶界移动，有利于晶粒细化。
4温度。
变形温度越高，回复程度越大，储存能减小，晶粒粗化; 退火温
度越高，临界变形度越小，晶粒粗大。
六再结晶的应用
［恢复变形能力
J改善显微组织
再结晶退火|消除各向异性
L提高组织稳定性
再结晶温度：T再+ 100〜200c。
第四节晶粒长大
驱动力：界面能差；
长大方式：正常长大；异常长大(二次再结晶)
一晶粒的正常长大
1正常长大：再结晶后的晶粒均匀连续的长大。
2驱动力：界面能差。
界面能越大，曲率半径越小，驱动力越大。
L晶界趋于平直
3晶粒的稳定形状；晶界夹角趋于120c
二维坐标中晶粒边数趋于6 4影响晶粒长大的因素
(1)温度。
温度越高，晶界易迁移，晶粒易粗化。
(2)分散相粒子。
阻碍晶界迁移，降低晶粒长大速率。
一般有晶粒
稳定尺寸d和第二相质点半径r、体积分数的关系：
d=4r/3
(3)杂质与合金元素。
降低界面能，不利于晶界移动。
(4)晶粒位向差。
小角度晶界的界面能小于大角度晶界，因而前
者的移动速率低于后者。
二晶粒的异常长大
1异常长大：少数再结晶晶粒的急剧长大现象。
钉扎晶界的第二相溶于基体
2机制再结晶织构中位向一致晶粒的合并
大晶粒吞并小晶粒］各向异性
织构明显（优化磁导率
3对组织和性能的影响J 晶粒大小不均一性能不均
' J降低强度和塑韧性
I晶粒粗大1提高表面粗糙度
三再结晶退火的组织
1再结晶图。
退火温度、变形量与晶粒大小的关系图。
（图）
2再结晶织构。
再结晶退火后形成的织构。
退火可将形变织构消除，也可形成新织构。
3退火李晶。
再结晶退火后出现的李晶。
是由于再结晶过程中因晶界迁移出现层错形成的。
第五节金属的热变形
一动态回复与动态再结晶
1动态回复：在塑变过程中发生的回复。
2动态再结晶：在塑变过程中发生的再结晶。
J包含亚晶粒，位错密度较高特点I反复形核，有限长大，晶粒较细应用：采用低的变形终止温度、大的最终变形量、快的冷却速度可获得细小晶粒。
二金属的热加工
冷加工：在再结晶温度以下的加工过程
I发生加工硬化。
1加工的分类热加工：在再结晶温度以上的加工过程
硬化、回复、再结晶。
2热加工温度：T再＜T热加工＜T固一100〜200c。
3热加工后的组织与性能
（ 1）改善铸锭组织。
气泡焊合、破碎碳化物、细化晶粒、降低偏析。
提高强度、塑性、韧性。
（ 2）形成纤维组织（流线）。
组织：枝晶、偏析、夹杂物沿变形方向呈纤维状分布。
性能：各向异性。
沿流线方向塑性和韧性提高明显。
（ 3）形成带状组织
形成：两相合金变形或带状偏析被拉长。
影响：各向异性。
消除：避免在两相区变形、减少夹杂元素含量、采用高
温扩散退火或正火。
4热加工的优点
1）可持续大变形量加工。
2）动力消耗小。
3）提高材料质量和性能
三超塑性
1超塑性：某些材料在特定变形条件下呈现的特别大的延伸率。
2条件：晶粒细小、温度范围（0.5~0.65Tm）、应变速率小（1 0.01%/s）。
3本质：多数观点认为是由晶界的滑动和晶粒的转动所致。