金属材料有哪些强化方法？并说明其强化机理。

题目

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第1题：

金属材料的强化机制有哪些，细晶强化的实质?

正确答案：机制：细晶强化、固溶强化、时效强化、弥散强化、形变强化；实质：增加晶界能同时提供塑性和强度。

第2题：

下列强化金属材料的方法中，（）既能使金属材料的强度增加，又能使材料的韧性增加。

A、细化晶粒
B、固溶处理
C、加工硬化
D、实效强化

正确答案:A

第3题：

合金元素对钢的强化机理有固溶强化、相变强化、细化强化和弥散强化,其中()的机理为钢中位错密度的增加使位错相互缠结和交割,从而阻止了位错运动。

A.固溶强化

B.相变强化

C.细化强化

D.弥散强化

正确答案：B

第4题：

请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理有何异同。

正确答案: （1）加工硬化：随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。原因：随变形量增加，位错密度增加，由于位错之间的交互作用（堆积、缠结），使得位错难以继续运动，从而使变形抗力增加。
（2）细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。因为晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀，使在断裂前发生较大的塑性变形。强度和塑性同时增加，金属在断裂前消耗的功也越大，因而其韧性也比较好。该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。
（3）弥散强化：当在晶内呈颗粒状弥散分布时，第二相颗粒越细，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑性、韧性略有下降，这种强化方法称弥散强化或沉淀强化。原因：由于硬的颗粒不易被切变，因而阻碍了位错的运动，提高了变形抗力。
（4）固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，称固溶强化。原因：由于溶质原子与位错相互作用的结果，溶质原子不仅使晶格发生畸变，而且易被吸附在位错附近形成柯氏气团，使位错被钉扎住，位错要脱钉，则必须增加外力，从而使变形抗力提高。包括弹性交互作用（柯氏气团）、电交互作用（玲木气团）和化学交互作用。
（5）复相强化：由于第二相的相对含量与基体于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。

第5题：

金属材料的强化机制有哪几种？它们的强化原理分别是什么？

正确答案:材料的强化机制主要有以下四种，分别为固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。
（一）固溶强化
由于固溶体中存在着溶质原子，便使其塑性变形抗力增加，强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降，这种现象称为固溶强化。
固溶强化的主要原因：一是溶质原子的溶入使固溶体的晶格发生畸变，对在滑移面上运动的位错有阻碍作用；二是在位错线上偏聚的溶质原子对位错的钉扎作用。
（二）细晶强化
一方面由于晶界的存在，使变形晶粒中的位错在晶界处受阻，每一晶粒中的滑移带也都终止在晶界附近；另一方面，由于各晶粒间存在着位向差，为了协调变形，要求每个晶粒必须进行多滑移，而多滑移必然要发生位错的相互交割，这两者均将大大提高金属材料的强度。显然，晶界越多，也即晶粒越细小，则其强化效果越显著，这种用细化晶粒增加晶界提高金属强度的方法称为晶界强化，也即细晶强化。
（三）位错强化
金属中的位错密度越高，则位错运动时越容易发生相互交割，形成割阶，造成位错缠结等位错运动的障碍，给继续塑性变形造成困难，从而提高金属的强度，这种用增加位错密度提高金属强度的方法称为位错强化。
（四）第二相强化
第二相粒子可以有效地阻碍位错运动，运动着的位错遇到滑移面上的第二相粒子时，或切过，或绕过，这样滑移变形才能继续进行。这一过程要消耗额外的能量，需要提高外加应力，所以造成强化。但是第二相粒子必须十分细小，粒子越弥散，其间距越小，则强化效果越好。这种有第二相粒子引起的强化作用称之为第二相强化。根据两者相互作用的方式有两种强化机制：弥散强化和沉淀强化。
绕过机制：基体与中间相的界面上存在点阵畸变和应力场，成为位错滑动的障碍。滑动位错遇到这种障碍变得弯曲，随切应力加大，位错弯曲程度加剧，并逐渐成为环状。由于两个颗粒间的位错线段符号相反，它们将断开，形成包围小颗粒的位错环。位错则越过颗粒继续向前滑动。随着位错不断绕过第二相颗粒，颗粒周围的位错环数逐渐增加，对后来的位错造成更大的阻力。
切过机制：位错与颗粒之间的阻力较小时，直接切过第二相颗粒，结果硬颗粒被切成上下两部分，并在切割面上产生位移，颗粒与基体间的界面面积增大，需要做功。并且，由于第二相与基体结构不同，位错扫过小颗粒必然引起局部原子错排，这也会增加位错运动的阻力，从而使金属强化。

第6题：

下列强化金属材料的方法中，（）既能使金属材料强度增加，又能使材料的韧性增加。

A、细化晶粒
B、固溶处理
C、加工硬化
D、实效强化

正确答案:A

第7题：

举例说明并解释正强化，负强化，惩罚。

正确答案: 强化：是一种操作，在反应之后呈现强化物，提高行为频率；
惩罚：呈现一个烟雾刺激或者取消一个愉快刺激，以降低一个反应发生的频率；
正强化：当有机体做出反应行为后，如果呈现一个令人愉快的刺激物，从而增加行为的出现；
负强化：有机体做出一个行为反应后，如果撤走一个让人厌恶的刺激物，同样使行为的频率增加。

第8题：

钢的固溶强化、沉淀强化和马氏体强化机理是什么?

参考答案：固溶强化——向钢或合金中加入合金元素使之溶入作为基体的固溶体(间隙固溶体、置换固溶体)，从而使钢或合金得以强化。固溶体的强化主要是通过添加合金元素增大基体晶格的畸变来使钢的强度得以提高。
沉淀强化——在耐热钢中加入能形成稳定碳化物的合金元素，在一定的条件下，使之从固溶体中析出细小的第二相，弥散地分布在基体上。这些细小而弥散的颗粒(质点)提高了钢的强度。另一方面，细小而弥散的第二相可细化晶粒，又在一定程度上改善了钢的韧性。
马氏体强化——钢经淬火而得到马氏体或经正火得到马氏体，然后通过回火得到组织稳定性高的回火马氏体，从而使钢的强度得以提高。

第9题：

提高金属材料强度的方法有：（）、（）、（）和弥散强化。不能进行热处理强化的材料，常采用（）方法提高其强度。

正确答案:细晶强化；固溶强化；加工硬化；加工硬化

第10题：

强化金属材料的基本方法有（）、（）、（）和（）。

正确答案:固溶强化；细晶强化；形变强化；热处理强化

金属材料有哪些强化方法？并说明其强化机理。

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