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上海大学材料学院考研资料 ：1456951836第 4 章（一）内容和习题 提示 在液体和气体中很容易感觉到扩散现象，如一滴蓝墨水滴入一杯清水中，逐渐地整杯 水都变成蓝色了，这是由于蓝墨水扩散的结果对于固体，扩散较难被感觉到但是，扩 散对于固体是非常重要的在学习过程中，可以借助于已经熟悉的液体和气体中的扩散现 象来理解固体中的扩散 扩散过程伴随有浓度的变化，若浓度不随扩散时间而变，则为稳态扩散，此时适用第 一定律用扩散第一定律可以分析相应的扩散过程若浓度随扩散时间而变，则为非稳态 扩散，此时适用第二定律，第二定律的不同解分别对应了不同的适用场合 本节课要求 1 理解固体中的扩散现象及其与原子运动的关系，掌握扩散的条件理解稳态扩散和非稳 态扩散的概念，掌握扩散第一适用的场合及其对相应的扩散过程进行分析的方法 2 学习 1、2 节，完成习题 1～3主要内容 第一节 扩散条件 第二节 扩散定律的描述，第二定律在渗碳中的应用， 第三节换位机制，空位机制，间隙机制，D = D0exp(-Q /RT)中参数的物理意义， 第四节柯肯达尔效应描述及其意义 第五节针对 D = D0exp(-Q /RT)说明影响扩散的因素第四章（二）内容和习题提示 扩散过程伴随有浓度的变化，若浓度不随扩散时间而变，则为稳态扩散，此时适用第 一定律。

用扩散第一定律可以分析相应的扩散过程若浓度随扩散时间而变，则为非稳态 扩散，此时适用第二定律，第二定律的不同解分别对应了不同的适用场合 本节课要求 1 了解扩散第二定律的描述，掌握扩散第二适用的场合及其对相应的扩散过程进行分析的 方法 2 学习 2 节，完成习题 4～5主要内容 第一节 扩散条件 第二节 扩散定律的描述，第二定律在渗碳中的应用， 第三节换位机制，空位机制，间隙机制，D = D0exp(-Q /RT)中参数的物理意义， 第四节柯肯达尔效应描述及其意义 第五节针对 D = D0exp(-Q /RT)说明影响扩散的因素第四章（三）内容和习题提示提示 扩散第二定律的误差函数解适用于渗碳过程，渗碳过程是指：将含碳量小于 0.2％的铁 碳合金，放入含碳量为 1％左右的富碳气氛中（也可以放入富碳的液体或固体中） ，加热到900℃左右，保温几个或十几个小时后，使合金的表面获得几个或几十个微米厚的含碳量为上海大学材料学院考研资料 ：14569518361％左右的富碳层，而心部的含碳量仍然是 0.2％汽车变速箱中的齿轮通常都经过渗碳处 理利用扩散第二定律可以有效地控制渗碳过程 扩散的本质是原子的迁移运动，原子如何从一位置移动到二位置，对于置换原子和间 隙原子来说是不同的，也就是它们的扩散机制是不同的。

本节课的要求 1 掌握几种重要的扩散机制的描述及其适用的对象，掌握扩散系数的概念及其表达式的物 理意义 2 学习 3 节，完成习题 6、7主要内容 第一节 扩散条件 第二节 扩散定律的描述，第二定律在渗碳中的应用， 第三节换位机制，空位机制，间隙机制，D = D0exp(-Q /RT)中参数的物理意义， 第四节柯肯达尔效应描述及其意义 第五节针对 D = D0exp(-Q /RT)说明影响扩散的因素第四章（四）内容和习题提示提示 柯肯达尔效应的提出，对于认识固体中原子的扩散机制是有重要意义的 温度、晶体结构和化学成分对扩散有重要的影响公式：D = D0exp(-Q /RT)反映了温度 （T） 、晶体结构和成分（D0和 Q）对扩散的影响本节课的要求 1 掌握柯肯达尔效应的描述，理解柯肯达尔效应的意义掌握温度和晶体结构对扩散的影 响 2 学习 4、5 节，完成习题 8～9主要内容 第一节 扩散条件 第二节 扩散定律的描述，第二定律在渗碳中的应用， 第三节换位机制，空位机制，间隙机制，D = D0exp(-Q /RT)中参数的物理意义， 第四节柯肯达尔效应描述及其意义 第五节针对 D = D0exp(-Q /RT)说明影响扩散的因素上海大学材料学院考研资料 ：1456951836第五章内容及习题（一）本节课提示本节课提示：1 匀晶转变是在液相中结晶出一个结构的固相，若在结晶过程中同时结晶出两种不同结构的固相，则这种转变叫共晶转变。

2 从液相中同时结晶出的两个固相，通常具有特定的组态形貌，用光学显微镜可以观察到它们的组态形貌，称为共晶组织组织与相是两个不同的概念，组织反映在光学显微镜中可以观察到的组态形貌，相是指结构，即原子排列方式3 随着温度的下降，在液相中将结晶出固相这种从液相中结晶出的固相一般称为一次相对于某些合金来说，随着温度的下降，在其固相中还会析出另一种不同结构的固相，新析出的固相称为二次相二次相的结构与其一次相的结构相同，但是，组织通常是不同的4 由一个液相和固相同时结晶出另一个固相的转变叫包晶转变，与共晶转变相类似，在包晶转变过程中，处于三相平衡本节课要求本节课要求1 掌握共晶转变、共晶相图、亚（过）共晶合金、共晶合金、先共晶相、二次析出相、共晶组织、伪共晶、不平衡共晶、离异共晶的概念，掌握具有共晶转变的二元合金的平衡结晶过程分析，平衡相和平衡组织的计算，了解不平衡冷却过程的组织变化规律，了解共晶形貌和初晶形貌的形成规律2 掌握包晶转变、包晶相图概念，掌握具有包晶转变的二元合金的平衡结晶过程分析，掌握平衡相和平衡组织的计算，了解包晶转变在实际生产中的应用3 完成习题 1～3第五章 内容及习题（二）本节课要求1 掌握 Fe-C 合金的相结构（铁素体，奥氏体，渗碳体）及其成分，掌握 Fe-C 合金的组织（铁素体，珠光体，莱氏体，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体）及其形貌和成分，掌握 Fe-C 合金的平衡结晶过程分析，平衡相、平衡组织及其相对量计算，了解 Fe-C 合金的成分与性能关系2 学习第九节，并完成习题 4～5。

第五章 内容及习题（三）上海大学材料学院考研资料 ：1456951836引言本次提示：本次提示：三元合金相图1 三元合金的相图是一个空间立体图，由底三角形和垂直底三角形的温度坐标组成2 通常使用等温截面和垂直截面来表示三元相图其中，等温截面反映了在该温度下的平衡情况，可以使用杠杆定律和重心法则垂直截面反映了合金的凝固过程中的相变化情况3 请同学们思考：三元合金，当处于三相平衡时，自由度为多少？此时的冷却曲线是否有平台？本节课要求1 掌握相平衡的公切线法则，理解自由能－成分曲线与简单二元相图的关系2 掌握三元合金相图中成分三角形及其成分的标注方法，掌握成分三角形中的特殊线的意义，掌握直线法则、杠杆定律、重心法则的含义和适用的场合，掌握匀晶相图平衡结晶过程分析（连接线方向、连接线走向） 3 掌握三元简单共晶相图中不同相区的位置，掌握二元共晶转变、三元共晶转变特点，掌握具有共晶转变的三元合金的平衡结晶过程的分析，了解其水平截面和垂直截面的不同形状4 学习第十节，并完成习题 7～10第五章 内容及习题（四）引言三元合金相图1 三元合金的相图是一个空间立体图，由底三角形和垂直底三角形的温度坐标组成。

2 通常使用等温截面和垂直截面来表示三元相图其中，等温截面反映了在该温度下的平衡情况，可以使用杠杆定律和重心法则垂直截面反映了合金的凝固过程中的相变化情况本节课要求1 掌握三元匀晶相图中水平截面、垂直截面的使用，掌握平衡相的计算，平衡冷却过程的分析方法3 学习第十节，并完成习题 18~20上海大学材料学院考研资料 ：1456951836第六章（一） 引言 1 从今天开始我们学习第六章，第六章主要学习金属的凝固过程及其对凝固后组织（晶粒 大小、形貌等）的影响整章内容包括：纯金属的凝固（2～6 节）和合金的凝固（7～9 节） 合金与纯金属相比，主要是增加了成分对凝固过程的影响，当在不平衡凝固时，成分的 影响尤其重要 2 所谓凝固，就是从液体中产生固体通常，固体是晶体，所以，凝固也叫结晶 3 液体和固体具有不同的结构（指原子排列） ，所以，从宏观上来看，凝固过程中发生的液 体到固体的转变是个突变过程，但是，从微观上来看，这一转变过程却是个渐变过程本节课要求： 1 了解液体金属结构的描述，掌握液体金属结构与固体金属结构的差异掌握过冷、过冷 度概念，理解结晶的基本过程了解凝固过程的热力学条件的描述。

2 掌握均匀形核、非均匀形核、临界形核半径、临界形核功、形核率的概念，掌握均匀形 核的热力学推导，理解形核过程的驱动力与阻力的含义，了解非均匀形核的热力学推导 3 学习第六章第一、二、三、四节，完成习题 1～5第六章 材料的塑性变形（二）重点与难点内容提要：材料体系的平衡相图与非平衡状态下的动力学规律是材料学家分析材料时手中最主要 的两个工具扩散是影响材料非平衡过程最重要的动力学因素之一对固体中扩散的认识 主要基于两方面的知识：扩散的宏观规律；扩散的微观机理由浓度差引起的扩散可以用菲克定律描述菲克定律的基础是扩散速率与浓度梯度成 正比且扩散与浓度梯度反向这一基本规律（菲克第一定律）；在引入质量守恒定律后，菲 克第一定律被推广应用于非稳态过程（菲克第二定律）扩散物质的扩散系数 D 是描述其 扩散能力的重要参数在发生互扩散的扩散偶中，由于柯肯道尔效应，菲克定律中应采用 互扩散系数热力学理论分析证明，扩散的真正驱动力是扩散物质的热力学梯度，即扩散的真正驱 动力是扩散物质热力学势的梯度，即扩散的方向和速率取决于扩散物质体系中热力学势梯 度而不是浓度梯度热力学势梯度可以由浓度、温度化学位、应力应变、电位等物理量在 空间上的差异造成。

浓度梯度引起的扩散只是一个最为常见的特例扩散是扩散物质质点（原子、离子、分子等）由于热运动引起的迁移造成的扩散物 质质点每一次迁移的方向是随机的扩散流是无数扩散物质质点迁移的统计结果，因此扩 散具有热激活性质间隙扩散与空位扩散是晶体中最主要的两种扩散机制，前者的扩散系 数及扩散激活能都要明显低于后者本章以晶体中的原子扩散为主线，根据原子热运动迁 移模型，给出了扩散系数的计算公式，从而把扩散的宏观变化规律与扩散的微观机理联系 起来以上两方面的知识是在后面几节分析复杂扩散问题及各种因素影响的基础上海大学材料学院考研资料 ：1456951836基本要求：基本要求：（1）正确理解菲克定律及其物理实质，并能够较好地应用菲克定律解决一些较简单的扩散 问题（2）熟悉掌握扩散的原子模型，能够根据这一模型分析扩散问题及各种因素对扩散的 影响 （3）了解并掌握以下概念与术语：扩散、自扩散、互扩散、间隙扩散、空位扩散、上坡扩散、反应扩散、稳态扩散、非 稳态扩散、扩散系数、互扩散系数、扩散激活能、扩散通量、原子的热运动、原子迁移率、 本征扩散、非本征扩散、晶界扩散、表面扩散、柯肯道尔效应本章主要讨论材料的形变行为和微观机制。

6 6．．1 1 弹性变形弹性变形6 6．．1 1．．1 1 普弹性普弹性晶体发生弹性变形时，应力与应变成线性关系，去掉外力后，应变完全消失，晶体恢 复到末变形状态弹性变形阶段应力与应变服从虎克定律弹性模量是重要的物理和力学参量，表示使原子离开平衡位置的难易程度，只取决： 晶体原子结合的本性，不依晶粒大小以及组织变化而变．是—种组织不敏感的性质6 6．．1 1．．2 2 滞弹性滞弹性在弹性范围内加载或去载，发现应变不是瞬时达到其平衡值，而是通过一种驰豫 过程来完成的，即随时间的延长，逐步趋于平衡值的，在应力作用下逐渐产生的弹性应变 叫滞弹性应变应力—应变曲线就成—回线，回线所包围的面积是应力循环一周所消耗的能量，称 为内耗6 6．．2 2 单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形工程上应用的金属材料通常是多晶体金属的塑性变形主要通过滑移方式进行，此外还有孪生与扭折高温变形时，还会以 扩散蠕变与晶界滑动方式进行6 6．．2 2．．1 1 滑移滑移1 1．滑移现象．滑移现象滑移带，若用电子显微镜观。