1. 試從微觀機制的角度闡述加工硬化現象。
答：金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度公升高，而塑性和韌性降低的現象。又稱冷作硬化。
產生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘餘應力等。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。
2. 影響材料強度的因素有哪些？可採取哪些措施來提高材料的強度？
答：影響強度的內在因素有：結合鍵、組織、結構、原子本性。
如將金屬的強度與陶瓷、高分子材料比較可看出結合鍵的影響是根本性的。從組織結構的影響來看，可以有四種強化機制影響金屬材料的強度，這就是：(1)固溶強化；(2)形變強化；(3)沉澱強化和瀰散強化；(4)晶界和亞晶強化。
沉澱強化和細晶強化是工業合金中提高材料屈服強度的最常用的手段。在這幾種強化機制中，前三種機制在提高材料強度的同時，也降低了塑性，只有細化晶粒和亞晶，既能提高強度又能增加塑性。
影響強度的外在因素有：溫度、應變速率、應力狀態。隨著溫度的降低與應變速率的增高，材料的強度公升高，尤其是體心立方金屬對溫度和應變速率特別敏感，這導致了鋼的低溫脆化。
應力狀態的影響也很重要。雖然強度是反映材料的內在效能的乙個本質指標，但應力狀態不同，強度值也不同。我們通常所說的材料的強度一般是指在單向拉伸時的強度。
典型的工藝有瀰散強化、共格強化和細晶強化等
（1）進行熱處理工藝，按照所需要的效能和組織進行熱處理，淬火回火正火等。
（2）表面進行噴丸處理也可以提高強度。
（3）進行控制軋制和控制冷卻獲得較細小的晶粒，更具霍爾-佩奇公式。
（4）還有一些單晶的物質有較高的強度，主要是裡面位錯較少，所以減少位錯也可以提高強度
（5）通過形變和時效析出一些化合物可以提高強度。
3. 材料的斷裂行為跟哪些因素有關？
答：1. 內因：組織，成分。
外因：溫度，應變速率等。
（1）化學成分的影響
含有細化晶粒元素時，會增大斷裂韌度，減慢材料斷裂。含有固溶強化元素時，斷裂韌度下降，加快斷裂行為。含有形成第二相粒子的元素時，斷裂韌度下降，加快斷裂行為。
含有雜質時，會加快斷裂行為的發生。
（2）組織的影響
基體組織的韌度大，強度高，則斷裂就不易發生。組織的晶粒大小有關係，晶粒越小，越難發生斷裂行為。組織的純淨度越高，斷裂越難。回火組織的回火溫度越高，越難斷裂。
（3）溫度和應變速率的影響
溫度公升高，斷裂越困難。應變速率越大，越容易斷裂。
2. 特殊熱處理的影響
（1）形變熱處理
（2）亞溫淬火
淬火加熱溫度在a～a3之間，晶界增多，斷裂不易發生。晶界處雜質濃度增加，則斷裂容易發生。
（3）超高溫淬火
淬火加熱溫度遠高於正常的加熱溫度，f雜質溶解，此時不易發生斷裂。
4. 以瀰散強化合金為例，闡述其蠕變機理及特徵。
答：固體材料在保持應力不變的情況下，應變隨時間緩慢增長的現象。金屬、高分子材料和岩石等在一定條件下都具有蠕變性質。
蠕變材料的瞬時應力狀態不僅與瞬時變形有關，而且與該瞬時以前的變形過程有關。瞬時響應後隨時間發展的蠕變一般可分成 3個階段：第一階段是衰減蠕變，應變率（應變的時間變化率）隨時間增加而逐漸減小；第二階段是定常蠕變，應變率近似為常值；第三階段是加速蠕變，應變率隨時間逐漸增加，最後導致蠕變斷裂。
同一材料在不同的應力水平或不同溫度下，可處在不同的蠕變階段。通常溫度公升高或應力增大會使蠕變加快。不同材料的蠕變微觀機制不同。
引起多晶體材料蠕變的原因是原子晶間位錯引起的點陣滑移以及晶界擴散等；而聚合物的蠕變機理則是高聚物分子在外力長時間作用下發生的構形和位移變化。
瀰散強化的蠕變機制為晶格自擴散引起的高溫攀移控制的蠕變。從能量角度出發，在恆溫和常壓體系中，隨著溶質原子的增加，介面自由能降低，所以溶質原子要偏聚到介面上。溶質原子偏聚到晶界，減少晶界缺陷，提高晶界結合力，降低晶界擴散速率，從而減緩位錯攀移，強化晶界。
通過溫度來控制位錯攀移速率，從而控制蠕變速率。
5. 室溫斷裂和高溫蠕變斷裂有哪些相同點和不同點？
答：相同點：均表現為晶內夾雜物或第二相粒子處形成空洞，空洞長大和連線而斷裂損傷均表現為空洞形核、長大和合併而斷裂。
空洞形核的過程均導致彈性應變能被釋放，系統的自由能降低、表面能增加。
不同點：室溫斷裂分為韌性斷裂與脆性斷裂，而高溫蠕變不會發生脆性斷裂。溫室斷裂是沿晶體學平面擴充套件導致斷裂，而且室溫斷裂即有由於連續的切變或華裔引起的純剪下斷裂，又由於微空洞的形成、長大和聚集引起的韌性斷裂。
而高溫蠕變斷裂在較高應力下晶界上形成鍥型裂紋導致區域性晶界分離，裂紋相互作用並連線而最終斷裂。當應力較低時，蠕變損傷表現為晶界空洞形核，長大和合併而斷裂。
6、材料產生超塑性需要的條件和機理
答：出現超塑性需要以下條件：
1）在t≧0.5tm的高溫下出現；
2）要求變形速度要足夠小；
3）要求微觀組織為等軸小晶粒（10um以下），且晶粒穩定，在變形過程中不會長大。
超塑性變形機理：
在一定的變形速度、溫度和晶粒尺寸條件下可以得到大的m值，啟用能小於自由擴散能，晶粒保持等軸形，大的晶界滑動等。大多數理論認為晶界滑動是超塑性的重要變形機制，不同的模型對晶界滑動的協調過程提出了不同的機制。
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