耐热钢和高温合金的发展是高温下工作的动力机械的需要，如火电厂的蒸汽锅炉，航天工业的喷气发动机等等，它们经常与蒸汽、空气或燃气接触，表面产生高温氧化或气体腐蚀。

1、 HK40耐热钢中容易析出针状σ相。请问产生针状形态的现象叫什么现象？并从能量的角度解释产生针状形态的原因。该种相对材料的力学性能有什么影响？

2、 HK40中25%的Cr，试问加Cr的作用。

3、 在TEM下观察某高温合金的组织如图1所示。请问，2张图分别是什么像，并简要解释一下成像机理。

4、 材料在高温环境下力学行为与常温不一样，显示出很强的时间相关性，可能发生蠕变现象，最终导致断裂。请简单解释一下发生蠕变的机理。

参考解析：
1、        惯习现象。惯习现象可以说是形核取向关系在成长过程中的一种特殊反映，在界面能随接触面或晶体取向的不同而变化的条件下，使界面能最低的相界面得到充分发展，应是减小相变阻力的途径之一；同理，在应变能随新相成长方向而变化的条件下，沿着应变能最小的方向成长，也是减小相变阻力的方法之一。针状σ相的产生会降低组织的塑性。
2、        加Cr使金属在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀。
3、        明场像与暗场像。明场像是透射束成像，采用物镜光阑将衍射束挡掉，只让透射束通过而得到图象衬度；暗场像是衍射束成像，用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑参与成像的方法。
4、        （1）高温蠕变的位错运动理论(位错的攀移）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，引起蠕变。位错运动除产生滑移外，位错攀移也能产生宏观上的形变。（2）扩散蠕变理论：把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方向扩散的一种形式。受拉晶界与受压晶界产生应力造成空位浓度差，质点由高浓度向低浓度扩散，即原子迁移到平行于压应力的晶界，导致晶粒伸长，引起形变。

第八期优秀学员名单：zjrfs  张燕  杰诺  笑冰6  zaqqazlove

优秀学员回答展示：

杰诺：

1、σ相是不是一种富Cr、Mo的金属间化合物啊？形成针状σ相应该属于惯习现象吧。惯习现象能减小相变的阻力，具体如下：惯习现象也可以说是形核的取向关系在成长过程中的一种特殊反应，在界面能随接触界面或晶体取向的不同而变化的条件下，使界面能最低的相界面得到充分发展，是减小相变阻力的途径之一；同理，在应变能随新相长大方向而变化的条件下，沿着应变能最小的方向成长，也应该是减小相变阻力的方法之一。 针状σ相的形成一般都会使力学性能变差吧，耐腐蚀性、抗氧化性等也会变差吧。 2、加Cr的作用：Cr的加入可以扩大α相区，对于耐热钢来说，Cr的加入能提高FeO出现的温度，提高钢的抗氧化性。Cr也可以增强固溶体中原子间结合力，提高钢的热强性。 3、左边是明场像，右边是暗场像。在透射电镜的衍衬成像里面，明场像是让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度。而暗场像是移动物镜光阑把透射束挡掉，一般使用的是中心暗场成像。 4、蠕变的机理很多书上都有介绍，上交版材科上是这么说的：a.位错蠕变（回复蠕变），在蠕变过程中滑移仍然是一种重要的变形方式，高温下刃位错可攀移到临近的滑移面上继续滑移。b.扩散蠕变，是高温下空位的移动造成的。（书上有详细介绍）c.晶界滑移蠕变，高温下，晶界上的原子容易扩散，受力后容易产生滑动。

zaqqazlove

1.这题不会 2.可以形成碳化物Cr3C6,起到了碳化物弥散强化作用,改善了钢的高温使用性能,提高了钢的蠕变断裂强度。另外在高温下Cr能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化。 3.左边是明场像，右边是暗场像。暗场成像是只让某一衍射束通过物镜光阑形成的衍衬像，明场像是让透射束通过物镜光阑而形成图像。 4。蠕变是指固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。产生机理有：1 高温蠕变的位错运动理论(位错的攀移）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，引起蠕变。位错运动除产生滑移外，位错攀移也能产生宏观上的形变。2扩散蠕变理论：把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方向扩散的一种形式。受拉晶界与受压晶界产生应力造成空位浓度差，质点由高浓度向低浓度扩散，即原子迁移到平行于压应力的晶界，导致晶粒伸长，引起形变。3晶界蠕变理论：多晶陶瓷中存在着大量晶界。当晶界位相差大时，可以把晶界看成是非晶体，因此在温度较高时，晶界粘度迅速下降。外力导致晶界粘滞流动，发生蠕变。

耐热钢和高温合金的发展是高温下工作的动力机械的需要，如火电厂的蒸汽锅炉，航天工业的喷气发动机等等，它们经常与蒸汽、空气或燃气接触，表面产生高温氧化或气体腐蚀。

1、 HK40耐热钢中容易析出针状σ相。请问产生针状形态的现象叫什么现象？并从能量的角度解释产生针状形态的原因。该种相对材料的力学性能有什么影响？

2、 HK40中25%的Cr，试问加Cr的作用。

3、 在TEM下观察某高温合金的组织如图1所示。请问，2张图分别是什么像，并简要解释一下成像机理。

4、 材料在高温环境下力学行为与常温不一样，显示出很强的时间相关性，可能发生蠕变现象，最终导致断裂。请简单解释一下发生蠕变的机理。

参考解析：
1、        惯习现象。惯习现象可以说是形核取向关系在成长过程中的一种特殊反映，在界面能随接触面或晶体取向的不同而变化的条件下，使界面能最低的相界面得到充分发展，应是减小相变阻力的途径之一；同理，在应变能随新相成长方向而变化的条件下，沿着应变能最小的方向成长，也是减小相变阻力的方法之一。针状σ相的产生会降低组织的塑性。
2、        加Cr使金属在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀。
3、        明场像与暗场像。明场像是透射束成像，采用物镜光阑将衍射束挡掉，只让透射束通过而得到图象衬度；暗场像是衍射束成像，用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑参与成像的方法。
4、        （1）高温蠕变的位错运动理论(位错的攀移）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，引起蠕变。位错运动除产生滑移外，位错攀移也能产生宏观上的形变。（2）扩散蠕变理论：把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方向扩散的一种形式。受拉晶界与受压晶界产生应力造成空位浓度差，质点由高浓度向低浓度扩散，即原子迁移到平行于压应力的晶界，导致晶粒伸长，引起形变。

第八期优秀学员名单：zjrfs  张燕  杰诺  笑冰6  zaqqazlove

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杰诺：

1、σ相是不是一种富Cr、Mo的金属间化合物啊？形成针状σ相应该属于惯习现象吧。惯习现象能减小相变的阻力，具体如下：惯习现象也可以说是形核的取向关系在成长过程中的一种特殊反应，在界面能随接触界面或晶体取向的不同而变化的条件下，使界面能最低的相界面得到充分发展，是减小相变阻力的途径之一；同理，在应变能随新相长大方向而变化的条件下，沿着应变能最小的方向成长，也应该是减小相变阻力的方法之一。 针状σ相的形成一般都会使力学性能变差吧，耐腐蚀性、抗氧化性等也会变差吧。 2、加Cr的作用：Cr的加入可以扩大α相区，对于耐热钢来说，Cr的加入能提高FeO出现的温度，提高钢的抗氧化性。Cr也可以增强固溶体中原子间结合力，提高钢的热强性。 3、左边是明场像，右边是暗场像。在透射电镜的衍衬成像里面，明场像是让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度。而暗场像是移动物镜光阑把透射束挡掉，一般使用的是中心暗场成像。 4、蠕变的机理很多书上都有介绍，上交版材科上是这么说的：a.位错蠕变（回复蠕变），在蠕变过程中滑移仍然是一种重要的变形方式，高温下刃位错可攀移到临近的滑移面上继续滑移。b.扩散蠕变，是高温下空位的移动造成的。（书上有详细介绍）c.晶界滑移蠕变，高温下，晶界上的原子容易扩散，受力后容易产生滑动。

zaqqazlove

1.这题不会 2.可以形成碳化物Cr3C6,起到了碳化物弥散强化作用,改善了钢的高温使用性能,提高了钢的蠕变断裂强度。另外在高温下Cr能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化。 3.左边是明场像，右边是暗场像。暗场成像是只让某一衍射束通过物镜光阑形成的衍衬像，明场像是让透射束通过物镜光阑而形成图像。 4。蠕变是指固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。产生机理有：1 高温蠕变的位错运动理论(位错的攀移）在高温下原子热运动加剧。可以使位错从障碍中解放出来，引起蠕变。位错运动除产生滑移外，位错攀移也能产生宏观上的形变。2扩散蠕变理论：把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方向扩散的一种形式。受拉晶界与受压晶界产生应力造成空位浓度差，质点由高浓度向低浓度扩散，即原子迁移到平行于压应力的晶界，导致晶粒伸长，引起形变。3晶界蠕变理论：多晶陶瓷中存在着大量晶界。当晶界位相差大时，可以把晶界看成是非晶体，因此在温度较高时，晶界粘度迅速下降。外力导致晶界粘滞流动，发生蠕变。