1、 低碳鋼拉伸和壓縮時應力應變曲線的異同點？
（1）塑性材料（低碳鋼）在拉伸時應力-應變曲線一般包括四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和區域性頸縮階段。
脆性材料（灰口鑄鐵）在拉伸時應力-應變曲線無直線部分，但是，應力較小時的一段曲線很接近於直線，故虎克定律還可以適用。鑄鐵拉伸時無明顯的彈性階段和屈服階段，也無頸縮現象，試件在斷裂時無明顯的塑性變形。
低碳鋼在壓縮時與拉伸有相同的彈性階段，屈服階段和強化階段，但是強化後期壓縮曲線上偏，不會斷裂。灰鑄鐵的在壓縮時依然沒有直線部分和屈服階段，它是在很小的變形下出現斷裂的，強度極限是拉伸時的3~4倍。
（2）材料在拉伸和壓縮時的彈性極限和屈服強度幾乎無太大差別，不同點為強度極限在壓
縮時會有大幅度提高。
（3）斷裂方式不同：塑性材料在拉伸條件下的呈韌性斷裂，巨集觀斷口呈杯錐狀，由纖維區、
放射區和剪下唇三部分組成；脆性材料在拉伸時呈現脆性斷裂，其埠平齊而光亮，常呈放射狀或結晶狀。拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發生壓縮變形而不斷裂；脆性材料在壓縮時相對拉伸時除能產生一定的塑性變形外，常沿與軸線呈45°方向產生斷裂，其主要原因是由剪應力引起的，具有切斷特徵。
（超過屈服之後，低碳鋼試樣由原來的圓柱形逐漸被壓成鼓形。繼續不斷加壓，試樣將愈壓愈扁，橫截面面積不斷增大，試樣抗壓能力也不斷增大，故總不被破壞。所以，低碳鋼不具有抗壓強度極限（也可將它的抗壓強度極限理解為無限大）。
）2、 屈服的本質及構成？
（1）屈服：當應力達到一定值時，應力雖不增加（或者在小範圍內波動），而變形卻急劇增長的現象，稱為屈服現象，標誌著材料的力學影響由彈性變形階段進入塑性變形階段。屈服現象在退火、正火的中、低碳鋼和低合金鋼中最為常見。
（2）本質：屈服現象的產生與下列三個因素有關：
1 材料變形前可動位錯密度很小（或雖有大量位錯但被釘扎住，如鋼中的位錯為雜質原子或者第二相質點所釘扎）
2 隨塑性變形發生，位錯能快速增殖
3 位錯運動速率與外加應力有強烈依存關係
變形前可動位錯少，為了增大應變速率，必須加大位錯運動速度，位錯運動速度取決於應力大小，就需要較高的應力即上屈服點。一旦塑性變形產生，位錯大大增殖，可動位錯密度增加，則位錯運動速度必然下降，相應的應力也突然降低，從而產生屈服現象。
（屈服的本質可用cottrell氣團「釘扎」理論來解釋：間隙原子由於畸變產生的應力場與位錯發生彈**互作用，使它們傾向於擴散到位錯線附近，形成「偏聚氣團」。位錯需在更大的應力下才能掙脫間隙原子的「釘扎」而繼續運動，形成屈服點，脫離釘扎後，位錯運動比較容易，出現下屈服點和屈服平台。
）（3）構成：
外力不增加人能繼續伸長的應力稱為屈服點
試樣發生屈服而力首次下降的最大應力稱為上屈服點
屈服階段中的最小應力稱為下屈服點
在屈服過程中的伸長稱為屈服伸長
屈服伸長所對應的水平線段或曲折線段稱為屈服平台或屈服鋸齒
3、 材料的基本強化機制（影響因素、例子）？
（1）細晶強化：通過細化晶粒而使金屬材料力學效能提高的方法稱為細晶強化。在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。
機理：塑性：細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形較均勻，應力集中較小；晶粒越細，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴充套件。
強度：晶粒越細小，位錯集群中位錯個數（n）越小，根據τ=nτ0，應力集中越小，所以材料的強度越高；金屬材料的強度與晶粒尺寸之間符合霍爾-配奇公式σs＝σo＋kd(－)，晶粒直徑d越小，σs越大，即強度越大。
影響因素：晶界越多，晶粒越細，根據霍爾-配奇關係式σs=σ0＋kd-1/2晶粒的平均直徑（d）越小，材料的屈服強度（σs）越高。
細化晶粒的手段：結晶過程中增加過冷度；變質處理；振動與攪拌。
冷變形金屬通過控制變形度、退火溫度
熱處理方法有退火、正火
（2）固溶強化：合金元素固溶於基體金屬中造成一定程度的晶格畸變從而使合金強度提高的現象。
機理：一是溶質原子的溶入，使固溶體的晶格發生畸變，對滑移面上運動的位錯有阻礙作用；二是位錯線上偏聚的溶質原子形成的柯氏氣團對位錯起釘扎作用，增加了位錯運動的阻力；三是溶質原子在層錯區的偏聚阻礙擴充套件位錯的運動。所有阻止位錯運動，增加位錯移動阻力的因素都可使強度提高。
影響因素：①在固溶體溶解度範圍內，合金元素的質量分數越大，則強化作用越大；②溶質原子與溶劑原子的尺寸差越大，強化效果越顯著；③形成間隙固溶體的溶質元素的強化作用大於形成置換固溶體的元素；④溶質原子與溶劑原子的價電子數差越大，則強化作用越大。
方法：合金化，即加入合金元素。
（3）形變強化：隨變形程度的增加，材料的強度、硬度公升高，塑性、韌性下降的現象叫形變強化或加工硬化。
機理：隨塑性變形的進行，位錯密度不斷增加，因此位錯在運動時的相互交割加劇，結果即產生固定的割階、位錯纏結等障礙，使位錯運動的阻力增大，引起變形抗力增加，給繼續塑性變形造成困難，從而提高金屬的強度。
影響因素：變形程度增加，材料的強度、硬度公升高，塑性、韌性下降，位錯密度不斷增加，根據公式δσ=αbgρ1/2，可知強度與位錯密度（ρ）的二分之一次方成正比，位錯的柏氏向量（b）越大強化效果越顯著。
方法：冷變形（擠壓、滾壓、噴丸等）
形變強化的實際意義（利與弊）：形變強化是強化金屬的有效方法，對一些不能用熱處理強化的材料可以用形變強化的方法提高材料的強度，可使強度成倍的增加；是某些工件或半成品加工成形的重要因素，使金屬均勻變形，使工件或半成品的成形成為可能，如冷拔鋼絲、零件的沖壓成形等；形變強化還可提高零件或構件在使用過程中的安全性，零件的某些部位出現應力集中或過載現象時，使該處產生塑性變形，因加工硬化使過載部位的變形停止從而提高了安全性。另一方面形變強化也給材料生產和使用帶來麻煩，變形使強度公升高、塑性降低給繼續變形帶來困難，中間需要進行再結晶退火，增加生產成本。
（4）第二相強化：分布於基體中的第二相阻礙位錯運動而引起的強化。
機理：第二相與位錯間的互動作用，阻礙了位錯運動，提高了合金的變形抗力。
層片狀：層片狀脆性相將基體分隔成小單元，位錯運動被限制在層片間的很短距離內，形成平面塞積群。類似晶界的作用，提高塑性，用霍爾佩奇公式表明片間距減少可以提高強度。
可變形粒子強化：位錯切過第二項粒子引起強化（切過機制）-沉澱強化，與粒子特性有關，如馬氏體時效鋼。
不可變形粒子強化：位錯繞過第二項粒子引起強化（繞過機制）-瀰散強化，與粒子特性無關，如燒結鋁。
影響因素：
很大程度取決於第二相分布：網狀分布，如過共析鋼，脆性增加，塑性韌性下降；層片狀均勻分布，如珠光體，片間距越小，強度塑性越好；粒狀分布，顆粒越細小，分布越均勻，強度越好，粒子數量越多，對塑性危害越大。
方法：合金化，即加入合金元素，通過熱處理或變形改變第二相的形態及分布。
4、 影響材料熱導率的主要因素（例子）？
（1）溫度對金屬材料熱導率的影響：對於金屬材料來說，其熱阻可以分為兩部分：晶格熱振動形成的熱阻和雜質缺陷形成的熱阻。
一般來說，對於純金屬，聲子熱阻佔主要地位（雜質缺陷相對較少），其熱導率隨溫度的公升高而降低；而合金的熱導率則不同，由於異類原子的作用，缺陷熱阻往往佔主要地位，其熱導率往往隨溫度的公升高而公升高。
（2）溫度對無機非金屬材料熱導率的影響。對於無機非金屬材料，主要依靠聲子和光子傳熱，其熱導率隨著溫度的公升高而降低。例如al2o3.
（3）晶體結構的影響：晶體結構越複雜，對聲子傳熱格波受到的散射越嚴重，傳播阻力越大，因此，晶體結構越複雜，熱導率越小，例如mgal2o4較al2o4、mgo的熱導率小；非等軸晶較等軸晶的熱導率大，例如石墨；同種材料單晶比多晶的熱導率大；非晶材料比晶體材料的熱導率小幾個數量級。
（4）化學組成的影響：構成晶體的元素，一般組成元素的原子質量越小，晶體密度越小，彈性模量越大，德拜溫度越高，熱導率越大，如氧化物陶瓷中的beo具有最大的熱導率；形成固溶體時，由於晶格畸變，缺陷增多，使聲子的散射機率增加，平均自由程減小，熱導率減小。
（5）複合材料的熱導率以及氣孔的影響。複合材料的熱導率與組成的關係呈s形曲線。氣孔率越高，熱導率越低，如al2o3材料。
5、 影響材料電導率的主要因素（例子）？
（1）溫度：以自由電子為機理的金屬材料，電導率隨溫度的公升高而下降；以離子電導為機理的離子型晶體陶瓷材料，電導率隨溫度的公升高而上公升。
金屬材料隨溫度的公升高，使得離子的震動加劇，熱振動幅度加大，原子的無序度增加，週期勢場的漲落也加劇，使電子運動的自由程減小，散射機率增加，從而電阻率增大。
（2）晶體結構的影響：電導率隨活化能按指數規律變化，而活化能反映離子的
固定程度，它與晶體結構有關。熔點高的晶體，晶體結合力大，相應活化能高，電導率就低。一價正離子，電荷少，活化能小；**正離子，價鍵強，所以活化能大，故遷移率較低。
除了離子的狀態以外，晶體的結構狀態對離子的活化能也有影響。顯然，結構緊密的離子晶體，由於可供移動的間隙小，則間隙離子遷移困難，即活化能高，因而可獲得較低的電導率。
（3）晶體缺陷的影響：空位、位錯，間隙原子及它們的組合等晶體缺陷使金屬
電阻率增加。
（4）壓力的影響。對於大多數金屬，在壓力作用下原子間距縮小致使電導率下
降。拉力作用下相反。
（5）冷塑性變形的影響：使電導率增大。由於冷變形使晶體點陣畸變和晶體缺
陷增加，尤其是空位濃度增加，造成點陣電場的不均勻而加劇對電磁波散射。冷變形改變原子間距，對電導率也有一定影響。
（6）熱處理的影響。金屬冷加工變形後再進行退火，可使電阻降低，尤其當退
火溫度接近再結晶溫度時，電阻可恢復到冷變形前的水平；但當退火溫度高於再結晶溫度時，電阻反又增大，原因是再結晶後的新晶粒的晶界阻礙了電子的運動。淬火能夠固定金屬在高溫時的空位濃度，從而產生殘餘電阻。淬火溫度愈高空位濃度愈高，則殘餘電阻率就越大。
（7）合金化。形成固溶體時合金導電率降低，電阻率公升高。金屬化合物導電率
比較低。多相合金電導率不僅與組成相的導電性及相對量有關，還與合金的組織形態有關。
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