解释下列名词机械性能、强度、刚度、硬度、晶格、晶粒、位错、亚晶界、金属化合物、铁素体、渗碳体、变形织构、热处理、本质晶粒度、渗碳处理、铸造、焊接、锻压。过冷度[1][1]:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。加工硬化:随着塑性变形的增加,金属的强度、硬度迅速增加;塑性、韧性迅速下降的现象。再结晶:冷作金属材料被加热到较高的温度时,原子具有较大的活动能力,使晶粒的外形开始变化,从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒,和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶”。冷加工:在再结晶温度以下进行的压力加工。相:在金属或合金中,凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分,均称之为相。相图:用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。固溶体:合金的组元之间以不同的比例混合,混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同,这种相称为固溶体。枝晶偏析:实际生产中,合金冷却速度快,原子扩散不充分,使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多,后结晶含低熔点组元较多,这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。比重偏析:比重偏析是由组成相与溶液[2][2]之间的密度差别所引起的。如果先共晶相与溶液之间的密度差别较大,则在缓慢冷却条件下凝固时,先共晶相便会在液体中上浮或下沉,从而导致结晶后铸件上下部分的化学成分不一致,产生比重偏析。固溶强化:通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。弥散强化:合金中以固溶体为主再加上适量的金属间化合物弥散分布,会提高合金的强度、硬度及耐磨性,这种强化方式为弥散强化。6)钢适宜于通过压力加工成形,而铸铁适宜于通过铸造成形。

本题主要考查金属材料科学中一系列重要名词的解释及钢与铸铁成形方式差异的原因分析，具体内容如下：

一、名词解释

1. 机械性能

材料在受力条件下表现出的抵抗变形和断裂的能力，涵盖强度、刚度、硬度、塑性、韧性等指标。

2. 强度

材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，通常用屈服强度和抗拉强度表示。

3. 刚度

材料在受力时抵抗弹性变形的能力，取决于材料的弹性模量。

4. 硬度

材料表面抵抗局部塑性变形或压痕的能力，常见测试方法有布氏、洛氏硬度等。

5. 晶格

晶体中原子（或离子）规则排列的空间格架，反映晶体的周期性结构。

6. 晶粒

晶体中具有相同位向的微小单晶颗粒，是多晶体的基本组成单元。

7. 位错

晶体中原子排列的线性缺陷，是塑性变形的主要机制，分为刃型位错和螺型位错。

8. 亚晶界

晶粒内部相邻亚晶粒之间的边界，由位错网络构成，阻碍位错运动从而强化材料。

9. 金属化合物

合金中组元间形成的具有金属特性、不同于组元结构的新相，熔点高、硬度大。

10. 铁素体

碳在α-Fe（体心立方）中的间隙固溶体，塑性好、强度低，是钢的基本相之一。

11. 渗碳体

铁与碳形成的金属化合物（Fe₃C），硬度极高（约800HB）、塑性几乎为零，是钢中主要强化相。

12. 变形织构

金属经塑性变形后，晶粒择优取向排列的组织，使材料呈现各向异性。

13. 热处理

通过加热、保温、冷却改变金属组织和性能的工艺，如退火、淬火、回火等。

14. 本质晶粒度

钢在规定加热条件下（930±10℃保温足够时间）显示的奥氏体晶粒大小，反映晶粒长大倾向。

15. 渗碳处理

将低碳钢置于渗碳介质中加热，使碳原子渗入表层，提高表层硬度和耐磨性的热处理工艺。

16. 铸造

将液态金属浇注到型腔中冷却成形的工艺，适用于形状复杂的零件。

17. 焊接

通过加热或加压使金属局部熔化或塑性变形实现连接的工艺。

18. 锻压

在高温或室温下对金属施加压力，使其塑性变形成形的工艺（如锻造、轧制），提高材料力学性能。

19. 过冷度

实际结晶温度与理论结晶温度的差值，是液态金属结晶的必要条件，过冷度越大，形核率越高。

20. 非自发形核

液态金属依附未溶颗粒（如杂质、型壁）表面形成晶核的过程，形核功低于自发形核。

21. 变质处理

结晶前向液态金属加入难熔颗粒（如变质剂），增加非自发晶核数量，细化晶粒的工艺。

22. 加工硬化

塑性变形时，位错密度增加、交互作用增强，导致强度、硬度升高，塑性下降的现象。

23. 再结晶

冷变形金属加热到再结晶温度以上时，破碎晶粒重新形核长成等轴晶粒，消除加工硬化的过程。

24. 冷加工

在再结晶温度以下进行的压力加工（如冷轧、冷拔），使材料产生加工硬化。

25. 相

合金中成分、结构相同且与其他部分有界面分隔的均匀组成部分，如固溶体、金属化合物。

26. 相图

表示合金系中合金状态与温度、成分关系的图解，用于预测结晶过程和组织。

27. 固溶体

溶质原子溶入溶剂晶格形成的均匀固相，保持溶剂晶格类型，如铁素体（C溶入α-Fe）。

28. 枝晶偏析

合金快速冷却时，先结晶的枝晶轴含高熔点组元多，后结晶的枝晶间含低熔点组元多，导致晶粒内化学成分不均匀。

29. 比重偏析

因组成相与液相密度差异，先共晶相在凝固时上浮或下沉，导致铸件上下化学成分不一致。

30. 固溶强化

溶质原子溶入固溶体，阻碍位错运动，使强度、硬度升高的现象（如钢中C溶入Fe形成固溶体）。

31. 弥散强化

合金中细小金属化合物（第二相）弥散分布，阻碍位错运动，提高强度、硬度（如合金钢中的碳化物）。

二、钢与铸铁成形方式差异的原因

钢的含碳量为0.0218%~2.11%，组织以铁素体（塑韧性好）为主，渗碳体含量少，故适宜压力加工（如锻造、轧制）；
铸铁含碳量>2.11%，组织中含大量以渗碳体为基的莱氏体（硬脆相），塑性差，易断裂，仅适宜铸造成形。