哈工程材料复试2.docx
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哈工程材料复试2.docx
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哈工程材料复试2
1、脱溶:
从过饱和固溶体中析出第二相或形成溶质原子齐集区以及亚稳固过渡
相的过程称为脱溶,是一种扩散型相变。
2、时效:
合金在脱溶过程中,其机械性能、物理性能和化学性能都随之发生变
化称为时效。
3、时效增强:
固溶办理后冷却至室温获取亚稳固的过饱和固溶体,亚稳固的过
饱和固溶体在室温或较高温度保持时发生脱溶,但脱溶常常不是均衡相,常常是
亚稳固相或脱溶原子齐集区,这类脱溶能显然提升合金的强度和硬度,称为时效
增强或积淀增强。
4、固溶办理:
将双相组织加热到固溶温度线以上某一温度保温足够时间,将获
得平均的单相固溶体,快速冷却,获取过饱和固溶体的办理。
5、均衡脱溶相:
合金经过固溶办理及淬火获取亚稳态过饱和固溶体,若在足够高温度下时效,最后将积淀析出均衡脱溶相,均衡相析出以前依据合金不一样出现若干亚稳固脱溶相。
6、均衡相析出前会出现过渡相,脱溶可能逗留在任一阶段,影响要素有:
合金成分、时效温度、时间。
(这也是影响GP区大小的要素)
GP区(若干原子层范围内的原子齐集区)特色:
①过饱和固溶体的分解形成速
度快;②其晶体构造与母相饱和固溶体同样并保持第一类共格关系;③热力学上亚稳固。
7、脱溶相跟母有关系:
0完整共格、0部分共格、0无共格关系
8、Cu合金的固溶过程:
固溶办理并淬火冷却获取过饱和α相固溶体,在130℃进行时效,先形成GP区,而后当时效时间延伸或时效温度提升时以GP区为基础沿直径方向和厚度方向长大形成过渡相0,随时效过程的进展,片状0相四周的共格关系部分遇到损坏形成新的过渡相0,随0相的生长四周的应力和应变不停增添,弹性应变能增添,0相渐渐变得不稳固,0相长大到必定尺寸将与α相离开成为独立的均衡相0。
9、增强体制机理:
①内应变增强,因为析出相的点阵参数和构造与母相不一样,
析出相四周出现畸变区形成不平均应力场,整根位错线遇到阻力作用,强度硬度
增添。
②位错切过:
析出相颗粒增强(尺寸小、散布弥散,α强度低)③位错绕
过体制:
位错绕过析出相颗粒所留下的位错圈使下一根位错圈经过困难。
时效硬化机理:
时效早期,随时间延伸,硬度有进一步提升,曲线形状不一样
分冷时效和温时效。
冷时效指在较低温度下进行的时效,其硬度曲线特色是硬度
在一开始连续上涨达到必定值以后迟缓上涨或基本保持不变。
温时效指在较高温度下发生的时效,硬度曲线规律为开始有一个阻滞阶段,硬度上涨极为迟缓,称为孕育期,一般以为是脱溶相形批准备阶段,接着硬度快速上涨达到必定值后随时间的延伸而降落。
时效时硬度变化的原由:
①固溶体的合化;②基体的答复与再结晶;③新相的析出,前两个硬度随时间延伸而单一降落,后一个是硬度提升。
回归:
时效型合金在时效增强后,于均衡相和过渡相的固溶曲线以下某一温度加热,时效增强现象会立刻除去,硬度基本恢复到固溶体办理状态的现象。
10、Al-Cu合金的时效硬化硬化主要依赖GP区和0(2撇)相的增强成效最大,
当出现0(1撇)相像后合金的硬度降落。
10、用时效增强体制解说GP区、0(2撇)、0(1撇)相强度变化:
时效早期形成GP区与母相保持共格关系,拥有内应变增强效应,再加上切过
增强效应,使其硬度明显提升,随时间延伸GP区数目增添硬度也不停提升,当
GP区数目达到某一均衡值时硬度不再增添,出现一个平台,随后
0(2撇)与母
相保持共格关系形成强内应力场,此外位错线也可切过0(2撇)相,使得硬度和强度进一步提升,并随0(2撇)的数目和尺寸的增添而增添,当0(2撇)粗化到位错线能绕过时,随颗粒尺寸增添硬度降落,出现过时效现象,出现的0、相是非平均形核位错能绕过的尺寸,半共格关系损坏,所以0、相出现不久硬度就开始降落,0相的析出只好致使硬度降落。
11、回火:
将淬火后的钢加热到低于临界点的某一温度,保温一准时间后冷却
到室温的热办理工艺。
回火的目的:
①获取所需要的组织,改良性能;②除去或减少淬火内应力;③
获取工件所需要的力学性能。
12、淬火钢回火时的组织转变:
有亚稳态到稳态
①马氏体中碳的偏聚
②马氏体分解
③剩余奥氏体的转变
④碳化物的转变
⑤渗碳体的齐集长大和α相答复、再结晶。
13、回火马氏体:
马氏体分解后获取的立方马氏体+-碳化物的混淆组织。
回火屈氏体:
铁素体+片状渗碳体的混淆物。
回火索氏体:
等轴铁素体+尺寸较大的颗粒渗碳体的混淆组织
14、二次硬化:
当马氏体中含有足够C化物形成元素时,在500℃以上回火将析出渺小的特别C化物,致使因回火温度高升0-碳化物粗化而融化的钢再度硬化的现象。
二次淬火:
将淬火钢加热到较高温度回火,若剩余奥氏体比较稳固,在回火保温时还没有分解,则在回火后的冷却过程中将转变成马氏体,这类在回火过程中剩余奥氏体转变成马氏体的现象称为二次淬火。
15、回火脆性:
回火温度高升,冲击韧性降落的现象。
第一类回火脆性:
250-800℃之间出现的回火脆性,也称低温回火脆性,不行逆回火脆性,奥氏体化时杂质元素P、S、Sn在晶界、亚晶界处偏聚致使晶界弱化惹起的。
第二类回火脆性:
在450-600℃之间出现的回火脆性,又称可逆回火脆性,脆性相析出理论以为碳化物、氧化物、磷化物等脆性相沿晶界析出惹起,杂质元素偏聚理论以为Sb、Sn、P等杂质元素向原始奥氏体晶界的偏聚是产生第二类回火脆性的主要原由。
16、退火:
将工件加热到必定温度,并保温一段时间,而后迟缓冷却获取凑近平
衡组织的热办理工艺。
目的:
①降低硬度,改良切削加工性能;②除去剩余应力,稳固尺寸,减少裂纹与变形偏向;③细化晶粒,调整组织,除去组织缺点;④平均资料的组织和成分,为此后的热办理做准备。
17、合金元素对回火转变的影响:
⑴延缓回火转变,提升回火抗力:
①影响C的扩散而影响马氏体的分解和碳化物的齐集长大,进而影响α相中碳浓度的降落速度;②改变奥氏体分解的温度和速度,进而影响剩余奥氏体的种类和性质;③影响转改动力学C曲线,影响转变产物及种类。
⑵产生二次硬化:
强碳化物形成元素(Mo、W、V)致使碳钢出现二次硬化。
⑶影响回火脆性:
Mo、W能减少第一类回火脆性,Cr、Si能调整第一类回火脆性发生的温度范围,Nb、V、Ti、Mo、W可减少第二类回火脆性。
回火稳固性(回火抗力):
合金元素阻挡α相中碳含量降低和碳化物颗粒长大而使钢保持高硬度、高强度的性质。
18、各样资料对应的退火方式:
19、淬火:
将钢加热到Ac3或Accm以上必定温度,保温一准时间后,以大于临
界冷却速度(淬快速度)的速度冷却获取马氏体(或下贝氏体)的热办理工艺。
亚温淬火:
对亚共析钢在Ac1~Ac3两相区淬火。
20、淬火加热温度的选择:
亚共析钢Ac3+30-50℃,目的是为了获取渺小的奥氏体晶粒和保存少许渗碳体质点,淬火后获取渺小的马氏体组。
若温度过高则惹起马氏体粗化,过低则淬火后残留有F体。
共析钢与过共析钢Ac1+30—50℃,目的是使以前的球化组织转变成M体和粒状渗碳体,提升钢的耐磨性;假如过共析钢的加热温度超出Accm,碳化物将所有溶
入奥氏体中,使奥氏体中的含碳量增大,降低钢的Ms和Mf点,淬火后残留奥氏
体增加,会降低钢的硬度和耐磨性。
21、常用淬火介质;
①水:
②盐/碱水:
高温区间冷却能力比水强,低温区间冷速依旧很大;
③油:
低温区间冷速远小于水,弊端是高温区间冷却能力很小,不可以用于大尺寸
工件的淬火;
④熔盐、熔碱及熔融金属:
多用于等温淬火和分级淬火。
22、常用的淬火方式:
①单液淬火:
工件加热后直接置于某一种介质中淬火;
②双液淬火:
加热好的工件先在水(盐水)中冷却至某一温度,而后快速转至油
中冷却;
③分级淬火:
将工件置于稍高于Ms点的热态淬火介质中保持一段时间,待工件各部分温度一致后,拿出空冷或油冷;
④等温淬火:
将工件置于稍高于(或稍低于)Ms点的淬火介质中,使其转变成B下或M体后拿出空冷。
23、三类回火:
①低温回火:
250℃以下回火,获取回火马氏体,降低硬度及内应力;
②中温回火:
350-500℃回火,获取高弹性高硬度优秀韧性的回火屈氏体;③高温回火:
500-680℃回火,获取回火索氏体,获取强度、硬度、韧性配合优秀的综协力学性能。
24、回火过程中剩余奥氏体的转变:
⑴剩余奥氏体向P和B的转变:
将淬火钢加热到Ms点以上,A1点一下各个温度等温保持,剩余奥氏体在高温
区将转变成珠光体,在低温区将转变成贝氏体;
⑵剩余奥氏体向马氏体的转变:
①等温转变成马氏体:
将淬火钢加热到低于Ms点某一温度等温保持,剩余奥氏体有可能等温转变成马氏体;
②二次淬火:
淬火钢在较高温度回火,若剩余奥氏体较稳固,在回火保温时未发生疏解,则回火后的冷却过程中将转变成马氏体。
25、回火过程中碳化物的析出和转变:
(第10张照片)
高碳M体:
低碳M体:
回火温度高于200℃时,自M体中直接析出0-碳化物,随回火温度高升,0-碳化物还将发生破裂、细化。
中碳马氏体:
200℃以下回火时可能析出亚稳态ξ-碳化物,随回火温度高升,
ξ-碳化物直接转变成稳固的θ-碳化物。
26、淬透性:
淬硬性;
淬透:
工件淬火后,心部获取1/2马氏体组织即可成为淬透。
27、正火:
将钢加热来临界点以上完整奥氏体化,而后在空气中冷却的热办理工
艺。
正火组织、性能特色:
①P体片间距小,F晶粒比退火后小;②先共析数目少,伪共析P数目多;③魏氏组织:
先共析下贝氏体(或先共析渗碳体)+P体
30、热办理的基本工艺参数:
加热温度、加热速度、保温时间、冷却速度热办理缺点;过热、过烧、氧化、脱碳、变形、开裂
31、淬火新工艺:
①亚温淬火;细化晶粒,获取初相F体,缓解杂质在晶界和晶
面富集;②晶粒超细化;③控制马氏体形态;④控制剩余奥氏体散布。
33、粉末成型:
指金属粉末或非金属粉末(或金属与非金属的混淆粉末)的制备、挤压、轧制和烧结等固结方法,制成各样金属或金属-非金属或非金属资料和制品的工艺技术。
特色:
①能控制制品的孔隙度,生产多孔资料;②使不可以互溶的金属-金属或金
属-非金属构成拥有特别性能的资料;③能生产各样复合资料;④制备高合金粉末冶金资料;⑤可生产难熔资料或制品;⑥粉末冶金法可将金属粉末制成成品或凑近成品的最后形状尺寸的制备,因此只要要少许的切削加工,节俭成本,提升效率。
限制性:
尺寸形状有限、成本高、有空洞。
34、粉末制取的三种方法:
①化学反响复原法:
复原金属氧化物;②电解法:
以
水溶液点解和熔盐点解为主,制得的粉末浓度高,粉末形状多为树枝状,有较好的压制性;③雾化法:
采纳高速的气流或水流击碎液态金属或合金制取粉末。
35、粉末的性能主要指:
粉末的粒度、粉末散布、粉末的形状及构造、密度、流
动性、压制性或成型性。
固态物体本分别程度分为致密体、粉末体和胶体。
①粉末的粒度散布;可用不一样粒度的颗粒占所有粉末的百分含量来表示粉末的粒
度构成,测定方法用筛分法按粒度分红若干等级,用相应的筛孔径代表各级的粉
末粒度。
②形状与构造:
形状直接影响粉末的流动性,松装密度、压制性等,与粉末的生
产方法有关。
有球形、近球形、多角形、片状、树枝状、不规则形、多孔海绵状、
碟状等。
粉末构造一般为多晶,晶粒内存在亚构造,同时晶体还存在严重的不完
整性。
③密度:
依据填装方式分为松装密度和摇实密度。
④流动性:
50g粉末从标准漏斗流出所需要的时间。
⑤压缩性与成型性:
压缩性表示粉末在压制过程中被压紧的能力;成型性表示粉末压制后,压坯保持既定形状的能力。
36、粉末模压成型:
将预办理优秀的粉末按必定体积或重量装入精细模具,用压
力体制成所希望获取的形状和尺寸。
预办理包含;粉末退火、筛分、混淆、制粒、加增添剂等。
模压成型工艺:
①压制成型;②塑性成形;③浇注成型。
评论粉末加工性能的参数:
流动性、压缩性、成型性、密度。
38、烧结:
粉末或坯块经高温办理使其内部发生物理化学变化,获取必定的显微
构造与性能,达到增强和致密化的热办理工艺。
目的:
把颗粒系统制成致密的固体。
39、烧结的基本过程:
①早期;黏结阶段,颗粒间的原始接触点或面转变成晶体联合,形成烧结体。
②中期:
烧结体长大阶段,烧结体扩大,颗粒间空隙减小
③后期:
闭孔隙球化和减小阶段,闭孔数目增添,孔隙形状渐渐球化其实不停增添。
40、烧结的驱动力:
(第23张照片)
41、烧结的基本工艺:
①单元系烧结:
纯金属或化合物在其熔点以下烧结,不发生相变,不产生新的组
元。
②活化烧结:
采纳化学或物理举措,降低烧结温度,加速烧结过程,提升烧结体
的密度以及其余性能的方法。
③加压烧结:
对松懈的粉末或粉末压坯同时施以高平和外压。
④液相烧结:
烧结温度超出某一组元熔点的多元系烧结。
42、单元系固相烧结的性能变化:
①低温烧结阶段(T<0.25Tm):
密度、孔隙率、强度、晶粒大小、基本不变,电阻率有所降落,变形粉末颗粒的恢复、吸附的气体和水分的挥发、成形剂和润滑剂的分解和清除。
②中温烧结阶段():
出现再结晶,变形的晶粒得以恢复。
电阻率进一步降低,强度快速提升,密度增添迟缓,晶粒大小变化较快。
③高温烧结阶段(0.5Tm-0.85Tm):
扩散和流动充足进行,形成大批闭孔并减小,使得孔隙尺寸和总数有所减少,密度增添显然,强度、电阻率变化不大,但晶粒大小变化快速。
43、活化烧结基本思想:
①靠外界要素活化烧结,如在氛围中增添活化剂使烧结过程循环的发生氧化复原反响,在烧结填猜中增添强复原剂,循环改变烧结温度,施加外力等。
②提升粉末活性,使烧结过程活化,常用活化工艺中,预氧化烧结,改变烧结氛围,增添微量活化元素属于化学活化烧结;依赖周期性的改变烧结温度属于物理活化烧结;使用超细粉末,高能球磨粉末兼有化学活化和物理活化特色。
44、烧结温度和时间对烧结性能的影响:
温度高有益于烧结,在烧结温度一准时,烧结温度越长,烧结体性能越好,但
时间的影响不如温度的影响大;在烧结早期,密度随时间变化,所以延伸烧结不
能达到完整致密,欲保证烧结性能应提升温度并缩短烧结时间。
(烧结温度越高,
致使密度、强度、塑型、韧性都提升)
45、高分子资料的构造特色:
高分子资料指分子量大(大于100000)由低分子单体聚合而成的资料。
构成高
分子链的单元称为链节。
高分子资料的构造可分为分子内机构和分子间构造,分
子内构造包含:
化学构成、链节、连结方式、分子链种类、分子链形态、分子链
构象。
分子间构造包含:
结晶体(摆列规则)、无定型体(非晶态)。
46、聚合物在不一样温度下的物理状态与变形特色:
随温度的高升,聚合物将体现玻璃态、高弹态、黏流态三种状态。
①玻璃态(T<Tg):
呈坚硬固体状,弹性模量和力学性能较高,听从胡克定律,拥有机械加工性能。
②高弹态(Tg-Tf):
弹性模量明显减少,形变能力增强,关于无定型塑料可进行真空成型、压延和曲折成型;关于结晶塑料,拥有可延展性,黏性变形,滞弹性。
③黏流态(T>Tf):
弹性模量降至最低值,塑料拥有可挤压性和可模塑性。
47、塑料的黏弹性:
在成形过程中,塑料的变形和流动同时拥有弹性和黏性性质,数学表达式为:
48、非牛顿流体:
牛顿流动规律可表示为:
49、表观黏度的ηa的影响要素:
黏度是塑料熔体流变行为最重要的量度,关于非牛顿流体,其表观黏度受多种
要素的影响。
①聚合物构造和其余组分的影响
相对分子质量越高,熔体的黏度和非流动性越高,加入增塑剂和润滑剂黏度下
降;加入固体填料,黏度上涨;相对分子质量较宽的的塑料对剪切速率的敏感性
较大;
②温度的影响:
一般而言,在黏流态,热塑性塑料熔体的黏度随温度上涨而
同溶体敏感程度不一样;
③应力的影响:
外面压力上涨,黏度上涨,不一样熔体对压力的敏感性也不一样;
④剪切速率的影响:
指数规律降落,不
ηa随剪切速率(或剪切应力)的高升而降落,不一样种类的塑料对剪切速率的敏感性不一样。
50、塑料成形过程的物理和化学变化
①黏合物的结晶:
分子构造简单,对称性高,分子作使劲强的聚合物从高温向
低温转变时都能结晶,结晶的不完整性用结晶度来表示,聚合物结晶经常生成球
晶;
②取向;聚合物的大分子链或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序摆列叫做取向;
③降解:
聚合物相对分子质量降低的现象称为降解,是化学反响;④交联反响:
聚合物成形过程中形成网状构造的反响称为交联,又称硬化。
51、聚合物(塑料)成形工艺:
52、复合资料:
指两种或两种以上不一样性质的资料,经过不一样的工艺方法,人工
合成的各组分间有显然界面且性能优于各构成资料的多相资料。
53、复合资料的特色:
①因为两种或两种以上不一样性能的资料经过宏观或微观复合形成的,组元之间存在显然界面;②复合资猜中各组元不只好够保持各自的固有特征,并且能够最大限度发挥组元特征,并且拥有单一资料不具备的特征;③复合资料拥有可设计性。
54、复合资料的分类:
按增强体种类分为:
连续纤维复合资料,短纤维复合资料,颗粒增强复合资料,编织复合资料;按基体资料分类:
聚合物基复合资料,金属基复合资料,无机非金属基复合资料。
55、聚合物基复合资料的成型工艺:
①成型:
立刻预浸料按产品的要求,铺置成必定的形状;②固化:
将已铺成必定形状的叠层预浸料,在温度、压力和时间等要素的影响
下使形状固定下来,并能达到估计的性能要求。
常用的成型方法:
①手糊工艺(长纤维)②模压成型工艺(颗粒与短纤维)③发射成型工艺(短纤
维)④挤出成型工艺
56、金属基复合资料的成型工艺:
⑴固态法①扩散联合(连续纤维);②粉末冶金(长纤维、短纤维、和颗粒增强)
⑵液态法①压铸;②半固态复合锻造;③无压浸透;
⑶发射堆积法将增强颗粒喷入雾化的基体金属液滴中并堆积在基板上凝结;
⑷原位复合法增强资料直接从基体中生成,增强相与基体界面联合优秀,生成相热力学稳固性好,包含:
①共晶合金定向凝结法;②直接金属氧化法;③反响生成法。
57、陶瓷基复合资料的成型工艺
⑴纤维增强陶瓷基复合资料的制备:
①泥浆浇铸法②热压烧结法③浸渍法
⑵晶须与晶粒增韧陶瓷复合基资料的制备:
①配料,将原料粉末混淆配成坯料;②成型,将粉料充入模型内加压成型;③烧结,从生坯中除掉黏合剂后的素坯烧成致密固体;④精加工,提升尺寸精度和表面光滑性。
㈠粉末成型(短纤维、颗粒)㈡浸渍法(长颗粒)㈢熔体浸渍(变温下增强相可能与基体发生反响)㈣反响生成
58、资料的界面
㈠、聚合物基复合资料,界面形成分两个阶段:
①基体与增强纤维的接触与浸润过程;
②聚合物的固化阶段。
界面层的构造包含界面地区(厚度),界面微观构造以及界面结协力等方面。
界面及其邻近地区的性能、构造都不一样于组分自己,因此构成了界面层。
界面层使纤维与基体形成一个整体,并经过它传达应力。
㈡、金属基复合资料的界面:
I类界面是平坦的,纤维与基体即不反响也不溶解;
II类界面由原组分构成的错落有致的溶解扩散界面,纤维与基体不反响但互相溶解。
III类界面则含有亚微级左右的界面反响物质
㈢、界面种类还与复合方法有关。
增强纤维与金属基体的界面联合可分为以下
几种:
①机械联合:
机械联合及摩擦联合I类②化学联合:
反响联合,生成界面反响层III类③物理联合:
溶解和浸润联合II类
㈣、影响界面稳固性的要素:
物理要素:
高温条件下增强纤维与基体之间的熔消融学要素:
在加工和使用过程中发生的界面化学作用
增补:
复合资料的宏观构造
复合资料的宏观构造可分为基体和增强相。
基体的主要作用有:
把纤维黏在一同;传达和分别载荷;给予资料必定的形状,保护增强相。
黏结在基体内以改良其机械性能的高强度资料称为增强相,作用可分为承载和功能作用。
60、资料连结分类:
①机械连结,如螺纹连结,铆接;
②冶金连结,如焊接
③物理化学连结,如粘接。
焊接:
经过局部加热、加压或二者并用,在使用或不使用填料的状况下使分别的金属经过原子的联合而形成永远的连结。
焊接的分类:
①消融焊;将被焊工件连结处加热到消融状态,使之熔合在一同,待冷却后形成坚固的接头;
②压力焊:
焊接时不论焊件加热与否,都施加压力,使其产生必定塑性变形形成坚固接头;
③纤焊:
采纳比母材熔点低的资料做纤焊,加热到二者熔点之间使液态纤料湿润母材,填补接头空隙,并与母材原子互相扩散联合成坚固接头。
61、焊缝处的结晶特色:
①形核:
依赖于熔池壁非平均形核,取向附生,熔池处结晶常常晶粒粗大。
②长大:
沿温度梯度最大的方向生长形成柱状晶,当立方体的择优取向<100>与温度梯度最大方向重合时晶体有条件生长成柱状晶,而在凑近焊缝中心处可能出现等轴晶,因为熔池结晶过程冷速较快,熔池处经常出现偏析。
62、焊接接头的组织特色:
焊接接头包含:
焊缝、熔合区、热影响区
①焊缝:
成分分为母材和填补资料,消融后又凝结的部散发生结晶过程,生成
柱状晶组织。
②熔合区:
焊缝与热热影响区之间的地区,部分金属消融,应力集中,是接头
中的单薄地区,组织为:
过热组织+铸态组织,凑近母材的一侧为过热组织,晶
粒较大,塑韧性较低。
③热影响区:
受焊接过程热循环特色的影响发生相变
过热区:
凑近熔合区,组织为F+P或M或B,塑韧性较低;
正火区:
温度>Ac3,F+P,细晶粒,综协力学性能较好;
部分相变区:
Ac1—Ac3,F+P,晶粒大小不平均,力学性能也不平均;如母材经压塑变, 依母材化学成分的不一样,HAZ中可能会出现M、B、P、F等不一样的组织。 63、焊接性能 可焊性包含焊接工艺质量和焊后性能,由母材成分和焊接工艺决定,权衡的重要 指标为碳当量,计算方法: 64、焊接产生的缺点: 裂纹、气孔、夹渣、应力(热应力和组织应力)、变形。
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