強化機構與差排
以三選一題型學習理論強度與差排、Schmid因子與Taylor因子、派爾斯應力、固溶強化與降伏點現象、Taylor方程式、析出物的切過與Orowan機制、散佈強化、強化的疊加，以及強度與延性的兼顧。
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強化機構與差排的重點
金屬的強度取決於差排移動的難易。在單晶中，作用於滑移系的分解剪應力達到臨界分解剪應力時開始滑移，其與拉伸應力的比以Schmid因子表示。在多晶中，晶粒之間必須協調變形，因此降伏應力為臨界分解剪應力的Taylor因子倍（FCC約3倍）。BCC金屬的晶格阻力大，降伏應力強烈依存於溫度。
強化方法可依障礙物的種類分類：溶質原子、其他差排、析出物與分散粒子，以及晶界。差排密度造成的強化以Taylor方程式估算，硬粒子造成的強化以Orowan機制估算，小的析出物則被差排切過。多種強化以單純相加或平方和合併。多數強化會降低延性與韌性，但晶粒細化以及變形中的相變態與雙晶，開啟了兼顧強度與延性、韌性的途徑。
強化機構與差排的題目列表（15題）
- 在完全的晶體中，以 τ ≈ G/2π 估算使滑移面上下的原子面一次錯動所需的剪應力（理論剪切強度），銅（剛性模數 G = 48 GPa）約為7.6 GPa。實際的銅單晶開始滑移的剪應力約為1 MPa，小了好幾個數量級，其原因下列何者正確？
- 拉伸單晶圓棒。拉伸軸與滑移面法線的夾角為60°、拉伸軸與滑移方向的夾角為40°的滑移系，臨界分解剪應力為0.80 MPa時，此滑移系開始滑移的拉伸應力最接近下列何者？不考慮其他滑移系。
- FCC金屬多晶的降伏應力σy約為單晶臨界分解剪應力τc的3倍（σy ≈ Mτc，M ≈ 3.06）。此係數M（Taylor因子）大於Schmid因子最大值0.5的倒數2，其原因下列何者正確？
- 鐵等BCC金屬的降伏應力在溫度降低時大幅上升，但銅或鋁等FCC金屬隨溫度的變化很小。造成此差異的主要原因，下列何者正確？
- 設某置換型固溶體中，降伏應力的增量Δσ與溶質濃度c的1/2次方成正比（Fleischer模型）。溶質1 at%時 Δσ = 30 MPa，溶質4 at%時的Δσ最接近下列何者？不考慮溶質之間的交互作用與析出。
- 拉伸退火的低碳鋼時，在上降伏點之後應力下降，出現Lüders帶在試片上傳播的降伏點現象。關於此現象與對策，下列說明何者正確？
- 以Taylor方程式 σ = MαGb√ρ（ρ為差排密度）估算加工硬化金屬的流動應力。冷加工的銅中，M = 3.06、α = 0.3、G = 48 GPa、b = 0.256 nm、ρ = 1.0×10¹⁴ m⁻² 時，σ最接近下列何者？
- 金屬受拉伸塑性變形後，卸除負荷再施加反向的壓縮，壓縮的降伏應力會比繼續拉伸時的流動應力小。對此現象（包辛格效應）的說明，下列何者正確？
- 時效中隨著析出物變大，強度上升到最大後下降（過時效）。從析出物與差排的交互作用來看，下列說明何者正確？設析出物的體積分率一定。
- 在鋁合金中，以 Δτ ≈ Gb/L（L為析出物間距）估算差排在析出物之間凸出而通過的Orowan機制造成的剪應力增量。設 G = 26 GPa、b = 0.286 nm、L = 100 nm，並以 Δσ = MΔτ（Taylor因子 M = 3.06）作為多晶降伏應力的增量，Δσ最接近下列何者？
- 像Ni基超合金的γ'相（L1₂型有序相）這樣，差排切過具有有序結構的析出物時的特徵，下列何者正確？
- 像在Cu中分散微細Al₂O₃粒子的合金，或在鐵中分散Y₂O₃粒子的ODS鋼這樣，以氧化物粒子強化的散佈強化，其特徵下列何者正確？
- 由摩擦應力50 MPa、固溶強化60 MPa、析出強化200 MPa、差排強化100 MPa的貢獻估算某合金的降伏應力。摩擦應力與固溶強化直接相加，強度相近的障礙物，即析出物與差排的貢獻以平方和的平方根合併（σ = σ₀ + σss + √(σp² + σd²)），降伏應力最接近下列何者？
- 在鋼的強化方法中，能在提高降伏強度的同時，降低延性-脆性轉移溫度而提高低溫韌性的是下列何者？
- 強化金屬時，通常均勻伸長會變小。關於高強度下仍顯示大均勻伸長的TRIP鋼與TWIP鋼，其想法下列何者正確？設頸縮在 dσ/dε = σ 時開始（σ、ε為真應力與真應變）。