《材料成形理論基礎(chǔ)Ⅰ》課后題答案.pdf

第一章第一章 塑性成形時(shí)的應(yīng)力分析與應(yīng)變分析塑性成形時(shí)的應(yīng)力分析與應(yīng)變分析 思考和練習(xí)思考和練習(xí) 1 如何描述受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 為什么 受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 用過一點(diǎn)相互垂直的三個(gè)平面上的九個(gè)應(yīng)力分量來描述 因?yàn)檫^該點(diǎn)其它截面的應(yīng)力均可以用這九個(gè)應(yīng)力分量來求出 2 已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)分別為 MPa ij 000 021 012 MPa ij 111 111 111 1 求外法線方向與三個(gè)坐標(biāo)軸等傾斜截面上的應(yīng)力分量 2 求該點(diǎn)的應(yīng)力張量不變量 3 求該點(diǎn)的主應(yīng)力 并畫出主應(yīng)力簡(jiǎn)圖 4 求主偏應(yīng)力 并畫出主偏應(yīng)力簡(jiǎn)圖 5 求最大切應(yīng)力 6 求等效應(yīng)力 1 2 MPa N 2 MPa N 3 MPa N 0 N 2 0 3 4 321 III 0 0 3 321 III 3 0 1 3 321 MPaMPa 0 0 3 321 MPa 4 3 4 3 1 3 5 321 MPaMPaMPa 1 1 2 321 MPaMPaMPa 5 2 3 2 3 MPaMPa 6 3 7MPaMPa 3 已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)分別為 MPa ij 01515 15200 15010 MPa ij 1103080 30030 803050 試將其分解為應(yīng)力偏張量及應(yīng)力球張量 并計(jì)算應(yīng)力偏張量的第二不變量 1000 0100 0010 101515 15100 1500 ijmij 550 2 I 3 16000 03 1600 003 160 3 1703080 303 16030 80303 10 ijmij 3 33700 2 I 4 為什么說應(yīng)力張量的第一 第二和第三不變量 1 I 2 I 3 I與坐標(biāo)的選擇無關(guān) 由于主應(yīng)力數(shù)值與坐標(biāo)的選擇無關(guān) 因此特征方程中的系數(shù)與坐標(biāo)的選擇無關(guān) 5 等效應(yīng)力具有哪些特點(diǎn) 1 等效應(yīng)力是一個(gè)不變量 2 等效應(yīng)力在數(shù)值上等于單向均勻拉伸 或壓縮 時(shí)的拉伸 或壓縮 應(yīng)力 即 當(dāng)0 32 時(shí) 1 3 等效應(yīng)力不是作用在某特定平面上的應(yīng)力 因此 不能在某一截面上表示出來 4 等效應(yīng)力可以理解為一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)中應(yīng)力偏張量的綜合作用 6 已知受力物體內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)為 3 1 2 6xcxy x 2 2 2 3 xyc y yxcyc xy 2 3 3 2 0 zxyzz 試求系數(shù) 321 ccc 321 321 ccc 7 真應(yīng)變與工程應(yīng)變有哪些特點(diǎn) 1 工程應(yīng)變不能反映變形的實(shí)際情況 2 對(duì)數(shù)應(yīng)變具有可加性 而工程應(yīng)變不具有可 加性 3 對(duì)數(shù)應(yīng)變?yōu)榭杀葢?yīng)變 工程應(yīng)變?yōu)椴豢杀葢?yīng)變 4 工程應(yīng)變計(jì)算簡(jiǎn)單 8 主應(yīng)變簡(jiǎn)圖有幾種形式 為什么 主應(yīng)變簡(jiǎn)圖有三種形式 是由于體積不變條件決定的 9 證明體積不變條件可表示為0 zyx 由應(yīng)變?cè)隽矿w積不變條件表達(dá)式除以時(shí)間增量 10 判斷下列應(yīng)變場(chǎng)能否存在 1 2 xy x yx y 2 xy z 0 xy yz yz 2 2 1 22 2 1 yx zx 2 22 yxc x 2 cx y xy xy 2 0 zxyzz 1 不存在 2 當(dāng) c 1 時(shí) 存在 11 為什么說應(yīng)變?cè)隽扛軠?zhǔn)確地反映受力物體的變形情況 變形過程終了時(shí)的全量應(yīng)變不一定取決于當(dāng)時(shí)的應(yīng)力狀態(tài) 使得全量應(yīng)變?cè)谒苄宰冃窝芯恐?的作用受到了很大的限制 應(yīng)變?cè)隽颗c瞬時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)應(yīng)了 12 試述塑性加工時(shí)工具的工作速度 位移速度以及應(yīng)變速率的區(qū)別與聯(lián)系 l u0 第二章第二章 塑性成形時(shí)的屈服準(zhǔn)則與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系塑性成形時(shí)的屈服準(zhǔn)則與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 練習(xí)與思考題練習(xí)與思考題 1 試述屈服準(zhǔn)則的幾何意義 在主應(yīng)力空間中 屈雷斯加屈服準(zhǔn)則為一與三個(gè)坐標(biāo)軸等傾斜的六棱柱面 米塞斯屈服 準(zhǔn)在主應(yīng)力空間為一與三個(gè)坐標(biāo)軸等傾斜的圓柱面 2 試述米塞斯屈服準(zhǔn)則與屈雷斯加屈服準(zhǔn)則的特點(diǎn) a 屈雷斯加屈服準(zhǔn)則 k s 2 米塞斯屈服準(zhǔn)則 k s 3 b 與坐標(biāo)的選擇無關(guān) c 在屈雷斯加屈服準(zhǔn)則中 沒有考慮中間主應(yīng)力對(duì)材料屈服的影響 而米塞斯屈服準(zhǔn)則 由于考慮了中間主應(yīng)力對(duì)屈服的影響 d 靜水壓力對(duì)兩種屈服準(zhǔn)則沒有影響 e 在主應(yīng)力空間中 屈雷斯加屈服準(zhǔn)則為一與三個(gè)坐標(biāo)軸等傾斜的六棱柱面在 平面上 為一正六邊形 稱為屈雷斯加六邊形 米塞斯屈服準(zhǔn)在主應(yīng)力空間為一與三個(gè)坐標(biāo)軸等傾斜 的圓柱面 在 平面上為一個(gè)圓 稱為米塞斯圓 f 應(yīng)用上的限制 在主應(yīng)力順序已知時(shí) 屈雷斯加屈服準(zhǔn)則是主應(yīng)力分量的線性函數(shù) 使用起來非常方便 在 工程設(shè)計(jì)中常常被采用 而米塞斯屈服準(zhǔn)則顯得復(fù)雜 但是 當(dāng)主應(yīng)力順序未知時(shí) 屈雷斯 加屈服準(zhǔn)則為六次方程 顯然比米塞斯屈服準(zhǔn)則復(fù)雜得多 3 何謂 平面 為什么說在 平面上有六個(gè)對(duì)稱軸 過原點(diǎn)且與等傾斜軸垂直的平面 稱為 平面 由于假設(shè)材料的屈服與坐標(biāo)的選擇無關(guān) 因此 可以得到三個(gè)對(duì)稱軸 由材料的拉壓性能相同 可以得到另外三個(gè)對(duì)稱軸 4 已知應(yīng)力張量 C C ij 00 000 00 C為正的常數(shù) 試問當(dāng)恰好發(fā)生屈服時(shí) 按米塞斯屈服準(zhǔn)則和屈雷斯加屈服準(zhǔn)則 C 按米塞斯屈服準(zhǔn)則 s C 3 1 屈雷斯加屈服準(zhǔn)則 s C 2 1 5 在棱邊為 1 1 1mm 立方體的一個(gè)面上施加710N 的壓縮載荷 正好使該立方體發(fā)生屈 服 如果在其它兩個(gè)面上分別作用有 10N 和 20N 的壓縮載荷時(shí) 則該平面上需要作用多大載 荷 才能使該立方體發(fā)生屈服 假設(shè)接觸面上的摩擦可以忽略 40N 或 10N 6 已知具有半球形端部的薄壁圓筒 如圖 1 所示 平均半徑為 r 壁厚為 t 受內(nèi)壓力 p 作用 試求此時(shí)薄壁圓筒的屈服條件 按米塞斯屈服準(zhǔn)則和屈雷斯加屈服準(zhǔn)則 按米塞斯屈服準(zhǔn)則 s t pr 2 3 按屈雷斯加屈服準(zhǔn)則 s t pr 7 在 x y z 坐標(biāo)系下 試推導(dǎo)出 yz 0 yzzx 條件下的米塞斯 Mises 屈服 準(zhǔn)則的表達(dá)式 22 2 3 sxyyx 8 為什么說描述塑性范圍內(nèi)的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系比彈性范圍內(nèi)的要復(fù)雜得多 由彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可知 應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系是線性的 并可用虎克定律來描述 應(yīng)變可 由應(yīng)力唯一確定 但是 在塑性變形范圍內(nèi) 應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系是非線性的 應(yīng)變不能由應(yīng) 力唯一確定 而是與變形歷史有關(guān) 這是由于隨著變形的發(fā)生與發(fā)展 材料原有的組織和性 能也隨之發(fā)生變化 而且塑性變形是永久變形 每一微小階段的塑性變形所導(dǎo)致的組織和性 能變化都要保留下來 并影響下一階段的變形過程 因此 各個(gè)微小變形階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān) 系都是不同的 9 試述全量理論與增量理論的區(qū)別 增量理論 應(yīng)力與應(yīng)變?cè)隽恐g關(guān)系 全量理論 應(yīng)力與全量應(yīng)變之間關(guān)系的 二者的 區(qū)別在于 表達(dá)式 假設(shè)條件不同 10 應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律包含哪些基本內(nèi)容 在應(yīng)用上有何意義 應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)規(guī)律包括應(yīng)力應(yīng)變順序?qū)?yīng)關(guān)系和應(yīng)力應(yīng)變的中間關(guān)系 應(yīng)力應(yīng)變順 序?qū)?yīng)規(guī)律 既可以根據(jù)應(yīng)變的順序確定應(yīng)力的順序 也可以根據(jù)應(yīng)力順序確定應(yīng)變的順序 11 等效應(yīng)力 等效應(yīng)變單一曲線假設(shè)有什么意義 根據(jù)單一曲線假設(shè) 就可以采用最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法來確定材料的等效應(yīng)力與等效應(yīng)變曲 線 12 等效應(yīng)力 等效應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化模型有哪些 分別寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式 理想彈塑性材料模型 理想剛塑性材料模型 冪指數(shù)硬化材料模型 剛塑性非線性硬化 材料模型 彈塑性線性硬化材料模型 剛塑性線性硬化材料模型 13 已知 2 1 s 2 2 s 0 3 ad p 1 a為常數(shù) 試求相應(yīng)的應(yīng)變?cè)隽?p d 2 p d 3 1 1 0 14 已知下列三種應(yīng)力狀態(tài)三個(gè)主應(yīng)力為 1 1 2 0 3 2 2 1 2 2 3 0 3 1 60 2 30 3 0 求應(yīng)變?cè)隽康谋戎?1 1 1 0 2 1 0 1 3 1 0 1 2r t p 圖 1 具有半球形端部的薄壁圓筒 1 第三章第三章 塑性成形解析方法塑性成形解析方法 練習(xí)與思考體練習(xí)與思考體 1 塑性加工問題的精確解需要滿足哪些條件 對(duì)于彈塑性變形物體 需滿足 16 個(gè)方程 對(duì)于剛塑性變形物體 需滿足 17 個(gè)方程 2 對(duì)于平面應(yīng)變問題 試證塑性區(qū)內(nèi)每點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)可用平均應(yīng)力 m和最大切應(yīng)力 k 來表 示 即 1 m k 2 m 3 m k 當(dāng)主應(yīng)力順序 321 已知時(shí) 由 31 2 1 k 31 2 1 m k k m m m 3 2 1 k k m m m 3 2 1 8 5 3 試述平面問題 軸對(duì)稱問題的變形特點(diǎn) 1 平面應(yīng)變問題特點(diǎn) 當(dāng)變形體內(nèi)各點(diǎn)的位移分量與某一坐標(biāo)軸無關(guān) 并且沿該坐標(biāo)軸 方向上的位移分量為零時(shí) 則將這一變形過程稱為平面應(yīng)變問題 假設(shè)變形體內(nèi)各點(diǎn)沿z坐 標(biāo)軸方向上的位移分量為零 2 平面應(yīng)力問題特點(diǎn) 當(dāng)變形體內(nèi)所有應(yīng)力分量與某一坐標(biāo)軸無關(guān) 在與該坐標(biāo)軸垂直 平面上的所有應(yīng)力分量為零 3 軸對(duì)稱問題特點(diǎn) 如果變形體的幾何形狀 物理性質(zhì)以及外載荷都對(duì)稱于某一坐標(biāo)軸 通過該坐標(biāo)軸的任一平面都是對(duì)稱面 則變形體內(nèi)的應(yīng)力 應(yīng)變 位移也對(duì)稱于此坐標(biāo)軸 4 對(duì)于塑性加工而言 假設(shè)庫(kù)侖摩擦定律中的摩擦系數(shù)為常數(shù) 問摩擦系數(shù)的最大值為多 少 為什么 按米塞斯屈服準(zhǔn)則 3 1 max 屈雷斯加屈服準(zhǔn)則 5 0 max 5 試述主應(yīng)力法求解塑性加工問題的特點(diǎn) 如圖 2 所示 已知 1 側(cè)向均布載荷 s q 3 1 2 接觸面上的摩擦切應(yīng)力 sf 2 1 試求如圖 2 所示的圓柱體壓縮時(shí)的單位壓力 p rR h p S S 3 4 2 6 判斷 滑移線的規(guī)則是什么 若 線與 線形成一右手坐標(biāo)系 則最大主應(yīng)力 按代數(shù)值 應(yīng)位于此坐標(biāo)系的第一 和第三象限 7 漢蓋應(yīng)力方程有何意義 由此可以得到滑移線場(chǎng)的哪些特性 漢蓋應(yīng)力方程給出了同一條滑移線上平均應(yīng)力 m 與轉(zhuǎn)角 之間的關(guān)系 若滑移線場(chǎng)已 確定 則轉(zhuǎn)角 也就被確定了 已知某一條滑移線上一點(diǎn)的平均應(yīng)力 m 則沿該條滑移線 上任意一點(diǎn)的平均應(yīng)力均可求出 由于兩族滑移線是相互正交的 因此 整個(gè)塑性區(qū)內(nèi)各點(diǎn) 的平均應(yīng)力均可以求出 確定出整個(gè)塑性區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 8 滑移線場(chǎng)有哪些典型的應(yīng)力邊界條件 自由表面 無摩擦的接觸表面 摩擦切應(yīng)力達(dá)到最大值k的接觸表面 當(dāng) k f 0 時(shí) 的接觸表面 9 試述蓋林格爾速度方程的用途 已知滑移線場(chǎng) 可以根據(jù)蓋林格爾速度方程求出速度場(chǎng) 10 何謂滑移線場(chǎng)的速度矢端圖 滑移線與速度矢端曲線之間有何關(guān)系 滑移線場(chǎng)的速度矢端圖 滑移線上各點(diǎn)的速度矢端曲線 移線與速度平面上的速度矢端 曲線在相應(yīng)點(diǎn)上彼此正交 11 為什么說沿著同一條滑移線 速度不連續(xù)量的大小保持不變 其方向隨滑移線方向而改 變 由于速度間斷線就是滑移線 因此 在速度間斷線L兩側(cè)都必須滿足蓋林格爾速度方程式 設(shè)速度間斷線為 線 則有 0 0 22 11 duud duud nt nt 由于法向速度是連續(xù)的 即 nn uu 21 因此 將上兩式相減 可得 tt udud 21 即 常數(shù) ttt uuu 12 即沿同一條滑移線的速度間斷值為常數(shù) 12 已知某滑移線場(chǎng)如圖 3 所示 點(diǎn) C 的等靜壓力為 900MPa 剪切屈服應(yīng)力 k 600MPa 求點(diǎn) B D 的應(yīng)力狀態(tài) 0 300 1500 xyB yB xB MPa MPa 33002cos 200600 2001200 MPak MPa MPa DxyD yD xD 13 已知頂角為 2 的剛性楔體壓入半無限空間時(shí)的滑移線場(chǎng)如圖 4 所示 求當(dāng)楔體壓入深 3 度為 h 時(shí)所需要的總的變形力 P 設(shè)接觸摩擦切應(yīng)力為零 單位長(zhǎng)度上的變形力 tgkhP 14 14 試述上限法求解塑性加工問題的基本要點(diǎn) 如何使所得到的上限解逼近于真實(shí)的速度 場(chǎng) 采用上限法求解塑性加工問題 通常包括以下幾個(gè)步驟 即 a 根據(jù)材料流動(dòng)規(guī)律 設(shè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)許可的速度場(chǎng) 該速度場(chǎng)可以包含一個(gè)或多個(gè)待定參數(shù) 但需要滿足速度邊界 條件和體積不變條件 b 根據(jù)所設(shè)定的速度場(chǎng) 由幾何方程確定應(yīng)變速率場(chǎng)和等效應(yīng)變速 率 并利用式 8 130 確定各上限功率 c 求總功率的極小值 使總功率對(duì)于設(shè)定速度場(chǎng)中 各待定參數(shù)進(jìn)行最小化處理 以便從速度場(chǎng)中所包含的無限多個(gè)上限解中得到一個(gè)最小的上 限解 再由這個(gè)最小功率求出相應(yīng)的工作載荷 但是 應(yīng)該注意到 由此所得到的最小上限 解并不是精確解 因?yàn)樗O(shè)定的運(yùn)動(dòng)許可速度場(chǎng)往往不能包含真實(shí)的速度場(chǎng) 為了設(shè)計(jì)出盡可能接近于真實(shí)情況的運(yùn)動(dòng)許可的速度場(chǎng) 使所得到的上限解逼近于真 實(shí)解 需要根據(jù)相關(guān)的基礎(chǔ)理論 結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)材料流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行直觀的分析和邏輯判斷 15 無摩擦的平面應(yīng)變擠壓過程如圖 5 所示 求擠壓壓力 p 2k 的上限解 畫出 p 2k 的 關(guān)系曲線 求出 p 2k 的極小值 30sinsin 1 30sinsin 1 4 1 2k p P 2 h 圖 4 剛性楔體壓入半無限空間時(shí)的滑移線場(chǎng) p u0 h0 1 he 1 2 A B e u C 30 圖 5 無摩擦的平面應(yīng)變擠壓 h q 2R p 圖 2 圓柱體鐓粗問題 線 線 D B A C 45 x y O 圖 3 已知的滑移線場(chǎng) 30 4 16 無摩擦的平面應(yīng)變拉拔過程如圖 6 所示 三角形中 ABC CDE 60 AB 和 CD 與水平軸 垂直 求擠壓壓力 p 2k 的上限解 p 2k 1 732 h0 6 A 30 0 u B D C he 1 5 E pe 圖 6 無摩擦的平面應(yīng)變拉拔過程 e u 第四章第四章 粉體材料與復(fù)合材料的成形原理粉體材料與復(fù)合材料的成形原理 練習(xí)與思考題練習(xí)與思考題 1 試述粉末材料的變形特點(diǎn) 粉體材料的變形是由基體變形和孔隙的變形所構(gòu)成的 即變形與致密是同時(shí)進(jìn)行的 力 總是通過基體來傳遞的 基體的變形是主動(dòng)的 遵循致密體變形的一切規(guī)律 基體材料的應(yīng) 力 應(yīng)變狀態(tài)除與外加載荷有關(guān)外 還與孔洞的形狀 大小以及方位有關(guān) 孔洞的變形由孔 洞的形狀變化和體積變化兩部分組成 其變形是被動(dòng)的 即孔洞變形是通過基體的塑性變形 產(chǎn)生的 也就是說 基體與孔洞的變形是相互關(guān)聯(lián)的 由于粉體材料在成形過程中同時(shí)產(chǎn)生變形和致密 遵循著質(zhì)量不變條件 其體積是不斷 減少的 塑性變形時(shí)消耗了部分能量來減少粉末材料的孔隙 所以 粉體材料與致密體相比 具有較小的橫向流動(dòng) 2 粉末成形大致可以分為哪幾個(gè)階段 a 第一階段 粉末顆粒的重新排列階段 b 第二階段 彈性變形與塑性變形階段 c 第三階段 粉末顆粒斷裂階段 3 粉末顆粒之間的聯(lián)結(jié)力通常有哪些類型 粉體預(yù)成形坯之所以有一定的強(qiáng)度 是因?yàn)榉勰╊w粒之間的聯(lián)結(jié)力作用的結(jié)果 粉末顆 粒之間的聯(lián)結(jié)力大致可分為兩種 a 粉末顆粒之間的機(jī)械嚙合力 b 粉末顆粒表面原子之 間的引力 4 粉體制品燒結(jié)的目的是什么 燒結(jié)的目的是為了合金化或成分更均勻 提高預(yù)成形坯的密度和力學(xué)性能 燒結(jié)還可 以進(jìn)一步降低制品的含氧量 5 為什么說粉體材料具有低屈服強(qiáng)度和低延伸率的特點(diǎn) 粉末材料中的孔隙存在以及顆粒之間粘結(jié)力低 因此屈服強(qiáng)度低 粉體材料中的孔隙對(duì) 拉應(yīng)力是非常敏感的 因此 粉體材料在拉應(yīng)力狀態(tài)下 具有低塑性 低韌性的特點(diǎn) 6 粉末材料的屈服準(zhǔn)則與致密材料的屈服準(zhǔn)則有什么不同 為什么 二者的最大區(qū)別在于等靜壓力影響粉末材料的屈服 對(duì)于粉末材料變形與致密同時(shí)進(jìn) 行 7 粉末材料塑性變形時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系有哪些特點(diǎn) a 對(duì)于穩(wěn)定的材料 i s已知 當(dāng)三個(gè)主應(yīng)變d 1 d 2 d 3 已知時(shí) 由式 9 35 可以求出主應(yīng)力值 這一點(diǎn)與致密材料是不一樣的 對(duì)于致密材料而言 當(dāng)d 1 d 2 d 3 已知時(shí) 只能求得應(yīng)力偏量分量或正應(yīng)力之差 12 23 31 一 般不能求出 1 2 3 因?yàn)槠骄鶓?yīng)力仍是未知數(shù) b 若兩正應(yīng)力相等 則相應(yīng)的應(yīng)變 增量也相同 反之亦然 c 若某一方向的應(yīng)變?cè)隽坷鏳 2 為零 則相應(yīng)的應(yīng)力 2 13 可見由于相對(duì)密度的影響 213 1 2 這一點(diǎn)與致密材料也是 不同的 8 何謂復(fù)合材料 復(fù)合材料有哪些特點(diǎn) 復(fù)合材料是一種多相材料 凡是由兩種或兩種以上的物理和化學(xué)本質(zhì)不同的材料 以微 觀或宏觀的形式組合而成的材料 均可稱為復(fù)合材料 復(fù)合材料一般是由強(qiáng)度和模量都較高 但脆性大的增強(qiáng)劑與韌性好但強(qiáng)度和模量均較低的基體組成 因此 復(fù)合材料具有比強(qiáng)度 比模量 抗疲勞 耐高溫性能優(yōu)良 減振性能好 并且可按照構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和受力要求 給出 預(yù)定的 分布合理的配套性能 進(jìn)行最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列的特點(diǎn) 9 組成復(fù)合材料的基體與增強(qiáng)相的作用是什么 在復(fù)合材料中 通常有一相為連續(xù)相 稱為基體 主要起粘結(jié)或連接作用 例如金屬 聚合物 陶瓷 另一相為分散相 稱為增強(qiáng)相 增強(qiáng)相可以提高材料的強(qiáng)度 剛度 抗沖擊 能力以及耐熱性等 常用的增強(qiáng)材料有連續(xù)長(zhǎng)纖維 短纖維 晶須以及顆粒等 復(fù)合材料的 組分材料雖然保持著其相對(duì)獨(dú)立性 但復(fù)合材料的性能卻不是各組分材料性能的簡(jiǎn)單疊加 而是有著重要的改進(jìn) 基體材料和增強(qiáng)材料以及二者之間的界面的性質(zhì)及其相互作用 決定 著復(fù)合材料的性能 10 復(fù)合材料的界面有哪些功能 傳遞效應(yīng) 分割效應(yīng) 阻斷效應(yīng) 不連續(xù)效應(yīng) 散射和吸收效應(yīng) 誘導(dǎo)效應(yīng) 11 影響復(fù)合材料性能的因素有哪些 界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 12 控制界面反應(yīng)的方法有哪些 界面優(yōu)化的目標(biāo)是形成可以有效傳遞載荷 調(diào)節(jié)應(yīng)力分布 阻斷裂紋擴(kuò)展 形成穩(wěn)定的 界面結(jié)構(gòu) 主要途徑有增強(qiáng)體的表面涂層處理 金屬基體合金化及優(yōu)化制備工藝參數(shù)等 第五章第五章 金屬塑性變形的物理本質(zhì)金屬塑性變形的物理本質(zhì) 練習(xí)與思考題練習(xí)與思考題 1 滑移系統(tǒng)和點(diǎn)陣阻力有什么關(guān)系 位錯(cuò)需克服點(diǎn)陣阻力 方可運(yùn)動(dòng) 點(diǎn)陣阻力 即派 納力可表示為 其中 k 位錯(cuò)類型 螺位錯(cuò)的 k 1 刃位錯(cuò)的 k 1 b 柏氏矢量 a 面間距 由于面間距 a 越大 柏氏矢量 b 越小時(shí) 點(diǎn)陣阻力 即派 納力越小 因此 金屬材料中位錯(cuò)滑移變形都是沿著密排面和密排方向進(jìn)行的 而這些密排面和密 排方向就是位錯(cuò)滑移面和滑移方向 滑移面和位于其上的滑移方向就構(gòu)成了滑移 系統(tǒng) 2 滑移和孿生這兩種切變機(jī)理各有什么特點(diǎn) 滑移是晶體的一部分相對(duì)于另一部分產(chǎn)生的剪切運(yùn)動(dòng) 且相對(duì)剪切運(yùn)動(dòng)的距 離是言滑移方向的原子間距的整數(shù)倍 切變后不改變晶粒結(jié)構(gòu)和晶體取向 孿生也是晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一定的晶體學(xué)平面和方向產(chǎn)生 的切變 切變后晶體結(jié)構(gòu)沒有變化 但是取向發(fā)生了變化 相對(duì)切變是沿孿生面 逐層連續(xù)依次進(jìn)行的 而不像滑移那樣集中在一些滑移面上進(jìn)行 孿生比滑移困 難一些 所以變形時(shí)首先發(fā)生滑移 當(dāng)切應(yīng)力升高到一定數(shù)值時(shí) 才出現(xiàn)孿生 密排六方金屬 由于滑夠系統(tǒng)少 各滑移系相對(duì)于外力的取向都不利時(shí) 也可能 在形變一開始就形成孿晶 3 什么是金屬的屈服強(qiáng)度 為什么金屬的理論屈服強(qiáng)度和實(shí)際屈服強(qiáng)度有區(qū) 別 金屬的屈服強(qiáng)度是指金屬抵抗塑性變形的抗力 定量地講 屈服強(qiáng)度是指金 屬發(fā)生塑性變形時(shí)的臨界應(yīng)力 與加載的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān) 受變形溫度 應(yīng)變速率 和變形量等外在實(shí)驗(yàn)條件和內(nèi)在的成分 組織狀態(tài)的影響 屈服強(qiáng)度作為金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo) 專指的是在單向應(yīng)力狀態(tài)下和相應(yīng) 的變形溫度 應(yīng)變速率和變形程度下 產(chǎn)生塑性變形所需要的單位變形力 理論屈服強(qiáng)度認(rèn)為滑移是一部分晶體在滑移面上 沿著滑移方向 相對(duì)于另 一部分晶體的剛性整體式地切變 來源于金屬的原子間的結(jié)合力 它是金屬原子 間結(jié)合力大小的反映 實(shí)際晶體中存在著各種晶體缺陷 特別是存在著位錯(cuò) 位錯(cuò)很容易運(yùn)動(dòng) 因 而不能充分發(fā)揮出原子間結(jié)合力的作用 所以金屬 特別是純金屬單晶體 實(shí)際 屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)低于理論值 開動(dòng)位錯(cuò)源所需的應(yīng)力和位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)過程中遇到的各種 阻力構(gòu)成了金屬的實(shí)際屈服強(qiáng)度 4 金屬的實(shí)際屈服強(qiáng)度決定于什么 金屬的實(shí)際屈服強(qiáng)度決定于晶體中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須克服的阻力 實(shí)際晶體 的切屈服強(qiáng)度 C包括開動(dòng)位錯(cuò)源所必須克服的阻力 點(diǎn)陣阻力 位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)對(duì) 運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的阻力 位錯(cuò)切割穿過其滑移面的位錯(cuò)林所引起的阻力 割階運(yùn)動(dòng)所引 起的阻力 在實(shí)際金屬中 通過塑性加工 合金化 熱處理等工藝手段所引起的屈服強(qiáng) 度的變化 主要是通過改變這些阻力來實(shí)現(xiàn)的 第六章第六章 金屬的塑性變形和強(qiáng)化金屬的塑性變形和強(qiáng)化 練習(xí)與思考題練習(xí)與思考題 1 什么叫強(qiáng)化 可能采用那些強(qiáng)化手段來強(qiáng)化金屬 采用各種方式使得金屬塑性變形時(shí)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大 即可實(shí)現(xiàn)金屬材料 的強(qiáng)化 如冷變形的加工硬化 添加合金的固溶強(qiáng)化和析出沉淀強(qiáng)化 細(xì)晶強(qiáng)化 亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化 多相組織的相變強(qiáng)化等 2 面心立方單晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線的硬化系數(shù) 為什么各個(gè)階段各不相同 最大的原因是什么 第 I 階段一般認(rèn)為只有一個(gè)滑移系開動(dòng) 強(qiáng)化作用不大 I較小 為易滑移 階段 第 階段為線性強(qiáng)化階段 出現(xiàn)了多系滑移 多系滑移產(chǎn)生大量位錯(cuò) 使得 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力明顯增大 尤其是面角位錯(cuò)的出現(xiàn) 強(qiáng)烈的阻止位錯(cuò)源開動(dòng) 并強(qiáng) 烈阻止其他滑移面上的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 從而使得這一階段硬化指數(shù) 最大 第 階段出現(xiàn)了交滑移 從而拜托了面角位錯(cuò)的封鎖 使原被塞積的位錯(cuò)繼 續(xù)運(yùn)動(dòng) 使得位錯(cuò)的自由路程增大 即在加工硬化的同時(shí) 存在著動(dòng)態(tài)回復(fù)的軟 化過程 從而造成 隨著 增大而逐漸降低的現(xiàn)象 3 晶界對(duì)塑性變形有什么影響 晶界對(duì)塑性變形過程的影響 主要是在溫度較低時(shí)晶界阻礙滑移進(jìn)行引起的 障礙強(qiáng)化作用和變形連續(xù)性要求晶界附近多系滑移引起的強(qiáng)化作用 為使多晶體塑性變形過程不破壞晶界連續(xù)性 相鄰的晶粒必須協(xié)調(diào)變形 多 晶體塑性變形一旦變形傳播到相鄰的晶粒 就產(chǎn)生了多系滑移 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)遇到的 障礙比單系滑移多 阻力要增加 存在晶界及晶界兩側(cè)晶粒取向有差別 多晶體的塑性變形有著很大的不均勻 性 在單個(gè)晶粒內(nèi) 晶界變形要低于晶粒中心區(qū)域 由于細(xì)晶組織中晶界占的比 例要大于粗晶組織中的晶界 細(xì)晶組織的強(qiáng)化效果高于粗晶組織 4 多系滑移為何能起到強(qiáng)化作用 金屬多晶體塑性變形一開始為什么就出現(xiàn)了 多系滑移的強(qiáng)化 多系滑移產(chǎn)生大量位錯(cuò) 位錯(cuò)間相互作用使得位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力明顯增大 尤其 是面角位錯(cuò)的出現(xiàn) 強(qiáng)烈的阻止位錯(cuò)源開動(dòng) 并強(qiáng)烈阻止其他滑移面上的位錯(cuò)運(yùn) 動(dòng) 多晶體材料中 某一晶粒產(chǎn)生滑移變形而不破壞晶界連續(xù)性 相鄰的晶粒必 須協(xié)調(diào)變形 理論計(jì)算證明 相鄰晶粒通過滑移協(xié)調(diào)一個(gè)可以變成任意形狀的晶 粒的變形 至少需六個(gè)滑移系統(tǒng) 所以多晶體塑性變形一旦形傳播到相鄰的晶粒 就產(chǎn)生了多系滑移 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)遇到的障礙比單系滑移多 阻力增加很快 5 細(xì)化晶粒對(duì)金屬材料的力學(xué)性能有什么影響 細(xì)化晶?？梢越鉀Q哪些問題 有哪些途徑可以細(xì)化晶粒 根據(jù) Hall Petch 關(guān)系 流變應(yīng)力與晶粒直徑方根的倒數(shù) D 1 2 有明顯的線性 關(guān)系 s i KD 1 2 式中 s 屈服應(yīng)力 D 平均晶粒直徑 i K 實(shí)驗(yàn)常數(shù) 細(xì)化晶粒非常重要 在工程上有重要的應(yīng)用 1 在高強(qiáng)度的鋼種中 細(xì)化晶?？梢蕴岣咂漤g性 有助于防止脆性斷裂 發(fā)生 可降低脆性轉(zhuǎn)化溫度 提高材料使用范圍 2 在低強(qiáng)度鋼中 如低碳結(jié)構(gòu)鋼 利用細(xì)化晶粒來提高屈服強(qiáng)度有明顯 效果 尤其是超細(xì)晶組織對(duì)提高強(qiáng)度和韌性作用更突出 3 在超塑性變形時(shí) 細(xì)化晶?？梢缘玫嚼硐氲某苄宰冃?因?yàn)槌苄?變形的控制機(jī)理為晶間滑動(dòng)機(jī)理 等軸細(xì)小晶粒更有利于晶間滑動(dòng)變形 晶粒細(xì)化的途徑有以下幾種 1 改變結(jié)晶過程中的凝固條件 盡量增加冷卻速度 另一方面調(diào)節(jié)合金成 分以提高液體金屬過冷能力 使形核率增加 進(jìn)而獲得細(xì)化的初生晶粒 2 進(jìn)行塑性變形 嚴(yán)格控制隨后的回復(fù)和再結(jié)晶過程以獲得細(xì)小的晶粒組 織 采用低溫軋制和隨后控制冷卻 是得到細(xì)晶組織的有效生產(chǎn)工藝 3 利用固溶體的過飽和和分解或粉末燒結(jié)等方法 在合金中產(chǎn)生彌散分布 的第二相以控制基體組織的晶粒長(zhǎng)大 4 通過同素異形轉(zhuǎn)變的多次反復(fù)快速加熱冷卻的熱循環(huán)處理來細(xì)化晶粒 6 什么是屈服效應(yīng) 其在變形金屬的外觀上有何反應(yīng) 體心立方金屬單向拉伸過程出現(xiàn)上下屈服點(diǎn)和屈服平臺(tái)的現(xiàn)象 稱之為屈服 效應(yīng) 其原因是位錯(cuò)與間隙原子形成的柯氏氣團(tuán)的反復(fù)釘扎的相互作用 屈服效應(yīng)會(huì)在變形金屬的外觀上有所反應(yīng) 當(dāng)金屬變形量恰在屈服延伸區(qū)內(nèi) 時(shí) 金屬表面會(huì)產(chǎn)生粗糙不平的表面缺陷 稱之為呂德斯帶 呂德斯帶的形成 是外應(yīng)力作用下 某些位置位錯(cuò)釘扎不牢 它們首先擺脫溶質(zhì)原子的氣團(tuán) 開始 運(yùn)動(dòng) 變形是集中在局部區(qū)域 在金屬外觀上的反映就是一種帶狀的表面粗糙的 缺陷 呂德斯帶的消除 1 加入少量的 AI Ti 等強(qiáng)氮 碳化物形成元素 固定 C N 使之不能 有效釘扎位錯(cuò) 2 在鋼板沖壓前進(jìn)行小量的預(yù)變形 稍大于屈服延伸區(qū)的變形程度 使 被溶質(zhì)原子釘扎住的位錯(cuò)大部分基本脫釘 7 什么是形變時(shí)效和動(dòng)態(tài)形變時(shí)效 形變時(shí)效 體心立方金屬第一次加載屈服后卸載 停留一段時(shí)間再加載 重 新出現(xiàn)屈服效應(yīng)現(xiàn)象 其屈服極限 強(qiáng)度極限和硬度均有所提高 而塑性與疲勞 極限等則要下降 容易發(fā)生脆斷 a 第一次實(shí)驗(yàn) b 卸載后立即加載實(shí)驗(yàn) c 卸載后停留一段時(shí)間再加載實(shí)驗(yàn) 藍(lán)脆 碳鋼在 150 350 范圍內(nèi)變形時(shí) 存在著動(dòng)態(tài)形變時(shí)效現(xiàn)象 因而 降低塑性 使金屬變脆 這個(gè)溫度區(qū)間試樣或工件表面很容易生長(zhǎng)藍(lán)色的氧化膜 有發(fā)藍(lán)的現(xiàn)象 8 處于不同時(shí)效階段的沉淀強(qiáng)化合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特點(diǎn) 如圖所示 應(yīng)力應(yīng)變曲線可分為四個(gè)階段 即溶質(zhì)原子的偏聚階段 偏聚區(qū) 有序化階段 過渡相階段和平衡階段 溶質(zhì)原子的偏聚階段 GP 區(qū)所對(duì)應(yīng)的一段曲線 在 GP 區(qū) 隨著時(shí)效 時(shí)間增長(zhǎng) 強(qiáng)度增加 偏聚區(qū)有序化階段 GP 區(qū) 體心點(diǎn)陣形成 形成共格相 強(qiáng)化曲線達(dá) 到峰值時(shí) 沉淀相中有 80 90 是 相 過渡相階段 相出現(xiàn)后 共格關(guān)系開始破壞 強(qiáng)化作用不如 相 標(biāo)志 著過時(shí)效開始 平衡階段 長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效后 沉淀相完全轉(zhuǎn)變成粗大體心正方結(jié)構(gòu)的有序穩(wěn) 定平衡 相 完全失去共格關(guān)系 導(dǎo)致軟化 強(qiáng)化作用比不上固溶強(qiáng)化 9 沉淀析出相質(zhì)點(diǎn)越小 沉淀強(qiáng)化合金的強(qiáng)化效果越好嗎 第二相析出強(qiáng)化作用機(jī)理主要有兩種 切過第二相的強(qiáng)化機(jī)理和繞過機(jī)理 如下圖所示 位錯(cuò)切過第二相質(zhì)點(diǎn)時(shí) 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力將隨質(zhì)點(diǎn)尺寸加大而增加 如曲線 B 所示 位錯(cuò)繞過第二相質(zhì)點(diǎn)時(shí) 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力將隨質(zhì)點(diǎn)尺寸減小而增加 如 曲線 A 所示 最佳的粒子尺寸 位錯(cuò)總是選擇需要克服阻力最小的方式通過 故當(dāng) 質(zhì)點(diǎn)相當(dāng)于兩曲線交點(diǎn) P 所對(duì)應(yīng)的尺寸大小時(shí) 得到最佳的強(qiáng)化效果 10 影響金屬材料塑性的因素有哪些 影響金屬材料塑性的因素可分為內(nèi)在因素和變形的外部條件 其中內(nèi)在因素 又可分為材料的組織結(jié)構(gòu)和其化學(xué)成分 變形的外部條件為變形溫度 變形速度 應(yīng)力狀態(tài) 變形的均勻性等 1 組織結(jié)構(gòu)對(duì)塑性的影響 不同晶體結(jié)構(gòu)的金屬塑性不同 面心 體心立方塑性較好 而密排六方滑移 系少 塑性較差 純金屬和合金比較 一般純金屬有較好的塑性 單相合金同多相合金材料比較 一般是單相合金材料的塑性好 些 各相的 性質(zhì)不同 變形的難易程度是不同的 存在第二相的材料 第二相質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì) 數(shù)量 大小 形態(tài)和分布對(duì)材料的 塑性都有很大的影響 晶粒細(xì)小均勻的組織比晶粒粗大不均勻的組織塑性好 特別是冷變形時(shí)這種 影響的差別更顯著 變形組織比鑄態(tài)組織塑性好 2 成分對(duì)塑性的影響 a 低熔點(diǎn) S 化物及其共晶通常分布于晶界上 在 900 左右變形過程中產(chǎn) 生熱脆 紅脆 b 鋼中含 0 15 0 30 的銅時(shí) 熱加工過程中鋼的表面會(huì)產(chǎn)生龜裂 稱為 銅脆 c 鋼中含 P 量不大時(shí) 在熱加工范圍內(nèi)對(duì)塑性影響不大 在冷狀態(tài)下時(shí) 磷使鋼的強(qiáng)度增高 塑性降低 產(chǎn)生冷脆現(xiàn)象 P 含量超過 0 1 時(shí) 冷脆現(xiàn)象 很明顯 磷還引起高溫回火脆性 d Pb Sn As Sb Bi 它們都是低熔點(diǎn)元素 俗稱 五害 對(duì)塑性影響 很壞 它們?cè)阡撝械娜芙舛榷己苄?剩余量分布于晶界 它們?cè)诩訜釙r(shí)熔化而使 鋼材塑性破壞 e 氫對(duì)鋼熱加工時(shí)的塑性沒有明顯的影響 因?yàn)榧訜岬?1000 左右時(shí) 過 飽和的氫易于從鋼中析出 但含氫量較高的鋼 熱加工后快速冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生白點(diǎn) 冷加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象 f 低碳鋼中固溶的 N 和 C 量增大時(shí) 形變時(shí)效現(xiàn)象顯著 在 300 左右加 工時(shí)會(huì)出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象 3 外部變形條件的影響 a 變形溫度對(duì)塑性的影響 一般規(guī)律是溫度升高 塑性改善 原因 溫度升高 熱激活作用增強(qiáng) 位 錯(cuò)的活動(dòng)性能提高 溫度升高可能出現(xiàn)新的滑移系統(tǒng) 可能使擴(kuò)散塑性變形機(jī)理同時(shí)起作用 使 塑性變形容易進(jìn)行 溫度升高有利于回復(fù)和再結(jié)晶軟化過程的發(fā)展 可使變形過 程造成的破壞和缺陷修復(fù) 從而提高了塑性 b 應(yīng)變速率對(duì)塑性的影響 應(yīng)變速率對(duì)塑性的影響是比較復(fù)雜的 應(yīng)變速率效應(yīng) 應(yīng)變速率增加 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)沒有足夠的時(shí)間 不利于異號(hào)位錯(cuò) 的合并 重排 不利于回復(fù)和再結(jié)晶過程的進(jìn)行 不利于變形過程中形成的內(nèi)裂 修復(fù) 加工硬化加劇 溫度效應(yīng) 應(yīng)變速率增加 變形熱來不及散發(fā) 提高了變形溫度 促進(jìn)變形 過程中產(chǎn)生的排列混亂的位錯(cuò)重新排列為某些低能組態(tài) 利于異號(hào)位錯(cuò)合并 位 錯(cuò)密度可降低一些 溫度提高促進(jìn)回復(fù)和再結(jié)晶 促進(jìn)裂紋修復(fù) 促使擴(kuò)散塑性 變形機(jī)理發(fā)生作用 分析應(yīng)變速率對(duì)塑性的影響時(shí) 不能脫離溫度的影響區(qū) c 應(yīng)力狀態(tài)對(duì)塑性的影響 從提高塑性的角度來看 各種應(yīng)力狀態(tài)中三向壓應(yīng)力最好 兩壓一拉次之 兩拉一壓更次之 三向拉應(yīng)力對(duì)塑性潛能的發(fā)揮最不利 d 不均勻變形對(duì)塑性的影響 變形不均勻而出現(xiàn)的應(yīng)力叫附加應(yīng)力 附加應(yīng)力的出現(xiàn)影響了變形體的應(yīng)力 分布 e 其他因素對(duì)塑性的影響 變形狀態(tài) 尺寸因素 周圍介質(zhì)等都對(duì)塑性有影響 第七章第七章 金屬在塑性變形中的組織結(jié)構(gòu)與性能變化金屬在塑性變形中的組織結(jié)構(gòu)與性能變化 練習(xí)與思考題練習(xí)與思考題 1 冷變形使金屬的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生什么變化 有何意義 1 冷變形使金屬的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生如下變化 1 單晶體塑性變形 時(shí) 隨著變形量增加 位錯(cuò)密度增加 從而引起加工硬 化 2 多晶體塑性變形時(shí) 隨著變形量增加 與單晶體變形一樣 位錯(cuò)密度增 加 但多晶體各晶粒即相互阻礙又相互促進(jìn) 變形量到一定程度出現(xiàn)位錯(cuò)胞狀結(jié) 構(gòu) 3 冷塑性變形后自由能高 4 晶粒外形 夾雜物和第二相的分布發(fā)生變化 5 性能上具有方向性 帶狀組織和纖維組織 6 形成形變織構(gòu) 7 晶體可能被破壞 可能產(chǎn)生微裂紋 甚至宏觀裂紋等 變形是不均勻的 存在殘余內(nèi)應(yīng)力 2 冷變形對(duì)金屬性能的變化體現(xiàn)在 1 強(qiáng)度指標(biāo)增加 塑性指標(biāo)降低 韌性也降低了 產(chǎn)生力學(xué)性能的方向性 2 物理性能變化 由于在晶間和晶內(nèi)產(chǎn)生微觀裂紋和空隙以及點(diǎn)陣缺陷 因而密度降低 導(dǎo)熱 導(dǎo)電 導(dǎo)磁性能降低 3 化學(xué)性能變化 化學(xué)穩(wěn)定性降低 耐腐蝕性能降低 溶解性增加 3 生產(chǎn)上經(jīng)常利用冷加工提高材料的強(qiáng)度 通過加工硬化 或稱形變強(qiáng) 化 來強(qiáng)化金屬 冷加工是通過塑性變形改變金屬材料性能的重要手段之一 2 回復(fù)退火處理可能使冷變形后的金屬組織結(jié)構(gòu)發(fā)生什么變化 有何實(shí)際意 義 回復(fù)對(duì)組織結(jié)構(gòu)的影響與形變后的組織以及回復(fù)的溫度和時(shí)間有關(guān) 1 回復(fù)溫度較低時(shí) 由于塑性變形所產(chǎn)生的過量空位就會(huì)消失 2 回復(fù)溫度稍高一些時(shí) 同一個(gè)滑移面上的異號(hào)位錯(cuò) 會(huì)在塞積位錯(cuò)群 的長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)作用下 匯聚而合并消失 降低位錯(cuò)密度 3 回復(fù)溫度較高時(shí) 不但同一滑移面上的異號(hào)位錯(cuò)可以匯聚抵消 而且 不同滑移面上的位錯(cuò)也易于攀移和交滑移 從而互相抵消或重新排列成一種能量 較低的結(jié)構(gòu) 回復(fù)退火在生產(chǎn)中主要作用 1 去內(nèi)應(yīng)力退火 使冷加工的金屬件 在基本上保持加工硬化的條件下 降低其內(nèi)應(yīng)力 以避免變形和開裂 改善工件的耐蝕性 2 預(yù)先形變熱處理工藝中 低溫冷變形后進(jìn)行的中間回火 也是一種回 復(fù)性質(zhì)的處理 其目的是為了得到比較穩(wěn)定的位錯(cuò) 亞晶組織 在進(jìn)行快速淬 火加熱和最后的回火處理后 仍能夠保持良好的形變強(qiáng)化的效果 3 如何控制再結(jié)晶后的晶粒大小和均勻性 決定再結(jié)晶退火后晶粒大小的最主要因素是預(yù)先變形量 退火溫度 其次是 原始晶粒度 雜質(zhì)及退火時(shí)間等 當(dāng)變形量很小時(shí) 晶格畸變能低 形核率低 甚至不形核 而且沒有足夠的 動(dòng)力推動(dòng)再結(jié)晶過程的進(jìn)行 不發(fā)生再結(jié)晶 只是晶粒長(zhǎng)大 出現(xiàn)粗晶組織 為 了細(xì)化晶粒 條件允許時(shí) 應(yīng)盡量采用大變形量 避免在臨界變形程度加工 提高退火溫度 不僅使再結(jié)晶晶粒度增大 而且還會(huì)影響到臨界變形程度 隨著退火溫度升高 其臨界變形程度變小 且再結(jié)晶晶粒明顯長(zhǎng)大 原始晶粒的大小及夾雜對(duì)再結(jié)晶后的晶粒大小有影響 在同樣變形程度和溫 度下 原始晶粒越細(xì) 再結(jié)晶后的晶粒也越細(xì) 雜質(zhì)妨礙再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大 對(duì)組 織細(xì)化