第六章塑性變形習(xí)題集-附部分答案

1、1.簡(jiǎn)單立方晶體(100)面有1 個(gè)的刃位錯(cuò)(a)在(001)面有1 個(gè)b=010的刃位錯(cuò)和它相截，相截后2 個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生扭折結(jié)還是割階？(b)在(001)面有1 個(gè)b=100的螺位錯(cuò)和它相截，相截后2 個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生扭折還是割階？解：兩位錯(cuò)相割后，在位錯(cuò)留下一個(gè)大小和方向與對(duì)方位錯(cuò)的柏氏矢量相同的一小段位錯(cuò)，如果這小段位錯(cuò)在原位錯(cuò)的滑移面上，則它是扭折；否則是割階。為了討論方便，設(shè)(100)面上的刃位錯(cuò)為A位錯(cuò)，(001)面上b=010的刃位錯(cuò)為B位錯(cuò)，(001)面上b=100的螺位錯(cuò)為C位錯(cuò)。(a) A位錯(cuò)與B位錯(cuò)相割后，A位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)?10的小段位錯(cuò)，A 位錯(cuò)的滑移面是(100)，01010

2、0=0，即小段位錯(cuò)是在A位錯(cuò)的滑移面上，所以它是扭折；而在B位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)?010 的小段位錯(cuò)，B位錯(cuò)的滑移面是(001)， 010001=0 ，即小段位錯(cuò)在B位錯(cuò)的滑移面上，所以它是扭折。(b)A位錯(cuò)與C位錯(cuò)相割后，A 位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)?00的小段位錯(cuò)，A 位錯(cuò)的滑移面是(100)，1001000 ，即小段位錯(cuò)不在A 位錯(cuò)的滑移面上，所以它是割階；而在C位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)榈男《挝诲e(cuò)，C位錯(cuò)的滑移面是(001)，即小段位錯(cuò)在B位錯(cuò)的滑移面上，所以它是扭折。2.下圖表示在同一直線上有柏氏矢量相同的2 個(gè)同號(hào)刃位錯(cuò)AB 和CD，距離為x，他們作F-R 源開動(dòng)。(a)畫出這2 個(gè)F-R 源增殖時(shí)的逐步過(guò)程

3、，二者發(fā)生交互作用時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？(b)若2 位錯(cuò)是異號(hào)位錯(cuò)時(shí)，情況又會(huì)怎樣？解：(a)兩個(gè)位錯(cuò)是同號(hào)，當(dāng)位錯(cuò)源開動(dòng)時(shí)，兩個(gè)位錯(cuò)向同一方向拱彎，如下圖(b)所示。在外力作用下，位錯(cuò)繼續(xù)拱彎，在相鄰的位錯(cuò)段靠近，它們是反號(hào)的，互相吸引，如上圖(c)中的P 處所示。兩段反號(hào)位錯(cuò)相吸對(duì)消后，原來(lái)兩個(gè)位錯(cuò)連接一起，即形成AD 位錯(cuò)，余下一段位錯(cuò)，即BC 位錯(cuò)，這段位錯(cuò)和原來(lái)的位錯(cuò)反號(hào)，如上圖(d)所示。在外力作用下，BC 位錯(cuò)也作位錯(cuò)源開動(dòng)，但它的拱彎方向與原來(lái)的相反，如上圖(e)所示。兩根位錯(cuò)繼續(xù)拱彎在如圖(f)的O 及O處再相遇，因?yàn)樵谙嘤鎏幩鼈兪欠刺?hào)的，所以相吸對(duì)消。最后，放出一個(gè)大位錯(cuò)環(huán)，

4、并回復(fù)原來(lái)的AB 和CD 兩段位錯(cuò)，如上圖(g)所示。這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)增值位錯(cuò)。(b)兩個(gè)位錯(cuò)是反號(hào)，當(dāng)位錯(cuò)源開動(dòng)時(shí)，兩個(gè)位錯(cuò)向相反方向拱彎，如下圖(b)所示。在外力作用下，位錯(cuò)繼續(xù)拱彎，在相鄰的位錯(cuò)段靠近，它們是反號(hào)的，互相吸引，如下圖(c)中的P 處所示。兩段反號(hào)位錯(cuò)相吸對(duì)消后，即形成AC 和BD 位錯(cuò)，如下圖(d)所示。AC和BD 位錯(cuò)繼續(xù)滑動(dòng)，它們?cè)谙聢D(e)的O 及O處又相遇，在相遇處的位錯(cuò)也是反號(hào)的。反號(hào)位錯(cuò)相吸并對(duì)消，放出一個(gè)大位錯(cuò)環(huán)，同時(shí)恢復(fù)原來(lái)的AB 和CD 兩段位錯(cuò)，如下圖(f)所示。這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)增值位錯(cuò)。上述過(guò)程是兩段位錯(cuò)間的距離x 不是很大的情況下發(fā)生的，如果x 很

5、大，兩個(gè)位錯(cuò)單獨(dú)作為位錯(cuò)環(huán)開動(dòng)，他們各自放出一個(gè)位錯(cuò)環(huán)，然后兩個(gè)位錯(cuò)再合并成一個(gè)大位錯(cuò)環(huán)。3寫出面心立方結(jié)構(gòu)中位錯(cuò)反應(yīng)的反應(yīng)結(jié)果，這個(gè)反應(yīng)能否進(jìn)行？形成的位錯(cuò)能不能滑動(dòng)？為什么？解：，根據(jù)位錯(cuò)反應(yīng)的Frank判據(jù)，反應(yīng)式左端的柏氏矢量平方和為，而右端的柏氏矢量平方為a2 ，因2a2 a2，所以反應(yīng)可以進(jìn)行。位錯(cuò)的滑移面是(111) ， 位錯(cuò)的滑移面是，所以反應(yīng)生成的位錯(cuò)線在(111) 與的交線上，這個(gè)位錯(cuò)的滑移面是(001)，它不是面心立方容易滑移的滑移面，所以不易滑動(dòng)。4. 銅單晶體拉伸時(shí)，若力軸為0 0 1方向，臨界分切應(yīng)力為0.64Mpa，需要多大的拉伸力才能使晶體開始塑性變形？（10分

6、）5. 體心立方晶體可能的滑移面是110、112及123，若滑移方向?yàn)? 11，具體的滑移系是哪些?6. 銅單晶表面平行于(001)面，若晶體可以在各個(gè)滑移系滑移，畫出表面出現(xiàn)的滑移線的痕跡，求出滑移線間的角度。若銅晶體表面平行于(111)面，情況又如何?7. 鋁的臨界分切應(yīng)力為2.40105 Pa，當(dāng)拉伸軸為001時(shí)，引起屈服所需要的拉伸應(yīng)力是多大?8 面心立方晶體沿131軸拉伸，確定如下滑移系的分切應(yīng)力：(111) 0 1 1 、(111)10 1 、(111)1 1 0 。拉伸應(yīng)力為6.9105 Pa。9. 分析單晶體拉伸時(shí)所發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，說(shuō)明原因。10畫出體心立方、面心立方和密排六方

7、晶體的滑移系。11體心立方晶體110111；112111；123 111滑移系共有多少個(gè)？12、材料冷塑變時(shí)，主要的變形方式有那些？13.滑移與孿生有何異同？14、何為滑移帶與滑移線？何為交滑移與多滑移？15、冷塑變對(duì)金屬及合金的組織性能有何影響？16、何為孿生？面心立方晶體孿生過(guò)程中，原子如何切動(dòng)？17、何謂形變織構(gòu)？如何表示板織構(gòu)與絲織構(gòu)？一旦產(chǎn)生織構(gòu)，性能上有何變化？18、用位錯(cuò)理論解釋金屬及合金形變強(qiáng)化19試用多晶體塑變理論解釋，室溫下金屬的晶粒越細(xì)強(qiáng)度越高?；貜?fù)與再結(jié)晶20某單晶冷壓80%，在20停留7天后，性能回復(fù)到一定程度。若在100回復(fù)到相同程度則需要50min，求該金屬的回復(fù)

8、激活能。21冷變形黃銅在400溫度下完成再結(jié)晶需要1h，而390溫度下完成再結(jié)晶需要2h，試計(jì)算420再結(jié)晶需要多少時(shí)間？22將一楔形銅片置于兩軋輥滾之間軋制，畫出再結(jié)晶后晶粒大小沿片長(zhǎng)方向的變化示意圖。如果加熱到再結(jié)晶溫度以上保溫，何處先發(fā)生再結(jié)晶？(一)填空題 1. 硬位向是指 ，其含義是 2從刃型位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)模型分析，滑移的實(shí)質(zhì)是 3由于位錯(cuò)的性質(zhì)，所以金屬才能產(chǎn)生滑移變形，而使其實(shí)際強(qiáng)度值大大的低于理論強(qiáng)度值。 4. 加工硬化現(xiàn)象是指 ，加工硬化的結(jié)果使金屬對(duì)塑性變形的抗力 ，造成加工硬化的根本原因是 5影響多晶體塑性變形的兩個(gè)主要因素是 、 。 6金屬塑性變形的基本方式是 和 ，冷變形

9、后金屬的強(qiáng)度 ，塑性 。 7常溫下使用的金屬材料以 晶粒為好，而高溫下使用的金屬材料以 晶粒為好。 8面心立方結(jié)構(gòu)的金屬有 滑移系，它們是 。 9體心立方結(jié)構(gòu)的金屬有 滑移系，它們是 。 10密排六方結(jié)構(gòu)的金屬有 滑移系，它們是 。 11單晶體金屬的塑性變形都是 作用下發(fā)生的，常沿著晶體中 和 發(fā)生。 12 金屬經(jīng)冷塑性變形后，其組織和性能會(huì)發(fā)生變化，如 、 、 、 等等。 13拉伸變形時(shí)，晶體轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是 轉(zhuǎn)到 。 14位錯(cuò)密度的定義是 ，單位為 。 15 晶體的理論屈服強(qiáng)度約為實(shí)際屈服強(qiáng)度的 倍。 16內(nèi)應(yīng)力是指 ，它分為 、 、 三種。 17 滑移系是指 ，面心立方晶格的滑移面為 ，滑移

10、系方向?yàn)?，構(gòu)成 個(gè)滑移系。 18fcc結(jié)構(gòu)的晶體中，（111）晶面上含有_ 滑移方向。（晶向指數(shù)） 19bcc結(jié)構(gòu)的晶體中，（110）晶面上含有_ 滑移方向。（晶向指數(shù)） (二)判斷題 1.金屬在均勻塑性變形時(shí)，若外力與滑移面相平行，則意味著不可能進(jìn)行塑性變形。（ ） 2.在體心立方晶格中，滑移面為1116，滑移方向?yàn)?102，所以其滑移系有12個(gè)（ ）3.滑移變形不會(huì)引起晶體結(jié)構(gòu)的變化。（ ）4.因?yàn)轶w心立方與面心立方晶格具有相同的滑移系數(shù)目，所以它們的塑性變形能力也相同。 （ ） 5在晶體中，原子排列最密集的晶面間的距離最小，所以滑移最困難。 （ ） 6.孿生變形所需要的切應(yīng)力要比滑移變

11、形所需要的切應(yīng)力小得多。 （ ） 7金屬的加工硬化是指金屬冷塑性變形后強(qiáng)度和塑性提高的現(xiàn)象。 （ ） 8 單晶體主要變形的方式是滑移，其次是孿生。 （ ） 9細(xì)晶粒金屬的強(qiáng)度高，塑性也好。 （ ） 10反復(fù)彎折鐵絲，鐵絲會(huì)越來(lái)越硬，最后會(huì)斷裂。 （ ） 11噴丸處理及表面輥壓能顯著提高材料的疲勞強(qiáng)度。 （ ） 12晶體滑移所需的臨界分切應(yīng)力實(shí)測(cè)值比理論值小得多。 （ ） 13晶界處滑移的阻力最大。 ( ) 14滑移變形的同時(shí)伴隨有晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，隨變形度的增加，不僅晶格位向要發(fā)生變化，而且晶格類型也要發(fā)生變化。 ( ) 15滑移變形不會(huì)引起晶格位向的改變，而孿生變形則要引起晶格位向的改變。

12、( ) 16面心立方晶格一般不會(huì)產(chǎn)生孿生變形；密排六方晶格金屬因滑移系少，主要以孿生方式產(chǎn)生變形。 ( ) (三)選擇題 1能使單晶體產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力為 ( ) A正應(yīng)力 B切應(yīng)力 2面心立方晶體受力時(shí)的滑移方向?yàn)? ) A B C D 3體心立方與面心立方晶格具有相同的滑移系，但其塑性變形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向較體心立方晶格的滑移方向( ) A少 B多 C 相等 D有時(shí)多有時(shí)少 4冷變形時(shí)，隨著變形量的增加，金屬中的位錯(cuò)密度( )。 A增加 B 降低 C無(wú)變化 D先增加后降低 5鋼的晶粒細(xì)化以后可以( )。 A提高強(qiáng)度 B 提高硬度 C 提高韌性 D既提高強(qiáng)度硬度，又

13、提高韌性 6加工硬化現(xiàn)象的最主要原因是( )。 A晶粒破碎細(xì)化 B 位錯(cuò)密度增加 C 晶粒擇優(yōu)取向 D形成纖維組織 7面心立方晶格金屬的滑移系為( )。 A110 B111 8. 用鋁制造的一種輕型梯子，使用時(shí)撓度過(guò)大但未塑性變形。若要改進(jìn)，應(yīng)采取下列( )措施 A 采用高強(qiáng)度鋁合金 B 用鋼代替鋁 C 用高強(qiáng)度鎂合金 D改進(jìn)梯子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (四)改錯(cuò)題 1塑性變形就是提高材料塑性的變形。 2滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向則是原子密度最小的方向 3晶界處原子排列紊亂，所以其滑移阻力最小。 (五)問(wèn)答題 1試述金屬經(jīng)冷塑性變形后，其結(jié)構(gòu)、組織與性能所發(fā)生的變化過(guò)程，分析發(fā)生變化的實(shí)質(zhì)。 2

14、試述加工硬化對(duì)金屬材料的強(qiáng)化作用，這些變化有什么實(shí)際意義?試舉一些有用的例子，也舉一些有害的事實(shí)。 3增加金屬中的位錯(cuò)密度，是強(qiáng)化金屬材料的途徑之一。那么，降低位錯(cuò)密度是否會(huì)使金屬材料的強(qiáng)度降低?無(wú)位錯(cuò)的金屬材料強(qiáng)度是否最低?為什么? 4用低碳鋼板沖壓成型的零件，沖壓后發(fā)現(xiàn)各部位的硬度不同?為什么? 如何解決? 5口杯采用低碳鋼板冷沖而成，如果鋼板的晶粒大小很不均勻，那么沖壓后常常發(fā)現(xiàn)口杯底部出現(xiàn)裂紋，這是為什么? 7指出面心立方、體心立方和密排六方晶體中的滑移面。為什么滑移面為密排面，滑移方向是密排方向? 8試闡述為什么金屬的實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度低得多? 9試用多晶體的塑性變形過(guò)程來(lái)闡述為什么

15、晶粒越細(xì)的金屬的強(qiáng)度、硬度越高、塑性、韌性也越好? 10何謂加工硬化?產(chǎn)生原因及其消除方法是什么? 11試述內(nèi)應(yīng)力的分類及其對(duì)材料性能的影響。 12有些機(jī)器零件常采用表面噴丸處理從而大大提高零件的使用壽命，這是什么原因? (六) 作圖題 1畫出Fe和Fe的晶胞，在晶胞中指出發(fā)生滑移的一個(gè)晶面，在這個(gè)晶面上發(fā)生滑移的一列晶向。 三、復(fù)習(xí)自測(cè)題 (一)區(qū)別概念 1 滑移系和滑移方向； 2硬位向和加工硬化； 3細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化；4臨界變形度與臨界分切應(yīng)力(二)填空題 1從刃型位錯(cuò)模型分析，滑移的實(shí)質(zhì)是 。 2由于位錯(cuò)具有性，所以金屬容易產(chǎn)生變形，為此實(shí)際強(qiáng)度大大低于理論強(qiáng)度 3影響多晶體金屬塑性變

16、形的兩個(gè)主要因素是 。 4金屬塑性變形的基本方式是和 。 (三)判斷題 1在室溫下，金屬的晶粒越細(xì)，則其強(qiáng)度越高，塑性越低。 ( ) 2滑移變形的同時(shí)伴隨有晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，隨變形度的增加，不僅晶格位向要發(fā)生變化，而且晶格類型也要發(fā)生變化。 ( ) 4加工硬化指數(shù)是指T=K式中的n值，它在數(shù)值上和最大均勻應(yīng)變相等，因此，n值越大金屬的加工性能越好。（ ） 5fcc結(jié)構(gòu)的金屬加工硬化的原因是因?yàn)樾纬闪薒-C位錯(cuò)導(dǎo)致位錯(cuò)塞積，因此使位錯(cuò)滑移遇到了較大的阻力造成的。（ ） (四)選擇題 1能使單晶體金屬發(fā)生塑性變形的應(yīng)力為（ ） 。 A正拉應(yīng)力 B 正壓應(yīng)力 C 切應(yīng)力 D復(fù)合應(yīng)力 2面心立方晶格的

17、晶體在受力時(shí)的滑移方向是（ ）。 A B C D (五)問(wèn)答題 1用學(xué)過(guò)的知識(shí)，解釋下列現(xiàn)象： (1) 同種金屬的單晶體比多晶體軟，并有更高的塑性。 (2) 反復(fù)彎曲鐵絲，越彎越硬，最后會(huì)斷裂。 (3) 噴丸處理軋輥表面能顯著提高軋輥的疲勞強(qiáng)度。 2討論W、Fe、Cu、Pb四種金屬在室溫下塑性變形的能力。 金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶(一)填空題 1. 金屬再結(jié)晶概念的前提是 ，它與重結(jié)晶的主要區(qū)別是 。 2. 金屬的最低再結(jié)晶溫度是指 ，它與熔點(diǎn)的大致關(guān)系是 。 3.鋼在常溫下的變形加工稱 ，鉛在常溫下的變形加工稱 。 4回復(fù)是 ，再結(jié)晶是 。5臨界變形量的定義是 ，通常臨界變形量約在 范圍內(nèi)。

18、 6.金屬板材深沖壓時(shí)形成制耳是由于 造成的。 7根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得知，純鐵的最低再結(jié)晶溫度為。8冷變形金屬的回復(fù)與再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是_ ；晶粒長(zhǎng)大階段的驅(qū)動(dòng)力為_ 。9冷變形金屬的再結(jié)晶與重結(jié)晶的區(qū)別是_ 。10冷變形金屬的低溫回復(fù)，電阻率明顯下降是由于_；高溫回復(fù)時(shí)，彈性應(yīng)變能基本消除是因?yàn)開 。11若細(xì)化固態(tài)純銅的晶粒，應(yīng)采取_ 措施。 (二)判斷題 1金屬的預(yù)先變形越大，其開始再結(jié)晶的溫度越高。 （ ） 2變形金屬的再結(jié)晶退火溫度越高，退火后得到的晶粒越粗大。 （ ） 3金屬的熱加工是指在室溫以上的塑性變形過(guò)程。 （ ） 4金屬鑄件不能通過(guò)再結(jié)晶退火來(lái)細(xì)化晶粒。 （ ） 5再結(jié)晶過(guò)程是形核和

19、核長(zhǎng)大過(guò)程，所以再結(jié)晶過(guò)程也是相變過(guò)程。 （ ）； 6 從金屬學(xué)的觀點(diǎn)看，凡是加熱以后的變形為熱加工，反之不加熱的變形為冷加工。 （ ） 7 在一定范圍內(nèi)增加冷變形金屬的變形量，會(huì)使再結(jié)晶溫度下降。 ( ) 8凡是重要的結(jié)構(gòu)零件一般都應(yīng)進(jìn)行鍛造加工。 （ ） 9在冷拔鋼絲時(shí)，如果總變形量很大，中間需安排幾次退火工序。 ( ) 10從本質(zhì)上講，熱加工變形不產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，而冷加工變形會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。這是兩者的主要區(qū)別。 ( ) (三)選擇題 1變形金屬在加熱時(shí)發(fā)生的再結(jié)晶過(guò)程是一個(gè)新晶粒代替舊晶粒的過(guò)程，這種新晶粒的晶型( )。 A與變形前的金屬相同 B 與變形后的金屬相同 C 與再結(jié)晶前

20、的金屬相同 D形成新的晶型 2金屬的再結(jié)晶溫度是( ) A一個(gè)確定的溫度值 B一個(gè)溫度范圍 C 一個(gè)臨界點(diǎn) D一個(gè)最高的溫度值 3為了提高大跨距銅導(dǎo)線的強(qiáng)度，可以采取適當(dāng)?shù)? )。 A冷塑變形加去應(yīng)力退火 B 冷塑變形加再結(jié)晶退火 C 熱處理強(qiáng)化 D熱加工強(qiáng)化 4 下面制造齒輪的方法中，較為理想的方法是( )。 A用厚鋼板切出圓餅再加工成齒輪 B用粗鋼棒切下圓餅再加工成齒輪 C 由圓鋼棒熱鍛成圓餅再加工成齒輪 D由鋼液澆注成圓餅再加工成齒輪 5下面說(shuō)法正確的是( )。 A冷加工鎢在1 000發(fā)生再結(jié)晶 B 鋼的再結(jié)晶退火溫度為450 C 冷加工鉛在0也會(huì)發(fā)生再結(jié)晶 D冷加工鋁的T再0.4Tm0

21、.4X660264 6 下列工藝操作正確的是( ) 。 A用冷拉強(qiáng)化的彈簧絲繩吊裝大型零件淬火加熱時(shí)入爐和出爐 B 用冷拉強(qiáng)化的彈簧鋼絲作沙發(fā)彈簧 C 室溫可以將保險(xiǎn)絲拉成細(xì)絲而不采取中間退火 D鉛的鑄錠在室溫多次軋制成為薄板，中間應(yīng)進(jìn)行再結(jié)晶退火 7 冷加工金屬回復(fù)時(shí)，位錯(cuò)( )。 A增加 B大量消失 C重排 D 不變 8在相同變形量情況下，高純金屬比工業(yè)純度的金屬( )。 A更易發(fā)生再結(jié)晶 B更難發(fā)生再結(jié)晶 C 更易發(fā)生回復(fù) D更難發(fā)生回復(fù) 9 在室溫下經(jīng)軋制變形50的高純鉛的顯微組織是( ) 。 A沿軋制方向伸長(zhǎng)的晶粒 B纖維狀晶粒 C 等軸晶粒 D帶狀晶粒 (四)改錯(cuò)題 1鋼的再結(jié)晶退

22、火溫度一般為1 100。 3低碳鋼試樣的臨界變形度一般都大于30 4錫在室溫下加工是冷加工，鎢在1000變形是熱加工。 5再結(jié)晶退火溫度就是最低再結(jié)晶溫度。 6再結(jié)晶就是重結(jié)晶。 (五)問(wèn)答題 1鎢(Tm3 410C)在l 100、錫(Tm232)在室溫時(shí)進(jìn)行的冷變形加工分別屬于冷加工或熱加工? 2用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型工件入爐，并隨工件一起加熱至1 000，當(dāng)出爐后再次吊裝工件時(shí)，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。 3當(dāng)把鉛鑄錠在室溫下經(jīng)多次軋制成薄鉛板時(shí)，需不需要進(jìn)行中間退火?為什么? 4用冷拔鋼絲纏繞的螺旋彈簧，經(jīng)低溫加熱后，其彈力要比未加熱的好，這是為什么? 5在室溫下對(duì)鉛板進(jìn)行彎折，

23、你會(huì)感到越彎越硬，但稍隔一會(huì)兒再行彎折，你會(huì)發(fā)現(xiàn)鉛板又像初時(shí)一樣柔軟，這是什么原因? 6用低碳鋼板沖壓成型的零件，沖壓后發(fā)現(xiàn)各部位的硬度不同?為什么? 如何解決? 7三個(gè)低碳鋼試樣變形度為5，15，30，如果將它們加熱至800，指出哪個(gè)產(chǎn)生粗晶粒?為什么? 8口杯采用低碳鋼板冷沖而成，如果鋼板的晶粒大小很不均勻，那么沖壓后常常發(fā)現(xiàn)口杯底部出現(xiàn)裂紋，這是為什么? 9試述影響再結(jié)晶過(guò)程的因素。如何確定純金屬的最低再結(jié)晶溫度和實(shí)際再結(jié)晶退火溫度? 10如何區(qū)分熱加工與冷加工?為什么鍛件比鑄件的性能好?熱加工會(huì)造成哪些缺陷? 11已知某低碳鋼的抗拉強(qiáng)度為500MPa，若要選用這個(gè)牌號(hào)的鋼來(lái)制造抗拉強(qiáng)度

24、達(dá)900MPa的機(jī)器零件，問(wèn)應(yīng)采用除熱處理以外的哪一種加工方法。 12作沙發(fā)的冷拉彈簧鋼絲，冷卷簧以后一般的彈性都能符合要求。 13在冷拔鋼絲生產(chǎn)過(guò)程中，常常要穿插幾次中間退火工序才能拉到最終所需的尺寸要求。如不中間退火，一直拉拔到最終尺寸，鋼絲表面往往出現(xiàn)裂紋(發(fā)紋)甚至有中途拉斷的現(xiàn)象發(fā)生。這是什么原因?試述中間退火的原理及其作用。 14解釋產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因：室溫下，鋁的塑性優(yōu)于鐵；鐵的塑性優(yōu)于鋅。 (七)計(jì)算題 1鉛的熔點(diǎn)為327，錫的熔點(diǎn)為232，它們分別在室溫20下進(jìn)行壓力加工，此時(shí)有無(wú)加工硬化現(xiàn)象?為什么? 2已知W的熔點(diǎn)為3410，F(xiàn)e為1538，Cu為1083，Pb為327。

25、 比較幾種金屬在室溫下塑性變形的能力，并簡(jiǎn)述理由。 (八)思考題 1用以下三種方法制成齒輪，哪種方法最好?為什么? (1) 由厚鋼板切出圓餅再加工成齒輪 (2) 由粗鋼棒切下圓餅再加工成齒輪 (3) 由圓鋼棒熱鍛成圓餅再加工成齒輪 2在純鐵板上沖一個(gè)孔，再將此板加熱至200、400、600后保溫1h, 試分析其孔邊緣內(nèi)部組織的變化。第五章習(xí)題 有一70MPa應(yīng)力作用在fcc晶體的001方向上，求作用在（111） 和（111） 滑移系上的分切應(yīng)力。答案矢量數(shù)性積 ab=ab = ab ab 滑移系： （負(fù)號(hào)不影響切應(yīng)力大小，故取正號(hào)） 滑移系： 2.Zn單晶在拉伸之前的滑移方向與拉伸軸的夾角為4

26、5，拉伸后滑移方向與拉伸軸的夾角為30，求拉伸后的延伸率。答案如圖所示，AC和AC分別為拉伸前后晶體中兩相鄰滑移面之間的距離。因?yàn)槔烨昂蠡泼骈g距不變，即AC=AC 故 3.已知平均晶粒直徑為1mm和0.0625mm的a-Fe的屈服強(qiáng)度分別為112.7MPa和196MPa,問(wèn)平均晶粒直徑為0.0196mm的純鐵的屈服強(qiáng)度為多少？答案 解得 4.鐵的回復(fù)激活能為88.9 kJ/mol，如果經(jīng)冷變形的鐵在400進(jìn)行回復(fù)處理，使其殘留加工硬化為60%需160分鐘，問(wèn)在450回復(fù)處理至同樣效果需要多少時(shí)間？答案 （分）5.已知H70黃銅（30%Zn）在400的恒溫下完成再結(jié)晶需要1小時(shí)，而在390完

27、成再結(jié)晶需要2小時(shí)，試計(jì)算在420恒溫下完成再結(jié)晶需要多少時(shí)間？答案 再結(jié)晶是一熱激活過(guò)程，故再結(jié)晶速率： ，而再結(jié)晶速率和產(chǎn)生某一體積分?jǐn)?shù)所需時(shí)間t成反比，即 在兩個(gè)不同的恒定溫度產(chǎn)生同樣程度的再結(jié)晶時(shí)， 兩邊取對(duì)數(shù) ；同樣 故得 。 代入相應(yīng)數(shù)據(jù)，得到 t3 = 0.26 h。6黃銅在再結(jié)晶終了的晶粒尺寸和再結(jié)晶前的冷加工量之間的關(guān)系。圖中曲線表明，三種不同的退火溫度對(duì)晶粒大小影響不大。這一現(xiàn)象與通常所說(shuō)的“退火溫度越高，退火后晶粒越大”是否有矛盾?該如何解釋? (1)銅片經(jīng)完全再結(jié)晶后晶粒大小沿片長(zhǎng)方向變化示意圖如附圖2.22所示。由于銅片寬度不同，退火后晶粒大小也不同。最窄的一端基本無(wú)

28、變形，退火后仍保持原始晶粒尺寸；在較寬處，處于臨界變形范圍，再結(jié)晶后晶粒粗大；隨寬度增大，變形度增大，退火后晶粒變細(xì)，最后達(dá)到穩(wěn)定值。在最寬處，變形量很大，在局部地區(qū)形成變形織構(gòu)，退火后形成異常大晶粒。(2)變形越大，冷變形儲(chǔ)存能越高，越容易再結(jié)晶。因此，在較低溫度退火，在較寬處先發(fā)生再結(jié)晶。15判斷下列看法是否正確。(1) 采用適當(dāng)?shù)脑俳Y(jié)晶退火，可以細(xì)化金屬鑄件的晶粒。(2) 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶僅發(fā)生在熱變形狀態(tài)，因此，室溫下變形的金屬不會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。(3) 多邊化使分散分布的位錯(cuò)集中在一起形成位錯(cuò)墻，因位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)的疊加，使點(diǎn)陣畸變?cè)龃蟆?4) 凡是經(jīng)過(guò)冷變形后再結(jié)晶退火的金屬，晶粒都可得到細(xì)化

29、。(5) 某鋁合金的再結(jié)晶溫度為320，說(shuō)明此合金在320以下只能發(fā)生回復(fù)，而在320以上一定發(fā)生再結(jié)晶。(6) 20#鋼的熔點(diǎn)比純鐵的低，故其再結(jié)晶溫度也比純鐵的低。(7) 回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大三個(gè)過(guò)程均是形核及核長(zhǎng)大過(guò)程，其驅(qū)動(dòng)力均為儲(chǔ)存能。(8) 金屬的變形量越大，越容易出現(xiàn)晶界弓出形核機(jī)制的再結(jié)晶方式。(9) 晶粒正常長(zhǎng)大是大晶粒吞食小晶粒，反常長(zhǎng)大是小晶粒吞食大晶粒。(10) 合金中的第二相粒子一般可阻礙再結(jié)晶，但促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大。(11) 再結(jié)晶織構(gòu)是再結(jié)晶過(guò)程中被保留下來(lái)的變形織構(gòu)。(12) 當(dāng)變形量較大、變形較均勻時(shí)，再結(jié)晶后晶粒易發(fā)生正常長(zhǎng)大，反之易發(fā)生反常長(zhǎng)大。(13) 再結(jié)

30、晶是形核長(zhǎng)大過(guò)程，所以也是一個(gè)相變過(guò)程。15(1)不對(duì)。對(duì)于冷變形(較大變形量)后的金屬，才能通過(guò)適當(dāng)?shù)脑俳Y(jié)晶退火細(xì)化晶粒。(2) 不對(duì)。有些金屬的再結(jié)晶溫度低于室溫，因此在室溫下的變形也是熱變形，也會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。(3) 不對(duì)。多邊化過(guò)程中，空位濃度下降、位錯(cuò)重新組合，致使異號(hào)位錯(cuò)互相抵消，位錯(cuò)密度下降，使點(diǎn)陣畸變減輕。(4) 不對(duì)。如果在臨界變形度下變形的金屬，再結(jié)晶退火后，晶粒反而粗化。(5) 不對(duì)。再結(jié)晶不是相變。因此，它可以在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)變化。(6) 不對(duì)。微量熔質(zhì)原子的存在(20#鋼中WC0.002)，會(huì)阻礙金屬的再結(jié)晶，從而提高其再結(jié)晶溫度。(7) 不對(duì)。只有再結(jié)晶過(guò)程

31、才是形核及核長(zhǎng)大過(guò)程，其驅(qū)動(dòng)力是儲(chǔ)存能。(8) 不對(duì)。金屬的冷變形度較小時(shí)，相鄰晶粒中才易于出現(xiàn)變形不均勻的情況，即位錯(cuò)密度不同，越容易出現(xiàn)晶界弓出形核機(jī)制。(9) 不對(duì)。晶粒正常長(zhǎng)大，是在界面曲率作用下發(fā)生的均勻長(zhǎng)大；反常長(zhǎng)大才是大晶粒吞食小晶粒的不均勻長(zhǎng)大。(10) 不對(duì)。合金中的第二相粒子一般可阻礙再結(jié)晶，也會(huì)阻止晶粒長(zhǎng)大。(11) 不對(duì)。再結(jié)晶織構(gòu)是冷變形金屬在再結(jié)晶(一次，二次)過(guò)程中形成的織構(gòu)。它是在形變織構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的，有兩種情況，一是保持原有形變織構(gòu)，二是原有形變織構(gòu)消失，而代之以新的再結(jié)晶織構(gòu)。(12) 不對(duì)。正常晶粒長(zhǎng)大是在再結(jié)晶完成后繼續(xù)加熱或保溫過(guò)程中，晶粒發(fā)生均勻長(zhǎng)

32、大的過(guò)程，而反常晶粒長(zhǎng)大是在一定條件下(即再結(jié)晶后的晶粒穩(wěn)定、存在少數(shù)有利長(zhǎng)大的晶粒和高溫加熱)，繼晶粒正常長(zhǎng)大后發(fā)生的晶粒不均勻長(zhǎng)大過(guò)程。(13) 不對(duì)。再結(jié)晶雖然是形核長(zhǎng)大過(guò)程，但晶體點(diǎn)陣類型并未改變，故不是相變過(guò)程。1. 細(xì)銅棒兩端固定，從 100C 冷卻到 0C，問(wèn)發(fā)生的內(nèi)應(yīng)力有多大?銅的熱膨脹系數(shù)=1.510-6/C，彈性模量 E=1.1031011 Pa)。解：設(shè)棒長(zhǎng)為 1 ，熱膨脹系數(shù) =1.510-6/C ，從 100C 冷卻到 0C 棒收縮量 L=T=1.510-6100=1.510-4，如果棒仍保持彈性范圍，根據(jù)胡克定律，內(nèi)應(yīng)力應(yīng)為： = E = 1.103 1011 1.

33、5 104 Pa = 1.65 107 Pa3. 體心立方晶體可能的滑移面是110、112及123，若滑移方向?yàn)?111 ，具體的滑移 系是哪些? 解：一個(gè)具體的滑移系的滑移方向必在滑移面上，根據(jù)晶帶定律可知，滑移方向?yàn)?11 1 時(shí)，對(duì)于110滑移面，可能的滑移面是(110)、(011)和( 10 1 )。對(duì)于112滑移面，可能的滑移面是(121)、( 21 1 )和( 1 12 )。對(duì)于123滑移面，可能的滑移面是(132)、(231)、( 32 1 )、( 1 23 )、( 213 )和( 312 )。4. 銅單晶表面平行于(001)面，若晶體可以在各個(gè)滑移系滑移，畫出表面出現(xiàn)的滑移線的痕 跡，求出滑移線間的角度。若銅晶體表面平行于(111)面，情況又如何?解：銅的晶體結(jié)