塑性加工金属学复习题

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1、注：第3、11、12、14、18、26、32、40题为课堂作业题型1.应力图示有几种？变形图示有几种？什么叫变形力学图示？它有什么作用？应力图示共有九种，变形图示只有三种。变形力学图示：包括应力图示和变形图示，通过应力图示可以定性判断材料在变形过程中塑性高低以及变形过程中单位变形力的大小。通过应变图示可以判断材料在变形过程中金属的流向。3.绝对值相等的两向异号应力状态，试分析其应变状态。解：由于σ1>σ2 ＞σ3故取｜σ1｜=｜σ3｜   σ2＝0   而σm＝1/3（ σ1＋σ2＋σ3 ）= 0 ∴σ1’ ＝σ1－σm ＞ 0  σ2’ ＝ 0  σ3’ ＝σ3－σm ＜ 0 

2、所以其应变状态为一向伸长，一向缩短。 4．体心立方晶体和面心立方晶体，哪个塑性更好？为什么？ 面心更好。因为面心立方的滑移系虽然与体心立方一样多，但其滑移方向更多，滑移方向对滑移的贡献比滑移面大，所以滑移方向越多，塑性越好。故面心立方塑性更好。5.滑移有哪些特点？ ①滑移是位错逐步移动的过程，并不是刚性的整体移动。②滑移是沿滑移面和滑移方向进行的。③滑移距离是原子间距的整数倍。④滑移过程是位错不断增殖的过程。⑤滑移是不均匀的，有先后的。6．什么叫几何硬化？几何软化？ 几何硬化：由于晶体发生转动，使滑移系由有利方位转到无利方位的过程几何软化：由于晶体发生转动，使滑移系由无利方位转到

3、有利方位的过程7．什么叫双滑移？交滑移？各有哪些特点？ 双滑移：滑移在二个不同的滑移面和二个不同的滑移方向上进行。特点：(a) 二个滑移系交替进行滑移。 滑移→晶体转动→不利方位→几何硬化      (b) 滑移阻力大，新旧滑移面互相切割，使变形阻力↑。 交滑移：滑移在二个不同的滑移面和一个相同的滑移方向上进行。特点：(a)只有螺位错才能产生交滑移。(b)交滑移能使受阻的位错重新开动，变形继续进行。（注：体心立方晶体最易发生交滑移）。8．什么叫孪生？孪生有哪些特点？ 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向与另一部分发生镜面对称的形态。 特点：①孪生沿孪生面、孪生方向

4、进行，统称孪生系 ②孪生滑移量不是原子间距的整数倍。 ③孪生变形量很小。孪生为辅助变形机构。④孪生变形所需力很大。 τ孪＞＞τ滑 ⑤孪生变形的应力－应变曲线有明显的锯齿形。一般低温、高速有利于孪生的产生。 9．多晶体变形有哪些特点？ 多晶体变形的特点：①变形不均匀 ②变形有先后 ③变形协调性 ④变形抗力增加 10．为什么晶粒细化可获得强度和塑性都较高的材料？ 晶粒细，晶界占的比重大，阻碍变形的能力↑变形抗力↑强度越高，而同时，晶粒细，均匀变形好，塑性好。 由Hall-Petch公式：σ＝σ0＋K·d-1/2  知 晶粒细化，可获得强度和塑性都较高的材料。 11．什么叫屈服效应?吕

5、德斯带?形变时效?产生原因?在生产中引起什么不良后果?如何避免? 屈服效应：在拉伸的σ－ε曲线上，有明显的上、下屈服点及屈服平台的现象。 原因：间隙原子与位错发生交互作用的结果，“柯氏气团”对位错起“钉扎”作用。 吕德斯带：由许多已经屈服的晶粒所构成的一个塑性变形区。 形变时效：具有明显屈服效应的金属，在变形后于室温长期停留或短时加热保温，引起屈服应力升高并出现明显屈服点的现象。原因：因为长期停留，溶质原子通过扩散又重新聚集到位错线周围，形成了“柯氏气团”。后果：变形抗力↑，设备磨损↑，能耗↑。工件表面粗糙不平。 防止吕德斯带和形变时效的措施：①加入Nb、V、Ti元素，形成C、N

6、化合物，使间隙原子↓②湿氢气氛保护退火，还原作用生成CH4、NH3③变形后，低温保存，不利于C、N原子形成“柯氏气团”。④进行预变形，使屈服点消除。 12．什么叫加工硬化？它的本质是什么？有什么意义？ 定义：在变形过程中，随着ε↑，材料所有的强度指标均提高，而塑性指标均下降，并伴有物理－化学变化的综合现象。 本质：位错线周围产生弹性应变和应力场。随ε↑，位错不断增殖，位错密度ρ↑ r↓σ↑ 位错间相互干扰作用增强，位错移动阻力↑，硬化↑，塑性↓。 意义：①改善材料性能，使强度↑。②使材料变形均匀。 ③保障零部件的安全使用。④能耗↑，磨损↑，变形抗力↑，塑性↓。 13．定性画出并分

7、析单晶体的加工硬化曲线？影响曲线的因素有哪些？ Ⅰ易滑移阶段：滑移沿最有利的滑面和滑向进行。硬化由位错塞积引起。 Ⅱ线性硬化阶段：形成了多滑移，随ε↑，位错不断增殖，位错密度ρ↑，r↓， σ↑ Ⅲ抛物线硬化阶段：与位错的交滑移过程有关通常称为“动态回复”现象。 影响因素：晶体结构、层错能、晶粒大小、变形温度 和变形速度14. 定性画出并分析多晶体的加工硬化曲线。 特点：没有易滑移阶段 Ⅰ   小变形区        Ⅱ   强烈硬化区 Ⅲ   织构形成区      Ⅳ   高变形