金屬及合金的塑性變形（含答案）

一名詞解釋應(yīng)力，變形織構(gòu)固溶強(qiáng)化：固溶體中的溶質(zhì)原子溶入基體金屬后使合金變形抗力提高，應(yīng)力－應(yīng)變曲線上升，塑性下降的現(xiàn)象；應(yīng)變時效：具有屈服現(xiàn)象的金屬材料在受到拉伸等變形發(fā)生屈服后，在室溫停留或低溫加熱后重拉伸又消滅屈服效應(yīng)的狀況；孿生：金屬塑性變形的重要方式。晶體在切應(yīng)力作用下一局部晶體沿著肯定的晶面〔孿晶面〕和肯定的晶向〔孿生方向〕相對于另外一局部晶體作均勻的切變，使相鄰兩局部的晶體取向不同，以孿晶面為對稱面形成鏡像對稱，孿晶面的兩邊的晶體局部稱為孿晶。形成孿晶的過程稱為孿生；臨界分切應(yīng)力：金屬晶體在變形中受到外力使某個滑移系啟動發(fā)生滑移的最小分切應(yīng)力；變形織構(gòu)：多晶體中位向不同的晶粒經(jīng)過塑性變形后晶粒取向變成大體全都，形成晶粒的擇優(yōu)取向，擇優(yōu)取向后的晶體構(gòu)造稱為變形織構(gòu)，織構(gòu)在變形中產(chǎn)生，稱為變形織構(gòu)。二填空題1．從刃型位錯的構(gòu)造模型分析，滑移的實(shí)質(zhì)是 位錯的運(yùn)動晶體通過滑移產(chǎn)生塑性變形時，由滑移面和其上的滑移方向所組成的系統(tǒng)晶體通過滑移產(chǎn)生塑性變形時，由滑移面和其上的滑移方向所組成的系統(tǒng)，面心立方晶格的滑<110> ，構(gòu)成 12 系。P166.加工硬化現(xiàn)象是指 的增大，金屬強(qiáng)度和硬度顯著象，加工硬化的結(jié)果，使金屬對塑根本緣由是位錯密度提高變形抗力增大 。影響多晶體塑性變形的兩個主要因素是 晶界 、 晶格位向差 。5．金屬塑性變形的根本方式是 滑移和 孿生 冷變形后金屬的強(qiáng)度 增大 ，塑性 降低 。6．常溫下使用的金屬材料以 細(xì)小晶粒為好，而高溫下使用的金屬材料以粗一些晶粒為好。對于在高溫下工作的金屬材料，晶粒應(yīng)粗一些。由于在高溫下原子沿晶界的集中比晶內(nèi)快，晶界對變形的阻力大為減弱而致內(nèi)應(yīng)力可分為宏觀內(nèi)應(yīng)力 、微觀內(nèi)應(yīng)力 、點(diǎn)陣畸變?nèi)N。推斷題晶體滑移所需的臨界分切應(yīng)力實(shí)測值比理論值小得多。 〔 √ 〕2 在體心立方晶格中，滑移面為｛111｝×6110〉×2，所以其滑移系有12〔〕 應(yīng):11｝×6 〈111〉×2 P166滑移變形不會引起晶體構(gòu)造的變化。噴丸處理及外表輥壓能顯著提高材料的疲乏強(qiáng)度。 〔√ 〕中，原子排列最密集的晶面間的距離最小，所以滑移最困難。〔× 〕折鐵絲，鐵絲會越來越硬，最終會斷裂。 〔 √ 〕〔 × 〕8 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( √ )(B)A．正應(yīng)力 B．切應(yīng)力2．面心立方晶體受力時的滑移方向?yàn)?B)A<111> B<110> C<100> D<112>的滑移系，但其塑性變形力量是不同的，其緣由是面心立方晶格的滑移方向較體心立方晶格的滑移方向(B)A．少B．多C相等D．有時多有時少4．冷變形時，隨著變形量的增加，金屬中的位錯密度( A )。A．增加 B降低 C無變化D．先增加后降低5．鋼的晶粒細(xì)化以后可以(D)。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，又提高韌性．加工硬化現(xiàn)象的最主要緣由是(B)。A．晶粒裂開細(xì)化B位錯密度增加C晶粒擇優(yōu)取向D．形成纖維組織．面心立方晶格金屬的滑移系為(A)。A．{111}<110>B．<110>{111}C．<100>{110}D．<100>{111}用鋁制造的一種輕型梯子，使用時撓塑性變形。假設(shè)要改進(jìn)，應(yīng)實(shí)行以下( A )措施A承受高強(qiáng)度鋁合金 B用鋼代替鋁C用高強(qiáng)度鎂合金 子的構(gòu)造設(shè)計(jì)1．塑性變形就是提高材料塑性的變形。提高材料的強(qiáng)度，硬度及塑性。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是由于在晶體的原子密度最大的晶面子間結(jié)合力最弱，滑移的阻力最小。六簡答1單相合金的冷塑性變形與純金屬的室溫塑性變形相比，有何特點(diǎn)。純金屬變形主要借助位錯運(yùn)較大，還有屈服和應(yīng)變時效現(xiàn)象。何主要區(qū)分？滑移時原子移動的距離是滑移方向原子間距的整數(shù)倍，孿生時原子移動的距離不是孿生方向原子間距的整數(shù)而孿生時孿生面兩邊的晶體位向不同，以孿晶面形成鏡像對稱；滑移時需要的臨界分切應(yīng)力小，孿生開頭需要的臨界分切應(yīng)力很大，孿生開頭后連續(xù)切變時需要的切應(yīng)力小，故孿生一般在滑移難于進(jìn)展時發(fā)生。形織構(gòu)的成因及對金屬材料性能的影響。相合金在冷塑性變形時和變形度很大的條件下，各晶粒伸長成纖維狀；帶狀組織是復(fù)相合金在冷塑性變形和變形度大的條件下其次相被裂開或伸長，沿變形方向成帶狀分布而形成的；變形織構(gòu)是金屬和合金在在冷塑性變形時晶粒發(fā)生擇優(yōu)取向而形成的。用要求。能較鑄造態(tài)好。較鑄造態(tài)好的主要緣由是熱加工時的高溫、大變形量使氣泡、疏松和微裂紋得到機(jī)械焊合，提高了材料的致密性，消退了鑄造缺陷，同時改善夾雜物和脆性度減弱，合金成分均勻性提高，熱加工中形成合理的加工流線，熱加工還可使金屬顯微組織細(xì)化，這些都可以提高金屬材料的性能。何為加工硬化？列出產(chǎn)生加工硬化〔不必說明化現(xiàn)象在工業(yè)上有哪些作用？加，硬度增加，塑性降低的現(xiàn)象稱為加工硬化。產(chǎn)生加工硬化的各種可能機(jī)制有滑移面上平行位錯間的交互作用的平行位錯硬化理論，以及滑移面上位錯與別的滑移面上位錯林切割產(chǎn)生割階的林位錯強(qiáng)化理論。某些工件和半成品加工成型的主要因性。中的作用。其次相在冷塑性變形過程中的合金產(chǎn)生顯著強(qiáng)化作用。爭論織構(gòu)的利弊及掌握方法。7 形織構(gòu)對再結(jié)晶織構(gòu)形成有主要影響，織構(gòu)造成材料性能各向異性。各向異性在不同狀況需要避開或利用?？棙?gòu)掌握可以通過掌握合金元素的種類和含量、雜質(zhì)含量、變形工藝〔如變向軋制〕和退火工藝等多種因素的協(xié)作。89 發(fā)生的組織性能的變化。8 金屬和合金在冷塑性變形過程中發(fā)生的組織性能的變化主要有晶粒被拉長，形成纖維組織，冷變形程度很高時，位錯密度增高，形成位錯纏結(jié)和胞狀組織，發(fā)生加工硬化剩余應(yīng)力，金屬在單向塑性變形時消滅變形織構(gòu)。產(chǎn)生加工硬化的緣由是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？答：①隨著變形的增加，晶粒漸漸被拉加工硬化現(xiàn)象會給金屬的進(jìn)一步另一方面人們可以利用加工硬化冷拔高強(qiáng)度鋼絲就是利用冷加工變形產(chǎn)生的加工硬化來提高鋼絲這樣鋼絲才可以連續(xù)通過?？锥尚?。為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？其晶界總面積愈大，每個晶粒四周不同取向的晶粒數(shù)便愈多，對塑性變形的抗力也愈大。因此，金屬的金屬單位體積中的晶粒數(shù)便越多，變形時同樣的變形量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，產(chǎn)生較均勻的變形，而不致造成局部的應(yīng)力集中，塑性，韌性也越好。金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：①晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性，如縱向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等；②晶粒裂開，位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變而塑性和韌性下降；③織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生，