第六章塑性变形习题集附部分答案HPU.doc

第六章 塑性变形习题集-附局部答案HPU 1.简单立方晶体(100)面有1 个b?010的刃位错 (a)在(001)面有1 个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折结还是割阶？ (b)在(001)面有1 个b=[100]的螺位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折还是割阶？ 解：两位错相割后，在位错留下一个大小和方向与对方位错的柏氏矢量一样的一小段位错，假如这小段位错在原位错的滑移面上，那么它是扭折；否那么是割阶为了讨论方便，设(100)面上-b?010的刃位错为A位错，(001)面上b=[010]的刃位错为B位错，(001)面上b=[100]的螺位错为C位错 (a) A位错与B位错相割后，A位错产生方向为[010]的小段位错，A 位错的滑移面是(100)，[010]?[100]=0，即小段位错是在A位错的滑移面上，所以它是扭折；而在B位错产生方向为[ 010 ]的小段位错，B位错的滑移面是(001)， [010]?[001]=0 ，即小段位错在B位错的滑移面上，所以它是扭折 (b)A位错与C位错相割后，A 位错产生方向为[100]的小段位错，A 位错的滑移面是(100)，[100]?[100]≠0 ，即小段位错不在A 位错的滑移面上，所以它是割阶；而在C位错产生方向为010--的小段位错，C位错的滑移面是(001)，010-001-0，即小段位错在B位错的滑移面上，所以它是扭折。

2.以下图表示在同一直线上有柏氏矢量一样的2 个同号刃位错AB 和CD，间隔 为x，他们作F-R 开动 (a)画出这2 个F-R 增殖时的逐步过程，二者发生交互作用时，会发生什么情况？ (b)假设2 位错是异号位错时，情况又会怎样？ - 解：(a)两个位错是同号，当位错开动时，两个位错向同一方向拱弯，如以下图(b)所示在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如上图(c)中的P 处所示两段反号位错相吸对消后，原来两个位错连接一起，即形成AD 位错，余下一段位错，即BC 位错，这段位错和原来的位错反号，如上图(d)所示在外力作用下，BC 位错也作位错开动，但它的拱弯方向与原来的相反，如上图(e)所示两根位错继续拱弯在如图(f)的O 及O'处再相遇，因为在相遇处它们是反号的，所以相吸对消最后，放出一个大位错环，并回复原来的AB 和CD 两段位错，如上图(g)所示这个过程不断重复增值位错 8-1 (b)两个位错是反号，当位错开动时，两个位错向相反方向拱弯，如以下图(b)所示在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如以下图(c)中的P 处所示。

两段反号位错相吸对消后，即形成AC 和BD 位错，如以下图(d)所示AC和BD 位错继续滑动，它们在以下图(e)的O 及O'处又相遇，在相遇处的位错也是反号的反号位错相吸并对消，放出一个大位错环，同时恢复原来的AB 和CD 两段位错，如以下图(f)所示这个过程不断重复增值位错 上述过程是两段位错间的间隔 x 不是很大的情况下发生的，假如x 很大，两个位错单独作为位错环开动，他们各自放出一个位错环，然后两个位错再合并成一个大位错环 3．写出面心立方构造中位错反响a011/2?a211/2的反响结果，这个反响能否进展？形成的位错能不能滑动？为什么？ 解：--aa011?211?a?100?，根据位错反响的Frank判据，反响式左端的柏氏矢量平方和22--222为a/2?3a/2?2a，而右端的柏氏矢量平方为a2 ，因2a2 >a2，所以反响可以进展011a2-位错的滑移面是(111) ，a211 位错的滑移面是?111?，所以反响生成的位错线在(111) 与2-?111?的交线?110?上，这个位错的滑移面是(001)，它不是面心立方容易滑移的滑移面，所以不易滑动 8-2 4. 铜单晶体拉伸时，假设力轴为[0 0 1]方向，临界分切应力为0.64Mpa，需要多大的拉伸力才能使晶体开场塑性变形？〔10分〕 5. 体心立方晶体可能的滑移面是{110}、{112}及{123}，假设滑移方向为[1 11]，详细的滑移 系是哪些? 6. 铜单晶外表平行于(001)面，假设晶体可以在各个滑移系滑移，画出外表出现的滑移线的 痕迹，求出滑移线间的角度。

假设铜晶体外表平行于(111)面，情况又如何? 7. 铝的临界分切应力为2.40×105 Pa，当拉伸轴为[001]时，引起屈从所需要的拉伸应力是 多大? 8 面心立方晶体沿[131]轴拉伸，确定如下滑移系的分切应力：(111)[ 0 1 1 ]、(111)[10 1 ]、 (111)[1 1 0 ]拉伸应力为6.9×105 Pa 9. 分析^p 单晶体拉伸时所发生的转动方向，说明原因 10．画出体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系 11．体心立方晶体｛110｝＜111＞；｛112｝＜111＞；｛123｝＜ 111＞滑移系共有多少个？ 12、材料冷塑变时，主要的变形方式有那些？ 13.滑移与孪生有何异同？ 14、何为滑移带与滑移线？何为交滑移与多滑移？ 15、冷塑变对金属及合金的组织性能有何影响？ 16、何为孪生？面心立方晶体孪生过程中，原子如何切动？ 17、何谓形变织构？如何表示板织构与丝织构？一旦产生织构，性能上有何变化？ 18、用位错理论解释金属及合金形变强化 19．试用多晶体塑变理论解释，室温下金属的晶粒越细强度越高 回复与再结晶 20．某单晶冷压80%，在20℃停留7天后，性能回复到一定程度。

假设在100℃回复到一样程度那么需要50min，求该金属的回复激活能 21．冷变形黄铜在400℃温度下完成再结晶需要1h，而390℃温度下完成再结晶需要2h，试计算420℃再结晶需要多少时间？ 22．将一楔形铜片置于两轧辊滚之间轧制，画出再结晶后晶粒大小沿片长方向的变化示意图假如加热到再结晶温度以上保温，何处先发生再结晶？ (一)填空题 1. 硬位向是指 ，其含义是 2．从刃型位错的构造模型分析^p ，滑移的本质是 3．由于位错的性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值 4. 加工硬化现象是指 ，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗力 ，造8-3 成加工硬化的根本原因是 5．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是 、 6．．金属塑性变形的根本方式是 和 ，冷变形后金属的强度 ，塑性 7．常温下使用的金属材料以 晶粒为好，而高温下使用的金属材料以 晶粒为好 8．面心立方构造的金属有 滑移系，它们是 。

9．体心立方构造的金属有 滑移系，它们是 10．密排六方构造的金属有 滑移系，它们是 11．单晶体金属的塑性变形都是 作用下发生的，常沿着晶体中 和 发生 12 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，如 、 、 、 等等 13．拉伸变形时，晶体转动的方向是 转到 14．位错密度的定义是 ，单位为 15 晶体的理论屈从强度约为实际屈从强度的 倍 16．内应力是指 ，它分为 、 、 三种 17 滑移系是指 ，面心立方晶格的滑移面为 ，滑移系方向为 ，构成 个滑移系 18．fcc构造的晶体中，〔111〕晶面上含有_________________________ 滑移方向〔晶向指数〕 19．bcc构造的晶体中，〔110〕晶面上含有_________________________ 滑移方向〔晶向指数〕 (二)判断题 1.金属在均匀塑性变形时，假设外力与滑移面相平行，那么意味着不可能进展塑性变形。

〔 〕 2.在体心立方晶格中，滑移面为｛111｝×6，滑移方向为〈110〉×2，所以其滑移系有12个〔 〕 3.滑移变形不会引起晶体构造的变化〔 〕 4.因为体心立方与面心立方晶格具有一样的滑移系数目，所以它们的塑性变形才能也一样 〔 〕 5．在晶体中，原子排列最密集的晶面间的间隔 最小，所以滑移最困难 〔 〕 6.孪生变形所需要的切应力要比滑移变形所需要的切应力小得多 〔 〕 7．金属的加工硬化是指金属冷塑性变形后强度和塑性进步的现象 〔 〕 8 单晶体主要变形的方式是滑移，其次是孪生 〔 〕 9．细晶粒金属的强度高，塑性也好 〔 〕 10．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂 〔 〕 11．喷丸处理及外表辊压能显著进步材料的疲劳强度 〔 〕 12．晶体滑移所需的临界分切应力实测值比理论值小得多 〔 〕 13．晶界处滑移的阻力最大 ( ) 14．滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，而且晶格类型也要发生变化 ( ) 15．滑移变形不会引起晶格位向的改变，而孪生变形那么要引起晶格位向的改变 ( ) 16．面心立方晶格一般不会产生孪生变形；密排六方晶格金属因滑移系少，主要以孪生方式产生变形。

( ) 8-4 (三)选择题 1．能使单晶体产生塑性变形的应力为 ( ) A．正应力 B．切应力 2．面心立方晶体受力时的滑移方向为( ) A B C D 3．体心立方与面心立方晶格具有一样的滑移系，但其塑性变形才能是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向较体心立方晶格的滑移方向( ) A．少 B．多 C 相等 D．有时多有时少 4．冷变形时，随着变形量的增加，金属中的位错密度( ) A．增加 B 降低 C无变化 D．先增加后降低 5．钢的晶粒细化以后可以( ) A．进步强度 B 进步硬度 C 进步韧性 D．既进步强度硬度，又进步韧性 6．加工硬化现象的最主要原因是( ) A．晶粒破碎细化 B 位错密度增加 C 晶粒择优取向 D．形成纤维组织 7．面心立方晶格金属的滑移系为( ) A．<111} 8. 用铝制造的一种轻型梯子，使用时挠度过大但未塑性变形假设要改良，应采取以下( )措施 A 采用高强度铝合金 B 用钢代替铝 C 用高强度镁合金 D．改良梯子的构造设计 (四)改错题 1．塑性变形就是进步材料塑性的变形 2．滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向那么是原子密度最小的方向 3．晶界处原子排列紊乱，所以其滑移阻力最小。

(五)问答题 1．试述金属经冷塑性变形后，其构造、组织与性能所发生的变化过程，分析^p 发生变化的本质 2．试述加工硬化对金属材料的强化作用，这些变化有什么实际意义?试举一些有用的例子，也举一些有害的事实 3．增加金属中的位错密度，是强化金属材料的途径之一那么，降低位错密度是否会使金属材料的强度降低?无位错的金属材料强度是否最低?为什么? 4．用低碳钢板冲压成型的零件，冲压后发现各部位的硬度不同?为什么? 如何解决? 5．口杯采用低碳钢板冷冲而成，假如钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发现口杯底部出现裂纹，这是为什么? 7．指出面心立方、体心立方和密排六方晶体中的滑移面为什么滑移面为密排面，滑移方向是密排方向? 8．试。