材料科学基础习题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/2 8:17:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1、弹性变形的特点和虎克定律; 2、弹性的不完整性和粘弹性;

3、比较塑性变形的两种基本形式:滑移和孪生的异同点: 4、滑移的临界分切应力; 5、滑移的位错机制;

6、多晶体塑性变形的特点; 7、细晶强化与Hall-Petch公式; 8、屈服现象与应变时效(解释); 9、弥散强化; 10、加工硬化;

11、形变织构与残余应力; 12、回复动力学与回复机制; 13、再结晶形核机制; 14、再结晶动力学;

15、再结晶温度及其影响因素; 16、影响再结晶晶粒大小的因素; 17、晶粒的正常长大及其影响因素; 18、静态、动态回复和再结晶。 重要公式

拓展:辨析:Fcc、bcc、hcp的塑性与滑移系数量的关系,从位错角度考虑:如何强化? 1.判断题

1)采用适当的再结晶退火可以细化金属铸件的晶粒;

2)动态再结晶仅发生在热变形状态,因此室温下变形金属不会发 生动态再结晶;

3)多边形化使分散分布的位错集中在一起形成位错墙,因此位错 应力场增加,点阵畸变能升高;

4)凡经冷变形后再结晶退火的金属,晶粒都可以细化;

5)某铝合金再结晶温度为320°C,说明此合金在小于320°C只回 复,大于320°一定再结晶;

6)20钢熔点小于纯铁,故其再结晶温度也小于纯铁;

7)回复、再结晶及晶粒长大均为形核+长大,驱动力都是储存能; 8)金属变形量越大,越易出现晶界弓出形核;

9)晶粒正常长大是大晶粒吞食小晶粒,反常长大是小晶粒吞 食大晶粒;

10)合金中第二相粒子一般可阻碍再结晶,但促进晶粒长大; 11)再结晶织构是再结晶过程中被保留下来的变形织构; 12) 再结晶是形核长大过程,所以也是一个相变过程。 1.判断题(cont.)

2.概念题: 名词辨析:

(1)再结晶与结晶、重结晶 (2)滑移与孪生

(3)冷变形加工与热变形加工 (4)去应力退火与再结晶退火

例1.已知Ag的临界分切应力为6MPa,外力沿 向,在

产生滑移的外力大小?

3:计算题

例2:已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的a-Fe的屈服强 度分别为112.7MPa和196MPa,问平均晶粒直径为0.0196mm 的纯铁的屈服强度为多少?

例3:如图为Al-Cu(4wt%)合金在淬火并经150°C时效时屈服强 度随时间的变化。求该合金在时效达到最高强度时第二相平均距离 (查表5.2(P170)知硬铝

的剪切模量G=26.1GPa)

例4:Zn单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°,拉伸 后滑移方向与拉伸轴的夹角为30°,求拉伸后延伸率。

例5.知一个铜单晶体试样的外表面是

(001)。假设晶体可

在各个滑移系滑移,讨论表面上可能看到的滑移线形貌(滑移线方位和彼此的夹角)。若晶体表面为(111)呢?解答:铜单晶体为

fcc,滑移系为{111}<110>。表面是(001),塑性变形时表面滑移线为{111}与{001}的交线

<110>,滑移线表现为平行或互相成90°夹角

4:简答题

例1.金属铸件能否通过再结晶退火达到细化晶粒的目的? 5:分析题 例1):沿HCP单晶体的[0001]方向分别加拉伸力和压缩力。说明在这两种情况下,形变的可能性及形变所采取的主要形式。解答:排六方金属的滑移面为(0001),而[0001]方向的力在滑移面上的分切应力为零,故单晶体不能滑移。拉伸时,单晶体可能产生的形变是弹性形变或随后的脆断;压缩时,在弹性形变后可能有孪生。 例2)、工业纯铝在室温下经大变形量轧制成带材后,测得室温力学

性能为冷加工态的性能。查表得知:工业纯铝的再结晶温度T再=150℃,但若将上述工业纯铝薄带加热至100℃,保温16d后冷至室温再测其强度,发现强度明显降低,请解释其原因。

解答:查表所得工业纯铝的再结晶温度T再=150℃是指在1h退火完成再结晶的温度。实际上,除了退火温度外,保温时间也对再结晶过程产生影响。对经大冷变形后的金属材料,即使在退火,只要保温时间足够,同样可发生再结晶过程。

时进行

例3)灯泡中的钨丝在非常高的温度下工作,故会发生显著的晶粒长大。当形成横跨灯丝的大晶粒时,灯丝在某些情况下就变得很脆,并会在因加热与冷却时的热膨胀所造成的应力下发生破断。试找出一种能延长钨丝寿命的方法。

2)、用一冷拉钢丝绳将钢件吊入热处理炉内,由于操作失误未及时将钢丝绳取出,而是随同工件一起加热至860℃。保温一段 时间后打开炉门,吊出工件,钢丝绳发生断裂,试分析原因。 3).今有工业纯钛、铝、铅等几种铸锭,试问应如何选择它们的开坯轧制温度?开坯后,如果将它们在室温(20℃)再进行轧制, 它们的塑性孰好孰差?为什么?这些金属在室温下是否都可以连续轧制下去?如果不能,又应采取什么措施才能使之轧成很