《材料成型金属学》教学资料：2012期中.doc

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1、2012期中考试1.（12分）在滑移面上有一位错环，所受切应力如图所示。（1）说明A、B、C和D处位错的性质；（2）说明位错环运动的方向；滑移面（3）画出位错环运动后晶体产生的滑移。答：（1）A．B：刄型位错；C、D：螺型位错；‘（2）位错环向外运动。（3）2.（18分）回答下列问题：（1）（4分）在用连续介质模型考虑位错的应力场时，刃型位错应力场中的那些分量为零？（2）（8分）从以下几方面比较滑移和攀移：①位错类型；②温度条件；③保守运动；④塑性变形。位错类型温度条件保守运动塑性变形滑移刄型位错螺型位错室温高温是主要机制攀移刄型位错高温非协调机制（3）（6分）解释某些材料在拉

2、伸时为何出现图示现象。答：位错与溶质原子的交互作用会引起溶质原子向位错聚集，形成了溶质原子气团。溶质原子气团有钉扎位错的作用，在变形时位错要克服这种钉扎作用，因此会出现屈服点延伸。3.（10分）正误判断。如不正确，请改正。（1）位错的应变能与位错线长度无关。F（2）刃型位错和螺型位错都能发生交滑移；F（3）位错交割形成的扭折可在位错运动的过程中消失；T（4）材料的层错能越高，越容易形成层错；F（5）位错发生反应需满足能量条件。T4.（10分）试从晶格缺陷的角度分析材料强度提高的原因。开放题。强化机制：位错与界面交互作用-晶界强化；位错之间交互作用-应变硬化；溶质原子与位错交互作

3、用-固溶强化；第二相粒子与位错交互作用-分散强化。其他：增加空位（辐照）-空位强化。5.（5分）图（a）为单晶体未变形点阵，说明（b）、（C）、（d）中哪个为滑移、哪个为孪生变形，并比较两种变形的异同点。(a)(b)(c)(d)答：(c)滑移，(d)孪生 滑移孪生相同点在切应力下进行；沿特定晶面、晶向进行；不改变晶体结构。不同点切变均匀性不均匀（仅滑移面上）均匀（整个变形区）面两边晶体位向不变，抛光浸蚀后不重现改变，成镜像对称，抛光浸蚀后仍可重现（使晶体表面产生浮凸）切变量滑移方向上原子间距的整数倍，较大小于孪生方向上的原子间距，较小位错机制全位错运动的结果半位错运动的结果密排

4、面的堆垛顺序不变改变临界切应力小大变形速度慢快6.（5分）图（a）为未变形区的堆垛层错顺序，请在图（b）中标出发生孪生后的堆垛层错顺序。（a）(b)答：CABC7.（5分）以孪生与扭折的联合机制为例说明二者在塑性变形过程中的作用。答：孪生的作用使试样端部趋于产生相对位移(调整位向)；扭折带的形成容许试样适应试验条件的约束（协调变形）。8.（5分）简述钢的晶粒大小与变形抗力及塑性的关系。答：钢的晶粒越细，其变形抗力及塑性越好。因为晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使金属塑性变形的抗力越高。Hall－Petch关系式。晶粒越细，单位体积内晶粒

5、数目越多，参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀而分散，减少应力集中，使在断裂前发生较大的塑性变形。强度和塑性同时增加。9.（5分）模锻与平锤头间锻造相比，采用那种加工方法时金属的变形抗力较大？为什么？答：模锻时金属的变形抗力较大。压应力状态越强，变形抗力越大。模锻与平锤头间锻造相比，压应力状态更强，因此变形抗力较大。10.（5分）如图所示，平辊轧制中间厚边部薄的轧件时，易产生那种裂纹缺陷？为什么？答：边部周期性裂纹。发生不均匀变形，产生附加应力。边部变形小，受到附加拉应力，当达到断裂极限时，产生裂纹。11.（10分）以图示说明圆柱体镦粗产生单鼓不均匀变形时形成的三个变形区，并简

6、述各变形区的变形特点。答：Ⅰ区:难变形区，端部接触面附近，受接触摩擦影响较大；硬取向，远离与垂直的作用力轴线呈大致45º交角的易滑移区，塑性变形较困难。Ⅱ区:易变形区，距端面距离较远；软取向：处于与垂直的作用力轴线呈大致45º交角的最有利的变形区域；Ⅲ区:自由变形区，靠近表面，大致处于Ⅱ区中心部分的四周，变形量介于Ⅰ区和Ⅱ区之间。12.（10分）碳钢的塑性与温度的关系如图所示，试分析图中的两个低塑性区的成因？答：200~400℃时处于蓝脆区，位错拉着Cottrell气团运动。800~950℃，与相变有关，产生不均匀变形，塑性降低。也有人认为与S有关，并称之为红脆（热脆）区。