材料成型基本原理課后答案

1、1第十三章思考與練習簡述滑移和孿生兩種塑性變形機理的主要區(qū)別。答：滑移是指晶體在外力的作用下，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生相對移動或切變?；瓶偸茄刂用芏茸畲蟮木婧途虬l(fā)生。孿生變形時，需要達到一定的臨界切應力值方可發(fā)生。在多晶體內，孿生變形是極其次要的一種補充變形方式。設有一簡單立方結構的雙晶體，如圖1334所示，如果該金屬的滑移系是100，試問在應力作用下，該雙晶體中哪一個晶體首先發(fā)生滑移？為什么？答：晶體

2、Ⅰ首先發(fā)生滑移，因為Ⅰ受力的方向接近軟取向，而Ⅱ接近硬取向。試分析多晶體塑性變形的特點。答：①多晶體塑性變形體現了各晶粒變形的不同時性。②多晶體金屬的塑性變形還體現出晶粒間變形的相互協(xié)調性。③多晶體變形的另一個特點還表現出變形的不均勻性。④多晶體的晶粒越細，單位體積內晶界越多，塑性變形的抗力大，金屬的強度高。金屬的塑性越好。4.晶粒大小對金屬塑性和變形抗力有何影響？答：晶粒越細，單位體積內晶界越多，塑性變形的抗力大，金屬的強度高。金屬的

3、塑性越好。5.合金的塑性變形有何特點？答：合金組織有單相固溶體合金、兩相或多相合金兩大類，它們的塑性變形的特點不相同。單相固溶體合金的塑性變形是滑移和孿生，變形時主要受固溶強化作用，多相合金的塑性變形的特點：多相合金除基體相外，還有其它相存在，呈兩相或多相合金，合金的塑性變形在很大程度上取決于第二相的數量、形狀、大小和分布的形態(tài)。但從變形的機理來說，仍然是滑移和孿生。根據第二相又分為聚合型和彌散型，第二相粒子的尺寸與基體相晶粒尺寸屬于同

4、一數量級時，稱為聚合型兩相合金，只有當第二相為較強相時，才能對合金起到強化作用，當發(fā)生塑性變形時，首先在較弱的相中發(fā)生。當第二相以細小彌散的微粒均勻分布于基體相時，稱為彌散型兩相合金，這種彌散型粒子能阻礙位錯的運動，對金屬產生顯著的強化作用，粒子越細，彌散分布越均勻，強化的效果越好。6.冷塑性變形對金屬組織和性能有何影響？答：對組織結構的影響：晶粒內部出現滑移帶和孿生帶；晶粒的形狀發(fā)生變化：隨變形程度的增加，等軸晶沿變形方向逐步伸長，當

5、變形量很大時，晶粒組織成纖維狀；晶粒的位向發(fā)生改變：晶粒在變形的同時，也發(fā)生轉動，從而使得各晶粒的取向逐漸趨于一致（擇優(yōu)取向），從而形成變形織構。對金屬性能的影響：塑性變形改變了金屬內部的組織結構，因而改變了金屬的力學性能。隨著變形程度的增加，金屬的強度、硬度增加，而塑性和韌性相應下降。即產生了加工硬化。7.產生加工硬化的原因是什么？它對金屬的塑性和塑性加工有何影響？答：加工硬化：在常溫狀態(tài)下，金屬的流動應力隨變形程度的增加而上升。為了

6、使變形繼續(xù)下去，就需要增加變形外力或變形功。這種現象稱為加工硬化。加工硬化產生的原因主要是由于塑性變形引起位錯密度增大，導致位錯之間交互作用增強，大量形成纏結、不動位錯等障礙，形成高密度的“位錯林”，使其余位錯運動阻力增大，于是塑性變形抗力提高。8.什么是動態(tài)回復？動態(tài)回復對金屬熱塑性變形的主要軟化機制是什么？答：動態(tài)回復是層錯能高的金屬熱變形過程中唯一的軟化機制。對于層錯能高的金屬，變形位錯的交滑移和攀移比較容易進行，位錯容易在滑移面

7、間轉移，使3（藍脆區(qū)和熱脆區(qū)）應變速率對金屬塑性的影響：應變速率可以理解成變形速度，提高應變速率，沒有足夠的時間進行回復或再結晶，對金屬的軟化過程不能充分體現，使金屬塑性降低。但提高應變速率，在一定程度上使金屬溫度升高，溫度效應增加，溫度的升高可以促使變形過程中的位錯重新調整，有利于金屬塑性提高；提高應變速率可以降低摩擦因數，從而降低金屬的的流動阻力，改善金屬的充填性。而且，在非常高的應變速率下（如爆炸成形）對塑性較差的難成形金屬的塑性

8、加工是有利的。14.化學成分、組織狀態(tài)、變形溫度、變形程度對變形抗力有何影響？答：化學成分：對于純金屬，純度越高，變形抗力越小。對于合金，主要取決于合金元素的原子與基體原子間相互作用的特性、合金原子在基體原子中的分布等有關。合金元素引起基體點陣畸變程度越大，金屬的變形抗力也越大。組織狀態(tài)：退火狀態(tài)下，金屬和合金的變形抗力會大大降低。組織結構的變化，例如發(fā)生相變時，變形抗力也發(fā)生變化。一般地說，硬而脆的第二相在基體相晶粒內呈顆粒狀彌散分布

9、時，合金的變形抗力就高；且第二相越細，分布越均勻，數量越多，變形抗力就越大。金屬和合金的晶粒越細，同一體積內的晶界越多，在室溫下由于晶界強度高于晶內，所以變形抗力就高。變形溫度：變形抗力一般都隨溫度的升高而降低。變形程度：變形程度的增加，只要回復和再結晶過程來不及進行，必然會產生加工硬化，使繼續(xù)變形發(fā)生困難，因而變形抗力增加。但當變形程度較高時，隨著變形程度的進一步增加，變形抗力的增加變得比較緩慢，因為這時晶格畸變能增加，促進了回復與再

10、結晶過程的進行，以及變形熱效應的作用加強。15.應力狀態(tài)對金屬的塑性和變形抗力有何影響？答：塑性：金屬在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力。應力狀態(tài)不同對塑性的影響也不同：主應力圖中壓應力個數越多，數值越大，則金屬的塑性越高；拉應力個數越多，數值越大，則金屬的塑性就越低。這是由于拉應力促進晶間變形，加速晶界破壞，而壓應力阻止或減小晶間變形；另外，三向壓應力有利于抑制或消除晶體中由于塑性變形而引起的各種微觀破壞，而拉應力則相反，

11、它使各種破壞發(fā)展，擴大。變形抗力：變形抗力：金屬在發(fā)生塑性變形時，產生抵抗變形的能力，稱為變形抗力，一般用接觸面上平均單位面積變形力表示應力狀態(tài)不同，變形抗力不同。如擠壓時金屬處于三向壓應力狀態(tài)，拉拔時金屬處于一向受拉二向受壓的應力狀態(tài)。擠壓時的變形抗力遠比拉拔時變形抗力大。16.什么是金屬的超塑性？超塑性變形有什么特征？答：在一些特定條件下，如一定的化學成分、特定的顯微組織、特定的變形溫度和應變速率等，金屬會表現出異乎尋常的高塑性狀態(tài)

12、，即所謂超常的塑性變形。超塑性效應表現為以下幾個特點：大伸長率、無縮頸、低流動應力、對應變速率的敏感性、易成形。17.解釋超塑性變形的機理。答：超塑性變形行為是很復雜的，變形機理也還處在研究探索之中。目前有這樣幾種解釋：①晶界滑移的作用；②擴散蠕變的作用；③動態(tài)回復和動態(tài)再結晶的作用。19.什么是溫度效應？冷變形和熱變形時變形速度對塑性的影響有何不同？溫度效應：由于塑性變形過程中產生的熱量使變形體溫度升高的現象。(熱效應：塑性變形時金屬