第五章材料变形与再结晶答案docWord文档下载推荐.docx
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Measurableslipwillnotoccuronanyofthethreeslipsystemsin
the（111）plane.
作业3・：
在面心立方晶体中，沿［i23］方向施加2MPa的正应力。
滑
移面是（111）,滑移方向是［101］o请确定临界分切应力Tor
Tosolvethisproblem,wemustfindbothcos0andcos（p・Thiscanbedonesuingthevectordotproduct:
|[123j[ioqV14V2
SolvingequationtcR=（ycos6cos（pfortcRandsubstitutingthedatagivenintheproblemstatementyields:
TcR=（2Mpa）x（0.617）x（0.756）=0.933Mpa
作业4：
假定某面心立方晶体可以开动的滑移系为（ni）[011]o试回答:
（1）给出引起滑移的单位位错得相应矢量，并说明之。
（2）如果滑移是由纯刃位错引起的，试指出位错线的方向。
（3）指出上述情况下，滑移时位错线的运动方向。
（4）假定在该滑移系上作用一大小为:
7x106/V/^2的切应力，试计算
单位刃型位错线的受力的大小和方向。
（设晶格常数为沪o・2nm）解：
（1）&
为滑移方向上的一个原子间距（大小）。
方向为滑移方向,故^=-[011]
（2）位错线一定在滑移面上，（与法线相垂直），且垂直于Q则位错线方向与[011][111]垂直。
U=kJ?
—kJ、、
V=1*2-丛>
W=h}k2-h2kx丿
（3）滑移时位错线运动方向即为&
方向
&
/=^=7xl06x^V0?
+lr+l?
=^x0.2xl0-9x7xl067V//n-lxl0'
3/V/777
方向丄位错线方向〃&
。
作业5：
若铜单晶可以在所有滑移系滑移，并且其表面平行于（001）,试画出表面出现的滑移线痕迹，并确定滑移线之间的夹角。
若铜单晶
表面平行于（001），
的表面平行于（111）,情况又如何?
滑移线痕迹，夹角90°
作业6：
铜单晶拉伸时，若力轴为[001],临界分切应力值以=Q.64MPa,问多大的拉伸应力能使晶体开始滑动?
42
艮卩cos0=cos60°
==
每四个滑移面上的三条边中有一条与力轴垂直，分切应力为0,而另
外两条边共计8条边等级。
（即8个等级滑移系），其与力轴夹角为
t=cycos（/>
cosA>
Tk
作业7：
拉伸铜单晶体时，若拉伸力轴的方向为［001］,“山Pa。
（aClt=0.36nm=3.6A）o
解：
设外加拉应力在（111）滑移面上沿［101］晶向的分切应力为丁,
则£
=（7・COS0COS/l
式中，0为［001］与［111］夹角,九为［001］与［ioi陕角,
若螺型位错线上受的力为Fd,
&
贝l]Fd=Tb=4.0825X105x—x0.36xl0-9=1.039xl0-4N/m2
作业8：
拉制半成品铜丝的过程如图所示，试画出不同阶段的组织与
性能变化示意图。
作业9：
试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象。
将退火低碳钢进行少量的塑性变形后卸载，然后立即加载，屈
服现象不再出现。
但是如果卸载后，将试样在室温下放置较长时间或者稍微加热后，再进行拉伸就又可以观察到屈服现象，不过此时的屈服强度会有所提高，这种现象称为应变时效。
低碳钢的应变时效可以用溶质原子与位错交互作用的柯垂尔
（Cottrell）气团理论作出很好的解释。
一般认为，在固溶体中，溶
质或杂质原子在晶体中造成点阵畸变，溶质原子的应力场和位错应力场会发生交互作用，作用的结果是溶质原子将聚集在位错线附近，形成能量更低的溶质原子气团，即所谓的柯垂尔气团。
将低碳钢试验拉伸产生少量预塑性变形，此时试样在外加应力的
作用下使位错摆脱碳原子的钉扎，表现为屈服。
若卸载后马上重新加载，短时间内碳原子来不及重新聚集在位错周围，所以继续加载时不会出现屈服现象；
当卸载后经历较长时间或短时加热后，碳原子又会通过扩散重新聚集到位错线附近而形成气团，所以继续进行拉伸时,又会出现屈服现象，并使强度和硬度升高，这就是应变时效产生的原因。
作业10：
主要有几种合金强化方法？
并解释其机制
1）细晶强化：
通过增加晶粒数目，提高晶界对移动位错的阻碍作
用，从而达到强化的效果。
2）固溶强化：
即将溶质原子溶入基体金属中，使基体金属产生点
阵畸变，从而抑制位错源的活动以提高基体金属的强度。
3）形变强化：
即当晶体经过形变之后，使晶体内部的位错发生塞
积或缠结，难以运动，从而达到强化基体的目的。
4）第二相强化：
即通过第二相粒子均匀弥散分布在基体上，阻止
位错的运动或增加位错运动的阻力，提高合金的强度。
作业11:
.简述回复、再结晶与晶粒长大三者之间驱动力的异同点。
1）回复过程的特征
（1）组织不发生变化，仍保持变形伸长的晶粒形态；
<
2）变形引起的宏观（一类）应力全部消除，微观（二类）应力大部消除；
（3）一般力学性能变化不大，硬度、强度仅稍有降低，塑性稍有提
高；
某些物理性能有较大变化，电阻率显著降低，密度增大。
2）再结晶过程的特征
（1）组织发生变化，变形伸长的晶粒变为新的等轴晶粒；
（2）力学性能发生急剧变化，硬度、强度急剧降低，塑性提高；
恢复至变形前的状态；
（3）变形储存能全部释放，点阵畸变（三类应力）全部消除，位错密度降低。
3）.晶粒长大过程
（1）晶粒长大；
（2）性能变化，如强度、塑性、韧性下降；
（3）还可能出现再结晶织构等现象。
作业12：
•用一冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随炉一起加热到
1000°
C,加热完毕，当吊出工件时，钢丝发生断裂，试分析其原因。
冷拉钢丝绳的加工过程是冷加工过程。
由于加工硬化，使钢丝的强度、硬度升高，故承载能力高；
当其被加热时，若温度超过了它的再结晶温度，会使钢丝绳产生再结晶，造成强度和硬度的降低,
一旦外载超过其承载能力，就会发生断裂。
（1）画出此铜片经完全再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图;
（2）如果在较低温度退火，何处发生再结晶？
为什么?
（1）由于宽度不同，轧制后变形度不同，退火后晶粒大小便不同。
最窄处，无变形，无再结晶；
较窄处，临界变形度，晶粒粗大，
随时，晶粒更细。
E很大时，出现结构。
（2）珥，e§
t，tr|,故当t低时，最宽处先发生再结晶。
回复与再结晶
.用一冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随炉一起加热到
将一契形铜片置于间距恒定的两轧辐间轧制，
（2）如果在较低温度退火，何处发生再结晶？
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