1、 Measurable slip will not occur on any of the three slip systems inthe (111) plane.作业3:在面心立方晶体中,沿i23方向施加2 MPa的正应力。滑移面是(111),滑移方向是101o请确定临界分切应力TorTo solve this problem, we must find both cos0 and cos(p This can be done suing the vector dot product:|123jioq V14V2Solving equation tcR =(ycos6cos(p for t
2、cR and substituting the data given in the problem statement yields: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)011o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o2nm) 解:(1) &为滑移方向上的一个原子间距(大小
3、)。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011111垂直。U = kJ? kJ、V = 1*2 - 丛 W = hk2 -h2kx 丿 (3)滑移时位错线运动方向即为&方向 &/ = = 7xl06xV0? + lr+l? = x0.2xl0-9x7xl067V/n-lxl03/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
4、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 cos 0 = cos 60 = =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(/cosATk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 = 3.6 A)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 = (7COS0COS/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lFd = T
5、b = 4.0825X105xx0.36xl0-9 =1.039xl0-4 N/m 2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
6、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
7、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
8、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1000C,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,et,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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