上大材科基复习习题及答案(3)

所以，cosλ cosυ＝1/√6

对于(-111)[110]有：cosλ =cos( [001]~[110-1] )= 0, cosυ=cos( [001]~[-111] )=1/√3, 所以，cosλ cosυ＝1/√6

对于(-111)[101]有：cosλ =cos( [001]~[101] )= 1/√2, cosυ=cos( [001]~[-111] )=1/√3, 所以，cosλ cosυ＝1/√6

对于(-111)[0-11]有：cosλ =cos( [001]~[0-11] )= 1/√2, cosυ=cos( [001]~[-111] )=1/√3, 所以，cosλ cosυ＝1/√6

从中找出cosλ cosυ最大值，代入τk ＝ σs cosλ cosυ，即可求出σs和F。 （2）使用与（1）相同的方法做。

（3）找出cosλ cosυ最大值所对应的滑移系即为等效滑移系。

10 简述多晶体变形与单晶体的差异。 多晶体由于晶粒间位向不同和晶界的存在，导致其变形时不同晶粒的变形是不同时的、不连续的，变形过程中晶粒之间要相互协调。

11 写出Hall-Petch公式，说明公式的意义。

公式：σs=σ0 + Kd-1/2，说明晶粒越细晶体的屈服强度越高。

12 说明金属在塑性变形后，其组织和性能将发生怎样的变化。

金属塑性变形后，组织变化包括晶粒和亚结构的变化，其中，晶粒被拉长，形成纤维组织；亚结构细化，缺陷数目大大增加。另外，畸变能也大大增加。性能变化包括力学性能和物理化学性能，其中，力学性能变化为强度、硬度上升，塑性、韧性下降，物理化学性能变化为电阻率上升。

13 （课后题）何谓加工硬化、固溶强化、第二相强化、细晶强化，说明它们与位错的关系。 加工硬化：晶体经过变形后，强度、硬度上升，塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。随着变形的进行，晶体内位错数目增加，位错产生交互作用，使位错可动性下降，强度上升。 固溶强化：由于溶质原子的存在，导致晶体强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象叫固溶强化。由于溶质原子的存在阻碍或定扎了位错的运动，导致强度的升高。

第二相强化：由于第二相的存在，导致晶体强度、硬度上升，塑性、韧性下降的现象叫第二相强化。由于第二相的存在，导致位错移动困难，从而使强度上升。

细晶强化：由于晶粒细化导致晶体强度、硬度上升，塑性、韧性不下降的现象叫细晶强化。 由于晶粒细化，使晶界数目增加，导致位错开动或运动容易受阻，使强度上升；又由于晶粒细化，使变形更均匀，使应力集中更小，所以，细晶强化在提高强度的同时，并不降低塑性和韧性。

第八章习题参考答案

1 说明金属在塑性变形后，其组织和性能将发生怎样的变化。

金属塑性变形后，组织变化包括晶粒和亚结构的变化，其中，晶粒被拉长，形成纤维组织；亚结构细化，缺陷数目大大增加。另外，畸变能也大大增加。性能变化包括力学性能和物理化学性能，其中，力学性能变化为强度、硬度上升，塑性、韧性下降，物理化学性能变化为电阻率上升。

2 请问，经过冷塑性变形后的金属，在加热过程中，随着温度的升高，将发生什么过程，各

个过程是如何区分的。 经过冷变形的金属，在加热过程中，随着温度的升高，将发生回复、再结晶和晶粒长大过程。各个过程以晶粒来区分，在回复阶段，晶粒不变，保持纤维状，在再结晶过程，有新的等轴晶粒产生，当组织中的畸变晶粒都消失时，则再结晶就完成了，以后就是晶粒的长大过程。

3 冷塑性变形后的金属，在加热过程中，将发生回复，请问，在回复过程中，金属的组织和性能发生怎样的变化？回复有什么应用？

在回复过程中，主要发生空位数目的大大减少，在高温回复，位错开始运动，产生多边化。在回复过程中，晶体的残余应力下降，电阻率大大的下降。

4何谓再结晶温度，简述影响再结晶温度的因素。 再结晶开始的温度叫再结晶温度，生产上通常用经过严重冷变形的金属在1小时完成再结晶的温度来定义再结晶温度。

影响再结晶温度的因素有：成分、冷变形量、退火温度等。

5 已知Cu-30%Zn合金的再结晶激活能为250KJ/mol，此合金在400℃的恒温下完成再结晶需要1小时，试求此合金在390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时？ 因为V = Aexp (-Q / kT )

所以ln(t1 / t2) = Q (1/T1 - 1/T2) / R

其中：T1=673K, T2=663K, Q=250000J/mol, R=8.314, t1=1h 求得：t2=1.96h

6 何谓临界变形量和再结晶晶粒异常长大。请描述变形量和退火温度对再结晶晶粒大小的影响。

在经过较小的变形量变形后，其再结晶晶粒将非常的大，所对应的变形量称为临界变形量。 在经过大变形量变形后，其再结晶晶粒变得异常的大，称为再结晶晶粒异常长大。

在很小变形量变形后，其再结晶晶粒变化很少；在较小变形量变形后，其再结晶晶粒将非常大；以后，随着变形量增加，其再结晶晶粒尺寸下降。

在退火温度低时，温度的影响小；退火温度高时，容易发生再结晶晶粒异常长大。 7 在再结晶和晶粒长大过程中金属的组织和性能将发生怎样的变化？

在再结晶过程中，金属形成新的无畸变的等轴晶粒，金属内的位错数目大大下降，强度、硬度下降，塑性、韧性上升，物理化学性能恢复到冷变形前。 8 回复、再结晶、晶粒长大过程的驱动力分别是什么。

回复、再结晶的驱动力为畸变能下降，晶粒长大的驱动力为晶界能下降。

9 （课后）某工厂用一冷拉钢丝绳将一大型钢件吊入热处理炉内，由于一时的疏忽，未将钢丝绳取出，而是随同工件一起加热至860℃，保温时间到了，打开炉门，要吊出工件时，钢丝绳发生了断裂，试分析原因。

因为钢丝绳发生了再结晶，导致其强度下降，无法再承受这一载荷，导致钢丝绳断裂。 10 （课后）工业纯铝在室温下经大变形量轧制成带材后，测得其室温力学性能为冷加工硬化态的性能，已知工业纯铝的再结晶温度为150℃，但是，若将上述经过冷变形的铝带加热至100℃，并保温16天后冷至室温，再测其强度，发现强度明显下降，请解释其原因。 发生了再结晶。

第四章习题参考答案

1 描述在金属固体中发生扩散时，原子是如何运动的。指出扩散的条件。

原子做定向迁移，这一定向是统计概念的定向。扩散的条件是：驱动力、温度、时间。

2 有一球壳，内半径为r1，外半径为r2。在T温度保温，有物质从球壳内向球壳外扩散，当扩散达到平衡后，球壳内表面扩散物质的浓度为C1，外表面的浓度为C2，并测得在单位时间内从球壳内向球壳外扩散的物质总量为Q。设扩散系数为常数。求： A， 扩散系数。

B， r=(r1+r2)/2处的浓度。 (提示：对第一定律进行定积分)

A， 已知半径为r处的球壳表面积为4πr2，则J＝Q/（4πr2），将第一定律方程中的x换成

r，并将J＝Q/（4πr2）待入，获得J＝Q/（4πr2）＝－DdC/dr(式1)，对C和r进行定积分，C为C1~C2，r为r1~r2，可以求得D。

B， 将D值待入式1，再次进行定积分，此次，C为C1~C，r为r1~(r1+r2)/2，可以求得C。

3 简述第二定律中的不同解分别适用的场合。

高斯解适用于扩散过程中扩散元素质量保持不变，其值为M。扩散开始时扩散元素集中在表面，好像一层薄膜。高斯解用得比较多的情况是在工件表面涂有一层扩散物质，这是要保证扩散物质总量M不变。例如制作半导体元件时，常先在硅表面沉积一薄膜，然后加热使之扩散。

误差函数解适用于无限长棒或半无限长棒的问题。 …… 此处隐藏：4623字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……