材料基础第5章习题课.ppt

3. 体心立方晶格的晶体在受力时发生滑移，其滑移面和滑移方向分别为( )。 A . {111}、110 B . {110}、110 C . {111}、111 D . {110}、111 9.FCC、BCC、HCP 三种晶体结构的材料中，塑性变形时最容易发生孪晶的是（ ） A、FCC B、BCC C、HCP 4. 金属的晶粒越细，则其( )。 A、 强度越高，塑性越低 B 、强度越低，塑性越好 C 、强度越低，塑性越低 D 、强度越高，塑性越好 5. 加工硬化使金属 （ ）。 A、 强度增大，塑性降低 B 、强度增大，塑性提高 C 、强度降低，塑性降低 D、 强度降低，塑性提高 8. 单晶体的临界分切应力与（ ）有关 A 、外力相对于滑移系的取向 B、拉伸时的屈服应力 C 、金属的类型与纯度 判断 1.晶体中的滑移和孪生都不改变原有的晶体结构，但孪生变形却使晶体的变形部分发生了位向的改变。 2.孪生变形的速度很快是因为金属以孪生方式变形时需要的临界分切应力小。 3.在体心立方晶格中，滑移面为｛111｝×6，滑移方向为110×2，所以滑移系数为12 填空 1.金属在塑性变形中，使金属的 和 显著提高， 明显下降，这种现象称为 。 2. 单晶体塑性变形的基本形式有 、 两种，它们都是在 作用下发生，常沿晶体中原子密度 和 发生。 3. 应力分为 和 两大类，单晶体金属的晶格收到作用 时，仅发生弹性变形，只有受到 时才发生塑性变形。 3.将一根长20 m，直径14.0mm铝棒，通过孔径12.7mm的模具拉拔，求： （1）这根铝棒拉拔后的尺寸； （2）这个铝棒承受的工程线应变和真应变。 【解】（1）由于拉拔前后体积不变， 所以 （2）工程应变 真应变 4. 锌单晶在拉伸前拉力轴与滑移方向的夹角为45°，拉伸后力轴与滑移方向的夹角为30°，试求试样拉伸后的延伸率。 【解】拉伸前后，如图所示，考查两相邻滑移面由于滑移前后面间距为定值，故由几何关系计算出延伸率δ 5. 已知铜单晶体临界分切应力为1MPa，设拉力轴在图有阴影的三角形中，（1）求使该晶体开始滑移的最小拉应力，并在阴影三角形中，示意标出最小应力所对应的拉力轴的位置。（2）当拉力轴位于什么取向的时候，所需拉应力为最大？说明理由。 【解】 （1）晶体开始滑移所需要的最小拉应力为 当取向因子取得极大时， ， 最小 （2）由屈服应力与取向因子的关系 当 角偏离45°越大， 越小， 越大。由图在阴影三角形中，当力轴位于[111] 点时，晶体开始滑移所需要的拉应力最大。 6. 试述孪生与滑移的异同，比较它们在塑变过程中的作用。 【解】相同点：两者都是晶体塑变的基本方式，都是在切应力作用下，沿着一定晶面，晶向发生的切变。变形前后，晶体结构类型不变。 不同点： 孪生使一部分晶体发生了均匀切变，而滑移只是集中在一些滑移面上。 滑移时，晶体的已滑移部分与未滑移部分晶体位相相同，而孪生部分与基体位相不同，是具有特殊的镜面对称关系。 孪生变形原子变形位移小于孪生方向原子间距，为其原子间距的分数倍；滑移变形时，原子移动的距离是滑移方向上原子间距的整数倍。 与滑移类似，孪生要素也与晶体结构有关，但是同一结构的孪晶面，孪生方向可以与滑移面、滑移方向不同。 孪生的临界分切应力比滑移的临界分切应力大很多。 孪生变形的应力-应变曲线与滑移不同，呈现锯齿状的波动，主要是孪晶“形核”时，所需要的切应力大于孪晶界面扩展的应力所至。一般情况下，先发生滑移，当滑移难以进行的时候，才发生孪生变形。孪生对于塑变的直接贡献比滑移小得多，但是孪生改变了晶体位相，使硬位向的滑移系转到软位向，激发了晶体的进一步滑移。 7.试用多晶体塑变理论解释，室温下金属的晶粒越细强度越高，塑性也就越好的现象。 【解】室温变形的时候，由于晶界强度高于晶内，所以晶粒越细，单位晶界越多，其强化效果也就越好。由Hall-Petch公式， ，晶粒直径d越小，屈服强度就越高，这就是细晶强化。多晶体的每个晶粒都处在其他晶粒的包围之中，变形不是孤立的，要求临近晶粒互相配合，协调已经发生塑变的晶粒的形状的改变。塑变一开始就必须是多系滑移。晶粒越细小，变形协调性越好，塑性也就越好。此外，晶粒越细小，位错塞积所引起的应力集中越不严重，可以减缓裂纹的萌生，曲折的晶界不利于裂纹扩展，有利于提高强度与塑性。 8．