发布时间 : 星期日 文章材基课后习题答案 - 图文更新完毕开始阅读c26d836b0b1c59eef8c7b44c
(111) [1-10] (11-1)
u+v+w＝0
u+v-w＝0
求得uvw比值1:-1:0
新位错的组态性质：
新位错柏氏矢量为a[110 ]/3 ，而两个位错反应后位错线只能是两个滑移面（111）与（11-1）的交线，即[1-10]，
即：位错线与柏氏矢量垂直，故为刃型位错，其滑移面为[110 ]与 [1-10]决定的平面，即（001）面，也不是fcc中的惯常滑移面，故不能滑移。 11．总结位错理论在材料科学中的应用
? 1.可以解释实际强度与理论强度差别巨大原因 ? 2.可以解释各种强化理论 ? 3.凝固中晶体长大方式之一 ? 4.通过位错运动完成塑性变形
? 5.变形中的现象如屈服与应变时效； ? 6.固态相变形核机制 ? 7.回复再结晶软化机制 ? 8.短路扩散机制 ? 9.断裂机制
1． 滑移 滑移系 孪生 屈服 应变时效 加工硬化 织构
2．已知体心立方的滑移方向为<111>，在一定的条件下滑移面是{112}，这时体心立方晶体的滑移系数目是多少？
解答：{112}滑移面有12组，每个{112} 包含一个<112>晶向，故为12个 3．如果沿fcc晶体的[110]方向拉伸，写出可能启动的滑移系
解答：滑移面和滑移方向垂直。面（abc）和方向［hkl］一定有下面的关系。 ah＋bk＋cl＝0
滑移面是原子密排面，面心立方晶体密排面是｛111｝晶面族。 所以可能的晶面指数有（1－11）,（－111）两个。 4．写出fcc金属在室温下所有可能的滑移系；
解答：滑移面和滑移方向通常是原子排列最密集的平面和方向。
对面心立方金属原子排列最密集的面是{111}共有四个，原子最密集的方向是[110]共有3个，所以它有12个滑移系。
5．将直径为5mm的铜单晶圆棒沿其轴向[123]拉伸，若铜棒在60KN的外力下开始屈服，试求其临界分切应力。
解答：fcc结构，滑移系{111}<110>，由
σs＝τ/cosφcosλ，当拉伸轴沿[123]，开动的滑移系为（-111）[101]。 [123]与（-111）夹角计算公式，
cosθ＝[u1u2+v1v2+w1w2]/[(u12+v12+w12)1/2(u22+v22+w22) 1/2] [123]与（-111）夹角cosφ＝（8/21）1/2 [123]与（101）夹角cosλ＝（4/7）1/2 故σs＝τ/cosφcosλ＝1.69×106N/m2 6．证明取向因子的最大值为0.5。
7．分析典型的fcc单晶体加工硬化曲线，比较与多晶体加工硬化曲线的区别。
答：典型的面心立方单晶体的加工硬化曲线可以分为三个阶段。当切应力达到晶体的临界分切应力时，其应力-应变曲线近似为直线，称为易滑移阶段，此时加 工硬化率很小，滑移线细长，分布均匀；随后加工硬化率显著增加，称为线性硬化阶段，滑移系在几组相交的滑移系上发生，位错彼此交截，滑移线较短；第三阶段 称为抛物线硬化阶段，加工硬化随应变增加而减少，出现许多碎断滑移带，滑移带端部出现交滑移痕迹。
多晶体加工硬化曲线一般不出现易滑移的第一阶段，而加工硬化率明显高于单晶体。
8．屈服现象的实质是什么，吕德斯带与屈服现象有何关系，如何防止吕德斯带的出现？
9．讨论金属中内应力的基本特点，成因和对金属加工、使用的影响；
10．实践表明，高度冷轧的镁板在深冲时往往会裂开，试分析原因；
解答要点：
1.本身hcp，滑移系少，塑性差
2.大变形量，形成织构，塑性方向性 3.加工硬化影响，也有内应力影响
11．分析Zn、α－Fe、Cu几种金属塑性不同的原因
答：Zn、α-Fe、Cu这三种晶体的晶体结构分别是密排六方、体心立方和面心立方结构。 ? 密排六方结构的滑移系少，塑性变形困难，所以Zn的塑性差。
? 面心立方结构滑移系多，滑移系容易开动，所以对面心立方结构的金属Cu塑性好。 ? 体心立方结构虽然滑移系多，但滑移面密排程度低于fcc，滑移方向个数少，较难开
动，所以塑性低于面心立方结构材料，但优于密排六方结构晶体，所以α-Fe的塑性较Cu差，优于Zn。
14．分析为什么细化晶粒既可以提高金属强度，又可以提高金属的塑性。
解答：根据Hall2petch 公式:σs=σ0+Kd-1/2 式中，σs是材料的屈服强度，σ0是与材料有关的常数，K 是常数，d 是晶粒直径。可以看出,材料的屈服强度与晶粒尺寸倒数的平方根成正比。因此,晶粒细化既能提高材料的强度,又能提高材料塑性,同时也能显著提高其力学性能。细化晶粒是控制金属材料组织的最重要、最基本的方法,目前人们采用了许多办法细化金属的晶粒。
如果仅仅发生了晶粒的细化而没有发生强烈的塑性变形的话，材料的塑性随着晶粒的细化应该还是提高的。
细晶强化啊，这是一种很好的强化工艺。因为细晶粒晶界多阻碍位错运动，当然提高了强度，同时又能增强韧性.
晶界和晶内的塑性变形能力有很大的差异（竹节现象），细下的晶粒会减少二者间差异，因此均匀变形能力得到提高，这也是细晶提高塑性的一个原因。 15．讨论金属的应变硬化现象对金属加工、使用行为的影响。
解答：加工硬化是指金属在形变加工过程总，其硬度升高，塑性降低的现象。会使加工越来越困难。
随着应变量的增加，让材料继续变形需要更大的应力，这种现象称为应变硬化。随变形量的增加，材料的强度、硬度升高而塑性、韧性下降的现象，为加工（应变）硬化（形变强化、冷作强化）。
其意义是可以使得塑变均匀，可以防止突然过载断裂，强化金属的一种手段，通过形变硬化可以改善某些金属的切削性能。