工程材料与热处理第4章作业题参考答案.pdf

1. 滑移和孪晶的变形机制有何不同？为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现 孪晶，而纯铁中容易出现滑移带？ 主要的不同： （1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变，形成镜面 对称关系。 （2 ）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍， 而孪生过程中的位移量正 比于该层至孪晶面的距离。 （3）孪生是一部分晶体发生了均匀的切变， 而滑移是不均匀 的。 锌的晶体结构为密排六方， 密排六方金属滑移系少， 所以容易出现孪晶， 而纯铁为体心 立方结构，滑移系多，所以容易出现滑移带。 2. 多晶体塑性变形与单晶体塑性变形有何不同？ 多晶体的每一晶粒滑移变形的规律与单晶体相同， 但由于多晶体中存在晶界， 且各晶体 的取向也不相同，多晶体的塑性变形具有以下特点： （1）各晶粒不同同时变形； （2 ）各晶粒变形的不均匀性； （3）各变形晶粒相互协调。 3. 什么是滑移、 滑移线、 滑移带和滑移系？滑移线和滑移带是如何在金属表面形成的？列 举金属中常见晶体结构最重要的滑移系， 并在其晶胞内画出一个滑移系。 哪种晶体的塑 性最好？哪个次之？为什么？ 所谓滑移是指在切应力的作用下， 晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发 生相对滑动， 滑动后原子处于新的稳定位置。 晶体材料的滑移面与晶体表面的交线称为 滑移线。 由数目不等的滑移线或滑移台阶组成的条带称为滑移带。 一个滑移面和该面上 的一个滑移方向组成一个滑移系。 滑移线是由于晶体的滑移变形使试样的抛光表面产生高低不一的台阶所造成的； 相互靠 近的小台阶在宏观上反映的是一个大台阶，所以形成了滑移带。 滑移系越多， 金属发生滑移的可能性越大， 塑性就越好。 滑移方向对滑移所起的作用比 滑移面大，所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。密排六方由于滑移少， 塑性最差。 4. 简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力， 并说明如何区分冷、 热加工。 动态再结晶与静 态再结晶后的组织结构的主要区别是什么？ 一次再结晶的驱动力是冷变形所产生的储存能的释放。 二次再结晶的驱动力是由于界面 能变化引起的。 在再结晶温度以上的加工变形称为热加工， 在再结晶温度以下的加工过 程称为冷加工。 动态再结晶和静态再结晶过程相似， 同样是形核长大过程， 也是通过形成新的大角度晶 界及随后移动的方式进行的。但动态再结晶具有反复形核，有限长大， 晶粒较细， 包含 亚晶粒， 位错密度较高， 强度硬度高等特点。 这种组织比静态再结晶组织有较高的强度 和硬度。 5. 冷变形金属在加热过程中要发生哪些变化？简要说明再结晶过程的一般规律。 发生：回复、再结晶和晶粒长大等变化。 经冷变形后的金属加热到再结晶温度时， 发生再结晶， 新的无应变的晶粒取代原先变形 的晶粒，金属的性能也恢复到变形前的情况， 在变形基体中， 重新生成无畸变的新晶粒。 6. 说明金属在冷塑变形、 回复、再结晶及晶粒长大各阶段的微观组织及力学性能特点与主 要区别。 金属在冷塑变形时的微观组织：金属晶体在外力作用下，随着变形量的增加，晶粒外形 由原先的等轴晶粒逐渐改变为沿变形方向被拉长或压扁的晶粒。当变形量很大时，各晶 粒被拉成纤维状，称之为纤维组织，位错密度也会增加，亚结构细化，产生变形织构。 力学性能特点：产生加工硬化，产