1、09 级复习题一、名词解释1、再结晶：冷变形金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。2、交滑移两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移的现象。3、冷拉聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。4、位错晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象5、柯氏气团溶质原子与位错发生交互作用，集聚在位错线附近，以降低体系的畸变能所形成的溶质原子气团。6、位错密度:单位体积中所含位错线的总长度。7、二次再结晶 已再结晶的少数晶粒突然异常长大8、滑移的临界分切应力 滑移开始时，在滑移面上沿滑移方向的分切应力。9、加工硬化 （应变硬化） ：金属冷变形时，
2、随变形量增加，其强度、硬度上升，而塑性、韧性下降的现象。10、热加工 金属在再结晶温度以上的加工变形11、柏氏矢量是一个反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。12、多滑移 滑移在两组或多组滑移系上同时或交替进行的滑移.13、堆垛层错晶体中某一区域堆垛顺序差错而产生的晶面错排的面缺陷。 （简称层错）14、位错的应变能晶体中因位错周围弹性应力场的存在而导致的能量增量。也称为位错的能量。15、回复冷变形金属加热时，在光学显微组织发生变化之前，所产生的某些亚结构及性能的变化过程16、全位错:柏氏矢量为单位点阵矢量或其倍数的位错17、弗兰克尔空位:离位原子跳入晶体点阵间隙中，形成一个空位的同时，还形成了
3、一个间隙原子。18、层错能产生单位面积层错所需要的能量19、表面热蚀沟金属在高温下长时间加热时，晶界与金属表面相交处，为了达到表面张力间的平衡，通过表面扩散产生的沟状形态。20、动态再结晶金属在较高温度下变形时，也能发生再结晶，动态再结晶二、填空题1、两个平行的同号螺位错之间的作用力为 ，而两个平行的异号螺位错之间的作用力为 。2、小角度晶界能随位向差的增大而 ；大角度晶界能与位向差 。3、柏氏矢量是一个反映由位错引起的 大小的物理量；该矢量的 称为位错强度。4、金属的层错能越低，产生的扩展位错的宽度越 ，交滑移越 进行。5、螺型位错的应力场有两个特点，一是没有 分量，二是 ，对称分布。6、冷
4、拉铜导线在用作架空导线时，应采用 退火，而用作电灯花导线时，则应采用 退火。7、为了保证零件具有较高的力学性能，热加工时应控制工艺使流线与零件工作时受到的最大 的方向一致，而与外加的 方向垂直。8、位错的应变能与其柏氏矢量的 成正比，故柏氏矢量越小的位错，其能量越 ，在晶体中越稳定。9、金属的层错能越高，产生的扩展位错的宽度越 ，交滑移越 进行。10、当晶粒长大的驱动力为畸变能差时，晶界的移动方向为 曲率中心，当晶粒长大的驱动力为界面能差时，晶界的移动方向为 曲率中心。11、由于两者的滑移 数不同，导致体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上的差别。12、聚合型两相合金，第二相为硬脆相，它呈
5、细片状分布在基体上，合金的 性能最好，它呈较粗颗粒状分布于基体上，合金的 塑形 最好。13、位错的柏氏矢量越小，其能量 ，在晶体中越 。14随冷变形量的增加，金属的强度 ，塑性 。15、对于冷变形度较小的金属，再结晶核心一般采用 方式形成。16、晶体经过塑性变形后，出现了交叉的滑移带，则晶体中一定发生了 ，出现了波纹状的滑移带，则晶体中一定发生了 。17、某位错的柏氏矢量与位错线平行，方向与位错线的正方向一致，该位错为 位错，方向与位错线的正方向相反，该位错为 位错。18、如果两个平行螺位错之间的作用力为吸引力，则它们是 螺位错，如果两个平行螺位错之间的作用力为排斥力，则它们是 螺位错。19、
6、柏氏矢量是一个反映由 引起的点阵畸变大小的物理量；该矢量的模称为 。20、晶界能随位向差的增大而增大的晶界一般是 ；而晶界能与位向差无关的晶界一般是 。21、在三种典型的金属晶体结构中，金属晶体的晶格类型为 时，其塑性最好，晶格类型为 时，其塑性最差。22、螺型位错的运动方式是只可 ，不可 。23、多晶体的晶粒越细，则其强度 ，塑性 。24、对于冷变形度较大的金属，相邻亚晶的取向差较小时，再结晶核心一般采用 方式形成，相邻亚晶的取向差较大时，再结晶核心一般采用 方式形成。25、动态再结晶的组织与静态再结晶的组织比较晶粒更 ，晶粒内部还有 。26、某位错的柏氏矢量与位错线垂直，将其顺时针旋转 9
7、0后，方向与位错线的正方向一致，该位错为 ，方向与位错线的正方向相反，该位错为 。27、在金属中，当分散相粒子的体积分数 ，粒子尺寸 ，金属晶粒的极限平均晶粒尺寸越小。28、冷变形金属在要求保持其较高硬度时，应采用 退火，而在要求恢复塑性以便于进一步变形时，则应采用 退火。29、为了保证零件具有较高的力学性能，热加工时应控制工艺使流线与零件工作时受到的最大拉应力的方向 ，而与外加的剪应力方向 。30、当晶粒长大的驱动力为 时，晶界的移动方向为背向率中心，当晶粒长大的驱动力为 时，晶界的移动方向为向着曲率中心。三、问答题1、加工硬化、细晶强化、固溶强化及弥散强化在本质上有何异同？2、什么是加工硬
8、化、细晶强化、固溶强化及弥散强化，它们在本质上有何异同？ 细晶强化：用细化晶粒来提高材料强度的方法。细晶强化本质：晶界提高了位错运动的阻力，晶界越多，即晶粒越细，材料的强度越高。细化晶粒是既提高强度，又提高塑、韧性的唯一方法。多晶体的晶粒越细，强度越高，塑性、韧性也越好。细化晶粒是实际生产中获得良好强、韧性配合的重要的强化方法。固溶强化：溶质原子溶入基体后，使其强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。固溶强化的机制溶质原子与位错的弹性交互作用、电交互作用及化学交互作用，阻碍了位错的运动(提高屈服强度)，增加了位错运动的摩擦阻力(提高整个应力-应变水平)。加工硬化（应变硬化） ：金属冷变形时，随变
9、形量增加，其强度、硬度上升，而塑性、韧性下降的现象。弥散强化：细小弥散分布的第二相质点显著提高材料强度的现象。3、试分析金属的四种基本强化机制在本质的异同点。细晶强化（界面强化）：多晶体的强度随晶粒细化而提高的现象。固溶强化：溶质原子溶入基体后，使其强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。弥散强化：细小弥散分布的第二相质点显著提高材料强度的现象。加工硬化（应变强化、位错强化） ：金属冷变形时，随变形量增加，其强度、硬度上升，而塑性、韧性下降的现象。4、若面心立方晶体中有 （ 、 ）的单位位错及 （ 、012ab102ab261ab）的不全位错，此二位错相遇后，产生位错反应，写出合成位错的柏氏矢量
10、，此反应能否进行？为什么？说明合成位错的性质。65、金属发生冷变形以后，其组织和性能会发生怎样的变化？光学显微组织的变化：塑性变形后，每个晶粒内部出现大量滑移带、孪生带；随变形量的增加，原来的等轴晶粒逐渐沿变形方向伸长为扁平晶粒。当变形量很大时，成为纤维组织(晶粒变得模糊不清，晶粒已难以分辨，而成为的一片纤维状条纹) 。性能：强度硬度提高，塑性降低6、说明金属在冷变形、回复、再结晶各阶段的显微组织、亚结构及力学性能特点。1显微组织冷变形：晶粒为纤维组织回复阶段：显微组织几乎看不出任何变化，晶粒任然保持冷变形后的纤维状组织。再结晶阶段：变形晶粒通过形核和长大过程，完全转变成新的无畸变的等轴晶粒。
11、晶粒长大阶段：再结晶后的等轴晶粒过界继续移动，晶粒粗化，直至达到相对稳定的形状和尺寸。3力学性能的变化：冷变形阶段：强度硬度较高，塑性较低；回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有上升；再结晶阶段：强度、硬度显著下降，塑性急剧上升；晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性在晶粒粗化不严重时，仍继续升高，晶粒粗化严重时，塑性也下降。7、金属在冷变形、回复、再结晶各阶段，其力学性能、物理性能、化学性能及内应力会发生哪些变化？ 8、10mm 的铜棒，经充分退火后分别压缩 20%、50%、70%以后，说明其组织发生的变化。9、铜单晶体拉伸时，若力轴为001方向，临界分切应力为 0.64MPa，问需要多大的
12、拉伸应力才能使晶体开始塑性变形？10、铝单晶体拉伸时，若力轴为100方向，临界分切应力为 0.79MPa，问需要多大的拉伸应力才能使晶体开始塑性变形？ 11、今有纯 Ti，Al，Pb 三种铸锭，试判断它们在室温（20）轧制的难易顺序，是否都可以连续轧制下去。如果不能，应采取什么措施才能使之轧制成薄板。已知 Ti 的熔点为 1672，在 883以下为密排六方，在 883以上为面心立方； Al 的熔点为 660，面心立方；Pb 的熔点为 328，面心立方。12、今有纯 Ti，Cu，Pb 三种铸锭，试判断它们在室温（20）轧制的难易顺序，是否都可以连续轧制下去。如果不能，应采取什么措施才能使之轧制成
13、薄板。已知 Ti 的熔点为 1672，在 883以下为密排六方，在 883以上为面心立方； Cu 的熔点为 1083，面心立方；Pb 的熔点为 328，面心立方。13、今有纯 Zr，Ag， Pb 三种铸锭，试判断它们在室温（20）轧制的难易顺序，是否都可以连续轧制下去。如果不能，应采取什么措施才能使之轧制成薄板。已知 Zr 的熔点为 1865，在 865以下为密排六方，在 865以上为体心立方； Ag 的熔点为 961，面心立方；Pb 的熔点为 328，面心立方。 （12 分）14、为细化某纯铝件晶粒，将其冷变形 5%后于 650退火 1h，组织反而粗化；增大冷变形量至 80%再于 650退火
14、 1h，仍然得到粗大晶粒。试分析其原因，指出上述工艺不合理处，并根据工业纯铝的再结晶图（见下图）制定一种合理的晶粒细化工艺。工业纯铝的再结晶图15、已知柏氏矢量的大小为 b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差 =1和 10，求晶界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？ 16、位错反应必须满足的两个基本条件是什么？判断如下的位错反应能否进行。 126102aa 126102aa 17、简述金属分别在冷变形、动态回复、连续动态再结晶、间断动态再结晶、超塑性时的真应力应变曲线主要特点。18、分别画出金属在冷变形、动态回复、连续动态再结晶、间断动态再结晶、超塑性时的真应力真应变曲线。19、什
15、么是单滑移、多滑移和交滑移？三者滑移线的形貌有何特征？单滑移：只有一组滑移系处于最有利的取向时，进行的滑移.多滑移：滑移在两组或多组滑移系上同时或交替进行的滑移.发生多滑移时，会出现几组交叉的滑移带。多滑移时，会产生位错的交割与反应，使滑移变得困难，即产生较强的加工硬化。交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移的现象。发生交滑移时，会出现曲折或波纹状的滑移带。20、试区别单滑移、多滑移和交滑移，三者滑移线的形貌有何不同？ 21、银纹与裂纹有什么区别？银纹不同于裂纹，裂纹的两个张开面之间是空的，而银纹面之间由高度取向的纤维束和空穴组成，仍具有一定的强度。银纹的形成是由于材料在
16、张应力作用下局部屈服和冷拉造成。22、什么是冷拉？已冷拉的玻璃态高聚物和部分结晶高聚物分别加热到什么温度之上，冷拉中产生的变形才能恢复？ 聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。现象：玻璃态聚合物冷拉后残留的变形，在加热到 Tg 温度以上，形变基本上全能恢复。现象说明：冷拉中产生的变形属于强迫高弹性即在外力作用下被迫产生的高弹性。实质：Tg 以下被冻结的分子链段在外力作用下，克服摩擦阻力而运动，使分子链发生高度取向而产生大变形。23、比较陶瓷晶体的弹性模量与金属的弹性模量之间的差异。陶瓷晶体的弹性模量比金属大很多，常高出几倍。这是由其原子结合特点决定的。共价键晶体的键具有方向性，使晶体具有较高的抗晶格
17、畸变和阻碍位错运动的能力，使共价键陶瓷具有比金属高得多的硬度和弹性模量。离子键晶体的键方向性不明显，但滑移不仅要受密排面和密排方向的限制，而且要受到静电作用力的限制，因此实际可移动滑移系较少，弹性模量也较高。24、试述陶瓷晶体塑性变形的特点。共价键晶体：共价键具有方向性，而且结合力很强，位错运动时必须破坏原子的键合，位错运动有很高的点阵阻力。不论是单晶体还是多晶体，都是脆的。离子键晶体：单晶体：在室温受压应力作用时可有较大的塑性变形，因为位错沿 45方向运动，则在滑移过程中相邻晶面始终由库仑力保持相吸。多晶体：相邻晶粒必须协调地改变形状，由于滑移系较少难以实现，结果在晶界产生开裂，最终导致脆性
18、开裂。25、与金属材料相比，陶瓷晶体具有哪些特点？陶瓷晶体的弹性模量比金属大得多，常高出几倍。陶瓷晶体的弹性模量是组织敏感参量，与结合键有关，还与相的种类、分布及气孔率有关。陶瓷的压缩强度高于抗拉强度一个数量级。陶瓷的理论强度和实际断裂强度相差 13 个数量级。陶瓷晶体在高温下具有良好的抗蠕变性能，而且在高温下也具有一定的塑性。26、确定下列情况下的工程应变 和真应变 ，说明何者更能反映真实的变形特性。（1）由 1L 伸长到 1.1L； （2）由 1h 压缩到 0.9h；（3）由 1L 伸长到 2L； （4）由 1h 压缩到 1/2h；27、金属经热变性后，其组织和性能有哪些变化？ 1、提高材
19、料致密性和力学性能热加工可消除铸造材料中的某些缺陷，如焊合气孔、疏松；部分消除偏析；打碎粗大的柱状晶和树枝晶；改善夹杂物或脆性相的形态与分布。提高材料的致密性，细化晶粒，提高材料的力学性能，特别是塑、韧性比铸态有显著提高。受力复杂，负荷较大的重要工件，都要经过热加工。2、形成流线，使材料出现各向异性流线：夹杂物、第二相、偏析等沿变形方向分布，在经浸蚀的宏观磨面上出现的纤维组织3、形成带状组织带状组织：在经过压延的金属材料中常常出现的组织。 加工时存在两相，两个相都沿变形方向伸长，在纵切面上形成两相相间的条带状组织。带状组织也使材料的力学性能产生方向性，特别是横向塑、韧性降低。4、热变形后的组织
20、控制（控轧控冷）热变形后要获得细小的晶粒组织，需控制其终止温度、最终变形量和热变形后的冷却速度。采用低的终止温度、大的最终变形量和快的冷却速度，可得到细小晶粒。加入微量合金元素，阻碍热变形后的静态再结晶和晶粒长大，也是细化晶粒的有效措施。28、为什么受力复杂，负荷较大的重要金属工件，都要经过热加工？热加工可消除铸造材料中的某些缺陷，如焊合气孔、疏松；部分消除偏析；打碎粗大的柱状晶和树枝晶；改善夹杂物或脆性相的形态与分布。提高材料的致密性，细化晶粒，提高材料的力学性能，特别是塑、韧性比铸态有显著提高。受力复杂，负荷较大的重要工件，都要经过热加工。29、试分析点缺陷对晶体性能的影响。1、点缺陷引起电阻的增加。点缺陷区对传导电子产生强烈的散射，使电阻增大。 。 2、点缺陷的存在使晶体体积膨胀，密度减小。形成一个肖脱基缺陷，体积膨胀约 0.5 个原子体积。形成一个弗兰克缺陷，体积膨胀约 12 个原子体积。3、过饱和点缺陷提高金属的屈服强度。4、空位对高温下进行的过程起重要作用。如金属的扩散、高温塑性变形和断裂、退火、沉淀、表面化学热处理等过程，都与空位的存在和运动有着密切的联系。5、点缺陷还对内耗、介电常数等有影响
