1、一. 名詞解釋1. 理想剛塑性材料/剛塑性硬化材料2. 拉伸塑性失穩/壓縮失穩3. 工程切應變/相對線應變4. 增量理論/全量理論5. 軸對稱應力狀態/平面應力狀態6. 屈服軌跡/屈服表面7. 動態回復/動態再結晶8. 等效應力/等效應變9. 彌散強化/固溶強化10. 臨界切應力/形變織構二. 簡答題提高金屬塑性的基本途徑。試分析單相與多相組織、細晶與粗晶組織、鍛造組織與鑄造組織對金屬塑性的影響。相組成的影響：單相組織(純金屬或固溶體)比多相組織塑性好。多相組織由于各相性能不同，變形難易程度不同，導致變形和內應力的不均勻分布，因而塑性降低。如碳鋼在高溫時為奧氏體單相組織，故塑性好，而在800左

2、右時，轉變為奧氏體和鐵素體兩相組織，塑性就明顯下降。另外多相組織中的脆性相也會使其塑性大為降低。晶粒度的影響：晶粒越細小，金屬的塑性也越好。因為在一定的體積內，細晶粒金屬的晶粒數目比粗晶粒金屬的多，因而塑性變形時位向有利的晶粒也較多，變形能較均勻地分散到各個晶粒上；又從每個晶粒的應力分布來看，細晶粒時晶界的影響局域相對加大，使得晶粒心部的應變與晶界處的應變差異減小。由于細晶粒金屬的變形不均勻性較小，由此引起的應力集中必然也較小，內應力分布較均勻，因而金屬在斷裂前可承受的塑性變形量就越大。鍛造組織要比鑄造組織的塑性好。鑄造組織由于具有粗大的柱狀晶和偏析、夾雜、氣泡、疏松等缺陷，故使金屬塑性降低。

3、而通過適當的鍛造后，會打碎粗大的柱狀晶粒獲得細晶組織，使得金屬的塑性提高。試分別從力學和組織方面分析塑性成形件中產生裂紋的原因。防止產生裂紋的原則措施是什么？變形溫度對金屬塑性的影響的基本規律是什么？就大多數金屬而言，其總體趨勢是：隨著溫度的升高，塑性增加，但是這種增加并不是簡單的線性上升；在加熱過程中的某些溫度區間，往往由于相態或晶粒邊界狀態的變化而出現脆性區，使金屬的塑性降低。在一般情況下，溫度由絕對零度上升到熔點時，可能出現幾個脆性區，包括低溫的、中溫的和高溫的脆性區。下圖是以碳鋼為例：區域，塑性極低可能是由與原子熱振動能力極低所致，也可能與晶界組成物脆化有關；區域，稱為藍脆區(斷口呈藍

4、色)，一般認為是氮化物、氧化物以沉淀形式在晶界、滑移面上析出所致，類似于時效硬化。區域，這和珠光體轉變為奧氏體，形成鐵素體和奧氏體兩相共存有關，也可能還與晶界上出現FeS-FeO低熔共晶有關，為熱脆區。力學分析：能否產生裂紋，與應力狀態、應變積累、應變速率及溫度等很多因素有關。其中應力狀態主要反映力學的條件。物體在外力的作用下，其內部各點處于一定的應力狀態，在不同的方位將作用有不同的正應力及切應力。材料斷裂(產生裂紋)形式一般有兩種：一是切斷，斷裂面是平行于最大切應力或最大切應變方向；另一種是正斷，斷裂面垂直于最大正應力或正應變方向。塑性成形過程中，材料內部的應力除了由外力引起外，還有由于變形

5、不均勻而引起的附加應力。由于溫度不均而引起的溫度應力和因組織轉變不同時進行而產生的組織應力。這些應力超過極限值時都會使材料發生破壞(產生裂紋)。1)由外力直接引起的裂紋；2)由附加應力及殘余應力引起的裂紋；3)由溫度應力(熱應力)及組織應力引起的裂紋。組織分析：塑性成形中的裂紋一般發生在組織不均勻或帶有某些缺陷的材料中，同時，金屬的晶界往往是缺陷比較集中的地方，因此，塑性成形件中的裂紋一般產生于晶界或相界處。1)材料中由冶金和組織缺陷處應力集中而產生裂紋；2)第二相及夾雜物本身的強度低和塑性低而產生裂紋：a晶界為低熔點物質；b晶界存在脆性的第二相或非金屬夾雜物；c第二相為強度低于基體的韌性相；

6、3)第二相及非金屬夾雜與基體之間的力學性能和理化性能上有差異而產生裂紋。原則措施： 1) 增加靜水壓力；2)選擇和控制合適的變形溫度和變形速度；3)采用中間退火，以便消除變形過程中產生的硬化、變形不均勻、殘余應力等；4)提高原材料的質量。超塑性變形有哪些主要特征？真實應力-應變曲線的簡化類型有哪些？分別寫出其數學表達式。三. 填空題1. 按應力應變順序對應關系，當主應力1 23時則123，按中間關系，當2=1+32 時，2= 0，屬于 變形。 2. 在應力張量不變量J1、J2、J3中，應力張量第二不變量J2與 有關，應力張量第一不變量J1反映 。3. 多晶體由于 不同，塑性變形不可能在所有的晶

7、粒內發生。4. 晶體滑移的本質 ，滑移的結果是 。5. 經過侵蝕后，仍可觀察到的晶內變形組織是 。6. 密排六方金屬一般以 方式變形，面心立方和體心立方的金屬一般以 的方式塑性變形7. 金屬熱塑性變形機理主要有： 、 、 和 等。 8. 金屬塑性成形過程中影響摩擦系數的因素有很多，歸結起來主要有 、 、接觸面上的單位壓力、變形溫度、變形速度等幾方面的因素。 9. 金屬的超塑性分為 和 兩大類。 10. 研究塑性力學時，通常采用的基本假設有 、 、 、 體積力為零、初應力為零、 。 11. 影響金屬塑性的主要因素有： 、 、 、 變形速度、應力狀態。12. 一點的代數值最大的 的指向稱為第一主方

8、向 ， 由 第一主方向順時針轉4所得滑移線即為線。 13. 塑性成形中的三種摩擦狀態分別是： 、 、 。14. 超塑性有 和 兩類15. 應力球張量ijm表示球應力狀態，也稱靜水應力狀態，無切應力存在，只能使物體產生 16. 應力偏張量第三不變量J3=0，屬于 應變，第二不變量與 有關。17. 衡量晶粒大小對力學性能的影響公式是 四. 計算題1對于直角坐標系 Oxyz 內，已知受力物體內一點的應力張量為 ，應力單位為 Mpa ， (1) 畫出該點的應力單元體； (2) 求出該點的應力張量不變量、主應力及主方向、最大切應力、八面體應力、應力偏張量及應力球張量。 (3) 畫出該點的應力莫爾圓解：

9、(1) 該點的應力單元體如下圖所示 (2) 應力張量不變量如下 故得應力狀態方程為 解之得該應力狀態的三個主應力為 （ Mpa ）設主方向為 ，則主應力與主方向滿足如下方程 即 ， ， 解之則得 ， ， 解之則得 ， ， 解之則得 最大剪應力為：八面體正應力為：Mpa 八面體切應力為：應力偏張量為：， 應力球張量為：2已知金屬變形體內一點的應力張量為 Mpa ，求：(1) 計算方向余弦為 l=12，m=12，n=22的斜截面上的正應力大小。 (2) 應力偏張量和應力球張量； (3) 主應力和最大剪應力； 解： (1) 可首先求出方向余弦為（ l,m,n ）的斜截面上的應力（ ） 進一步可求得斜截面上的正應力 ：(2) 該應力張量的靜水應力 為 其應力偏張量 應力球張量 (3) 在主應力面上可達到如下應力平衡 其中 欲使上述方程有解，則 即 解之則得應力張量的三個主應力：對應地，可得最大剪應力 。五. 應用題1. 畫出