《材料成型金屬學(xué)》考試

1.（12分）在滑移面上有一位錯環(huán)，所受切應(yīng)力如圖所示。

（1）說明A、B、C和D處位錯的性質(zhì)；

（2）說明位錯環(huán)運動的方向；

（3）畫出位錯環(huán)運動后晶體產(chǎn)生的滑移。

答：（1）A.B：月型位錯；C、D：螺型位錯;滑移面

（2）位錯環(huán)向外運動。

（3）

2.（18分）回答下列問題：

（1）（4分）在用連續(xù)介質(zhì)模型考慮位錯的應(yīng)力場時,

刃型位錯應(yīng)力場中的那些分量為零？

（2）（8分）從以下幾方面比較滑移和攀移：

①位錯類型；②溫度條件；③保守運動；④塑性變形。

位錯類型溫度條件保守運動塑性變形

滑移刃型位錯室溫是主要機制

螺型位錯高溫

攀移刃型位錯高溫非協(xié)調(diào)機制

（3）（6分）解釋某些材料在拉伸時為何出現(xiàn)圖示現(xiàn)象。

答：位錯與溶質(zhì)原子的交互作用會引起溶質(zhì)原子向位錯聚集,

形成了溶質(zhì)原子氣團。溶質(zhì)原子氣團有釘扎位錯的作用，在

變形時位錯要克服這種釘扎作用，因此會出現(xiàn)屈服點延伸。

Slirtin

3.（10分）正誤判斷。如不正確，請改正。

（1）位錯的應(yīng)變能與位錯線長度無關(guān)。F

（2）刃型位錯和螺型位錯都能發(fā)生交滑移；F

（3）位錯交割形成的殂折可在位錯運動的過程中消失；T

（4）材料的層錯能越高，越容易形成層錯；F

（5）位錯發(fā)生反應(yīng)需滿足能量條件。T

4.（10分）試從晶格缺陷的角度分析材料強度提高的原因。

開放題。

強化機制：位錯與界面交互作用-晶界強化；位錯之間交互作用-應(yīng)變硬化；溶質(zhì)

原子與位錯交互作用■固溶強化；第二相粒子與位錯交互作用-分散強化。

其他：增加空位（輻照）-空位強化。

5.（5分）圖（a）為單晶體未變形點陣，說明（b）、（C）、（d）中哪個為滑移、

哪個為李生變形，并比較兩種變形的異同點。

(a)(b)(d)

答：?滑移，（d）攣生

滑移學(xué)生

在切應(yīng)力下進行；

相同點沿特定晶面、晶向進行；

不改變晶體結(jié)構(gòu)。

切變均勻性不均勻（僅滑移面上）均勻（整個變形區(qū)）

面兩邊晶體位向不變，拋光浸蝕后不改變，成鏡像對稱，拋

重現(xiàn)光浸蝕后仍可重現(xiàn)（使晶體

不同

表面產(chǎn)生浮凸）

點

切變量滑移方向上原子間距的小于李生方向上的原子間

整數(shù)倍，較大距，較小

位錯機制全位錯運動的結(jié)果半位錯運動的結(jié)果

密排面的堆垛順序不變改變

臨界切應(yīng)力小大

變形速度慢快

6.（5分）圖（a）為未變形區(qū)的堆垛層錯順序，請在圖（b）中標出發(fā)生李生后

的堆垛層錯順序。

T

▽

u▽李晶區(qū)

iV

V

-

一A_李晶界

-A

-二△

c

(b

答：CABC

7.（5分）以李生與扭折的聯(lián)合機制為例說明二者在塑性變形過程中的作用,

FF

1I

<b)

答：李生的作用使試樣端部趨于產(chǎn)生相對位移（調(diào)整位向）；扭折帶的形成容許試

樣適應(yīng)試驗條件的約束（協(xié)調(diào)變形）。

8.（5分）簡述鋼的晶粒大小與變形抗力及塑性的關(guān)系。

答：鋼的晶粒越細，其變形抗力及塑性越好。因為晶粒越細，晶界總面積越

大，位錯障礙越多；需要協(xié)調(diào)的具有不同位向的晶粒越多，使金屬塑性變形的抗

力越高。Hall-Petch關(guān)系式。

晶粒越細，單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多，參與變形的晶粒數(shù)目也越多，變形越

均勻而分散，減少應(yīng)力集中，使在斷裂前發(fā)生較大的塑性變形。強度和塑性同時

增加。

9.（5分）模鍛與平錘頭間鍛造相比，采用那種加工方法時金屬的變形抗力較大？

為什么？

答：模鍛時金屬的變形抗力較大。

壓應(yīng)力狀態(tài)越強，變形抗力越大。模鍛與平錘頭間鍛造相比，壓應(yīng)力狀態(tài)更

強，因此變形抗力較大。

10.（5分）如圖所示，平輯軋制中間厚邊部薄的軋件時，易產(chǎn)生那種裂紋缺陷?

為什么？

答：邊部周期性裂紋。

發(fā)生不均勻變形，產(chǎn)生附加應(yīng)力。邊部變形小，受到附加拉應(yīng)力，當(dāng)達到斷

裂極限時，產(chǎn)生裂紋。

11.（10分）碳鋼的塑性與溫度的關(guān)系如圖所示，試分析圖中的兩個低塑性區(qū)的

成因？

宗

建pot

總70b

爹6(?

⑻501

基4(H

遠