习题1答案-机械工程材料第二章.docx

机械工程材料习题 第二章 金属的塑性变形和再结晶 学号： 班级： 姓名： 评分： 机械工程系 一、选择题 1.随冷塑性变形量增加，金属的（ ）。 A.强度下降，塑性提高 B.强度和塑性都下降 C.强度和塑性都提高 D.强度提高，塑性下降 2.冷热加工的区别在于加工后是否留下（ ）。 A.加工硬化 B.晶格改变性 C.纤维组织 D.亚显微组织 二、填空题 1. 单晶体塑性变形的基本方式是（滑移）和（孪生）。 2.变形金属在加热时，随着加热温度的升高，将依次产生（回复），（再结晶)）和（晶粒长大）三个阶段。 三、名词解释 回复 答：为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织 和性能发生变化。在加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷的消失以及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大，而只是使内应力及电阻率等性能显著降低。此阶段为回复阶段。 再结晶 答：金属被加热到较高的温度时,原子也具有较大的活动能力,使晶粒的外形开始变化。从而破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒，和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶”。 二次再结晶 答：再结晶后出现的少数较大晶粒优先快速成长，逐步吞噬周围大量小晶粒，最 后形成非常粗大组织称为二次再结晶。 冷加工 答：在再结晶温度以下进行的压力加工。 热加工 答：将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。 滑移 答：是指在 切应力的作用下，晶体的一部分沿一定 晶面和 晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种 运动状态 加工硬化 答：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 孪生 答：孪生(双生)、晶体特定晶面（孪晶面）的原子沿一定方向（孪生方向）协同位移（称为切变）的结果，但是不同的层原子移动的距离也不同，是除滑移之外，另一种重要的材料塑性变形机制。 四、简答题 1.划分冷加工和热加工的主要条件是什么？ 答：主要是再结晶温度。在再结晶温度以下进行的压力加工为冷加工，产生加工硬化现象；反之为热加工，产生的加工硬化现象被再结晶所消除。 与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？ 答：（1）通过热加工，可使铸态金属中的气孔焊合，从而使其致密度得以提高。 （2）通过热加工，可使铸态金属中的枝晶和柱状晶破碎，从而使晶粒细化，机械性能提高。 （3）通过热加工，可使铸态金属中的枝晶偏析和非金属夹杂分布发生改变，使它们沿着变形的方向细碎拉长，形成热压力加工“纤维组织”（流线），使纵向的强度、塑性和韧性显著大于横向。如果合理利用热加工流线，尽量使流线与零件工作时承受的最大拉应力方向一致，而与外加切应力或冲击力相垂直，可提高零件使用寿命。 产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？ 答：①随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。②金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。如冷拉钢丝拉过模孔的部分，由于发生了加工硬化，不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部分，这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。 4.分析加工硬化对金属材料的强化作用？ 答：随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动时的相互交割、位错缠结加剧，使位错运动的阻力增大，引起变形抗力的增加。这样，金属的塑性变形就变得困难，要继续变形就必须增大外力，因此提高了金属的强度。 5. 金属单晶体的塑性变形有哪几种主要方式？可获取那些力学性能指标。 答：单晶体的塑性变形的基本方式有两种：滑移和李生。 6.金属的塑性变形可造成哪几种残余内应力，它们对机械零件有那些利弊? 答：塑性变形是外界对金属做功产生的，其所做的功大部分在变形过程中以热的方式消耗掉， 还有一小部分转化为内应力而残留于金属中。这类在塑性变形后残留在内部的应力称为残余 内应力。残余内应力是一种弹性应力，在金属中处于自相平衡状态。根据残余内应力平衡范 围的大小不同，残余内应力可分为宏观残余内应力、微观残余内应力和晶格畸变内应力三种。 宏观残余内应