【大学课件】清华大学 材料科学基础——作业习题第六章.docVIP

PAGE  PAGE 39 第 六 章 目 录  TOC \o 1-3 \u 6.1 要点扫描  PAGEREF _To\h 1 6.1.1 金属的弹性变形  PAGEREF _To\h 1 6.1.2 单晶体的塑性变形  PAGEREF _To\h 2 6.1.3 多晶体的塑性变形与细晶强化  PAGEREF _To\h 8 6.1.4 纯金属的塑性变形与形变强化  PAGEREF _To\h 10 6.1.5 合金的塑性变形与固溶强化和第二相强化  PAGEREF _To\h 14 6.1.6 冷变形金属的纤维强化和变形织构  PAGEREF _To\h 16 6.1.7 冷变形金属的回复与再结晶  PAGEREF _To\h 17 6.1.8 热变形、蠕变和超塑性  PAGEREF _To\h 20 6.1.9 断裂  PAGEREF _To\h 22 6.2 难点释疑  PAGEREF _To\h 25 6.2.1 从原子间结合力的角度了解弹性变形。  PAGEREF _To\h 25 6.2.2 从分子链结构的角度分析粘弹性。  PAGEREF _To\h 25 6.2.3 FCC、BCC和HCP晶体中滑移线的区别。  PAGEREF _To\h 25 6.2.4 Schmid定律与取向规则的应用。  PAGEREF _To\h 26 6.2.5 孪生时原子的运动特点。  PAGEREF _To\h 27 6.2.6 Zn单晶任意的晶向[uvtw]方向在孪生后长度的变化情况  PAGEREF _To\h 29 6.3 解题示范  PAGEREF _To\h 30 3.4 习题训练  PAGEREF _To\h 33 参考答案  PAGEREF _To\h 38  金属与合金的形变 6.1 要点扫描 6.1.1 金属的弹性变形 弹性和粘弹性 所谓弹性变形就是指外力去除后能够完全恢复的那部分变形。 从对材料的力学分析中可以知道，材料受力后要发生变形，外力较小时发生弹性变形，外力较大时产生塑性变形，外力过大就会使材料发生断裂。 对于非晶体，甚至某些多晶体，在较小的应力时，可能会出现粘弹性现象。粘弹性变形即与时间有关，又具有可恢复的弹性变形，即具有弹性和粘性变形两方面的特性。 应力状态 金属的弹性变形服从虎克定律??应力与应变呈线性关系：  SKIPIF 1 0  其中：  SKIPIF 1 0  E、G分别为杨氏模量和剪切模量，v为泊松比。 工程上，弹性模量是材料刚度的度量。在外力相同的情况下，E越大，材料的刚度越大，发生弹性形变的形变量就越小。 弹性滞后 由于应变落后于应力，使得 SKIPIF 1 0 曲线上的加载线和卸载线不重合而形成一个闭合回路，这种现象称为弹性滞后。如图6-1所示。 图6-1 弹性滞后 粘弹性 在受外力的情况下，材料除了弹性变形和塑性变形外，还有一种粘性流动。所谓粘性流动就是指非晶态固体和液体在很小外力的作用下会发生没有确定状态的流变，且外力去除后，形变不能回复。 粘弹性同时表现出弹性和粘性两方面特征。且其中的纯粘性流动服从牛顿粘性流动定律：  SKIPIF 1 0  其中： SKIPIF 1 0 为应力； SKIPIF 1 0 为粘度系数，反映流体流动的难易程度； SKIPIF 1 0 为应变速率。 粘弹性也具有应变落后于应力的特点。 6.1.2 单晶体的塑性变形 滑移 在晶体两端施加一对剪切应力时，晶体中各晶面将发生相对的滑动，每一小块之间有相对位移，但不改变晶体各部分的相对取向，即不在晶体内部引起位向差。晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（滑移面）上的一定方向（滑移方向）相对于另一部分发生滑动的这种现象就称为滑移。 滑移面和和位于该滑移面上的一个滑移方向就组成一个滑移系统。 晶体的滑移系统首先取决于晶体结构，但也和温度、合金元素有关。对于FCC、BCC、CPH三类晶体来说，滑移方向