2016机械加工过程中材料理论作业整理附答案.docVIP

机械加工过程中的材料理论作业整理 第一次课 1. 如何划分切削过程的三个变形区? 解答： 对塑性金属进行切削时，切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。 塑形金属切削过程中切屑的形成过程有三个变形区： 1、第一变形区（剪切滑移）； 2、第二变形区（纤维化）； 3、第三变形区（纤维化与加工硬化）。 第一变形区：变形量最大。第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。 这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。 第一变形区（近切削刃处切削层内产生的塑性变形区）金属的剪切滑移变形?切削层受刀具的作用，经过第一变形区的塑性变形后形成切屑。切削层受刀具前刀面与切削刃的挤压作用，使近切削刃处的金属先产生弹性变形，继而塑性变形，并同时使金属晶格产生滑移。 第二变形区（与前刀面接触的切屑层产生的变形区）内金属的挤压磨擦变形?经过第一变形区后，形成的切屑要沿前刀面方向排出，还必须克服刀具前刀面对切屑挤压而产生的摩擦力。此时将产生挤压摩擦变形。 第三变形区（近切削刃处已加工表面内产生的变形区）金属的挤压磨擦变形?已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压摩擦，造成纤维化和加工硬化。 2. 切削过程中加工表面热过程的特点？ 解答：切削金属时，被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功，由于切屑剪切变形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都转变为热，这种热叫切削热。使用切削液时，刀具、工件和切屑上的切削热主要由切削液带走；不用切削液时，切削热主要由切屑、工件和刀具带走或传出 第二次课 1. 在立方晶系中画出以[001]为晶带轴的所有晶面。 解答：晶带轴[uvw]与该晶带的晶面（hkl）之间存在以下关系：hu+kv+lw=0； 将晶带轴[001]带入，h*0+k*0+l*1=0,当l=0时对任何h,k取值均能满足上式故晶带轴[001]的所有晶带面的晶面指数一般形式为（hk0）。 2. 归纳总结三种典型的晶体结构的晶体学特征。（材料科学基础课本和笔记） 3. 若将一位错线的正向定义为原来的反向，此位错的柏氏矢量是否改变？位错的类型性质是否变化？ 4. 位错一般分为哪两种,各有何特征？ 5. 位错的运动形式有哪些？ 解答：位错的运动方式有两种最基本形式，即滑移和攀移。 一 位错的滑移 位错沿着滑移面的移动称为滑移。位错在滑移面上滑动引起滑移面上下的晶体发生相对运动，而晶体本身不发生体积变化称为保守运动。这又包括刃位错的滑移、螺位错的滑移、混合型位错的滑移。 二 位错的攀移 刃型位错除可以在滑移面上滑移外，还可在垂直滑移面的方向上运动即发生攀移。攀移的实质是多余半原子面的伸长或缩短。攀移与滑移不同，攀移时伴随物质的迁移，需要空位的扩散，需要热激话，比滑移需要更大能量。低温攀移较困难，高温时易攀移。攀移通常会引起体积的变化，故属非保守运动。 6. 试述大角度晶界和小角度晶界的区别。（材料科学基础课本和笔记） 解答：小角度晶界取向差θ小于10~15度，可以看作由一系列位错所组成。大角度晶界两侧晶粒的取向差较大，但过渡区很窄，原子排列不规则，很难用位错模型来描述。 第三次课 1. 什么是滑移带？ 解答：将一个表面抛光的单晶体进行一定的塑性变形后，在光学显微镜下观察，发现抛光表面有许多平行的线条，成为滑移带。每条滑移带由许多聚集在一起的相互平行的滑移线组成，这些滑移线实际上是晶体表面产生的小台阶。 2. 晶界对室温及高温变形过程有何影响？ 解答：晶界----阻碍位错运动----a.强度升高b.位错塞积----应力集中------塑性下降。 由于室温情况下，晶界强而晶粒本身弱，晶界在室温下阻碍位错滑移，而高温情况下，晶界弱而晶粒强，故除了晶粒内滑移，相邻两个晶粒还会沿着晶界发生相对滑移，此称为晶界滑动。 3. 塑性变形对组织、性能有何影响？ 解答：一.组织：a.塑性变形---晶粒延形变方向拉长-----纤维组织；b.塑性变形-----位错密度增加-----不均匀分布-----位错胞（胞壁高密度位错、胞内位错很少）c.变形织构：（丝织构和板织构）各向异性 残余应力和点阵畸变 性能：a加工硬化b.其他物理化学性能变化：密度、热导率下降；化学活性增加，加快腐蚀速度；导磁率、导电率和电阻温度系数下降；电阻率上升。 组织：（1）晶粒发生变形。发生塑性变形后，晶粒沿形变方向被拉长或被压扁。 （2）亚结构形成。发生较大变形时，由于位错的密度增大和发生交互作用，大量位错堆积在局部区域，使晶粒内产生亚晶粒。 （3)形变织构产生。当塑性变形发生到70%以上时，由于晶粒发生转动，使各晶粒