第八章材料的變形和斷裂習題

1、習題講解什么是單滑移、多滑移、交滑移?三者滑移線的形貌各有何特征?單滑移是指只有一個滑移系進行滑移?；凭€呈一系列彼此平行的直線。這是因為單滑移僅有一組滑移系進行滑移.多滑移是指有兩組或兩組以上的不同滑移系同時或交替地進行滑移。它們的滑移線或者平行，或者相交成一定角度。這是因為一定的晶體結構中具有一定的滑移系，而這些滑移系的滑移面之間及滑移方向之間可能存在一定的角度。交滑移是指兩個或兩個以上的滑移面沿共同的滑移方向同時或交替地滑移。它們的滑移線通常為折線或波紋狀。只是螺位錯在不同的滑移面上反復“擴展”的結果。試用位錯理論解釋低碳鋼的屈服。舉例說明呂德斯帶對工業(yè)生產(chǎn)的影響及防止辦法。低碳鋼的屈服

2、現(xiàn)象可用位錯理論說明。低碳鋼是以鐵素體為基的合金，鐵素體中的碳(氮)原子與位錯交互作用，總是趨于聚集在位錯線受拉應力的部位以降低體系的畸變能，形成柯氏氣團對位錯起“釘扎”作用，致使s升高。而位錯一旦掙脫氣團的釘扎，便可在較小的應力下繼續(xù)運動，這時拉伸曲線上又會出現(xiàn)下屈服點。已經(jīng)屈服的試樣，卸載后立即重新加載拉伸時，由于位錯已脫出氣團的釘扎，故不出現(xiàn)屈服點。但若卸載后，放置較長時間或稍經(jīng)加熱后，再進行拉伸時，由于溶質(zhì)原子已通過熱擴散又重新聚集到位錯線周圍形成氣團，故屈服現(xiàn)象又會重新出現(xiàn)。呂德斯帶會使低碳薄鋼板在沖壓成型時使工件表面粗糙不平。其解決辦法，可根據(jù)應變時效原理，將鋼板在沖壓之前先進行一

3、道微量冷軋(如12的壓下量)工序，使屈服點消除，隨后進行沖壓成型，也可向鋼中加入少量Ti，A1及C，N等形成化合物，以消除屈服點。簡要分析加工硬化、細晶強化、固熔強化及彌散強化在本質(zhì)上有何異同。加工硬化是由于位錯塞積、纏結及其相互作用，阻止了位錯的進一步運動，流變應力 。細晶強化是由于晶界上的原子排列不規(guī)則，且雜質(zhì)和缺陷多，能量較高，阻礙位錯的通過， ；且晶粒細小時，變形均勻，應力集中小，裂紋不易萌生和傳播。固溶強化是指融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質(zhì)元素來形成固溶體而使金屬強化的現(xiàn)象稱為固

4、溶強化。彌散強化是由于位錯繞過、切過第二相粒子，需要增加額外的能量(如表面能或錯排能)；同時，粒子周圍的彈性應力場與位錯產(chǎn)生交互作用，阻礙位錯運動。纖維組織及織構是怎樣形成的?它們有何不同?對金屬的性能有什么影響?材料經(jīng)冷加工后，除使紊亂取向的多晶材料變成有擇優(yōu)取向的材料外，還使材料中的不熔雜質(zhì)、第二相和各種缺陷發(fā)生變形。由于晶粒、雜質(zhì)、第二相、缺陷等都沿著金屬的主變形方向被拉長成纖維狀，故稱為纖維組織。一般來說，纖維組織使金屬縱向(纖維方向)強度高于橫向強度。這是因為在橫斷面上雜質(zhì)、第二相、缺陷等脆性、低強度“組元”的截面面積小，而在縱斷面上截面面積大。當零件承受較大載荷或承受沖擊和交變載荷時，這種各向異性就可能引起很大的危險。金屬在冷加工以后，各晶粒的位向就有一定的關系。如某些晶面或晶向彼此平行，且都平行于零件的某一外部參考方向，這樣一種位向分布就稱為擇優(yōu)取向或簡稱為織構。形成織構的原因并不限于冷加工，而這里主要是指形變織構。無論從位向還是從性能看，有織構的多晶材料都介于單晶體和完全紊亂取向的多晶體之間。由于織構引起金屬各向異性，在很多情況下給