材基问答题.docx
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材基问答题
1再结晶与固态相变有何区别?
答:
再结晶是一种组织转变,从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程,再结晶前后组织形态改变,晶体结构不变;固态相变时,组织形态和晶体结构都改变;晶体结构是否改变是二者的主要区别。
2 简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。
答:
变形度较小时以晶界弓出机制形核,变形度大的高层错能金属以亚晶合并机制形核,变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。
冷变形度很小时不发生再结晶,晶粒尺寸基本保持不变,在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大,超过临界变形度后随变形度增大,晶粒尺寸减少,在很大变形度下,加热温度偏高,少数晶粒发二次再结晶,使部分晶粒粗化。
3 灯泡中W丝在高温下工作,发生显著晶粒长大性能变脆,在热应力作用下破断,试找出两种延长钨丝寿命的方法?
答:
灯泡中W丝在高温下工作,晶粒长大后在热应力作用下破断,延长钨丝寿命的方法可以加入第二相质点阻止晶粒在加热时长大,如加入ThO2颗粒;或在烧结中使制品中形成微细的空隙也可以抑制晶粒长大,如加入少量K、Al、Si等杂质,在烧结时汽化形成极小的气泡。
4 户外用的架空铜导线(要求一定的强度)和户内电灯用花线,在加工之后可否采用相同的最终热处理工艺?
为什么?
答:
户外用的架空铜导线要求一定的强度可以进行回复退火,只去应力,保留强度;户内电灯用花线可以进行再结晶退火,软化金属,降低电阻率。
5 纯铝经90%冷变形后,取三块试样分别加热到70,150,300,各保温一小时后空冷,纯铝的熔点为660。
1) 分析所得组织,画出示意图; 2) 说明它们强度、硬度的高低和塑性方面的区别并简要说明原因。
答:
1)纯铝经90%冷变形后在70,150,300保温后空冷的组织示意图如图。
2)纯铝试样强度、硬度以70退火后最高,150退火试样的强度、硬度次之,300保温后强度、硬度最低,而塑性则以70退火后最低,150退火试样的居中,300保温后塑性最好;
工业纯金属的再结晶温度一般可用T再=(0.3~0.4)T熔估计,故纯铝的再结晶温度为100左右,在70℃保温合金只是发生回复,显微组织仍保持加工状态,强度。
硬度最高,塑性差,组织为纤维组织;150加热发生再结晶,强度、硬度下降,塑性好,300保温后发生晶粒长大,强度、硬度进一步下降,塑性很好。
7 今有工业纯钛、纯铝和纯铅铸锭,试问如何选择它们的轧制开坯温度?
开坯后,将它们在室温(20℃)进行轧制,它们的塑性谁好谁坏?
为什么?
它们在室温下可否连续轧制下去?
钛、铅、铝分别怎样才能轧成很薄的带材?
已知:
工业纯金属的再结晶温度T再=(0.3-0.4)T熔,钛熔点1672℃,883℃以下为hcp,883℃以上为bcc;铝熔点为660℃,fcc结构(面心立方);铅熔点为327℃,fcc结构(面心立方)。
答:
可计算得到三种纯金属的再结晶温度大约为纯钛:
550℃,纯铝:
100℃,纯铅低于0℃。
金属的轧制开坯温度要在再结晶温度以上进行,故工业纯钛、纯铝和纯铅铸锭的轧制开坯温度可分别取200℃,800℃,室温即可。
开坯后在室温轧制,铅的塑性最好,铝的塑性也较好,钛的塑性最差。
在室温下纯铝和纯铅可以连续轧制,并获得很薄的带材,但纯钛不能继续轧制,要获得很薄的带材需要在再结晶温度以上反复进行轧制。
8 试说明晶粒大小对金属材料室温及高温力学性能的影响,在生产中如何控制材料的晶粒度。
答:
晶粒大小对金属材料的室温力学性能可用Hall-Petch公式描述,晶粒越细小,材料强度越高;高温下由于晶界产生粘滞性流动,发生晶粒沿晶界的相对滑动,并产生扩散蠕变,晶粒太细小金属材料的高温强度反而降低。
生产中可以通过选择合适的合金成分获得细小晶粒,利用变质处理,振动、搅拌,加大过冷度等措施细化铸锭晶粒,利用加工变形细化晶粒,合理制订再结晶工艺参数控制晶粒长大。
9 如何提高固溶体合金的强度
答:
固溶强化,细晶强化,加工硬化,第二相强化,相变(热处理)强化等。
10 试用位错理论解释固溶强化,弥散强化,以及加工硬化的原因。
答:
固溶强化的可能位错机制主要是溶质原子气团对位错的钉扎,增加了位错滑移阻力。
如溶质原子与位错的弹性交互作用的科垂尔气团和斯诺克气团,溶质原子与扩展位错交互作用的铃木气团使层错宽度增加,位错难于束集,交滑移困难;溶质原子形成的偏聚和短程有序,位错运动通过时破坏了偏聚和短程有序使得能量升高,增加位错的阻力,以及溶质原子与位错的静电交互作用对位错滑移产生的阻力使材料强度升高。
弥散强化也是通过阻碍位错运动强化材料,如位错绕过较硬、与基体非共格第二相的Orowan机制和切割较软、与基体共格的第二相粒子的切割机制。
产生加工硬化的各种可能机制有滑移面上平行位错间的交互作用的平行位错硬化理论,以及滑移面上位错与别的滑移面上位错林切割产生割阶的林位错强化理论。
。
1fcc晶体中,层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错运动有何影响?
层错能对金属材料冷、热加工行为的影响如何?
层错能高,难于形成层错和扩展位错,形成的扩展位错宽度窄,易于发生束集,容易发生交滑移,冷变形中线性硬化阶段短,甚至被掩盖,而抛物线硬化阶段开始早,热变形中主要发生动态恢复软化;层错能低则反之,易于形成层错和扩展位错,形成的扩展位错宽度较宽,难于发生束集和交滑移,冷变形中线性硬化阶段明显,热变形中主要发生动态再结晶软化
2位错是晶体中的缺陷,对材料有许多重要影响。
1)对变形影响。
通过位错运动完成塑性变形;
2)对性能影响,与第二相粒子,通过切过或绕过机制强化材料,冷加工中位错密度增加也能强化材料,或通过形成科垂尔气团强化材料,以及位错运动中相互交截,或形成割阶、面角位错等使材料强化;
3)对再结晶中的晶核形成机制有影响;
是优先扩散通道。
3单相合金的冷塑性变形与纯金属的室温塑性变形相比,有何特点。
纯金属变形主要借助位错运动,通过滑移和孪生完成塑性变形,开动滑移系需要临界切应力,晶体中还会发生扭转;单相合金的基本变形过程与纯金属的基本过程是一样的,但会出现固溶强化,开动滑移系需要临界切应力较大,还有屈服和应变时效现象
4金属晶体塑性变形时,滑移和孪生有何主要区别?
滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍,孪生时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍;滑移时滑移面两边晶体的位向不变,而孪生时孪生面两边的晶体位向不同,以孪晶面形成镜像对称;滑移时需要的临界分切应力小,孪生开始需要的临界分切应力很大,孪生开始后继续切变时需要的切应力小,故孪生一般在滑移难于进行时发生。
5简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及对金属材料性能的影响。
冷加工纤维组织是纯金属和单相合金在冷塑性变形时和变形度很大的条件下,各晶粒伸长成纤维状;带状组织是复相合金在冷塑性变形和变形度大的条件下第二相被破碎或伸长,沿变形方向成带状分布而形成的;变形织构是金属和合金在在冷塑性变形时晶粒发生择优取向而形成的。
上述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构都使材料的性能具有方向性,即在各个方向上的性能不均,对使用性能有不良影响,但少数金属材料,如用作变压器的硅钢片,各向异性能更好满足使用要求。
6为什么金属材料经热加工后机械性能较铸造态好。
金属材料经热加工后机械性能较铸造态好的主要原因是热加工时的高温、大变形量使气泡、疏松和微裂纹得到机械焊合,提高了材料的致密性,消除了铸造缺陷,同时改善夹杂物和脆性相的形态、大小和分布,使枝晶偏析程度减弱,合金成分均匀性提高,热加工中形成合理的加工流线,热加工还可使金属显微组织细化,这些都可以提高金属材料的性能。
7何为加工硬化?
列出产生加工硬化的各种可能机制。
(不必说明),加工硬化现象在工业上有哪些作用?
金属材料经冷加工后,强度增加,硬度增加,塑性降低的现象称为加工硬化。
产生加工硬化的各种可能机制有滑移面上平行位错间的交互作用的平行位错硬化理论,以及滑移面上位错与别的滑移面上位错林切割产生割阶的林位错强化理论。
加工硬化在实际生产中用来控制和改变金属材料的性能,特别是对不能热处理强化的合金和纯金属尤为重要,可以进行热处理强化的合金,加工硬化可以进一步提高材料的强度;加工硬化是实现某些工件和半成品加工成型的主要因素;加工硬化也会带来塑性降低,使变形困难的影响,还会使材料在使用过程中尺寸不稳定,易变形,降低材料耐蚀性。
8简要说明第二相在冷塑性变形过程中的作用。
第二相在冷塑性变形过程中的作用一般是提高合金强度,但还取决于第二相的种类数量颗粒大小形状分布特点及与基体结合界面结构等,对塑性变形影响复杂。
第二相强度高于基体但有一定塑性,其尺寸、含量与基体基本接近,则合金塑性是两相的变形能力平均值。
第二相硬、脆,合金变形只在基体中进行,第二相基本不变形;第二相均匀、弥散分布在固溶体基体上,可以对合金产生显著强化作用。
8讨论织构的利弊及控制方法。
织构由晶粒择优取向形成,变形织构对再结晶织构形成有主要影响,织构造成材料性能各向异性。
各向异性在不同情况需要避免或利用。
织构控制可以通过控制合金元素的种类和含量、杂质含量、变形工艺(如变向轧制)和退火工艺等多种因素的配合。
9叙述金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化
金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化主要有晶粒被拉长,形成纤维组织,冷变形程度很高时,位错密度增高,形成位错缠结和胞状组织,发生加工硬化,,变形金属中出现残余应力,金属在单向塑性变形时出现变形织构。
10再结晶与固态相变有何区别?
再结晶是一种组织转变,从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程,再结晶前后组织形态改变,晶体结构不变;固态相变时,组织形态和晶体结构都改变;晶体结构是否改变是二者的主要区别。
111)解释图示曲线2无屈服现象和曲线3的屈服现象。
2)屈服现象对金属变形制件表面质量有何影响,如何改善表面质量。
1)屈服现象是由溶质原子与位错交互作用产生气团产生的,在外力作用下使位错挣脱溶质原子的钉扎,材料出现屈服现象,曲线2在位错脱离钉扎后溶质原子来不及重新聚集形成气团,故无屈服现象;曲线3在出现屈服后时效再加载,溶质原子可以重新聚集形成气团,故又出现屈服现象;
2)屈服现象使金属材料在拉伸和深冲过程中变形不均匀,造成工件表面不平整。
可以通过加入与溶质原子形成稳定化合物的其它元素,减少间隙溶质原子含量,减少气团,消除或减轻屈服现象,或在深冲之前进行比屈服伸长范围稍大的预变形,使位错挣脱气团的钉扎,然后尽快深冲。
12简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。
变形度较小时以晶界弓出机制形核,变形度大的高层错能金属以亚晶合并机制形核,变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。
冷变形度很小时不发生再结晶,晶粒尺寸基本保持不变,在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大,超过临界变形度后随变形度增大,晶粒尺寸减少,在很大变形度下,加热温度偏高,少数晶粒发二次再结晶,使部分晶粒粗化。
13灯泡中W丝在高温下工作,发生显著晶粒长大性能变脆,在热应力作用下破断,试找出两种延长钨丝寿命的方法?
灯泡中W丝在高温下工作,晶粒长大后在热应力作用下破断,延长钨丝寿命的方法可以加入第二相质点阻止晶粒在加热时长大,如加入ThO2颗粒;或在烧结中使制品中形成微细的空隙也可以抑制晶粒长大,如加入少量K、Al、Si等杂质,在烧结时汽化形成极小的气泡。
14试说明晶粒大小对金属材料室温及高温力学性能的影响,在生产中如何控制材料的晶粒度。
晶粒大小对金属材料的室温力学性能可用Hall-Petch公式
描述,晶粒越细小,材料强度越高;高温下由于晶界产生粘滞性流动,发生晶粒沿晶界的相对滑动,并产生扩散蠕变,晶粒太细小金属材料的高温强度反而降低。
生产中可以通过选择合适的合金成分获得细小晶粒,利用变质处理,振动、搅拌,加大过冷度等措施细化铸锭晶粒,利用加工变形细化晶粒,合理制订再结晶工艺参数控制晶粒长大。
15如何提高固溶体合金的强度
固溶强化,细晶强化,加工硬化,第二相强化,相变(热处理)强化等
15试用位错理论解释固溶强化,弥散强化,以及加工硬化的原因。
固溶强化的可能位错机制主要是溶质原子气团对位错的钉扎,增加了位错滑移阻力。
如溶质原子与位错的弹性交互作用的科垂尔气团和斯诺克气团,溶质原子与扩展位错交互作用的铃木气团使层错宽度增加,位错难于束集,交滑移困难;溶质原子形成的偏聚和短程有序,位错运动通过时破坏了偏聚和短程有序使得能量升高,增加位错的阻力,以及溶质原子与位错的静电交互作用对位错滑移产生的阻力使材料强度升高。
弥散强化也是通过阻碍位错运动强化材料,如位错绕过较硬、与基体非共格第二相的Orowan机制和切割较软、与基体共格的第二相粒子的切割机制。
产生加工硬化的各种可能机制有滑移面上平行位错间的交互作用的平行位错硬化理论,以及滑移面上位错与别的滑移面上位错林切割产生割阶的林位错强化理
16试述晶界的特性
晶界具有晶界能,容易发生溶质原子和杂质原子的晶界偏聚,是原子易扩散通道,晶界在加热时会发生迁移,晶界是相变等优先形核的地方,晶界易受腐蚀,晶界增多在室温下强化材料,在高温下弱化材料强度,晶界处易于析出第二相,晶界容易使位错塞积,造成应力集中,晶界上原子排列混乱。
17分析晶界能的变化。
一般金属的晶界能与晶粒位向差有关,并随位向差增大而增大,小角度晶界的晶界能小于大角度晶界的晶界能,但大角度晶界能一般可以看成常数,约为(5~6)×10-5J/cm2。
18分析影响晶界迁移的因素。
影响晶界迁移的因素主要有界面能、溶质原子、第二相质点数量、尺寸和温度。
界面能降低是晶界迁移的驱动力,与晶界曲率半径成反比,与界面的表面能成正比,因此大角度晶界迁移率总是大于小角度晶界的迁移率;溶质原子阻碍晶界迁移;第二相质点数量越多、尺寸越小对晶界的迁移阻碍作用越大,温度越高晶界迁移越快。
19简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。
影响扩散的因素主要有温度,温度越高,扩散越快;晶体缺陷如界面、晶界位错容易扩散;不同致密度的晶体结构溶质原子扩散速度不一样,低致密度的晶体中溶质原子扩散快,各向异性也影响溶质原子扩散;在间隙固溶体中溶质原子扩散容易;扩散原子性质与基体金属性质差别越大,扩散越容易;一般溶质原子浓度越高,扩散越快;加入其它组元与溶质原子形成化合物阻碍其扩散
20原子扩散在材料中的应用
原子扩散在材料中的影响包括晶体凝固时形核、长大;合金的成分过冷;成分均匀化,包晶反应非平衡凝固时保留高温组织的特点,固态相变时的形核,晶界形核、晶界运动、晶界偏聚、高温蠕变,氧化,焊接,化学热处理(渗C、N等),粉末冶金,涂层等各方面。
21简述固溶体合金的扩散机制
间隙固溶体中溶质原子在间隙中发生间隙扩散,在置换式固溶体中发生原子与空位交换实现扩散的空位机制。
22指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。
要获得尺寸细小的再结晶晶粒,有那些主要措施,为什么?
影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素有:
变形程度、微量杂质和合金元素、金属晶粒度、加热时间、加热速度;要获得尺寸细小的再结晶晶粒主要措施有:
加大冷变形程度,加入微量合金元素,提高加热速度、采用细晶粒金属
23试说明晶界对材料性能及变形的影响。
晶界影响到材料的各个方面,具有晶界能,影响到多晶材料中的第二相的形状,晶界可以运动,有晶界偏聚,晶界电荷变化,承担载荷传递作用,晶界熔点低,易过烧,晶界是易扩散通道,晶界处易形核,晶界易受腐蚀;晶界对金属材料在常温下强化,高温下弱化
23试总结位错在金属材料中的作用。
位错在金属材料中可以起到强化作用,通过位错运动完成塑性变形,合金中位错与溶质原子发生作用形成气团造成屈服现象和应变时效,位错是第二相形核的择优场所,位错影响扩散速度。
24分析原子扩散在金属材料中的作用。
液态金属的凝固、成分的均匀化、扩散型固态相变、表面化学热处理、氧化与脱碳、粉末烧结、高温蠕变等
25分析多晶体金属的变形过程及影响多晶体金属变形的因素。
多晶体金属的变形过程中每个晶粒的变形主要是滑移,还可能出现孪生和扭折,需要开动多个滑移系,出现交滑移,由于晶界的影响还有位向差效应和晶界的阻滞效应;
影响因素主要有晶粒大小,变形温度,变形速度
一、解释名词
滑移:
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。
这些晶面和晶向分别被称为滑移面和滑移方向。
滑移的结果是大量的原子逐步从一个稳定位置移动到另一个稳定的位置,产生宏观塑性变形。
滑移系:
晶体通过滑移产生塑性变形时,由滑移面和其上的滑移方向所组成的系统
孪生:
金属塑性变形的重要方式。
晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面(孪晶面)和一定的晶向(孪生方向)相对于另外一部分晶体作均匀的切变,使相邻两部分的晶体取向不同,以孪晶面为对称面形成镜像对称,孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。
形成孪晶的过程称为孪生;
屈服:
材料在拉伸或压缩过程中,当应力超过弹性极限后,变形增加较快,材料失去了抵抗继续变形的能力。
当应力达到一定值时,应力虽不增加(或在微小范围内波动),而变形却急速增长的现象,称为屈服。
应变时效:
具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后,在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况;
加工硬化:
金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。
又称冷作硬化。
产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。
织构:
多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致,形成晶粒的择优取向,择优取向后的晶体结构称为变形织构,织构在变形中产生,称为变形织构。
二、已知体心立方的滑移方向为<111>,在一定的条件下滑移面是{112},这时体心立方晶体的滑移系数目是多少?
解答:
{112}滑移面有12组,每个{112}包含一个<112>晶向,故为12个
三、如果沿fcc晶体的[110]方向拉伸,写出可能启动的滑移系。
滑移面和滑移方向垂直。
面(abc)和方向[hkl]一定有下面的关系。
ah+bk+cl=0
滑移面是原子密排面,面心立方晶体密排面是{111}晶面族。
所以可能的晶面指数有(1-11),(-111)两个。
四、写出fcc金属在室温下所有可能的滑移系;
滑移面和滑移方向通常是原子排列最密集的平面和方向。
对面心立方金属原子排列最密集的面是{111}共有四个,原子最密集的方向是[110]共有3个,所以它有12个滑移系。
五、将直径为5mm的铜单晶圆棒沿其轴向[123]拉伸,若铜棒在60KN的外力下开始屈服,试求其临界分切应力。
解答:
fcc结构,滑移系{111}<110>,由
σs=τ/cosφcosλ,当拉伸轴沿[123],开动的滑移系为(-111)[101]。
[123]与(-111)夹角计算公式,cosθ=[u1u2+v1v2+w1w2]/[(u12+v12+w12)1/2(u22+v22+w22)1/2]
[123]与(-111)夹角cosφ=(8/21)1/2[123]与(101)夹角cosλ=(4/7)1/2
故σs=τ/cosφcosλ=1.69×106N/m2
十、实践表明,高度冷轧的镁板在深冲时往往会裂开,试分析原因;
解答要点:
1.本身hcp,滑移系少,塑性差2.大变形量,形成织构,塑性方向性
3.加工硬化影响,也有内应力影响
十一、分析Zn、α-Fe、Cu几种金属塑性不同的原因
答:
Zn、α-Fe、Cu这三种晶体的晶体结构分别是密排六方、体心立方和面心立方结构。
密排六方结构的滑移系少,塑性变形困难,所以Zn的塑性差。
面心立方结构滑移系多,滑移系容易开动,所以对面心立方结构的金属Cu塑性好。
体心立方结构虽然滑移系多,但滑移面密排程度低于fcc,滑移方向个数少,较难开动,所以塑性低于面心立方结构材料,但优于密排六方结构晶体,所以α-Fe的塑性较Cu差,优于Zn
十四、分析为什么细化晶粒既可以提高金属强度,又可以提高金属的塑性。
根据Hall2petch公式:
σs=σ0+Kd-1/2式中,σs是材料的屈服强度,σ0是与材料有关的常数,K是常数,d是晶粒直径。
可以看出,材料的屈服强度与晶粒尺寸倒数的平方根成正比。
因为细晶粒晶界多阻碍位错运动,当然提高了强度,同时又能增强韧性。
霍尔配奇公式可知,屈服强度σs与晶粒直径平方根的倒数dv2呈线性关系。
在多晶体中,滑移能否从先塑性变形的晶粒转移到相邻晶粒主要取决于在已滑移晶粒晶界附近的位错塞积群所产生的应力集中能否激发相邻晶粒滑移系中的位错源,使其开动起来,从而进行协调性的多滑移。
由τ=nτ0知,塞积位错数目n越大,应力集中τ越大。
位错数目n与引起塞积的晶界到位错源的距离成正比。
晶粒越大,应力集中越大,晶粒小,应力集中小,在同样外加应力下,小晶粒需要在较大的外加应力下才能使相邻晶粒发生塑性变形。
在同样变形量下,晶粒细小,变形能分散在更多晶粒内进行,晶粒内部和晶界附近应变度相差较小,引起的应力集中减小,材料在断裂前能承受较大变形量,故具有较大的延伸率和断面收缩率。
另外,晶粒细小,晶界就曲折,不利于裂纹传播,在断裂过程中可吸收更多能量,表现出较高的韧性。
十六、总结影响金属强度的因素
金属及合金主要是以金属键合方式结合的晶体。
完美金属的理论抗拉强度是指与结合键能(结合力和结合能)相关的材料物理量(双原子作用模型),其影响因素可以从该模型去考虑(如温度、键能、原子间距、点阵结合方式、原子尺寸、电负性电子浓度等,这些在金属材料学应该都有);
由于实际的金属及合金材料并非完美晶体,存在点、线、面缺陷(空位、位错、晶界相界等)或畸变,为此材料强度远低于它的理论强度。
从缺陷的角度去考虑材料强化。
工程及应用中最广的的屈服强度,该强度发生在材料的塑性变形紧密相关,可以从金属滑移及其机制去分析材料机制,(如位错机制等,阻碍位错运动的方式都为强化机制,如细晶强化、时效、固溶、形变强化)
十八、知一个铜单晶体试样的两个外表面分别是(001)和(111)。
分析当此单晶体在室温下滑移时在上述每个表面上可能出现的滑移线彼此成什么角度;
解答:
铜单晶体为fcc,滑移系为{111}<110>。
表面是(001),塑性变形表面滑移线为{111}与{001}的交线<110>,滑移线表现为平行或垂直
若表面是(111),塑性变形表面滑移线为{111}与{111}的交线<110>,滑移线表现为平行或为60°(8个(111)面组成的交线即为<110>)
金属材料的强化方式有哪些?
解答:
金属材料的塑性变形通过位错运动实现,故强化途径有两条:
1.减少位错,小于10-2cm-2,接近于完整晶体,如晶须。
2.增加位错,阻止位错运动并抑制位错增殖
强化手段有多种形式:
冷加工变形强化,细晶强化,固溶强化,有序强化,第二相强化(弥散或沉淀强化,切过与绕过机制),复合材料强化
1.解释以下基本概念
肖脱基空位
弗兰克耳空位
刃型位错
螺型位错
混合位错
柏氏矢量
位错密度
位错的滑移
位错的攀移
弗兰克—瑞德源
派—纳力
单位位错
不全位错
堆垛层错
位错反应
扩展位错。
位错密度:
ρv=L/V(cm/cm3);)
ρa=1/S(1/cm2)
2.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃),假设高温下的空位能全部保留,试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
•解答:
利用空位浓度公式计算
•850℃(1123K):
Cv1=
•后激冷至室温可以认为全部空位保
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