第六章 金属及合金的塑性变形与断裂

(一)填空题

1. 硬位向是指 ，其含义是 2．从刃型位错的结构模型分析，滑移的实质是 3．由于位错的 性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值。

4. 加工硬化现象是指 ，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗力 ，造成加工硬化的根本原因是 。

5．影响多晶体塑性变形的两个主要因素

是 、 。

6．．金属塑性变形的基本方式是 和 ，冷变形后金属的强度 ，塑性 。 7．常温下使用的金属材料以 晶粒为好，而高温下使用的金属材料以 晶粒为好。

8．面心立方结构的金属有 滑移系，它们是 。

9．体心立方结构的金属有 滑移系，它们是 。

10．密排六方结构的金属有 滑移系，它们是 。

11．单晶体金属的塑性变形都是 作用下发生的，常沿着晶体中 和 发生。 12 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，

如 、 、 、 等等。 13．拉伸变形时，晶体转动的方向是 转到 。

14．位错密度的定义是 ，单位为 。 15 晶体的理论屈服强度约为实际屈服强度的 倍。

16．内应力是指 ，它分为 、 、 、 三种。

17 滑移系是指 ，面心立方晶格的滑移面

为 ，滑移系方向为 ，构成 个滑移系。

18.α－Fe在______________________________ 条件下和γ－Fe在_____________________________________条件下，容易产生形变孪晶。 19．fcc结构的晶体中，（111）晶面上含有_________________________ 滑移方向。（晶向指数）

20．bcc结构的晶体中，（110）晶面上含有_________________________ 滑移方向。（晶向指数） (二)判断题

1.金属在均匀塑性变形时，若外力与滑移面相平行，则意味着不可能进行塑性变形。

2.在体心立方晶格中，滑移面为｛111｝×6，滑移方向为〈110〉×2，所以其滑移系有12个

3.滑移变形不会引起晶体结构的变化。

4.因为体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系数目，所以它们的塑性变形能力也相同。 （ ）

5．在晶体中，原子排列最密集的晶面间的距离最小，所以滑移最困难。 （ ）

6.孪生变形所需要的切应力要比滑移变形所需要的切应力小得多。 （ ）

7．金属的加工硬化是指金属冷塑性变形后强度和塑性提高的现象。 （ ）

8 单晶体主要变形的方式是滑移，其次是孪生。 （ ） 9．细晶粒金属的强度高，塑性也好。 （ ）

10．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。 （ ）

11．喷丸处理及表面辊压能显著提高材料的疲劳强度。 （ ）

12．晶体滑移所需的临界分切应力实测值比理论值小得多。 （ ）

13．晶界处滑移的阻力最大。 ( )

14．滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，而且晶格类型也要发生变化。 ( )

15．滑移变形不会引起晶格位向的改变，而孪生变形则要引起晶格位向的改变。 ( )

16．面心立方晶格一般不会产生孪生变形；密排六方晶格金属因滑移系少，主要以孪生方式产生变形。 ( ) (三)选择题

1．能使单晶体产生塑性变形的应力为 ( ) A．正应力 B．切应力

2．面心立方晶体受力时的滑移方向为( )

A <111> B <110> C <100> D <112> 3．体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系，但其塑性变形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向较体心立方晶格的滑移方向( ) A．少 B．多 C 相等 D．有时多有时少

4．冷变形时，随着变形量的增加，金属中的位错密度( )。 A．增加 B 降低 C无变化 D．先增加后降低 5．钢的晶粒细化以后可以( )。

A．提高强度 B 提高硬度 C 提高韧性 D．既提高强度硬度，又提高韧性

6．加工硬化现象的最主要原因是( )。

A．晶粒破碎细化 B 位错密度增加 C 晶粒择优取向 D．形成纤维组织

7．面心立方晶格金属的滑移系为( )。

A．<111><110} B．<110><111} C．(100><110} D．(100><111}

8. 用铝制造的一种轻型梯子，使用时挠度过大但未塑性变形。若要改进，应采取下列( )措施

A 采用高强度铝合金 B 用钢代替铝

C 用高强度镁合金 D．改进梯子的结构设计 (四)改错题

1．塑性变形就是提高材料塑性的变形。

2．滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向则是原子密度最小的方向 3．晶界处原子排列紊乱，所以其滑移阻力最小。 (五)问答题

1．试述金属经冷塑性变形后，其结构、组织与性能所发生的变化过程，分析发生变化的实质。

2．试述加工硬化对金属材料的强化作用，这些变化有什么实际意义?试举一些有用的例子，也举一些有害的事实。

3．增加金属中的位错密度，是强化金属材料的途径之一。那么，降低位错密度是否会使金属材料的强度降低?无位错的金属材料强度是否最低?为什么? 4．用低碳钢板冲压成型的零件，冲压后发现各部位的硬度不同?为什么? 如何解决?

5．口杯采用低碳钢板冷冲而成，如果钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发现口杯底部出现裂纹，这是为什么?

6．面心立方、体心立方和密排六方金属的主要塑性变形方式是什么?温度、形变速度对其有何影响?

7．指出面心立方、体心立方和密排六方晶体中的滑移面。为什么滑移面为密排面，滑移方向是密排方向?

8．试阐述为什么金属的实际强度比理论强度低得多?

9．试用多晶体的塑性变形过程来阐述为什么晶粒越细的金属的强度、硬度越高、塑性、韧性也越好?

10．何谓加工硬化?产生原因及其消除方法是什么? 11．试述内应力的分类及其对材料性能的影响。

12．有些机器零件常采用表面喷丸处理从而大大提高零件的使用寿命，这是什么原因? (六) 作图题

1．画出α—Fe和γ—Fe的晶胞，在晶胞中指出发生滑移的一个晶面，在这个晶面上发生滑移的一列晶向。 三、复习自测题 (一)区别概念 1 滑移系和滑移方向； 2．硬位向和加工硬化； 3．细晶强化和弥散强化； 4．临界变形度与临界分切应力 (二)填空题

1．从刃型位错模型分析，滑移的实质是 。

2．由于位错具有 性，所以金属容易产生变形，为此实际强度大大低于理论强度

3．影响多晶体金属塑性变形的两个主要因素是 。 4．金属塑性变形的基本方式

是 和 。 (三)判断题

1．在室温下，金属的晶粒越细，则其强度越高，塑性越低。 ( ) 2．滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，而且晶格类型也要发生变化。 ( )

4．加工硬化指数是指T=Kn式中的n值，它在数值上和最大均匀应变相等，因此，n值越大金属的加工性能越好。（ ） 5．fcc结构的金属加工硬化的原因是因为形成了L-C位错导致位错塞积，因此使位错滑移遇到了较大的阻力造成的。（ ） (四)选择题

1．能使单晶体金属发生塑性变形的应力为 。 A．正拉应力 B 正压应力 C 切应力 D．复合应力 2．面心立方晶格的晶体在受力时的滑移方向是 。 A．<111> B．<110> C．<100> D．<112> (五)问答题

1．用学过的知识，解释下列现象：

(1) 同种金属的单晶体比多晶体软，并有更高的塑性。 (2) 反复弯曲铁丝，越弯越硬，最后会断裂。 (3) 喷丸处理轧辊表面能显著提高轧辊的疲劳强度。 (4)晶体滑移所需的临界切应力实测值比理论值小得多。 2．讨论W、Fe、Cu、Pb四种金属在室温下塑性变形的能力。 (六)计算题

1．两根长20m，直径1．4mm的铝棒，其中一根通过φ1．2mm的模具拉拔。问拉拔后的铝棒尺寸是多少?哪一根的延伸率高? 哪一根的屈服强度高?