材料科学基础课后习题

1.锌单晶体试样的截面积A=78.5 mmz,经拉伸试验测得有关数据如表6-1所示。试回答下列问题:

(1) 根据表6-1中每一种拉伸条件的数据求出临界分切应力τk,分析有无规律。 (2) 求各屈服载荷下的取向因子,作出取向因子和屈服应力的关系曲线,说明取向因子对屈服应力的影响。

表6-1 锌单晶体拉伸试验测得的数据

屈服载荷/N 620 υ/( °) 83 λ/( °) 25.5

2.低碳钢的屈服点与晶粒直径d的关系如表6-2中的数据所示,d与,,是否符合霍尔配奇公式?试用最小二乘法求出霍尔—配奇公式中的常数。

表6-2 低碳钢屈服极限与晶粒直径

d/?m σs/(kPa)

3.拉伸铜单晶体时,若拉力轴的方向为[001],σ=106Pa。求(111)面上柏氏矢量b=

4.给出位错运动的点阵阻力与晶体结构的关系式。说明为什么晶体滑移通常发生在原子最密排的晶面和晶向。

5.对于面心立方晶体来说,一般要有5个独立的滑移系才能进行滑移。这种结论是否正确?请说明原因及此结论适用的条件。

的螺型位错线上所受的力(aCu=0.36nm)。 400 86 50 121 10 180 5 242 2 345 252 72.5 26 184 62 3 148 48.5 46 174 30.5 63 273 17.6 74.8 525 5 82.5 6.什么是单滑移、多滑移、交滑移?三者滑移线的形貌各有何特征?

]滑移系的临界切应力rc为1 MPa,问;

7.已知纯铜的{111}[

(1) 要使(应力?

)面上产生[101)方向的滑移,则在[001]方向上应施加多大的

(2) 要使(

)面上产生[110]方向的滑移呢?

8.证明体心立方金属产生孪生变形时,孪晶面沿孪生方向的切应变为0.707。

9.试比较晶体滑移和孪生变形的异同点。

10. 用金相分析如何区分“滑移带”、“机械孪晶”、“退火孪晶”。

11. 试用位错理论解释低碳钢的屈服。举例说明吕德斯带对工业生产的影响及

防止办法。

12. 纤维组织及织构是怎样形成的?它们有何不同?对金属的性能有什么影响?

13. 简要分析加工硬化、细晶强化、固熔强化及弥散强化在本质上有何异同。

14. 钨丝中气泡密度(单位面积内的气泡个数)由100个/cm2增至400个/cm2时,

拉伸强度可以提高1倍左右,这是因为气泡可以阻碍位错运动。试分析气泡阻碍位错运动的机制和确定切应力的增值?r。 15. 陶瓷晶体塑性变形有何特点?

16. 为什么陶瓷实际的抗拉强度低于理论的屈服强度,而陶瓷的压缩强度总是

高于抗拉 17. 强度?

18. 已知烧结氧化铝的孔隙度为5%时,其弹性模量为370 GPa,若另一烧结

氧化铝的弹性模量为270 GPa,试求其孔隙度。

19. 为什么高聚物在冷拉过程中细颈截面积保持基本不变?将已冷拉高聚物加

热到它的玻理化转变温度以上时,冷拉中产生的形变是否能回复?

20. 银纹与裂纹有什么区别?

1.设计一种实验方法,确定在一定温度( T )下再结晶形核率N和长大线速度G (若N和G都随时间而变)。

2.金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒?

3.固态下无相变的金属及合金,如不重熔,能否改变其晶粒大小?用什么方法可以改变?

4.说明金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段晶体缺陷的行为与表现,并说明各阶段促使这些晶体缺陷运动的驱动力是什么。

5.将一锲型铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制,如图7—4所示。

(1) 画出此铜片经完全再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图; (2) 如果在较低温度退火,何处先发生再结晶?为什么?

6.图7—5示出。—黄铜在再结晶终了的晶粒尺寸和再结晶前的冷加工量之间的关系。图中曲线表明,三种不同的退火温度对晶粒大小影响不大。这一现象与通常所说的“退火温度越高,退火后晶粒越大”是否有矛盾?该如何解释?

7.假定再结晶温度被定义为在1 h内完成95%再结晶的温度,按阿累尼乌斯

(Arrhenius)方程,N=N0exp(温度将是G和向的函数。

),G=G0exp()可以知道,再结晶

(1) 确定再结晶温度与G0,N0,Qg,Qn的函数关系; (2) 说明N0,G0,Qg,Q0的意义及其影响因素。

8.为细化某纯铝件晶粒,将其冷变形5%后于650℃退火1 h,组织反而粗化;增大冷变形量至80%,再于650℃退火1 h,仍然得到粗大晶粒。试分析其原因,指出上述工艺不合理处,并制定一种合理的晶粒细化工艺。

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