材料的变形与再结晶

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材料的变形与再结晶

1．一根长为5m，直径为3mm的铝线，已知铝的弹性模量为70GPa，求在200N的拉力作用下，此线的总长度。

2． 一Mg合金的屈服强度为180MPa，E为45GPa，a）求不至于使一块10mm 2mm的Mg板发生塑性变形的最大载荷；b） 在此载荷作用下，该镁板每mm的伸长量为多少？

3. 已知烧结Al2O3的孔隙度为5%，其E=370GPa。若另一烧结Al2O3的E=270GPa，试求其孔隙度。

4. 有一Cu-30%Zn黄铜板冷轧25%后厚度变为1cm，接着再将此板厚度减少到0.6cm，试求总冷变形度，并推测冷轧后性能变化。

5. 有一截面为10mm 10mm的镍基合金试样，其长度为40mm，拉伸实验结果如下：

载荷（N）

0 43，100 86，200 102，000 104，800 109，600 113，800 121，300 126，900 127，600

113，800（破断）

标距长度（mm）

40.0 40.1 40.2 40.4 40.8 41.6 42.4 44.0 46.0 48.0 50.2

试计算其抗拉强度 b，屈服强度 0.2，弹性模量 以及延伸率 。

6. 将一根长为20m，直径为14mm的铝棒通过孔径为12.7mm的模具拉拔，求a）这根铝棒拉拔后的尺寸；b）这根铝棒要承受的冷加工率。

材料的变形与再结晶

7. 确定下列情况下的工程应变 e和真应变 T，说明何者更能反映真实的变形特性： a）由L伸长至1.1L； b）由h压缩至0.9h； c）由L伸长至2L； d）由h压缩至0.5h。

8. 对于预先经过退火的金属多晶体，其真实应力—应变曲线的塑性部分可近似表示为

，其中k和n为经验常数，分别称为强度系数和应变硬化指

数。若有A，B两种材料，其k值大致相等，而nA=0.5，nB=0.2，则问a）那一种材料的硬化能力较高，为什么？b）同样的塑性应变时，A和B哪个位错密度高，

为什么？c）导出应变硬化指数n和应变硬化率

之间的数学公式。

9. 有一70MPa应力作用在fcc晶体的[001]方向上，求作用在（111）

（111）

滑移系上的分切应力。

和

10. 有一bcc晶体的

[111]滑移系的临界分切力为60MPa，试问在[001]和

[010]方向必须施加多少的应力才会产生滑移？

11. Zn单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45 ，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30 ，求拉伸后的延伸率。

12. Al单晶在室温时的临界分切应力 C =7.9×105Pa。若室温下对铝单晶试样作为拉伸试验时，拉伸轴为[123]方向，试计算引起该样品屈服所需加的应力。 13. Al单晶制成拉伸试棒（其截面积为9mm2）进行室温拉伸，拉伸轴与[001]交成36.7 ，与[011]交成19.1 ，与[111]交成22.2 ，开始屈服时载荷为20.40N，试确定主滑移系的分切应力。

14. Mg单晶体的试样拉伸时，三个滑移方向与拉伸轴分别交成38°、45°、85°，而基面法线与拉伸轴交成60°。如果在拉应力为2.05MPa时开始观察到塑性变形，则Mg的临界分切应力为多少？

15. MgO为NaCl型结构，其滑移面为{110}，滑移方向为<110>，试问沿哪一方向拉伸（或压缩）不能引起滑移？

材料的变形与再结晶

16. 一个交滑移系包括一个滑移方向和包含这个滑移方向的两个晶面，如bcc晶体的(101)

(110)，写出bcc晶体的其他三个同类型的交滑移系。

17. fcc和bcc金属在塑性变形时，流变应力与位错密度 的关系为

，式中 0为没有干扰位错时，使位错运动所需的应力，也即无加

工硬化时所需的切应力，G为切变模量，b为位错的柏氏矢量， 为与材料有关的常数，为0.3~0.5。实际上，此公式也是加工硬化方法的强化效果的定量关系式。若Cu单晶体的 0=700kPa，初始位错密度 0=105cm-2,则临界分切应力为多少？已知Cu的G=42 103MPa，b=0.256nm，[111] Cu单晶产生1%塑性变形所对应的 =40MPa，求它产生1%塑性变形后的位错密度。

18. 证明：bcc及fcc金属产生孪晶时，孪晶面沿孪生方向的切变均为0.707。 19. 试指出Cu和 -Fe两晶体易滑移的晶面和晶向，并求出他们的滑移面间距，滑移方向上的原子间及点阵阻力。（已知GCu=48.3GPa，G -Fe=81.6GPa，v=0.3）.

20. 设运动位错被钉扎以后，其平均间距

( 为位错密度)，又设Cu单晶已经应变硬化到这种程度，作用在该晶体所产生的分切应力为14 MPa，已知G=40GPa，b=0.256nm，计算Cu单晶的位错密度。

21. 设合金中一段直位错线运动时受到间距为 的第二相粒子的阻碍，试求证使

位错按绕过机制继续运动所需的切应力为：

，式中T—

线张力，b—柏氏矢量，G—切变模量，r0—第二相粒子半径，B—常数。 22. 40钢经球化退火后渗碳体全部呈半径为10 m的球状，且均匀地分布在 Fe基础上。已知Fe的切变模量G=7.9×104Mpa， Fe的点阵常数a=0.28nm，试计算40钢的切变强度。

23. 已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的 -Fe的屈服强度分别为112.7MPa和196MPa,问平均晶粒直径为0.0196mm的纯铁的屈服强度为多少？

24. 已知工业纯铜的屈服强度 S =70MPa，其晶粒大小为NA=18个/mm2，当NA=4025个/mm2时， S =95MPa。试计算NA=260个/mm2时的

？

材料的变形与再结晶

25. 简述陶瓷材料（晶态）塑性变形的特点。 26. 脆性材料的抗拉强度可用下式来表示：

式中 为名义上所施加的拉应力，l为表面裂纹的长度或者为内部裂纹长度的二分之一，r为裂纹尖端的曲率半径， m实际上为裂纹尖端处应力集中 …… 此处隐藏：2507字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……