塑性加工金屬學複習題

2022-11-12 18:42:04 字數 4747 閱讀 9097

注:第3、11、12、14、18、26、32、40題為課堂作業題型

1.應力圖示有幾種?變形圖示有幾種?什麼叫變形力學圖示?它有什麼作用?

應力圖示共有九種,變形圖示只有三種。

變形力學圖示:包括應力圖示和變形圖示,通過應力圖示可以定性判斷材料在變形過程中塑

性高低以及變形過程中單位變形力的大小。通過應變圖示可以判斷材料在變形過程中金屬的流向。

3.絕對值相等的兩向異號應力狀態,試分析其應變狀態。

解:由於σ1>σ2>σ3

故取|σ1|=|σ3|σ2=0

而σm=1/3(σ1+σ2+σ3)=0

∴σ1』=σ1-σm>0

σ2』=0σ3』=σ3-σm<0 所以其應變狀態為一向伸長,一向縮短。

4.體心立方晶體和麵心立方晶體,哪個塑性更好?為什麼?

麵心更好。因為麵心立方的滑移系雖然與體心立方一樣多,但其滑移方向更多,滑移方向對滑移的貢獻比滑移面大,所以滑移方向越多,塑性越好。故麵心立方塑性更好。

5. 滑移有哪些特點?

1 滑移是位錯逐步移動的過程,並不是剛性的整體移動。

2 滑移是沿滑移面和滑移方向進行的。

3 滑移距離是原子間距的整數倍。

4 滑移過程是位錯不斷增殖的過程。

5 滑移是不均勻的,有先後的。

6.什麼叫幾何硬化?幾何軟化?

幾何硬化:由於晶體發生轉動,使滑移系由有利方位轉到無利方位的過程幾何軟化:由於晶體發生轉動,使滑移係由無利方位轉到有利方位的過程

7.什麼叫雙滑移?交滑移?各有哪些特點?

雙滑移:滑移在二個不同的滑移面和二個不同的滑移方向上進行。

特點:(a)二個滑移系交替進行滑移。滑移→晶體轉動→不利方位→幾何硬化

(b)滑移阻力大,新舊滑移面互相切割,使變形阻力↑。

交滑移:滑移在二個不同的滑移面和乙個相同的滑移方向上進行。

特點:(a)只有螺位錯才能產生交滑移。

(b)交滑移能使受阻的位錯重新開動,變形繼續進行。(注:體心立方晶體最易發生交滑移)。

8.什麼叫孿生?孿生有哪些特點?

孿生:在切應力作用下,晶體的一部分沿一定的晶面和晶向與另一部分發生鏡面對稱的形態。

特點:①孿生沿孿生面、孿生方向進行,統稱孿生系 ②孿生滑移量不是原子間距的整數倍。

③孿生變形量很小。孿生為輔助變形機構。④孿生變形所需力很大。τ孿>>τ滑 ⑤孿生變形的應力-應變曲線有明顯的鋸齒形。一般低溫、高速有利於孿生的產生。

9.多晶體變形有哪些特點?

多晶體變形的特點:①變形不均勻 ②變形有先後 ③變形協調性 ④變形抗力增加

10.為什麼晶粒細化可獲得強度和塑性都較高的材料?

晶粒細,晶界佔的比重大,阻礙變形的能力↑變形抗力↑強度越高,而同時,晶粒細,均勻變形好,塑性好。

由hall-petch公式:σ=σ0+k·d-1/2知晶粒細化,可獲得強度和塑性都較高的材料。

11.什麼叫屈服效應?呂德斯帶?形變時效?產生原因?在生產中引起什麼不良後果?如何避免?

屈服效應:在拉伸的σ-ε曲線上,有明顯的上、下屈服點及屈服平台的現象。

原因:間隙原子與位錯發生互動作用的結果,「柯氏氣團」對位錯起「釘扎」作用。

呂德斯帶:由許多已經屈服的晶粒所構成的乙個塑性變形區。

形變時效:具有明顯屈服效應的金屬,在變形後於室溫長期停留或短時加熱保溫,引起屈服應力公升高並出現明顯屈服點的現象。

原因:因為長期停留,溶質原子通過擴散又重新聚集到位錯線周圍,形成了「柯氏氣團」。後果:變形抗力↑,裝置磨損↑,能耗↑。工件表面粗糙不平。

防止呂德斯帶和形變時效的措施:①加入nb、v、ti元素,形成c、n化合物,使間隙原子↓ ②溼氫氣氛保護退火,還原作用生成ch4、nh3 ③變形後,低溫儲存,不利於c、n原子形成「柯氏氣團」。 ④進行預變形,使屈服點消除。

12.什麼叫加工硬化?它的本質是什麼?有什麼意義?

定義:在變形過程中,隨著ε↑,材料所有的強度指標均提高,而塑性指標均下降,並伴有

物理-化學變化的綜合現象。

本質:位錯線周圍產生彈性應變和應力場。隨ε↑,位錯不斷增殖,位錯密度ρ↑r↓σ↑

位錯間相互干擾作用增強,位錯移動阻力↑,硬化↑,塑性↓。

意義:①改善材料效能,使強度↑。②使材料變形均勻。

③保障零部件的安全使用。④能耗↑,磨損↑,變形抗力↑,塑性↓。

13.定性畫出並分析單晶體的加工硬化曲線?影響曲線的因素有哪些?

ⅰ易滑移階段:滑移沿最有利的滑面和滑向進行。硬化由位錯塞積引起。

ⅱ線性硬化階段:形成了多滑移,隨ε↑,位錯不斷增殖,位錯密度ρ↑,r↓,σ↑

ⅲ拋物線硬化階段:與位錯的交滑移過程有關通常稱為「動態回覆」現象。

影響因素:晶體結構、層錯能、晶粒大小、變形溫度和變形速度

14.定性畫出並分析多晶體的加工硬化曲線。

特點:沒有易滑移階段

ⅰ小變形區ⅱ強烈硬化區 ⅲ織構形成區ⅳ高變形區 a—屈服應力 c—出現細頸時的應力 k:斷裂時真應力影響(加工硬化的)因素:金屬本性、變形溫度、變形速度

15.什麼叫熱效應?溫度效應?影響因素有哪些?

熱效應(am):在塑性變形中,部分能量轉化為熱量的現象。

溫度效應(αt):在塑性變形中,由於熱效應使工件溫度公升高的現象。影響熱效應(溫度效應)的因素:

a) 變形程度εε↑,am↑,αt↑

b) 變形速度ν↑,am↑,αt↑

c) 變形溫度t℃↑,am↓,αt↓溫度低,熱效應顯著

16.什麼叫塑性?什麼叫變形抗力?塑性與柔軟性的區別?

塑性:金屬在外力作用下能穩定地產生永久變形而不破壞其完整性的能力

變形抗力:一定變形條件下,在所研究的物體內為了完成塑性變形所達到的應力強度。

區別:柔軟性指的是變形抗力的大小,與塑性不能等效。軟金屬塑性可能不好,硬金屬也可能具有良好的塑性。

17.什麼叫塑性圖?它有何作用?

塑性圖:塑性指標與變形溫度關係的曲線圖形

作用:塑性圖上塑性指標δ、ψ、αk、n對正確選擇變形溫度有直接的參考價值。

18.定性畫出並分析碳鋼的塑性隨溫度變化的曲線

四個脆性區:

ⅰ區:塑性極低沒有熱振動

ⅱ區:200~400℃「藍脆」區

ⅲ區:800~950℃「紅脆」區兩相共存

ⅳ區:接近熔化溫度,晶粒粗大。

三個塑性區:

1區:100~200℃原子動能↑,位錯可以擺脫雜質開始移動

2區:700~800℃擴散加劇,再結晶發展

3區:950~1250℃沒有相變,組織是均勻一致的奧氏體

19.什麼是卡爾曼試驗?它說明了什麼?

karman用白色的大理石和紅砂石製成圓柱形的試樣,將其置於專用的儀器內鐓粗,儀器中可產生軸向壓力和側向壓力。當只施加軸向壓力時,產生脆性破壞;當軸向壓力和側向壓力都施加時,產生塑性變形,並且隨側向壓力↑,變形能力↑,塑性↑說明:大理石和紅砂石的塑性隨靜水壓力的增大而提高

20.細晶超塑性的組織特徵?

金屬的組織特徵要求:超細、等軸:因為超塑性是一種晶界作用,要求有數量多而短的晶粒邊界,並且晶界要平坦,易於變形流動。空位移動是擴散型塑性變形不可缺少的,晶界是空位的源和湮沒阱。

雙相、穩定:超塑性變形通常在高溫下進行,變形速度很小,持續時間很長,需要利用第二

相的存在來阻礙晶粒長大,穩定材料的細晶粒組織。

21.超塑性變形後,材料具有哪些組織特徵?

①變形後晶粒稍有長大,但仍為等軸晶,晶粒未變形拉長。②經過拋光的表面在變形後不會出現滑移線。③顯微觀察時,沒有亞結構,也沒有位錯組織。

④能見到顯著的晶界滑動和晶粒迴轉的痕跡。⑤結晶學的織構不發達

22.超塑性加工有哪些優缺點?

兩個突出的優點:1.塑性極好 2.變形抗力小,金屬的流動性好,填充性好,裝置噸位小,對形狀複雜、變形量大的零件可一次成形。

缺點:超塑性變形的溫度較高,持續時間長,裝置、模具要有特殊的要求,材料保護、潤滑等較困難。

23.什麼叫最小阻力定律?

變形過程中,金屬質點有向各個方向移動的可能時,它向阻力最小的方向移動。

24.附加應力分幾類?它有什麼特徵?

分為三類:第一類附加應力:在變形物體大部分體積之間彼此平衡的附加應力,由巨集觀的不均勻變形產生。

影響因素:①接觸面上的外摩擦 ②變形體內的性質不均勻 ③變形體的形狀與工具的形狀

第二類附加應力:在變形體內兩個或幾個晶粒之間彼此平衡的附加應力,由微觀的不均勻變形產生影響因素:晶粒的性質不同,晶粒的大小與方位不同。

第三類附加應力:在滑移面附近或在滑移帶中各部分彼此平衡的附加應力,由原子級的不均勻變形產生。影響因素:晶粒內部的變形不均勻,產生晶格畸變

σ附特徵:①三個方向都存在σ附 ②物體內部有σ附(+),必然有σ附(-) ③變形大的部分產生σ附(-),變形小的部分產生σ附(+) ④外力去除後,σ附以殘餘應力的形式仍保留在物體內部

25.用凸(凹)輥軋扎矩形坯,軋件的邊部、中部、端部可能會出現什麼現象?分析原因?

凸輥:中部,壓下大,變形大,u小,由於金屬是一整體,產生σ附(-)。出現皺摺(波紋)

邊部,壓下小,變形小,u小,由於金屬是一整體,產生σ附(+)。出現開裂

兩端:由於一側沒有外端的拉齊作用而邊部壓下小延伸小,中部壓下大延伸大,出現舌頭狀凹輥:中部,壓下小,變形小,u小,由於金屬是一整體,產生σ附(+)。出現開裂

邊部,壓下大,變形大,u小,由於金屬是一整體,產生σ附(-)。出現皺摺(波紋)

兩端:由於一側沒有外端的拉齊作用而中部壓下小延伸小,邊部壓下大延伸大,出現魚尾狀

26.鐓粗時變形區如何劃分?定性畫出並分析。

ⅰ區:難變形區,與上下壓頭相接觸的區域,f影響大,三向壓應力強烈,金屬流動困難,ε≈0(由於f的影響,隨離接觸表面的距離而減弱,所以ⅰ區大體上是乙個圓錐體。)

ⅱ區:易變形區(大變形區)

金屬塑性加工課程設計

目錄摘要3目的3 要求3工藝設計4 1 h62黃銅的效能4 1.1 h62黃銅的化學成分4 1.2 h62黃銅的物理效能4 1.3 h62黃銅的機械效能4 1.4 h62黃銅的工藝效能4 1.5 h62黃銅的化學效能5 1.6 h62黃銅的雜質影響6 2 產品的技術要求及質量要求7 2.1產品的技術...

採礦學複習題

一 名詞解釋 1 井田 劃分給同一礦井開採的那一部分煤田。2 階段 在井田範圍內,沿煤層傾斜方向,按一定標高將煤層劃分為若干平行於走向的長條形,每乙個長條形叫乙個階段。3 控頂距 採煤工作面煤壁至末排支柱頂樑後端的距離,或至放頂柱之間的距離。4 採煤工藝 採煤工作面各工序所用方法 裝置及其在時間上 ...

金屬工藝學複習題 大題 山東理工

澆注溫度過高 過低常出現哪些鑄造缺陷?說明解決辦法。1 澆注溫度過高 易產生氧化 氣孔 縮孔 晶粒粗大等缺陷。2 澆注溫度過低 易產生冷隔 澆不足等缺陷。解決辦法 高溫出爐,低溫澆注。1 既然提高澆注溫度可以提高液態金屬的充型能力,但為何要防止澆注溫度過高?p34 澆注溫度過高時,一方面鑄件易產生縮...