金屬塑性加工

1、金屬塑性加工理論題編1. 金屬晶體的三種基本類型是什么？在晶格中分別有哪種間隙位置？答：（1）體心立方晶體（bcc）； （2） 面心立方晶格（fcc）； (3) 密排六方（hcp）。(4) 四面間隙和八面間隙2. 晶體與非晶體的區(qū)別？晶體最大的特點(diǎn)是什么？答：（1）在晶體中，原子長(zhǎng)程有序排列，而非晶體的原子散亂排列，短程有序； （2）晶體有一定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有； （3）晶體的性能具有各向異性，有規(guī)則的幾何形狀，非晶體具有各向同性，形狀不規(guī)則。3. 根據(jù)在常溫、靜載荷下，材料被拉斷前的塑性變形的大小，將材料分成哪兩類?答：塑性材料和脆性材料。塑性材料：斷裂前發(fā)生較大塑性變形的材料，如低碳鋼等

2、；脆性材料：斷裂前塑性變形很小的材料，如鑄鐵等。4. 什么叫單晶體？什么是晶界，小角度晶界，大角度晶界？ 單晶體：晶體內(nèi)部晶格位置完全一致的晶體。 晶界：在金屬多晶體中，晶粒之間存在著界面，簡(jiǎn)稱晶界。晶界的結(jié)構(gòu)和性能取決于相鄰晶粒位相差的大小，位相差小于15的稱為小晶界，反之稱為大晶界。5. 什么是晶界缺陷？有哪幾類？什么是晶格畸變？它分為哪幾種？ 晶體缺陷：實(shí)際金屬中原子排列的不完整性稱為晶體缺陷，按幾何形態(tài)分為： （1）點(diǎn)缺陷：常見(jiàn)的有三種：空位、間隙原子、置換原子； （2）線缺陷：位錯(cuò) （3）面缺陷：包括晶體的外表面和晶體內(nèi)部的晶粒間界、亞晶界、相界面等。晶格畸變：晶體原子偏離平衡位置產(chǎn)

3、生晶格畸變。偏離越大則畸變?cè)絿?yán)重。可分為靜畸變和動(dòng)畸變兩種。6. 什么是結(jié)晶？ 金屬?gòu)囊簯B(tài)經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程即原子由排列不規(guī)則的液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則排列的晶體態(tài)的過(guò)程，就是結(jié)晶。7. 什么是結(jié)晶的過(guò)冷現(xiàn)象？什么是過(guò)冷度？ 過(guò)冷現(xiàn)象：金屬實(shí)際結(jié)晶溫度Tn低于理論結(jié)晶溫度T0 的現(xiàn)象。過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件。 過(guò)冷度：T-=T0-Tn，過(guò)冷度在不同的冷卻條件下不一致，結(jié)晶時(shí)冷卻速度越大，過(guò)冷度越大，金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度越低。8. 怎樣控制金屬結(jié)晶后晶粒的大??？（1） 增加過(guò)冷度；（2） 變質(zhì)處理-又叫孕育處理，在液態(tài)金屬結(jié)晶前加入變質(zhì)劑，促進(jìn)形核，抑制長(zhǎng)大。如在鋼中加入鈦、鋁等；（3） 護(hù)甲振動(dòng)或攪動(dòng)-

4、促進(jìn)形核，打碎正在長(zhǎng)大的樹枝晶，碎晶塊成為新的晶核，從而細(xì)化鑄態(tài)組織。如機(jī)械振動(dòng)，超聲波振動(dòng)等。9. 結(jié)晶的普遍規(guī)律是什么？結(jié)晶的速度取決于什么？金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件是什么？ 結(jié)晶的過(guò)程就是不斷形成晶核和晶核不斷長(zhǎng)大的過(guò)程。 結(jié)晶的速度取決于形核率和長(zhǎng)大速度。 熱力學(xué)條件：固態(tài)自由能必須低于液態(tài)自由能。只有過(guò)冷條件成立滿足這一條件。10. 固態(tài)擴(kuò)散的本質(zhì)、條件、分類是什么？固態(tài)擴(kuò)散是原子了激活的過(guò)程。條件：A.溫度足夠高B.時(shí)間足夠長(zhǎng)C.擴(kuò)散原子要固溶D.擴(kuò)散要有推動(dòng)力分類：互擴(kuò)散：伴有濃度變化的擴(kuò)散，又稱“異擴(kuò)散”或“化學(xué)擴(kuò)散”； 自擴(kuò)散：沒(méi)有濃度變化的擴(kuò)散，只發(fā)生在純金屬或均勻固溶體中。1

5、1. 擴(kuò)散機(jī)理有哪幾種？影響擴(kuò)散的因素有哪些？ 擴(kuò)散機(jī)理：間隙擴(kuò)散機(jī)理、空位擴(kuò)散機(jī)理、換位擴(kuò)散機(jī)理、位錯(cuò)擴(kuò)散機(jī)理、晶界擴(kuò)散機(jī)理、表面擴(kuò)散機(jī)理。 影響因素：擴(kuò)散溫度、基體金屬的性質(zhì)、擴(kuò)散元素的性質(zhì)、擴(kuò)散元素的濃度、合金元素、晶格類型、固溶體類型、晶體缺陷、磁性轉(zhuǎn)變等。12. 組織的類型有哪些？組織與性能的關(guān)系？組織的類型：（1） 魏氏組織：當(dāng)變形開始和終了的溫度都在相區(qū)，變形量不大時(shí)，或加熱到相區(qū)而較緩冷卻，都可以得到魏氏組織。其特征是具有粗大等軸的原始晶粒，在晶界上有較完整的網(wǎng)，原始晶內(nèi)有長(zhǎng)條，條間夾雜。（2） 網(wǎng)籃組織：鈦合金在+/相變點(diǎn)附近變形，或在相區(qū)開始變形，但在+兩相區(qū)終止變形，變形

6、量50-70%，使原始晶粒及晶界被破碎，冷卻后叢的尺寸減小，條變短且各叢交錯(cuò)排列，猶如編織的網(wǎng)籃的形狀，稱網(wǎng)籃組織；（3） 等軸組織：鈦合金的變形加工全部在+或相區(qū)進(jìn)行時(shí)，一般可獲得的細(xì)晶粒組織。組織與性能： A.不同類的組織對(duì)抗拉強(qiáng)度影響不大，主要差異表現(xiàn)在塑性和韌性，其中等軸組織的塑性和韌性最好，魏氏組織最差，網(wǎng)籃組織次之。 B.斷裂韌性：魏氏組織的斷裂韌性高，裂紋擴(kuò)展淑女小，等軸組織的斷裂韌性低，裂紋擴(kuò)展率大，網(wǎng)籃組織介之。13、 穩(wěn)定元素主要有哪些？對(duì)鈦的組織訓(xùn)練有何影響？在鈦及鈦合金的作用是什么？穩(wěn)定元素主要：鋁、鎵、鍺及氧、碳、氮、硼等。影響：（1）能使+/的相變點(diǎn)提高。過(guò)量的鋁和

7、鎵會(huì)在使用溫度下生成以TiM為基的有序相；存在亞穩(wěn)定中的鋁可以促進(jìn)相轉(zhuǎn)往相。 （2）提高鈦的室溫基高溫抗拉強(qiáng)度，對(duì)高溫塑性影響不大。在鈦合金中加入鋁。，通過(guò)與高熔點(diǎn)精華洗車中間合金防止難熔金屬夾雜，使鑄錠成分均勻。作用：鋁和鎵均與鈦鈦洗車替代式固溶體，主要起固溶強(qiáng)化作用。 上述非金屬元素對(duì)鈦及鈦合金有不良影響。14. 穩(wěn)定元素主要有哪些？對(duì)鈦的組織訓(xùn)練有何影響？在鈦及鈦合金的作用是什么？ 點(diǎn)穩(wěn)定元素主要有：同晶形：鉬、釩、鉭、鈮，共析型：鐵、銅。鈷、鎳、鎢等。 影響：穩(wěn)定元素不同程度地降低+/的相變點(diǎn)，降低鈦的馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度（Ms）。隨著穩(wěn)定元素的逐漸增加，可使鈦的Ms點(diǎn)降低至室溫，當(dāng)合金

8、由相區(qū)快速冷卻至室溫時(shí)，可使高溫相保留至室溫，此時(shí)合金元素的含量為臨界濃度，臨界濃度是衡量合金元素對(duì)穩(wěn)定相的能力的一種指標(biāo)。 穩(wěn)定元素更多地溶于鈦中，使鈦的晶格參數(shù)減小。穩(wěn)定元素均能使純鈦的室溫拉伸強(qiáng)度升高，同時(shí)降低伸長(zhǎng)率等塑性指標(biāo)。提高穩(wěn)定元素含量可使合金保留更多的相，可減少氫脆的敏感性。在兩相合金中，提高穩(wěn)定元素含量可以提高合金的淬透性。鉬可提高鈦合金的熱鹽應(yīng)力和腐蝕抗力，鈷和鈮等可以提高鈦合金在還原介質(zhì)中的耐蝕性。作用：（1）穩(wěn)定元素主要起固溶強(qiáng)化和相的作用。當(dāng)穩(wěn)定元素超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，合金具有熱處理強(qiáng)化效應(yīng)。（2） 在合金中加入少量的穩(wěn)定元素形成近似合金。該合金具有微弱的熱處理強(qiáng)化效應(yīng)，

9、快共析元素還可以通過(guò)化合物的沉淀提高合金的室溫和高溫性能。（3） 在+合金中，提高元素的含量可提高合金的淬透性；在合金中，穩(wěn)定元素是主要成分，它將相保留下來(lái)，又起固溶強(qiáng)化的作用。15. 中性元素主要有哪些？在鈦及鈦合金的作用是什么？中性元素有：鋯和錫。影響：A.對(duì)熱處理和組織的影響：鋯可降低+/轉(zhuǎn)變點(diǎn)，但在含量低于10%時(shí)對(duì)相變點(diǎn)的影響很??；含量大于10%時(shí)，每增加1%的含量可使+/轉(zhuǎn)變點(diǎn)降低4-10。錫也可以減低+/鈦的相變點(diǎn)。鋯降低鈦的Ms點(diǎn)，錫能提高鈦的開始再結(jié)晶溫度，但對(duì)Ms點(diǎn)影響不大。鋯和錫均能通過(guò)提高穩(wěn)定相的作用，減小相的體積百分?jǐn)?shù)。 B. 對(duì)性能的影響：鋯和錫均能使純鈦的室溫抗拉

10、強(qiáng)度升高，塑性下降，兩者還能提高鈦的高溫性能和電阻率。其在鈦及鈦合金中起固溶強(qiáng)化作用。鋯和錫在鈦合金與鋁一起起穩(wěn)定相的作用，在和+合金中，鋯還可以提高室溫及高溫抗拉強(qiáng)度和耐熱性能。16. 什么是位錯(cuò)？答：位錯(cuò)：就是在一個(gè)晶體中相鄰晶面內(nèi)的原子排列發(fā)生錯(cuò)排，這種局部原子的錯(cuò)排稱為位錯(cuò)。 可以分為刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)。17. 什么是金屬塑性？答：塑性：金屬在外力作用下，能穩(wěn)定地、永久變形而不破壞其完整性的能力，能力越大則塑性越好。特點(diǎn)：金屬（物體）的塑性并非是固定不變的，它會(huì)受到本身的晶格類型。三主要影響因素： 1.組織結(jié)構(gòu)，2.變形溫度、速度；3.受力狀態(tài)18. 影響金屬塑性的內(nèi)部因素有哪些？影響

11、金屬塑性的內(nèi)部因素有：化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)。一、化學(xué)成分：1、雜質(zhì)元素：一般金屬的塑性隨純度的降低而下降，要特別注意使金屬能產(chǎn)生脆化現(xiàn)象的雜質(zhì)。 2、合金元素的作用A 加入后使合金在加工溫度范圍內(nèi)形成單相固溶體（特別是面心結(jié)構(gòu)）時(shí)，則有較好的塑性。B 加入數(shù)量、組成不當(dāng)，而形成過(guò)剩相，特別是形成金屬晶粒間的化合物或金屬氧化物等脆性相，則會(huì)明顯降低合金的塑性。C 在加工溫度范圍內(nèi)有兩相共存，會(huì)使塑性下降。二、組織結(jié)構(gòu)對(duì)塑性的影響1、基體金屬的晶格類型：面心>提薪>六方。（滑移系越多、塑性越好。）2、晶粒大?。杭?xì)晶粒>粗晶粒。原因：1）晶粒越細(xì)，在同一體積內(nèi)的晶粒數(shù)目越多，變形時(shí)位

12、向有利于滑移的晶粒也越多。2）變形分散于較多晶粒，變形更加均勻，應(yīng)力集中較小，從而使金屬能夠承受較大的塑性變形而不至于破壞。3、單相和多相組織單相系比兩相系、多相系塑性高，固溶體比化合物塑性高。原因：?jiǎn)蜗嘞禐橐粋€(gè)相，各部分形狀、大小、力學(xué)性能基本一致。且沒(méi)有晶間夾雜物，共晶體和脆性物質(zhì)，塑性變形比較均勻，而多相系則不同（相反）塑性下降。4.鑄造組織：鑄造組織具有粗大的柱狀晶粒，有害雜質(zhì)的偏析、夾雜、氣泡、疏松等缺陷，因此鑄錠的塑性降低。19. 影響金屬塑性的外部因素有哪些？一、 變形溫度：溫度升高金屬的塑性提高。原因：（1）發(fā)生了回復(fù)和再結(jié)晶（2）產(chǎn)生了晶界和亞晶界（3）滑移系增加，溫度升高有

13、可能出現(xiàn)新的滑移系。（4）金屬的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化：溫度升高，金屬可能由多相組織變?yōu)閱蜗嘟M織，或有滑移系個(gè)數(shù)少的晶格變?yōu)榛葡祩€(gè)數(shù)較多晶格，使塑性提高。例如P99（5）溫度升高，晶界強(qiáng)度下降，使得晶界滑移容易進(jìn)行。塑性隨溫度的變化不是直線關(guān)系，會(huì)形成低中高溫脆性。1低溫脆性：在低溫發(fā)生塑性變形時(shí)容易產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象。原因晶界的某些組織組成隨溫度的降低而脆化。2中溫脆性：溫度升高、塑性提高，當(dāng)溫度升到某一區(qū)間時(shí)，金屬塑性明顯下降的現(xiàn)象。3高溫脆性：三個(gè)脆性區(qū)對(duì)于具體的金屬及合金，可能有一個(gè)或兩個(gè)脆性區(qū)。出現(xiàn)幾個(gè)脆性區(qū)和塑性較高區(qū)，視溫度變化，金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織變化而定。二、 變形速度一般趨勢(shì)：當(dāng)

14、變形速度不大時(shí)，隨速度增加，而塑性下降。而變形速度較大時(shí)，隨變形速度增加，塑性增加。A.變形速度增加，在下述情況下會(huì)降低金屬的塑性：1）熱效應(yīng) 但加工硬化的速度仍大于軟化過(guò)程的速度。2）熱效應(yīng) 溫度升高，進(jìn)入到脆性區(qū)。B.變形速度增加，在下述情況下會(huì)提高金屬的塑性1）軟化作用比加工硬化過(guò)程進(jìn)行的快2）熱效應(yīng) 溫度升高，從脆性區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚苄詤^(qū)C、應(yīng)力狀態(tài)：壓應(yīng)力個(gè)數(shù)越多，數(shù)值越大，即靜水壓力越大，金屬的塑性越高。三向壓應(yīng)力>兩壓一拉>兩拉一壓>三向拉（靜水壓力）。三、變形狀態(tài)壓縮變形有利于塑性的發(fā)揮，而延伸變形則不利于塑性的發(fā)揮，所以主應(yīng)力中壓縮分量越多，對(duì)于塑性發(fā)揮最為有利。

15、兩縮一伸>一縮一伸>一縮兩伸四、變形程度熱變形中，變形程度對(duì)塑性影響不大；冷變形中，隨變形程度增加，塑性降低。五其它1）不連續(xù)變形2）尺寸因素：尺寸大，塑性降低。但當(dāng)變形體積超過(guò)臨界值，體積對(duì)塑性的影響小。3）周圍介質(zhì)：金屬表面層形成脆性相，使金屬表層腐蝕，因而塑性變差；金屬表面形成吸附潤(rùn)滑層，在加工起潤(rùn)滑作用，使其塑性提高。20. 據(jù)圖分析拉伸斷裂的階段。一、金屬變形過(guò)程（四個(gè)階段）低碳鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線，從開始變形到斷裂分為四個(gè)階段。1.彈性變形階段（OA段）op段為應(yīng)力應(yīng)變線性關(guān)系，p點(diǎn)為比例極限。pe段為非線性關(guān)系但仍處于彈性階段，e點(diǎn)對(duì)應(yīng)彈性極限，e表示。彈性變形：原子間

16、距變大或變小，如圖2-2。去除外力回到平衡位置，變形消失。2.屈服階段（AB下段）當(dāng)應(yīng)力超過(guò)e達(dá)到s（c點(diǎn)），在應(yīng)力應(yīng)變曲線上出現(xiàn)一個(gè)小平臺(tái)，即試樣在應(yīng)力不增加的情況下，仍能繼續(xù)產(chǎn)生明顯變形。這種失去抵抗變形能力的現(xiàn)象稱為屈服，s屈服極限。此時(shí)去除外力，大部分變形消失，而部分變形被保留下來(lái)，產(chǎn)生了永久性的變形，這種不隨外力去除而消失的變形為塑性變形，s標(biāo)志著金屬由彈性變形轉(zhuǎn)向塑性變形，并意味著塑性變形的開始。3.塑性變形階段（B下CD段）1）屈服階段過(guò)后，試樣恢復(fù)抵抗變形的能力，要使其繼續(xù)變形則要增加外力，應(yīng)力應(yīng)變?nèi)鏲bk段。在b點(diǎn)以前試樣處于均勻塑性變形，b點(diǎn)以后試樣就會(huì)出現(xiàn)局部斷面縮小的現(xiàn)

17、象，稱為頸縮。繼續(xù)拉伸時(shí)，變形便集中在頸縮區(qū)域。由于頸縮部分?jǐn)嗝鏈p小，曲線中應(yīng)變力下降，直到斷裂。b是金屬斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，稱為強(qiáng)度極限。2）金屬產(chǎn)生塑性變形的原因：能使金屬產(chǎn)生塑性變形只有切應(yīng)力。切應(yīng)力增大原子間距增大，直至打破平衡，原子產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，達(dá)到新的平衡位置，此時(shí)去除外力，原子不會(huì)恢復(fù)到原始位置，即金屬產(chǎn)生了塑性變形。4.斷裂試樣受力達(dá)到k點(diǎn)，試樣發(fā)生整體性破壞，變形過(guò)程全部結(jié)束。21. 什么是變形抗力？與塑性有何區(qū)別？變形力：壓加時(shí)使金屬產(chǎn)生塑性變形的外力。變形抗力：金屬抵抗變形的力，反映金屬變形的難易程度。兩個(gè)力的關(guān)系：變形抗力和變形力大小相等，方向相反。變形抗力與塑性

18、的區(qū)別：塑性：金屬在外力作用下，能穩(wěn)定的發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力?？梢?jiàn)與變形抗力無(wú)直接關(guān)系。通常認(rèn)為變形抗力高的金屬塑性就低，變形抗力低的金屬塑性就高。但有些金屬不是如此。而且所有金屬在高溫下都會(huì)軟化，而使金屬的變形抗力顯著降低，但不能說(shuō)他們都在高溫下具有很強(qiáng)的塑性，因?yàn)榫Я？偸请S溫度的升高而長(zhǎng)大，甚至出現(xiàn)局部的熔化等過(guò)燒現(xiàn)象，此時(shí)金屬的塑性很低。可見(jiàn)金屬的變形抗力和塑性是兩個(gè)完全不同的概念。塑性指的是金屬流變性能而言，它反映材料的變形能力。變形抗力則是針對(duì)金屬對(duì)變形的抵抗能力而言，它反映金屬變形的難易程度。22影響變形抗力的因素有哪些？ 一、化學(xué)成分1）雜質(zhì)元素的影響：同一種金屬其

19、純度越低，變形抗力越大。2）合金元素對(duì)變形抗力的影響：變形抗力提高二、組織結(jié)構(gòu)1）基體金屬：原子間的結(jié)合力大的，滑移阻力大，變形抗力就大。2）單相和多相組織單相組織：由于固溶體強(qiáng)化作用使其變形抗力比純金屬大。固溶強(qiáng)化：指合金元素溶到基體金屬（溶劑）中形成固溶體時(shí)，合金的強(qiáng)度、硬度提高的現(xiàn)象。多向組織：由于第二相的性能、結(jié)構(gòu)等不同于單相固溶體，但又是一個(gè)整體，變形時(shí)必將相互制約而使其變形較單相固溶體更為復(fù)雜，一般來(lái)講，多相組織比單相組織變形抗力大。3）晶粒大小：室溫下，晶粒越細(xì)，變形抗力越大；高溫下，晶粒越細(xì)，反而變形抗力越小原因：由于晶界處原子排列不規(guī)則，并起到阻礙位錯(cuò)的作用。在室溫下，晶界阻

20、礙位錯(cuò)移動(dòng)的能力大，晶粒越多，晶界的總面積比例越大，變形抗力大。高溫時(shí)，晶界處的原子活動(dòng)能力較強(qiáng)，原子的擴(kuò)散易在晶界處進(jìn)行，在外力作用下，晶界容易發(fā)生擴(kuò)散性流動(dòng)，高溫下晶界對(duì)變形阻礙作用顯著的減弱，甚至容易發(fā)生滑移，因此細(xì)晶粒反而變形抗力較低。三、變形溫度一般規(guī)律，變形抗力隨溫度的升高而降低。原因：溫度升高，原子的動(dòng)能增大，原子間的結(jié)合力減弱，臨界切應(yīng)力降低，另外，溫度升高，變形金屬的回復(fù)和再結(jié)晶速度加快，軟化程度增加，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，再結(jié)晶速度較高時(shí)可以全部消除加工硬化現(xiàn)象。四、變形速度的影響變形速度的增加，變形抗力增加。但在不同溫度范圍內(nèi)，變形抗力的增加程度不同原因：在常溫條件下，金屬本

21、身的抗力較大，變形熱效應(yīng)也顯著，因此變形速度提高引起的變形抗力相對(duì)增加量小。在高溫變形時(shí)，因?yàn)樵瓉?lái)的金屬變形抗力小，變形熱效應(yīng)作用相對(duì)變小，而且變形速度提高，使變形時(shí)間縮短，軟化過(guò)程來(lái)不及充分進(jìn)行，所以變形速度對(duì)變形抗力的影響作用比較明顯，當(dāng)變形溫度更高，軟化速度將大大提高，以致變形速度的影響下降。五、變形程度冷變形中，變形程度的增加必然引起加工硬化的發(fā)展，使變形抗力增加。其原因可能是由于變形程度增加使晶格畸變能增加，從而促進(jìn)了回復(fù)和再結(jié)晶，同時(shí)塑性變形能產(chǎn)生的熱量也增多，從而使變形溫度提高，變形抗力增加緩慢。在熱變形時(shí)，變形抗力與變形的長(zhǎng)度、溫度、速度均有關(guān)系。六、應(yīng)力狀態(tài)壓應(yīng)力狀態(tài)越強(qiáng)，變

22、形抗力越大。原因是，壓應(yīng)力增加了金屬原子間的結(jié)合力，消除了晶體的部分缺陷，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)難以進(jìn)行，所以大大的增加了滑移的阻力，故使變形抗力提高。七、其他因素：外摩擦及支形工具尺寸對(duì)變形抗力均有影響23. 什么是殘余應(yīng)力，基本應(yīng)力和附加應(yīng)力？殘余應(yīng)力分為哪幾種？殘余應(yīng)力引起的后果有什么？消除或減小殘余應(yīng)力的措施有哪些？1）A.基本應(yīng)力在變形過(guò)程中，由外力引起的與外力相平衡的應(yīng)力稱為基本應(yīng)力作用：使金屬處于應(yīng)力狀態(tài)，并使金屬產(chǎn)生塑性變形。特點(diǎn)：外力去除，基本應(yīng)力隨之消失。B.附加應(yīng)力：屬不均勻變形受金屬整體性限制，而引起金屬內(nèi)相互平衡的應(yīng)力。分類： 1）第一類附加應(yīng)力：由于不均勻變形而引起變形物體的一

23、部分體積與另一部體積之間產(chǎn)生的相互平衡產(chǎn)生的附加力。2）第二類附加應(yīng)力：在變形體中若干個(gè)相鄰晶粒間由不均勻變形引起的附加力3）第三類附加應(yīng)力：晶粒內(nèi)部晶格內(nèi)，發(fā)生滑移的滑移面附近原子產(chǎn)生晶格畸變引起附加應(yīng)力。C.殘余應(yīng)力：當(dāng)外力去除變形終止后，保留在變形金屬的內(nèi)部的附加應(yīng)力。與附加應(yīng)力對(duì)應(yīng)，分為三類：宏觀級(jí)、顯微級(jí)和原子級(jí)區(qū)別：附加應(yīng)力產(chǎn)生變形過(guò)程中，殘余應(yīng)力產(chǎn)生于變形后。2）殘余力的影響：A加劇了變形的不均勻性B縮短了零件的使用壽命C使制品的尺寸形狀發(fā)生變化D、使金屬的變形抗力升高、塑性降低殘余應(yīng)力的存在加劇變形物體的應(yīng)力不均勻分布，使金屬變形抗力提高，塑性降低。E、降低金屬的性能會(huì)降低金屬

24、的耐蝕性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等。3)減小或消除殘余應(yīng)力的措施1、合理的變形力學(xué)條件和工藝條件可以確保金屬產(chǎn)生較均勻的變形，從而減小殘余應(yīng)力。2、熱處理消除殘余應(yīng)力的唯一方法是熱處理,主要是回火和退火。消除殘余應(yīng)力的熱處理：加熱速度和降溫速度都要緩慢，使溫度均勻，以免產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力。3、變形后的機(jī)械處理在制品的表面再附加一些表面變形，使之產(chǎn)生新的附加應(yīng)力和殘余應(yīng)力系統(tǒng)，以抵消原有的殘余應(yīng)力或盡量降低其值。局限性：只有當(dāng)制品表面層存在殘余拉應(yīng)力才有效。因?yàn)闄C(jī)械方法使表面發(fā)生塑性變形，而中心不發(fā)生，故表面產(chǎn)生附加壓應(yīng)力。與原來(lái)的表面拉應(yīng)力相互抵消，減小或消除表面殘余應(yīng)力。表面變形的方法有：1）利用

25、滾桶使工件彼此碰撞2）噴丸3）木錘敲打表面4）表面碾壓5）表面拉拔6）沖模內(nèi)作表面矯形24. 變形和應(yīng)力分布不均勻的原因是什么？1）引起變形及應(yīng)力不均勻分布的原因主要有：接觸表面上的外摩擦，變形區(qū)幾何因素、工具和變形金屬的輪廓形狀、變形時(shí)的溫度、金屬的性質(zhì)以及金屬的剛端等。一、接觸表面的外摩擦二、變形區(qū)幾何因素三、工具的形狀與變形體的輪廓形狀。四、變形金屬的溫度不均勻五、金屬本身性質(zhì)不均勻六、變形體外端影響2）變形和應(yīng)力不均勻分布的后果1、改變變形金屬內(nèi)部的應(yīng)力分布狀態(tài)，造成金屬的破壞和歪扭，使產(chǎn)品質(zhì)量降低2、變形抗力升高，塑性下降3、增加工具局部磨損，技術(shù)操作復(fù)雜3）減輕變形區(qū)及應(yīng)力不均勻分

26、布的措施1、盡量使坯料的成分和組織均勻2、正確選定變形溫度-速度制度3、合理設(shè)計(jì)加工工具形狀4、涂層、預(yù)熱工具25. 鈦及鈦合金的間隙元素主要有哪些？有何影響？ 間隙元素主要有：碳、氮、氧、硼、氫、硅等，均對(duì)鈦及鈦合金有不良的影響。 表現(xiàn)在：（1）氮、氧、碳、硼度提高鈦的相變溫度和開始再結(jié)晶溫度，氧和氮會(huì)促進(jìn)亞穩(wěn)定相的分解，使“c”曲線向右推移。此外。氧呢個(gè)促進(jìn)相的分解，因而減小相的體積百分?jǐn)?shù)； （2）碳、氧、氮都能提高鈦的室溫抗拉強(qiáng)度，急劇降低塑性，強(qiáng)化效果按氮、氧、碳的順序遞減； （3）氮、氧、碳、硼都能提高鈦的彈性模量，碳和硼的影響最大。除硼外，氮、氧、碳均是鈦及鈦合金的雜質(zhì)元素。因此應(yīng)

27、盡量降低它們的含量，特別是氧含量。 （4）硼除了可以嚴(yán)格彈性模量，還可以細(xì)化晶粒。一般在鈦合金中微量使用。26. 氫對(duì)鈦及鈦合金的組織性能有何影響？氫是間隙性溫度元素，可固溶于相和相，也以氫化物的形式存在。氫能降低相變點(diǎn)，對(duì)鈦及鈦合金性能影響表現(xiàn)為氫脆。氫脆主要有以下類別：（1） 氫化物氫脆：氫脆的敏感性隨應(yīng)變收到的增加而增加，易出現(xiàn)在合金和（2） 應(yīng)力感生氫化物氫脆；（3） 可逆氫脆 消除措施：鈦及鈦合金的H%<0.002%時(shí)，可防止氫化物氫脆。但應(yīng)力感生氫化物完成和可逆氫脆很難避免。27. 測(cè)定合金相變的方法有哪些？主要有：金相法、X射線衍射法、高溫金相法、電阻法、膨脹法和計(jì)算法等。

28、計(jì)算公式為：T+/相變點(diǎn)=885+各元素含量×該元素對(duì)+/相變點(diǎn)的影響系數(shù)。28. 什么叫同素異晶轉(zhuǎn)變/多晶型轉(zhuǎn)變？ 金屬在固態(tài)下隨溫度的改變由一種晶格變?yōu)榱硪环N晶格的變化叫同素異晶轉(zhuǎn)變/多晶型轉(zhuǎn)變，實(shí)質(zhì)是重結(jié)晶的過(guò)程。29. 熱軋輥和冷軋輥的區(qū)別：熱軋輥一般采用凹形輥，冷軋輥一般用凸形輥。原因：熱軋時(shí)，軋輥中部的溫升較大使根據(jù)具有較大的熱膨脹，為保證沿軋件寬度上壓下均勻，應(yīng)將軋輥設(shè)計(jì)成凹形；冷軋時(shí)輥型變化受溫度影響較小，但因較大的變形抗力和加工硬化的作用，使軋輥產(chǎn)生較大的彈性彎曲和壓扁變形，所以將冷軋輥設(shè)計(jì)為凸形。30. 冷變形對(duì)金屬軋制性能有何影響？一、組織的變化1.產(chǎn)生纖維組織

29、在冷加工過(guò)程中，隨著外形的改變，其內(nèi)部的各個(gè)晶粒沿著主變形方向被拉長(zhǎng)。變形量越大，拉長(zhǎng)的越顯著。當(dāng)變形量很大時(shí)，各個(gè)晶粒會(huì)呈現(xiàn)纖維狀，這種被拉長(zhǎng)呈纖維狀的晶粒組織，稱為纖維組織。2.亞結(jié)構(gòu)細(xì)化3.產(chǎn)生變形織構(gòu)，一般是采用多次低變形量和低溫再結(jié)晶退火處理，以及加入其它合金元素來(lái)阻止再結(jié)晶織構(gòu)。二、金屬性能的變化1.機(jī)械性能：冷加工后，金屬材料的強(qiáng)度、硬度增加，塑性韌性降低，也就是加工硬化。而且變形程度越大，加工硬化程度越大。加工硬化的意義：1）強(qiáng)化金屬材料；2）加工硬化使材料的塑性降低，加工硬化的原因：冷加工變形可使晶粒變長(zhǎng)和細(xì)化，晶格畸變較嚴(yán)重，位錯(cuò)密度增加，從而使位錯(cuò)移動(dòng)的阻力增大所致。消除

30、：中間退火2. 物理、化學(xué)性能：導(dǎo)電、導(dǎo)磁性能的下降；金屬的耐蝕性下降3.各項(xiàng)異性：冷加工變形時(shí)，由于出現(xiàn)纖維組織和變形織構(gòu)，使變形后的金屬出現(xiàn)各項(xiàng)異性。31. 熱加工對(duì)金屬組織性能有何影響？1 消除鑄態(tài)金屬的某些缺陷 1.組織更致密通過(guò)熱加工可使金屬鑄錠中心的氣泡、縮孔大部分焊合，鑄態(tài)的疏松得到改善，提高了金屬的致密程度，金屬的機(jī)械性能得到提高。2.晶粒細(xì)化熱加工的金屬經(jīng)過(guò)塑性變形和再結(jié)晶的作用，可使晶粒細(xì)化，提高金屬的機(jī)械性能。熱加工金屬的晶粒大小與變形程度和終了的溫度有關(guān)。變形程度小、終了溫度高、再結(jié)晶晶核少、晶核長(zhǎng)大快，加工后得到粗的晶粒。變形程度大、終了溫度低得到細(xì)小的晶粒。但終了溫度過(guò)低，又造成加工硬化及殘余應(yīng)力。二形成熱加工纖維組織熱加工是由于鑄態(tài)組織中晶界上的各種夾雜物在高溫下，具有一定的塑性沿著變形方向被拉長(zhǎng)所致，不能通過(guò)再結(jié)晶的方法消除，可以通過(guò)變形方法來(lái)改變，如換向軋制。纖維組織使金屬產(chǎn)生各向異性，在實(shí)踐中平行于纖維組織的方向其性能好。所以熱加工的工件要比切削加工的工件具有更高的機(jī)械性能。32. 軋制變形區(qū)分為幾部分？什么叫粘著？自然咬入的條件是什么？改善咬入統(tǒng)計(jì)的途徑有哪些？（1）分為