【材料科學(xué)基礎(chǔ)經(jīng)典習(xí)題及答案】考試試題

2023〔后附具體答案〕鋅單晶體試樣的截面積A＝78.5mmz，經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)6-16-1τk析有無規(guī)律。線，說明取向因子對(duì)屈服應(yīng)力的影響。表6-1 鋅單晶體拉伸試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)屈服載荷620252184148174273525／Nφ/(°)8372.56248.530.517.65λ/(°)25.5263466374.882.5低碳鋼的屈服點(diǎn)與晶粒直徑d6-2d與，，是否符合霍爾配奇公式?試用最小二乘法求出霍爾—配奇公式中的常數(shù)。表6-2 低碳鋼屈服極限與晶粒直徑d/mmd/mm400501052σ86121180242345s/(kPa)s/(kPa)a[110]面上柏氏矢量b=2 的螺型位錯(cuò)線上所受的力(aCu＝0.36nm)。給出位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)陣阻力與晶體構(gòu)造的關(guān)系式。說明為什么晶體滑移通常發(fā)生在原子最密排的晶面和晶向。5移。這種結(jié)論是否正確?請(qǐng)說明緣由及此結(jié)論適用的條件。純銅的{111}[110]滑移系的臨界切應(yīng)力rc

為1MP(1)要111)面上產(chǎn)生[101)方向的滑移，則在[001]方向上應(yīng)施加多大的應(yīng)力?(2)要使(111)面上產(chǎn)生[110]方向的滑移呢?證明體心立方金屬產(chǎn)生孿生變形時(shí)，孿晶面沿孿生方向的切應(yīng)變0.707。試比較晶體滑移和孿生變形的異同點(diǎn)。試用位錯(cuò)理論解釋低碳鋼的屈服。舉例說明呂德斯帶對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響及防止方法。纖維組織及織構(gòu)是怎樣形成的?它們有何不同?對(duì)金屬的性能有什么影響?簡(jiǎn)要分析加工硬化、細(xì)晶強(qiáng)化、固熔強(qiáng)化及彌散強(qiáng)化在本質(zhì)上有何異同。100/cm2增至400個(gè)/cm21運(yùn)動(dòng)。試分析氣泡阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的機(jī)制和確定切應(yīng)力的增值r。陶瓷晶體塑性變形有何特點(diǎn)?強(qiáng)度總是高于抗拉強(qiáng)度?5370GPa，假設(shè)270GPa，試求其孔隙度。為什么高聚物在冷拉過程中細(xì)頸截面積保持根本不變?將已冷拉回復(fù)?答案明，試驗(yàn)結(jié)果符合臨界分切應(yīng)力定律τ＝σ(2)屈服應(yīng)力σk m s向因子，m2.176．單滑移是指只有一個(gè)滑移系進(jìn)展滑移。滑移線呈一系列彼此平行滑移系的滑移面之間及滑移方向之間都交滑移是指兩個(gè)或兩個(gè)以上折線或波浪狀。只是螺位錯(cuò)在不同的滑移面上反復(fù)“擴(kuò)展”的結(jié)果。10．滑移帶一般不穿越晶界。假設(shè)沒有多滑移時(shí)，以平行直線和波浪2.19(a)，它可以通過拋光而去除。所示。孿晶與基體位向不同，不能通過拋光去除。2。19(c)所示，且不能通過拋光去除。“釘扎”作用，致使σs

上升。而位錯(cuò)一旦擺脫氣團(tuán)的釘扎，便可在故不消滅屈服點(diǎn)。但假設(shè)卸載后，放置較長時(shí)間或稍經(jīng)加熱后，再進(jìn)展時(shí)使工件外表粗糙不平。其解決方法，可依據(jù)應(yīng)變時(shí)效原理，將鋼板1％～2％的壓下量)工序，使屈服點(diǎn)消退，隨后進(jìn)展沖壓成型，也可向鋼中參與少量Ti，A1及C，N等形成化合物，以消退屈服點(diǎn)。12料外，還使材料中的不熔雜質(zhì)、其次相和各種缺陷發(fā)生變形。由于晶于橫向強(qiáng)度。這是由于在橫斷面上雜質(zhì)、其次相、缺陷等脆性、低強(qiáng)度“組元”的截面面積小，而在縱斷面上截面面積大。當(dāng)零件承受較。金屬在冷加工以后，各晶粒的位向就有確定的關(guān)系。如某些晶面工，而這里主要是指形變織構(gòu)。無論從位向還是從性能看，有織構(gòu)的生(0001)<1120金屬的熱循環(huán)生長等。但有些狀況下也有其有利的一面。13．加工硬化是由于位錯(cuò)塞積、纏結(jié)及其相互作用，阻擋了位錯(cuò)的進(jìn)dGb

ss

Kd21；01；且晶粒細(xì)小時(shí)，變形均勻，應(yīng)力集中小，裂紋不易萌生和傳播。固熔散強(qiáng)化是由于位錯(cuò)繞過、切過其次相粒子，需要增加額外的能量(如外表能或錯(cuò)排能)；同時(shí)，粒子四周的彈性應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)產(chǎn)生交互作用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。14．氣泡阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的機(jī)制是由于位錯(cuò)通過氣泡時(shí)，切割氣泡，增了金屬鎢的強(qiáng)度。設(shè)位錯(cuò)的柏氏矢量為b，氣泡半徑為r，則位錯(cuò)切割氣泡后增加的氣泡—金屬間界面面積為A＝2rb。設(shè)氣泡—金屬的比界面能為σ，則界面能增值為2rbσ。假設(shè)位錯(cuò)切割一個(gè)氣泡的切應(yīng)2rσ=?τ’當(dāng)氣泡密度為n?τ=n?τ’=2nrσ可見，切應(yīng)力增值與氣泡密度成正比。15特定的并具有方向性，如附圖2.20(a)所示。當(dāng)位錯(cuò)以水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，必需破壞這種特別的原子鍵合，而共價(jià)鍵的結(jié)合力是很強(qiáng)的，位不管是單晶體還是多晶體，都是脆的。根本上是離子鍵鍵合的陶瓷，它的變形就不一樣。具有離子鍵的單晶體，如氧化鐵和氯化鈉，在室2.20(b)所示，當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)一個(gè)原子間距時(shí)，同號(hào)離子45°方向而不是水平方，由于滑移系統(tǒng)較少而難以實(shí)現(xiàn)，結(jié)果在晶界產(chǎn)生開裂，最終導(dǎo)致脆性斷裂。16陶瓷晶體與金屬不同，具有先天性微裂紋。在裂紋尖端，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)峻裂強(qiáng)度或理論屈服強(qiáng)度(由于陶瓷晶體中可動(dòng)位錯(cuò)很少，而位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)又很困難，故一旦到達(dá)屈服強(qiáng)度就斷裂了)。反過來，也可以計(jì)算當(dāng)15的，而壓縮強(qiáng)度是由裂紋的平均尺寸打算的。玻璃態(tài)高聚物在T～Tb g

之間或局部結(jié)晶高聚物在T～Tg m

之間的典處，使得該處愈拉愈細(xì)，而是頸縮區(qū)擴(kuò)大，不斷沿著試樣長度方向延長2.21X加，都漸漸發(fā)生了沿外力方向的定向排列。由于鍵的方向性(主要是共價(jià)鍵)在產(chǎn)生定向排列之后，產(chǎn)生了應(yīng)變