《材料科学基础》教案 第七部分 固体材料的变形与断裂.docVIP

第七部分 固体材料的变形与断裂 一、教学目的及其要求： 通过本章学习，使学生们掌握固体材料变形的基本方式、弹性变形的机制、塑性变形的机理、塑性变形对组织与性能的影响、金属及合金强化的位错解释。 二、 主要内容 1. 弹性变形； 2．塑性变形的机理； 塑性变形对组织与性能的影响； 金属及合金强化的位错解释。 三、学时安排： 6 学时（详细安排见教学日历） 四、教学重点： 1. 弹性变形； 2．塑性变形的机理.。 塑性变形对组织与性能的影响； 变形对组织与性能的影响 五、教学难点： 弹性变形的机制； 塑性变形的机理； 金属及合金强化的位错解释。 六、教学过程：(见讲稿) 七、思考题： 1. 材料冷塑变时，主要的变形方式有那些？ 滑移与孪生有何异同？ 何为滑移带与滑移线？何为交滑移与多滑移？ 冷塑变对金属及合金的组织性能有何影响？ 何为孪生？何为孪生参数？面心立方晶体孪生过程中，原子如何切动？ 何谓形变织构？如何表示板织构与丝织构？一旦产生织构，性能上有何变化？ 用位错理论解释金属及合金形变强化。 八、作业： 1．将一根长20m，直径14mm铝棒，通过12.7mm的模具拉拔，求： 这根棒材拉拔后的尺寸； 这根棒材承受的工程应变与真应变。 2．画出体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系。 3．体心立方晶体｛110｝＜111＞；｛112｝＜111＞；｛123｝＜111＞滑移系共有多少个？可否产生交滑移？ 单晶表面为｛100｝面，假定晶体可以在任何滑移系上滑移，讨论表面上可 能见到的滑移线。 5．铜单晶临界分切应力为1Mpa，设拉力轴在图7-1中的阴影三角形中，求： 开始滑移的最小拉应力，并在阴影三角形中示意标出最小拉应力所对应的拉力轴的位置。 当拉力轴为何取向时，滑移所需拉应力最大？为什么？ 6．（001）标准极图如图 7-2，面心立方金属拉伸时，当力轴在P点时，找出初始滑移系与共轭滑移系，并解释超越现象；若力轴位于［11］点，找出全部等效滑移系，并说明两者应力-应变曲线的差异。 7．证明面心立方晶体发生孪生变形时，产生的切变量为0.707。 8．试用多晶体塑变理论解释，室温下金属的晶粒越细强度越高。 9．有一块密排六方高纯金属板（a/c=1.586），轧成薄板后产生（0001）〈110〉织构，沿轧向取样，屈服强度较低，当金属中加入一定碳后，在相同条件下拉伸屈服强度很高，请说明原因。 九、教学参考书： 1．《金属力学性质的微观理论》 哈宽富 科学出版社 1983年 2．《材料科学基础》 潘金生等 清华大学出版社 2000年 2