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材料科学基础 阶段复习 第五章 材料的形变;弹性变形-塑性变形-断裂;5.1 弹性 5.2 晶体的塑性变形;5.1 弹性;弹性变形特点:;5.2 晶体的塑性变形;单晶体的塑性变形 ——滑移; ?c取决于金属的本性,不受?,?的影响; ?或?=90?时,?s ?; ?c=?scos?cos? ?s的取值 ?,?=45?时,?s最小,晶体易滑移; 软取向:值大; 取向因子:cos?cos? 硬取向:值小。 ;4.滑移的机理 把滑移设想为刚性整体滑动所需的理论临界切应力值比实际测量临界切应力值大3-4个数量级。 滑移是通过滑移面上位错的运动来实现的。;5.滑移变形的基本特点:;单晶体的塑性变形 ——孪生;孪生与滑移的异同;单晶体的塑性变形 ——扭折;多晶体的塑性变形;多晶体的塑性变形;3.晶界对变形的阻碍作用 ? 晶粒越多,变形均匀性提高由应力集中 导致的开裂机会减少,可承受更大的变 形量,表现出高塑性。 b)晶粒越细,塑韧性提高 细晶粒材料中,应力集中小,裂纹不易 萌生;晶界多,裂纹不易传播,在断裂 过程中可吸收较多能量,表现出高韧性。;(1)固溶强化:固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。 晶格畸变,阻碍位错运动; (2)强化机制 柯氏气团强化。 (3)屈服和应变时效 现象:上下屈服点、屈服延伸(吕德斯带扩展)。 预变形和时效的影响:去载后立即加载不出现屈服现象;去载后放置一段时间或200℃加热后再加载出现屈服。 原因:柯氏气团的存在、破坏和重新形成。;合金的塑性变形——多相合金;一 对组织结构的影响 晶粒拉长; 1.形成纤维组织 杂质呈细带状或链状分布。;二 对性能的影响 1. 对力学性能的影响(加工硬化) (1)加工硬化(形变强化、冷作强化):随变形量的???加,材料的强度、硬度升高而塑韧性下降的现象。 ?;二 对性能的影响 2. 对物理、化学性能的影响 导电率、导磁率下降,比重、热导率下降; 结构缺陷增多,扩散加快; 化学活性提高,腐蚀加快。;练习及习题解答;;;8. 单晶体的临界分切应力与( )有关 A 、外力相对于滑移系的取向 B、拉伸时的屈服应力 C 、金属的类型与纯度;;;1、什么是弹性变形?并用双原子模型来解释其物理本质。 【答】弹性变形是指外力去除后能够完全恢复的那部分变形,可从原子间结合力的角度来了解它的物理本质。 原子处于平衡时,其原子间距为r0,位能U处于最低位置,相互作用力为零,这是最稳定的状 态。当原子受力后将偏离其平衡位置,原 子间距增大时将产生引力;原子间距减小 时将产生斥力。这样,外力去除后,原子 都会恢复其原来的平衡位置,所产生的变 形便完全消失,这就是弹性变形。 ;2. 为什么滑移面和滑移方向往往是金属晶体中原子排列最密的晶面和晶向? 【答】这是因为原子密度最大的晶面其面间距最大,点阵阻力最小,因而容易沿着这些面发生滑移;滑移方向为原子密度最大的方向是由于最密排方向上的原子间距最短,即位错b最小。;3.将一根长20 m,直径14.0mm铝棒,通过孔径12.7mm的模具拉拔,求: (1)这根铝棒拉拔后的尺寸; (2)这个铝棒承受的工程线应变和真应变。 【解】(1)由于拉拔前后体积不变, 所以 (2)工程应变 真应变;4. 锌单晶在拉伸前拉力轴与滑移方向的夹角为45°,拉伸后力轴与滑移方向的夹角为30°,试求试样拉伸后的延伸率。;5. 已知铜单晶体临界分切应力为1MPa,设拉力轴在图有阴影的三角形中,(1)求使该晶体开始滑移的最小拉应力,并在阴影三角形中
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