制耳现象
制耳现象名词解释
制耳现象，又称凸耳现象或耳状突起，是指在金属薄板进行深冲成形（如冲杯试验）过程中，由于材料各向异性导致的杯口边缘出现参差不齐、波浪形的突出部分。
这种现象通常发生在冷轧金属板，特别是那些具有显著机械性能差异或织构结构的金属材料上。
产生制耳现象的原因主要有：
1. 材料的各向异性：
- 金属材料在冷轧过程中会形成特定的方向性，即织构。
不同方向上的机械性能可能会有所不同，导致在成形时发生变形不均匀。
2. 加工硬化：
- 在成形过程中，金属材料局部区域的塑性降低，增加应力集中，从而加剧了制耳现象。
3. 模具设计和工艺参数：
- 模具形状、模具间隙、成形速度等工艺条件也可能影响制耳现象的严重程度。
制耳现象可以通过调整材料处理方法（例如热处理）、优化模
具设计以及选择合适的成形工艺参数来减轻或避免。
对于某些应用来说，制耳可能是不可接受的质量问题，因为它可能影响产品的外观和功能。
因此，在工业生产中需要通过科学的方法和实验研究来控制和改善这一现象。
金属塑性变形与压力加工
⑶中心等轴晶区: 由于结晶潜热的不断放出，散热 速度不断减慢，导致柱状晶生长停止，当心部液体 全部冷至实际结晶温度T1以下时，在杂质作用下以 非均匀形核方式形成许多尺寸较大的等轴晶粒。
2、铸造缺陷 铸造缺陷的类型较多，常见的有
缩孔、气孔、疏松、偏析、夹渣、 白点等，它们对性能是有害的. 缩孔：缩孔是由于液态金属结晶 时体积收缩且补缩不足造成的。 可通过改变结晶时的冷却条件和 加冒口等来进行控制。钢锭出现 缩孔在锻轧前应切除.
1、铸锭(件)的组织 铸锭(件)的宏观组织通常由三个区
组成:
⑴ 表层细晶区：浇注时， 由于冷模壁产生很大的过 冷度及非均匀形核作用， 使表面形成一层很细的等 轴晶粒区。
⑵ 柱状晶区：由于模壁温度升高，结晶放出潜热， 使细晶区前沿液体的过冷度减小，形核困难。加上 模壁的定向散热，使已有的晶体沿着与散热相反的 方向生长而形成柱状晶区。
(c) 变形80%
5%冷变形纯铝中的位错网
由于晶粒的转动，当塑性变
形达到一定程度时，会使绝
大部分晶粒的某一位向与变
形方向趋于一致，这种现象 称织构或择优取向。
无
有
各向异性导致的铜板 “制耳”
形变织构使金属呈
丝织构
板织构
现各向异性，在深
冲零件时，易产生
形变织构示意图
“制耳”现象，使零件边缘不齐，厚薄不匀。但织构
黄 铜
加热温度 ℃
㈠ 回复 回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷
及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位 与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇合 并而使缺陷数量减少等。 由于位错运动使其由冷 塑性变形时的无序状态 变为垂直分布，形成亚 晶界，这一过程称多边 形化。
江苏大学金属学原理复习题
形核功：要形成一个临界晶核，必须获得像△G*这样一部分能量，所以称△G*为临界形核功，简称形核功。
晶胚：液态金属中，时聚时散的小晶团称为晶胚临界晶核：在r＝r*时，粒子处于临界状态，因此半径r*的晶核叫做临界晶核。
动态过冷度：能保证凝固速度大于熔化速度的过冷度称为动态过冷度。
粗糙界面：在固、液两相之间的界面以微观来看是高低不平的，存在几个原子层厚度的过渡层，在过渡层中约有半数的位置为固相原子所占据。
光滑表面：在光滑界面以上为液相，以下为固相，液、固两相截然分开，固相的表面为基本完整的原子.伪共晶：不是共晶成分的合金而得到完全共晶的组织叫伪共晶。
不平衡共晶：在不平衡凝固条件下，合金冷却到共晶温度以下时仍有少量液体存在，剩余液相的成分达到共晶成分而发生共晶转变，由此产生不平衡共晶。
离异共晶：在先共晶相数量较多，而共晶体数量甚少的情况下，共晶体中与先共晶相相同的那一相将依附于已有的粗大先共晶相长大，并把先共晶体中的另一部分推向最后凝固的边界处，从而使共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。
反应扩散：通过扩散而产生新相的现象被称为反应扩散成分过冷：固溶体结晶时，尽管实际温度分布不变，但液固界面前沿液相中溶质分布发生变化，液相的熔点也随着变化，这种由于液相成分改变而形成的过冷称为成分过冷。
平衡分配系数：达到平衡时，固相线成分也液相线成分之比。
区域熔炼：对于k＜1的合金，溶质富集于末端，始端得到提纯，对于k＞1合金，溶质富集于始端，末端得到提纯。
（利用稳态凝固产生宏观偏析的原理进行金属提炼的办法）有效分配系数：结晶过程中固体在相界处的浓度和此时余下液体的平均浓度之比。
直线法则：在一定温度下，三元合金两相平衡合金的成分点和两个平衡相的成分点必然位于成分三角形内的同一条直线上，这一规律称为直线法则。
重心法则：当三元合金在一定温度下处于三相平衡时，合金的成分点为3个平衡相的成分点组成的三角形的质量重心，由此称之为重心定律。
机械工程材料试题库(有答案)
6、体心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是(
)。
A、{111}、<110>； B、{110}、<111>； C、{100}、<111>
7、在立方晶格中, 晶向指数 [UVW] 与晶面指数 (hkl) 满足 hU + kV + lW = 0 时, 则
此晶面与晶向(
)。
A、平行； B、垂直； C、成 45°夹角
3、面心立方晶格{100}、{110}、{111}晶面的原子密度分别是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、
＿＿＿＿＿＿； <100>、<110>、<111>晶向的原子密度分别是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、
＿＿＿＿＿＿。 可见, ＿＿＿＿＿＿＿晶面和＿＿＿＿＿＿＿晶向的原子密度最大。
4、与理想晶体比较, 实际金属的晶体结构是＿＿＿晶体, 而且存在＿＿＿＿＿＿。
5、三种典型金属晶格中, ＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿晶格的原子排列是最
紧密的。
6、晶格常数为 a 的面心立方晶胞, 其原子数为＿＿＿＿＿＿, 原子半径为＿＿＿＿
＿ , 配位数为＿＿＿＿＿, 致密度为＿＿＿＿＿＿＿。
7、实际金属中最常见的点缺陷是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿； 线缺陷是＿＿＿＿＿； 面
第一章 金属的晶体结构
一、 名词概念解释
1、金属键、晶体、非晶体 2、晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数 3、晶面、晶向、晶面指数、晶向指数 4、晶体的各向异性、伪各向同性 5、晶体缺陷、空位、位错、柏氏矢量 6、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒 7、晶界、亚晶界、相界
二、 思考题
1、常见的金属晶体结构有哪几种? 试画出晶胞简图, 说明其晶格常数特点。 2、α-Fe、γ-Fe、Cu 的晶格常数分别是 2.066A° 、3.64A°、3.6074A°, 求 (1) α-Fe 与 γ-Fe 的原子半径及致密度； (2) 1mm3 Cu 的原子数。 3、画出下列立方晶系的晶面及晶向 (1) (100)、(110)、(111)及[100]、[110]、[111] (2) (101)、(123)及[101]、[123]
3003铝合金材料制耳率的控制
作者简介：熊彪 （1984-），男，河南郑州人，工程师 。 收稿日期：2019-10-12
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熊 彪：3003 铝合金材料制耳率的控制
技术工程
到目标值。 A 工艺路线 （一次中间退火）：
《铝加工》
2020 年第 1 期总第 252 期
技术工程
3003 铝合金材料制耳率的控制
熊彪
（中色科技股份有限公司，洛阳 471039）
摘要：通过对比成分、终轧温度、中间退火前冷轧总加工率、中间退火制度四个因素对 3003 制耳率的影响，确定了一条合
理的工艺路线，稳定地将 3003 材料的制耳率控制在 3%以下，生产出满足用户使用要求的产品。
精整
2.2 试验方案 （1） 为了对比不同化学成分对制耳率的影
响，采用本文中的 3003A 和 3003B 两种成分进行投 料及对比试验。在其他条件相同的情况下，按照 A 工艺路线生产至成品。
（2） 为了对比不同终轧温度对制耳率的影 响，采用本文中的 3003B 成分投料，热轧时终轧温 度按照 290~300 ℃和 320~330 ℃控制。在其它条件 相同的情况下，按照 A 工艺路线生产至成品。
3 试验结果及分析
3.1 成分对制耳率的影响及分析 3003A、3003B 按照 A 工艺路线生产至 0.3 mm，
其制耳率检测结果见表 2。
表 2 不同化学成分生产至 0.3 mm 时的制耳率
成分
终轧温度/℃
制耳率/%
制耳方向
3003A
328
5.60
45°
3003B
326
4.10
45°
冷、热变形金属的组织与性能变化
苏铁健1. 冷变形金属的组织变化（1）点缺陷（空位）密度增加位错在外力作用下攀移的结果；（2）位错密度增加金属塑性变形时，位错源在外力作用下不断产生新的位错；（3）晶粒碎化塑性变形足够大时，出现位错缠结并进一步发展形成位错胞结构（中心位错密度低，胞壁处位错密度很高），使得晶粒分割成很多极小的碎块，称为晶粒碎化；剧烈冷变形金属中的位错胞（4）纤维组织随着变形量增加，晶粒沿着最大变形方向伸长，最后成为细条状，这种变形组织称为纤维组织；（5）变形织构塑性变形量足够大时，各软取向晶粒逐渐转向为硬取向晶粒，各晶粒的取向逐渐趋向一致，这种组织称为变形织构。
变形前变形后的纤维组织变形织构1）加工硬化金属随着变形量增加，其强度与硬度增加，塑性降低的现象。
原因：塑性变形中位错密度和点缺陷密度增加，使得位错滑移更为困难；软取向晶粒朝着硬取向变化。
加工硬化是不能用热处理强化的金属材料（如奥氏体不锈钢制品）提高强度的主要途径。
2）产生残余应力塑性变形在宏观和微观上的不均匀性，造成卸载后仍在其内部留存应力，称为残余应力。
根据其作用范围大小分为：宏观残余应力（第一类残余应力）遍及整个材料微观残余应力（第二类残余应力）晶粒尺度点阵畸变（第三类残余应力）晶粒内部第三类内应力是形变金属中的主要内应力，也是金属强化的主要原因。
而第一、二类内应力一般都使金属强度降低。
3）出现各向异性塑性变形产生的各晶粒取向趋于一致的组织，即变形织构，导致其力学、物理等性能呈现方向性（不同方向性能不同）。
板料的织构使板料沿不同方向变形不均匀，冲压成的零件边缘出现凹凸不平的形状，称为制耳现象。
板料冲压件的制耳现象4）物理、化学变化电阻率提高；密度下降；耐蚀性降低。
加热会增强原子的活动能力，使金属的组织和性能会通过回复、再结晶等一系列变化过程重新回到冷变形前的状态。
1）回复组织变化——加热温度较低时，原子将获得一定扩散能力。
通过原子的扩散，点缺陷密度下降，位错形成亚晶界。
长安大学机械工程材料复习资料
单选题1．欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高，应进行（Ｂ,再结晶退火).2．实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小,这说明晶体滑移机制是(Ｂ，位错在滑移面上运动）。
3．疲劳强度是表示材料抵抗（Ｂ，交变应力破坏的能力。
4．为满足钢材切削加工要求，一般要将其硬度范围处理到（Ａ，200HBS（HB200））左右。
5．冷变形是在（Ｃ、再结晶温度以下）进行的塑性变形。
6．用金属板冲压杯状零件,出现明显的‘制耳’现象，这说明金属板中存在着(Ａ,形变织构）.7．为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（Ｃ，锻造使其分布合理）.1．铁素体是碳在α－Ｆｅ中的（Ａ，间隙）固溶体。
2．渗碳体是（Ｂ,间隙化合物）.3．珠光体是(Ｃ，机械混合物）。
4．低温（变态）莱氏体是由（Ｃ,铁素体和渗碳体）两相组成的。
5．Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中,ＥＳ线是（Ｃ，碳在奥氏体中的固溶线）。
6．Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中,ＧＳ线是平衡结晶时（Ｃ,奥氏体向铁素体转变）的开始线.7．平衡结晶时，在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中ＰＳＫ线上发生的反应是(Ａ，Ａｓ－→Ｐ）。
8．平衡结晶时,在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图ＥＣＦ线上发生的反应是（B，LC→AE`+Fe3C）。
9．碳钢与白口铸铁的化学成分分界点是（Ｃ，2.11）%Ｃ。
10．用４%硝酸酒精溶液浸蚀的Ｔ１２钢的平衡组织，在光学显微镜下，其中的二次渗碳体呈（Ａ，白色网状. 11．共析钢冷至共析温度，共析转变已经开始，但尚未结束，此时存在的相为(Ａ，铁素体＋渗碳体＋奥氏体）. 12．在室温平衡组织中，４５钢中的(Ａ，珠光体的相对量)比２５钢多.13．在铁碳合金平衡组织中,强度最高的是（Ｄ，珠光体)。
14．在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（Ｂ，渗碳体）.15．在铁碳合金平衡组织中，塑性最高的是（Ａ，奥氏体）。
16．普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别是含(Ｂ,硫、磷）量不同。
17．Ｔ８Ａ钢属于(Ｃ，高级优质钢)。
轧制过程中产生耳子的原因
1.轧制过程中产生耳子的原因？（1）上架来料过大（2）张力过大，引起头尾过充满（3）导位为对中或成品机架导位换错（4）钢坯温度波动（5）轧件抖动导致间断性耳子。
解决办法（1）进入轧机轧件尺寸保证正确（2）正确配辊和辊缝设定（3）若单边耳子应检查成品机架入口导位对中情况（4）轧制过程中红坯抖动也可以产生单边耳子（5）应检查机架间张力2.改善要入条有几种方法？(1)增加轧辊直径(2)减小压下量(3)把轧件端部加工成截锥形(4)降低咬如时轧制速度(5)应用刻痕和堆焊的轧辊（6）利用冲击改善咬入条件，既强迫喂钢3.常见钢坯缺陷主要有那几种？外部缺陷：结疤、耳子、裂纹、折叠及断面形状不规则;内部缺陷：偏析缩孔、白点、内部非金属杂质。
4.影响轧制力主要原因？轧制速度、摩擦系数、轧辊直径、绝对压下量，张力、钢的化学成分、轧件厚度。
5.高速线材轧机的主要工艺特点？连续、高速、无扭轧制和控制冷却。
6.轧辊平衡装置作用？由于轧辊轴承以及压下螺丝等零件存在自重的影响。
在轧件如轧机前，这些零件之间不可避免地存在一定得间隙，若不消除这些间隙，则咬入钢时产生冲击现象，使设备严重损坏，为了消除上诉间隙，需设上辊平衡装置7.什么是折叠？指出产生原因和解决方法折叠是金属突起被轧平后引起的表面缺陷，它是连续或不连续的。
原因：有耳子被压轧造成的，解决方法：（1）正确调整料形，防止过充满（2）前架导位要对中（3）减小钢温波动.8.常用的轧辊材料有几种？锻钢、铸钢、铸铁。
9.铸铁轧辊按硬度分类有几种都叫什么？有三种：半冷硬轧辊，冷硬轧辊，无限冷硬轧辊。
10.什么叫半冷硬轧辊，冷硬轧辊，无限冷硬轧辊？半冷硬轧辊：轧辊表面没有明显的白口层，辊面硬度HS≤50；冷硬轧辊：表面有明显白口层，心部为灰口层，中间为麻口层，轧面硬度HS≥60；无限冷硬轧辊；表面口层，但白口层与灰口层之间没有明显界限，、辊面硬度HS11.在轧钢时轧辊上可能有哪些应力？弯曲应力，扭转剪应力，接触应力，由于温度分布不均匀或交替变化引起的温度应力以及轧辊制造过程中形成的残余应力。
金属的塑性变形与再结晶材料第二章
第三节 回复与再结晶
一、变形金属在加热时的组织和性能的变化 金属经冷变形后, 组织处于不稳定状态, 有自发恢复
到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小, 不稳定状态可长时间维持。加热可使原子扩散能力 增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。
黄 铜
加热温度 ℃
㈠ 回复 回复：是指在加热温度较低
韧性断口
脆性解理断口
塑性变形的形式：滑移和*孪生。 金属常以滑移方式发生塑性变形。 ㈠ 滑移 滑移是指晶体的一部分沿一定的晶
面和晶向相对于另一部分发生滑动 位移的现象。
1、滑移变形的特点 ： ⑴ 滑移只能在切应力的作
用下发生。产生滑移的最 小切应力称临界切应力.
⑵ 滑移常沿晶体中原 子密度最大的晶面和 晶向发生。因原子密 度最大的晶面和晶向 之间原子间距最大， 结合力最弱，产生滑 移所需切应力最小。
弥散强化的原因是由于硬的颗粒不易被切变，因而 阻碍了位错的运动，提高了变形抗力。
颗粒钉扎作用的电镜照片
位错切割 第二相粒 子示意图
电 镜 观 察
第二节 塑性变形对组织和性能的影响
一、产生纤维组织 金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的晶粒也
相应地被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒将被拉长为纤维状， 晶界变得模糊不清。 二、产生加工硬化 随着形变量的增大，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑 性变形抗力迅速增大，使硬度和强度升高，塑性和韧性下降。
沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面和滑移 方向。通常是晶体中的密排面和密排方向。
一个滑移面
和其上的一
个滑移方向
构成一个滑
移系。
三种典型金属晶格的滑移系
晶格
体心立方晶格
工程材料复习资料+试卷工程材料知识重点
知识重点工程材料一、填空题1、晶粒中的主要三种晶体结构及代表元素为：体心立方晶格a-Fe 、Cr 、Mo 、W 、V ，面心立方晶格Cu 、Al 、Ni 、Au 、Ag ，密排六方晶格Be 、Mg 、Zn 、Cd 、a-Ti ；晶格常数为： 棱边长度a 、b 、c ，棱边夹角 γβα、、。
2、结晶的必要充分条件是： 具有一定的过冷度 ，冷却速度愈快，过冷度愈大 。
3、点缺陷的种类有：空位、间隙原子、和臵换原子；位错属于线缺陷 ，提高位错密度是 金属强化 的重要途径之一。
4、在金属结晶过程中，晶核的形成有两种形式：自发形核（均质形核）和非自发形核（异质形核）。
且非自发形核比自发形核更重要，往往起 优先及主导 作用。
5、冷却速度愈大，过冷度也愈大，结晶后的晶粒也 愈细 ，金属的强度、塑性和韧性愈好 。
6、通常把通过细化晶粒来改善材料性能的方法称为 细晶强化 ，控制晶粒大小的主要方法有： 增大过冷度 和 变质处理 。
（P16）7、某些金属，如Fe 、Ti 、Co 等在固态下的晶体结构随外界条件（如温度、压力）而变化的现象 ，称为同素异构转变。
（P16铁的同素异构）8、强度和塑性 是材料最重要、最基本的力学性能指标。
9、材料在交变应力的长期作用下发生的突然断裂现象 称为疲劳。
10、 金属材料在高温下，即使工作应力小于屈服点，也会随时间的延长而缓慢地产生塑性变形，这种现象称为蠕变 11、 MPa 8860010001.0=σ ：（蠕变强度） 表示在600摄氏度条件下，1000小时内，产生0.1％蠕变变形量所能承受的最大应力值为88MPa 。
12、MPa 186800100=σ ：（持久强度）表示在800摄氏度条件下，工作100小时所能承受的最大断裂应力为186MPa 。
13、当温度降至某一值Tk 时，冲击功Ak 会急剧下降，使材料呈脆性状态，这种现象称为冷 脆 。
冷脆转化温度愈低表明材料的低温性能愈好。
14、所谓滑移，就是在切应力的作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向产生滑动。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
图1-12 面心立方晶格金属形变织构示意图
织构的形成使多晶体金属出现各向异性，在冲压复杂形 状零件(如汽车覆盖件等)时，产生不均匀塑性变形则可能导致 工件报废。但是，也可利用织构现象来提高硅钢板的某一方向 的磁导率。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
二、 冷塑性变形对金属性能的影响 1. 产生加工硬化
金属材料随着冷塑性变形程度的增大，强度 和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称 为加工硬化或冷作硬化，这也是冷塑性变形后的 金属在力学性能方面最为突出的变化。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
显然，加工硬化是金属内部组织结构发生变化的宏观表 现。经冷变形后，晶界总面积增大，位错密度也增大，位错 线间的距离减小，彼此干扰作用明显增强，使得能够产生滑 移变形的潜在部位减少，从而导致滑移阻力增加，塑性变形 能力降低。再则，金属冷变形后，原来的晶粒破碎了，形成 许多亚结构，在亚晶粒边界上聚集着大量位错，产生严重的 晶格畸变，也对滑移过程产生巨大阻碍。所有这些都使金属 变形抗力升高，塑性和韧性降低。图1-13是ωC=0.3%碳钢冷 轧后力学性能的变化。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
图1-14 制耳现象
但是织构现象在有些方面是 可以利用的。例如，生产变压器 硅钢片时，其晶格为体心立方， 沿［100］晶向最易磁化，如采 用具有织构取向的硅钢片制作铁 芯，使其［100］晶向平行于磁 场方向，则其磁导率显著增大， 从而提高变压器效率金属组织和性能的影响
图1-13 ωC=0.3%碳钢冷轧后力学性能的变化
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
加工硬化使金属强化是以牺牲金属的塑性、韧性为 代价的，而且在冷变形加工过程中随着加工硬化现象的 产生要不断增加机械功率，故对设备和工具的强度提出 了较高要求，随着材料塑韧性的下降，也可能发生脆性 破坏。此外，加工硬化也使冷轧、冷拔、冲压等成形工 艺增加能耗，为恢复塑性继续进行冷变形往往要进行中 间退火，这就使生产周期延长，成本增加。
机械工程材料-思考与练习题答案
能
10. 金属再结晶后的晶粒大小与（ ）和（ ）有关。预先变形度；再结晶温度
11. 工业金属不能在（ ）变形度进行变形，否则再结晶后的晶粒（ ），使机械性能（ ）。
２-10％临界；粗大；降低
12. 铸钢锭经过热轧后，粗大的晶粒会（ ），缩松、气孔等缺陷会（ ），并且还会出现
（
）组织。细化；焊合；流线或纤维
晶粒细化
16. 金属热加工纤维组织是（ ）呈纤维状，此种组织的机械性能呈现（ ）。夹杂物及枝晶
偏析；方向性
17. 钢的锻造温度高于（
）温度，故属于（ ）加工。再结晶；热
18. 材料的弹性模量愈高，其刚度愈（ ）。刚度（ ）通过热处理改变；材料一定时，可通
过（ ）和（
）的方法来提高零件的刚度。高；不能；增加零件的横截面积；
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A，去应力退火 B，再结晶退火 C，完全退火 D，重结晶退火
3. 实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小，这说明晶体滑移机制是（ ）。B
A，滑移面的刚性移动 B，位错在滑移面上运动 C，空位、间隙原子迁移 D，晶界迁移
A，属于热加工 B，属于冷加工 C，不是热加工或冷加工 D，无法确定
7. 晶体滑移总是沿着（ ）晶面和晶向进行。A
A，原子密度最大的 B，与外力成 45 度的 C，任意的 D，原子密度最小的
8. 为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（
）。C
A，热处理消除 B，切削来切断 C，锻造使其分布合理 D，锻造来消除
相作用。∨ 5. 金属化合物以细小颗粒或片状均匀分布在固溶体中会使强度提高，化合物愈细小、分布愈均
工程材料复习资料
工程材料复习资料《习题一》班级：姓名：学号：一、填空题1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料；金属材料又可分为黑色金属和有色金属两类；非金属材料主要有无机非金属材料、高分子材料。
2、常见的金属晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方三种, α-Fe、Cr、W、Mo属于体心立方，γ-Fe、Al、Cu、Ni 属于面心立方，而Be、Mg、Zn、Cd属于密排六方。
3、三种典型金属晶格中，面心立方、密排六方晶格的原子排列是最紧密的。
4、如图立方晶胞中OA 的晶向指数为＿[121]＿，与此晶向垂直的晶面的晶面指数是 (121)5、铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（细晶区）、（柱状晶区）和心部等轴晶粒区。
6、冷深冲件出现“制耳”现象, 是由于原板材在轧制时组织出现了各向异性。
7、冷拉拔钢丝, 如变形量大, 拉拔工序间应穿插再结晶退火, 目的是消除加工硬化.8、细化晶粒的主要方法有（增加过冷度）和（变质处理）。
二、选择题1、在金属中能够完整地反映出晶格特征的最小几何单元叫( A )。
A、晶胞； B、晶格； C、晶体2、单晶体的性能特点是(B )。
A、各向同性；B、各向异性；C、无规律3、实际金属结晶后往往形成( C ), 使性能呈无向性。
A、单晶体； B、多晶体； C、非晶体4、实际金属中存在许多缺陷, 其中晶界属于( C )。
A、点缺陷； B、线缺陷； C、面缺陷 5、冷变形金属经回复后, ( B )。
A、消除了加工硬化；B、显著降低了内应力；C、细化了晶粒 6、合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为( B )。
A、组元； B、相； C、组织三、判断题( √) 3、空间点阵相同的晶体, 它们的晶体结构不一定相同。
(√ ) 4、在铁水中加入硅铁颗粒, 使铸铁晶粒细化, 这种方法称为变质处理。
( x ) 1、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”。
三、名词解释加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低，这称加工硬化。
板料深拉中产生的制耳的原因
板料深拉中产生的制耳的原因
板料深拉中产生制耳的原因可能有以下几点：
1. 材料强度不均匀：板料的强度分布不均匀，一般在厚度方向上会存在差异。
在深拉过程中，由于材料的变形，强度较低的区域容易引起制耳。
2. 板料内部缺陷：板料内部可能存在气孔、夹杂物、晶粒等缺陷，这些缺陷容易导致局部应力集中，进而引起制耳。
3. 加工工艺不当：深拉过程中，如果加工参数设置不合理，如拉伸速度过高、模具设计不合理等，容易导致局部应力集中，从而使制耳现象发生。
4. 材料的屈服强度不足：如果材料的屈服强度较低，那么在深拉过程中容易发生过度变形，从而导致制耳。
综上所述，板料深拉中产生制耳的原因主要包括材料强度不均匀、板料内部缺陷、加工工艺不当以及材料的屈服强度不足等。
为了减少制耳的发生，可以采取合理的材料选择、优化加工工艺参数、加强材料质量控制等措施。
工程材料及成型技术基础第3章 金属的塑性变形
吊钩内部的纤 维组织 （左：合理； 右：不合理， 应使纤维流线 方向与零件工 作时所受的最 大拉应力的方 向一致）
43
3）热加工常会使复相合金中的各个相沿着加工变形 方向交替地呈带状分布，称为带状组织。 带状组织会使金属材料的力学性能产生方向性，特 别是横向塑性和韧性明显降低。一般带状组织可以通过 正火来消除。
滑移面 +
滑移方向
=
滑移系
原子排列 密度最大的 晶面
滑移面和 该面上的一 个滑移方向
三种典型金属晶格的滑移系
晶格 滑移面 {110}
体心立方晶格 {111} {110}
面心立方晶格
密排六方晶格
{111}
滑移 方向
滑移系
6个滑移面
×
2个滑移方向
=
12个滑移系
BCC
4个滑移面
×
3个滑移方向
=
12个滑移系
35
这是因为此时的变形量较小，形 成的再结晶核心较少。当变形度 大于临界变形度后,则随着变形度 的增大晶粒逐渐细化。当变形度 和退火保温时间一定时，再结晶 退火温度越高，再结晶后的晶粒 越粗大。
36
再结晶晶粒大小随加热温 度增加而增加。
临界变形度处的再结晶 晶粒特别粗大
变形度大于临界变形 度后,随着变形度的增 大晶粒逐渐细化
41
(2) 出现纤维组织 在热加工过程中铸态金属的偏析、 夹杂物、第二相、晶界等逐渐沿变 形方向延展，在宏观工件上勾画出 一个个线条，这种组织也称为纤维 组织。纤维组织的出现使金属呈现 各向异性，顺着纤维方向强度高， 而在垂直于纤维的方向上强度较低。 在制订热加工工艺时，要尽可能使 纤维流线方向与零件工作时所受的 最大拉应力的方向一致。
机械工程材料-思考与练习题答案
4. 经塑性变形后金属的强度、硬度升高，这主要是由于（ ）造成的。A
A，位错密度提高 B，晶体结构改变 C，晶粒细化 D，出现纤维组织
5. 用金属板冲压杯状零件，出现明显的“制耳”现象，这说明金属板中存在着（ ）。A
A，形变织构 B，位错密度太高 C，过多的亚晶粒 D，流线（纤维组织）
6. 已知钨的熔点为 3380℃，在 1000℃对其进行压力加工，该加工（ ）。B
提高；降低；加工硬化
5. 金属经塑性变形以后，金属的晶粒（ ），亚晶粒（ ），位错（ ）。形状改变；尺寸
变小、数目增加；密度增加
6. 金属晶体的滑移是通过（ ）运动来实现的，而不是晶体一部分相对另一部分的刚性滑动，
因此实际临界（ ）应力值很小。位错；分切
7. 纯金属结晶后进一步强化的唯一方法是依靠（ ）来实现的，降低纯金属强度的工艺方法
13. 用热轧圆钢通过锻造生产零件毛坯，应力求使流线与零件所受最大拉应力方向（ ），与切
应力或冲击力方向（ ）。一致或平行，垂直
14. 加工硬化在工业应用中的有利方面是（ ）、（ ）和（ ）；特别是对（ ）材料更
为重要。强化金属;使压力加工方法能实现;提高零件使用安全,热处理不能强化的金属
15. 铸态组织，经热加工后，（ ）、（ ）及（ ）等得到改善。气孔焊合，提高致密度；
1. 常见的金属的塑性变形方式有（ ）和（ ）两种类型。滑移；孪生
2. 铜的多晶体要比单晶体的塑性变形抗力（ ），这是由于多晶体的（ ）和（ ）阻碍
位错运动造成的。大；晶界；相邻晶粒的位向不同
3. 金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈（ ）、塑性韧性愈（ ），这种现象称为（ ）
强化。高；好；细晶
4. 金属随塑性变形程度的增加，其强度、硬度（ ），塑性、韧性（ ），这种现象称为（ ）。
材料力学性能-第一章-塑性变形(2)
2022年2月20日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日
按以上准则，采用屈服强度高的材料，可减 小机件的体积或尺寸。但屈服强度过高会增大屈 强比，不利于应力重新分布，易引起脆性断裂。 在脉冲束辐照产生的热激波、高速碰撞及爆炸等 产生的冲击波这类强动载荷作用下，材料显现出 的屈服强度与静态载荷作用时的屈服强度不同， 因此，在工程实际中，对于强动载荷常常采用动 态屈服强度，它约为静态屈服强度的2~4倍。
2022年2月20日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日
图1-31为低碳钢和黄铜 拉伸时的应力应变曲线。
A－上屈服点 C－下屈服点
0.2
屈服 伸长
A
C
低碳钢 黄铜
AC－屈服平台
对于没有明显屈服点的材料， 用人为规定的办法确定屈服
O
0.2％
图1-31 屈服现象示意图
点：0.01％； 0.05％； 0.2％；
变正形火84态0％
图1-29 工业纯铁在塑性变 形前后的组织变化
2022年2月20日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日
在塑性变形过程中，当变形 达到一定程度(70％以上)时，绝大 部分晶粒的位向与外力方向趋于 一致，这种现象称为形变织构或 择优取向，如图1-30所示。形变织 构使金属呈现各向异性，在深冲 零件时易产生“制耳”现象，使 零件边缘不齐，厚薄不均。 对性能的影响：随变形量增加， 金属的强度、硬度提高，塑性、 韧性下降，称为加工硬化。
材料力学性能
Mechanical properties of materials
第一章：塑性变形（2）
2022年2月20日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日
孪生是塑性变形的另一种重要形式，
金属材料的基础知识—金属的冷、热加工及再结晶(航空材料)
无
有
各向异性导致的铜板 “制耳”
（3）产生残余内应力
① 残余内应力：平衡于金属内部的应力，由金属内部不均匀变形引起。 ② 分类
宏观内应力－金属表层和心部变形不均匀； 微观内应力－相邻晶粒变形不均匀； 晶格畸变应力－位错等缺陷的增加造成，变形强化原因。
③ 残余内应力的危害 引起零件加工过程变形、开裂。 降低耐蚀性
自由锻
模锻
轧制
正挤压
反挤压
拉拔
冲压
多晶体的塑性变形
多晶体的塑性变形
晶内变形：许多个单晶塑性变形的总和 晶间变形：晶粒间的滑移和转动
晶粒越细
变形分散在更 多的晶粒内
晶界越多 越曲折
变形更 均匀
不利于裂 纹传播
不产生过分的 应力集中现象
断裂前发生较 大的塑性变形
晶粒越细，强度越高、塑性韧性越好
3. 塑性变形后金属的组织与性能
④ 残余内应力的消除或降低 —— 去应力退火
金属的冷热变形加工
一、金属的冷、热变形加工
1. 冷、热加工的概念及特征
概念 特征
热加工
在再结晶温度以上的塑性 变形（热变形）
金属材料产生的加工硬化 现象被消除，且变形抗力 小，加热可提高材料塑性
冷加工
在再结晶温度以下的塑性 变形（冷变形）
材料有加工硬化现象、变 形抗力大、低塑性材料变 形困难
单晶体的塑性变形方式：滑移和孪生。 最基本、最重要的变形方式
（1）滑移：
在切应力的作用下，晶体的两个部分之间沿一定晶面（滑移 面）和晶向（滑移方向）发生的相对移动。 ① 滑移原理
图1 晶体在切应力作用下的变形 a.未变形 b.弹性变形 c.弹塑性变形 d.塑性变形