第六章 塑性变形习题集-附部分答案

1.简单立方晶体(100)面有1 个[]010=b 的刃位错

(a)在(001)面有1 个b =[010]的刃位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折结还是割阶？ (b)在(001)面有1 个b =[100]的螺位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折还是割阶？

解：两位错相割后，在位错留下一个大小和方向与对方位错的柏氏矢量相同的一小段位错，如果这小段位错在原位错的滑移面上，则它是扭折；否则是割阶。为了讨论方便，设(100)面上[]010=b 的刃位错为A 位错，(001)面上b =[010]的刃位错为B 位错，(001)面上b =[100]的螺位错为C 位错。

(a) A 位错与B 位错相割后，A 位错产生方向为[010]的小段位错，A 位错的滑移面是(100)，[010]⋅[100]=0，即小段位错是在A 位错的滑移面上，所以它是扭折；而在B 位错产生方向为[ 010 ]的小段位错，B 位错的滑移面是(001)， [010]⋅[001]=0 ，即小段位错在B 位错的滑移面上，所以它是扭折。

(b)A 位错与C 位错相割后，A 位错产生方向为[100]的小段位错，A 位错的滑移面是(100)，[100]⋅[100]≠0 ，即小段位错不在A 位错的滑移面上，所以它是割阶；而在C 位错产生方向为[]010的小段位错，C 位错的滑移面是(001)，[]

[]0001010=•，即小段位错在B 位错的滑移面上，所以它是扭折。

2.下图表示在同一直线上有柏氏矢量相同的2 个同号刃位错AB 和CD ，距离为x ，他们作F-R 源开动。

(a)画出这2 个F-R 源增殖时的逐步过程，二者发生交互作用时，会发生什么情况？

(b)若2 位错是异号位错时，情况又会怎样？

解：(a)两个位错是同号，当位错源开动时，两个位错向同一方向拱弯，如下图(b)所示。在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如上图(c)中的P 处所示。两段反号位错相吸对消后，原来两个位错连接一起，即形成AD 位错，余下一段位错，即BC 位错，这段位错和原来的位错反号，如上图(d)所示。在外力作用下，BC 位错也作位错源开动，但它的拱弯方向与原来的相反，如上图(e)所示。两根位错继续拱弯在如图(f)的O 及O'处再相遇，因为在相遇处它们是反号的，所以相吸对消。最后，放出一个大位错环，并回复原来的AB 和CD 两段位错，如上图(g)所示。这个过程不断重复增值位错。

(b)两个位错是反号，当位错源开动时，两个位错向相反方向拱弯，如下图(b)所示。在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如下图(c)中的P 处所示。两段反号位错相吸对消后，即形成AC 和BD 位错，如下图(d)所示。AC 和BD 位错继续滑动，它们在下图(e)的O 及O'处又相遇，在相遇处的位错也是反号的。反号位错相吸并对消，放出一个大位错环，同时恢复原来的AB 和CD 两段位错，如下图(f)所示。这个过程不断重复增值位错。

上述过程是两段位错间的距离x 不是很大的情况下发生的，如果x 很大，两个位错单独作为位错环开动，他们各自放出一个位错环，然后两个位错再合并成一个大位错环。

3．写出面心立方结构中位错反应[][]2/1122/101a a +的反应结果，这个反应能否进行？形成的位错能不能滑动？为什么？ 解：

[][][]10011221012a a a →+，根据位错反应的Frank 判据，反应式左端的柏氏矢量平方和为22222/32/a a a =+，而右端的柏氏矢量平方为a 2 ，因2a 2 >a 2，所以反应可以进行。[]1012a 位错的滑移面是(111) ，[]

1122a 位错的滑移面是()111，所以反应生成的位错线在(111) 与()111的交线[]101上，这个位错的滑移面是(001)，它不是面心立方容易滑移的滑移面，所以不易滑动。

4. 铜单晶体拉伸时，若力轴为[0 0 1]方向，临界分切应力为0.64Mpa，需要多大的拉伸力才能使晶体开始塑性变形？（10分）

5. 体心立方晶体可能的滑移面是{110}、{112}及{123}，若滑移方向为[1 11]，具体的滑移

系是哪些?

6. 铜单晶表面平行于(001)面，若晶体可以在各个滑移系滑移，画出表面出现的滑移线的

痕迹，求出滑移线间的角度。若铜晶体表面平行于(111)面，情况又如何?

7. 铝的临界分切应力为2.40×105 Pa，当拉伸轴为[001]时，引起屈服所需要的拉伸应力是

多大?

8 面心立方晶体沿[131]轴拉伸，确定如下滑移系的分切应力：(111)[ 0 1 1 ]、(111)[10 1 ]、(111)[1 1 0 ]。拉伸应力为6.9×105 Pa。

9. 分析单晶体拉伸时所发生的转动方向，说明原因。

10．画出体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系。

11．体心立方晶体｛110｝＜111＞；｛112｝＜111＞；｛123｝＜ 111＞滑移系共有多少个？

12、材料冷塑变时，主要的变形方式有那些？

13.滑移与孪生有何异同？

14、何为滑移带与滑移线？何为交滑移与多滑移？

15、冷塑变对金属及合金的组织性能有何影响？

16、何为孪生？面心立方晶体孪生过程中，原子如何切动？

17、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？

18、用位错理论解释金属及合金形变强化

19．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。

回复与再结晶

20．某单晶冷压80%，在20℃停留7天后，性能回复到一定程度。若在100℃回复到相同程度则需要50min，求该金属的回复激活能。

21．冷变形黄铜在400℃温度下完成再结晶需要1h，而390℃温度下完成再结晶需要2h，试计算420℃再结晶需要多少时间？

22．将一楔形铜片置于两轧辊滚之间轧制，画出再结晶后晶粒大小沿片长方向的变化示意图。如果加热到再结晶温度以上保温，何处先发生再结晶？

(一)填空题

1. 硬位向是指，其含义是

2．从刃型位错的结构模型分析，滑移的实质是

3．由于位错的性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值。

4. 加工硬化现象是指，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗