第五章 金属的塑性变形与再结晶作业题答案

δ +A
A
3
L+Fe3C
Le F F+A 4 5 S Le' P+ Fe3C 6 .6 9 % Fe3C
W F先 P+F Fe W A ˊ 0 .7 7 %
F e -F e 3 C 二 元 相 图
铝棒长度方向上的组织分布情况 作业4 作业 作业4 作业
A B
5 0 0℃
℃区域
C
264℃
B A
0℃
D C
第四章作业答案-9 第四章作业答案
5：用以下三种方法制成齿轮，那种方法较为理想？ ：用以下三种方法制成齿轮，那种方法较为理想？ 用厚钢板切成圆饼，再加工成齿轮。 ⑴：用厚钢板切成圆饼，再加工成齿轮。 由粗棒料切下圆饼，再加工成齿轮。 ⑵：由粗棒料切下圆饼，再加工成齿轮。 用圆棒热镦成圆饼，再加工成齿轮。 ⑶：用圆棒热镦成圆饼，再加工成齿轮。
第四章作业答案-5 第四章作业答案
3：为什么细晶粒金属不但强度高，而且塑性韧性 ：为什么细晶粒金属不但强度高， 也好？试用多晶体塑性变形特点加以说明。 也好？试用多晶体塑性变形特点加以说明。
解：
细晶粒金属不但强度高， 细晶粒金属不但强度高，而且塑性韧性也 好的缘由： 好的缘由：
⑴：塑性提高 晶粒小细小,单位体积内晶粒数目多 同样变形量下 晶粒小细小 单位体积内晶粒数目多,同样变形量下 单位体积内晶粒数目多 同样变形量下, 变形分散在更多的晶粒内进行；变形更均匀变形， 变形分散在更多的晶粒内进行；变形更均匀变形，降 低裂纹的形成与发展可能性， 塑性提高。 低裂纹的形成与发展可能性，使塑性提高。
第四章作业答案-6 第四章作业答案 解：
⑵：提高强度 晶粒细小,单位体积内晶粒数目多 单位体积内晶 晶粒细小 单位体积内晶粒数目多,单位体积内晶 单位体积内晶粒数目多 界面积增加，阻碍变形与裂纹扩展，提高强度。 界面积增加，阻碍变形与裂纹扩展，提高强度。 ⑶：提高韧性 晶粒细小,阻碍裂纹的产生与扩展， 晶粒细小 阻碍裂纹的产生与扩展，使金属在断 阻碍裂纹的产生与扩展 裂前能吸收更多的能量提高强度，提高韧性。 裂前能吸收更多的能量提高强度，提高韧性。
第四章作业答案-1 第四章作业答案
1：名词解释：滑移；加工硬化；织构；纤维组织。 ：名词解释：滑移；加工硬化；织构；纤维组织。
解：
滑移： 滑移：
晶体的一部分沿着一定晶面和晶向相对于另一 部分发生滑动的现象。 部分发生滑动的现象。 如滑移示意图 加工硬化： 加工硬化： 对金属进行塑性变形，随着变形程度增加， 对金属进行塑性变形，随着变形程度增加，金 属的强度、硬度增加与塑性、韧性下降的现象。 属的强度、硬度增加与塑性、韧性下降的现象。
本章作业题答案结束
滑移示意图
P P P
作业1 作业
P P P
滑移示意图 剪切面积S
晶粒形貌
还原
正常晶粒
亚结构
钎维组织
重结晶
还原
A 0.60% → A ˊ0.77% + F先0.0218%
E： 4-5点，从奥氏体 中 析出先铁素体 先。 ： 点 从奥氏体A中 析出先铁素体F
δ
F
δ +L
1 2
L L+A
解：
第四章作业答案-4 第四章作业答案
⑵：再结晶晶核长大一般指金属加热到再结晶 再结晶晶核长大一般指金属加热到再结晶 温度以上， 温度以上，由畸变晶粒通过形核与长大而形成新的无 畸变的等轴小晶粒的过程，形成等轴细小晶粒。 畸变的等轴小晶粒的过程，形成等轴细小晶粒。 再结晶晶粒长大一般指金属再结晶过程完成后继 再结晶晶粒长大一般指金属再结晶过程完成后继 续保温（或升温），晶粒晶界自发移动， ），晶粒晶界自发移动 续保温（或升温），晶粒晶界自发移动，使晶粒继续 长大，使力学性能下降的过程。 长大，使力学性能下降的过程。 ⑶：热加工： 热加工： 冷加工： 冷加工： 再结晶温度以上的变形加工。 再结晶温度以上的变形加工。 再结晶温度以下的变形加工。 再结晶温度以下的变形加工。
第四章作业答案-2 第四章作业答案 解：
纤维组织： 纤维组织：
对金属进行塑性变形， 对金属进行塑性变形，随着变形程度增加 （50%～70%，使金属两向受力，单向延伸）， ～ ，使金属两向受力，单向延伸）， 金属内部晶粒被压成纤维状组织 纤维状组织。 金属内部晶粒被压成纤维状组织。
第四章作业答案-3 第四章作业答案
第四章作业答案-7 第四章作业答案
4：将一根熔点Tm=660℃经形变为 ：将一根熔点 ℃经形变为70%的冷拔铝 的冷拔铝 长棒插入盛装冰水的水槽中，并维持水温不变，另 长棒插入盛装冰水的水槽中，并维持水温不变， 一端加热至500℃，保温一个小时后，停止加热， 一端加热至 ℃ 保温一个小时后，停止加热， 待试样完全冷却后， 待试样完全冷却后，试分析铝棒长度方向上的组织 和硬度分布情况。 和硬度分布情况。
铝棒长度方向上温度分布如组织分布情况 图所示， 图所示， D区域与 附近区域温度远低于回复温度，保持原始 区域与C附近区域温度远低于回复温度 区域与 附近区域温度远低于回复温度， 纤维组织不变， 区域温度已达到再结晶温度 区域温度已达到再结晶温度， 纤维组织不变，B区域温度已达到再结晶温度，组织 为细小等轴晶粒， 到 之间区域 随温度增高， 之间区域， 为细小等轴晶粒， B到A之间区域，随温度增高，呈 愈来愈大的等轴晶粒。 愈来愈大的等轴晶粒。
解：
），齿坯内 第⑶种方法较为理想，经热镦（形变），齿坯内 种方法较为理想，经热镦（形变），
部组织流线与轮廓匹配良好如齿坯内部组织流线 部组织流线与轮廓匹配良好如齿坯内部组织流线 图，流线方 向与切应力（冲击力）方向垂直，并与正应力方向一致如齿 向与切应力（冲击力）方向垂直，并与正应力方向一致如齿 轮破坏示意图； 方法内部组织流线被切断（不连续）， 轮破坏示意图；⑴、 ⑵方法内部组织流线被切断（不连续）， 且流线方向与切应力（冲击力）方向一致， 且流线方向与切应力（冲击力）方向一致，并与正应力方向 垂直。 垂直。
2：名词比较： ：名词比较： 再结晶、重结晶与结晶。 ⑴：再结晶、重结晶与结晶。 再结晶晶核长大与再结晶晶粒长大。 ⑵：再结晶晶核长大与再结晶晶粒长大。 冷加工与热加工。 ⑶：冷加工与热加工。
解：
⑴：结晶是液态金属冷却到一定温度时，原子 结晶是液态金属冷却到一定温度时， 是液态金属冷却到一定温度时 从无序状态转变为有序状态， 从无序状态转变为有序状态，金属从液态转变为晶体 的过程。 的过程。
第四章作业答案-3 第四章作业答案 解：
再结晶：金属加热到再结晶温度以上， 再结晶：金属加热到再结晶温度以上，由畸变晶 粒通过形核与长大而形成新的无畸变的等轴小晶粒的 过程（均为固态，发生于形变金属，没有相变）。 过程（均为固态，发生于形变金属，没有相变）。 重结晶：固态金属（合金） 重结晶：固态金属（合金）加热或冷却通过相变 相变温度） 点（相变温度）时，从一种晶体结构转变为另一种晶 体结构的过程（均为固态，不限于形变金属， 体结构的过程（均为固态，不限于形变金属，有相 变）。
解：
第四章作业答案-8 第四章作业答案
性能： 再结晶温度（ 性能： 再结晶温度（D—B区域，回复与回复温度 区域， 区域 以前区域）之前，铝长棒机械性能（硬度）没有明 以前区域）之前，铝长棒机械性能（硬度） 显变化（ 显变化（仅有极少数偏离平衡位置原子回到平衡位 置或向平衡位置靠近，畸变程度基本未得到缓减， 置或向平衡位置靠近，畸变程度基本未得到缓减， 形变强化作用依然存在）。 形变强化作用依然存在）。 B区域温度达再结晶区域机械性能（硬度）明显 区域温度达再结晶区域机械性能（ 区域温度达再结晶区域机械性能 硬度） 下降（畸变程度得到缓减，形变强化消除）。 下降（畸变程度得到缓减，形变强化消除）。 B到A之间区域，随温度增高，晶粒长大机械性 之间区域， 到 之间区域 随温度增高， 硬度）下降（细晶强韧化， 能（硬度）下降（细晶强韧化，粗晶粒强度韧性下 ）。如 降）。如硬度分布情况 图
解：
铝再结晶温度T 铝再结晶温度 再=0.4 × 660=264 ℃ 如铝棒长度方向上的组织分布情况 如铝棒长度方向上的硬度分布情况
第四章作业答案-7 第四章作业答案 解：
组织： 组织： 如组织分布情况 形变为70%的冷拔铝长棒按题示装置加热， 的冷拔铝长棒按题示装置加热， 形变为 的冷拔铝长棒按题示装置加热
D
D
C
B
A
铝棒长度方向上的硬度分布情况 作业4 作业 作业 4
硬度
D
C

B
A
齿坯内部组织流线
作业5 作业
⑶方法
⑴方法
⑵方法
齿轮轮廓内部组织流线
齿轮破坏示意图-1 齿轮破坏示意图
齿轮破坏示意图-2 齿轮破坏示意图
作业5 作业