材料成型基本原理(刘全坤)第二版。课后答案

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材料成形基本原理课后答案

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第一章液态金属的结构与性质习题1 .液体与固体及气体比较各有哪些异同点?哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏?(2)金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明:①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。

金属熔化时典型的体积变化∆V m/V为3%~5%左右,表明液体的原子间距接近于固体,在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。

②金属熔化潜热∆H m约为气化潜热∆H b的1/15~1/30,表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。

由此可见,金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。

2 .如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义?液体的配位数N1、平均原子间距r1各表示什么?答:分布函数g(r) 的物理意义:距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率,换言之,表示离开参考原子(处于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo(=N/V)的相对偏差。

N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数。

r1 表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距,也表示某液体的平均原子间距。

3.如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”?试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序(包括拓扑短程序和化学短程序)。

答:(1)长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性。

近程有序是指相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团(2)说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征对于气体,由于其粒子(分子或原子)的统计分布的均匀性,其偶分布函数g(r)在任何位置均相等,呈一条直线g(r)=1。

晶态固体因原子以特定方式周期排列,其g(r)以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。

而液体的g(r)出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线g(r)=1,表明液体存在短程有序的局域范围,其半径只有几个原子间距大小。

《材料成型基本原理》刘全坤版 第九章 答案

《材料成型基本原理》刘全坤版 第九章 答案

第九章液态金属的净化与精炼1、何谓沉淀脱氧?试述生产中常用的几种沉淀脱氧反应。

答:(1)沉淀脱氧是指溶解于液态金属中的脱氧剂直接和熔池中的[FeO]起作用,使其转化为不溶于液态金属的氧化物,并析出转入熔渣的一种脱氧方式。

(2)生产中几种常用的沉淀脱氧反应:a 锰的脱氧反应,[Mn]+[FeO]=[Fe]+(MnO)b 硅的脱氧反应,[Si]+2[FeO]=2[Fe]+(SiO2)c 硅锰联合脱氧反应。

2、试述铸造与焊接冶金工艺中常用的脱氧方式及特点。

答:(1)先期脱氧熔焊过程中先期脱氧的特点是脱氧过程和脱氧产物与高温的液态金属不发生直接关系,脱氧产物直接参与造渣。

而在一般的熔炼钢铁炉中,也存在硅和锰等元素与炉气中的氧化性气体发生反应,生成的氧化物进入熔渣,但此时并不是有目的地为了脱氧。

(2)沉淀脱氧这种方法的优点是脱氧速度快,脱氧彻底。

但脱氧产物不能清除时将增加金属液中杂质的含量。

(3)扩散脱氧这种方法的优点是脱氧产物留在熔渣中,液态金属不会因脱氧而造成夹杂。

缺点是扩散过程进行的缓慢,脱氧时间长。

(4)真空脱氧在一般真空处理条件下,碳只能起到部分脱氧的作用,尽管如此,用碳脱氧,脱氧产物不留在钢液中,所以对提高钢液质量有明显的效用。

3、从冶金反应动力学角度分析熔渣粘度过大或过小所带来的问题。

答:(1)扩散脱氧是在熔渣中加入脱氧剂,使脱氧元素与熔渣中的氧化亚铁起作用而达到间接脱去钢液中氧化亚铁的目的。

如果熔渣粘度过大,不利于钢液中氧化亚铁向熔渣中扩散,从而影响脱氧效果。

(2)熔渣脱硫的原理与扩散脱氧相似,其反应也包括有扩散过程。

如果熔渣粘度过大,不容易传输,不利于脱硫反应进行。

(3)脱磷反应是在熔渣与钢液界面上进行的。

随着反应的进行,界面处的CaO和FeO 因反应而消耗,浓度减低,必然会引起渣层上方的CaO和FeO向界面传输。

与此同时,反应生成的磷酸钙在界面处浓度增高,必然会向渣层上方传输。

熔渣粘度过大,不利于这些传输过程的进行,因而脱磷效果降低。

材料成形基本原理(刘全坤)课后答案

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第一章液态金属的结构与性质习题1 .液体与固体及气体比较各有哪些异同点?哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏?答(2)金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明:①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。

金属熔化时典型的体积变化∆V m/V为3%~5%左右,表明液体的原子间距接近于固体,在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度.②金属熔化潜热∆H m约为气化潜热∆H b的1/15~1/30,表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。

由此可见,金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性.2 。

如何理解偶分布函数g(r)的物理意义?液体的配位数N1、平均原子间距r1各表示什么?答:分布函数g(r) 的物理意义:距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率,换言之,表示离开参考原子(处于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo(=N/V)的相对偏差。

N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数.r1 表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距,也表示某液体的平均原子间距。

3.如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”?试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序(包括拓扑短程序和化学短程序)。

答:(1)长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性。

近程有序是指相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停“游荡"着的局域有序的原子集团(2)说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征对于气体,由于其粒子(分子或原子)的统计分布的均匀性,其偶分布函数g(r)在任何位置均相等,呈一条直线g(r)=1。

晶态固体因原子以特定方式周期排列,其g(r)以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。

而液体的g(r)出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线g(r)=1,表明液体存在短程有序的局域范围,其半径只有几个原子间距大小。

材料成形基本原理 第2版 教学配套课件 刘全坤主编 材料成形基本原理(上).配套课件 第二章

材料成形基本原理 第2版 教学配套课件 刘全坤主编 材料成形基本原理(上).配套课件 第二章
根据固液两相区的宽度,可将凝固过程分为逐层凝固方 式与体积凝固方式(或糊状凝固方式)。 当固液两相区很窄时称为逐层凝固方式,反之为糊状凝 固方式,固液两相区宽度介于两者之间的称为“中间凝固 方式”。 铸件凝固方式对凝固液相的补缩能力影响很大,从而影 响最终铸件的致密性和热裂纹产生几率。
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“模数法”用于大平板、球体和长圆柱体铸件比较准确,对于短而粗的块 体,由于棱角散热效应的影响,计算结果有一定误差。
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普通高等教育“十一五”国家尚级规辅划教教学材配 套 课 件 《材料成形基本原理》
从传热学角度来说,模数代表着铸件热容量与散热表面积之间的 比值关系,凝固时间随模数增大而延长。对于形状复杂的铸件, 其体积与表面积的计算都是比较麻烦的,这时可将复杂铸件的各 部分看作是形状简单的平板、圆柱体、球、长方体等单元体的组 合,分别计算出各单元体的模数,但各单元体的结合面不计入散 热面积中。一般情况下:
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普通高等教育“十一五”国家尚级规辅划教教学材配 套 课 件 《材料成形基本原理》
第一节 传热基本原理 第二节 铸件凝固温度场的解析解法 第三节 熔焊过程温度场
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普通高等教育“十一五”国家尚级规辅划教教学材配 套 课 件 《材料成形基本原理》
稳定温度场: 不随时间而变的温度场(即温度
只是坐标的函数):
T f x , y , z
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普通高等教育“十一五”国家尚级规辅划教教学材配 套 课 件 《材料成形基本原理》
等温面:空间具有相同温度点的组合面。 等温线:某个特殊平面与等温面相截的交线。 温度梯度:对于一定温度场,沿等温面或等温线

材料成型工艺基础第二版课后答案

材料成型工艺基础第二版课后答案

材料成型工艺基础第二版课后答案【篇一:《材料成型工艺基础》部分习题答案】class=txt>第一章⑵.合金流动性决定于那些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?答:①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。

决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷,也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

⑷.何谓合金的收縮?影响合金收縮的因素有哪些?答:①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象,称为收縮。

②影响合金收縮的因素:化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?答:①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,在远离浇道的厚壁处出放置冷铁,薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢,厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快,从而达到同时凝固。

②定向凝固原则:在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口,使铸件远离冒口的部位最先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。

第二章⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。

答:石墨在灰铸铁中以片状形式存在,易引起应力集中。

石墨数量越多,形态愈粗大、分布愈不均匀,对金属基体的割裂就愈严重。

灰铸铁的抗拉强度低、塑性差,但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性,且易于铸造和切削加工。

石墨化不充分易产生白口,铸铁硬、脆,难以切削加工;石墨化过分,则形成粗大的石墨,铸铁的力学性能降低。

⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?答:①主要因素:化学成分和冷却速度。

②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同,其组织和性能也不同。

在厚壁处冷却速度较慢,铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片,力学性能较差;而在薄壁处,冷却速度较快,铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。

⑸.什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?答:①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。

材料成型基本原理课后答案解析

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第一章习题1 . 液体与固体及气体比较各有哪些异同点?哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏?答:(1)液体与固体及气体比较的异同点可用下表说明相同点不同点液体具有自由表面;可压缩性很低具有流动性,不能承受切应力;远程无序,近程有序固体不具有流动性,可承受切应力;远程有序液体完全占据容器空间并取得容器内腔形状;具有流动性远程无序,近程有序;有自由表面;可压缩性很低气体完全无序;无自由表面;具有很高的压缩性(2)金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明:①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。

金属熔化时典型的体积变化∆V m/V为3%~5%左右,表明液体的原子间距接近于固体,在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。

②金属熔化潜热∆H m约为气化潜热∆H b的1/15~1/30,表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。

由此可见,金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。

2 . 如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义?液体的配位数N1、平均原子间距r1各表示什么?答:分布函数g(r) 的物理意义:距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率,换言之,表示离开参考原子(处于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo(=N/V)的相对偏差。

N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数。

r1 表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距,也表示某液体的平均原子间距。

3.如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”?试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序(包括拓扑短程序和化学短程序)。

答:(1)长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性。

近程有序是指相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团(2)说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征对于气体,由于其粒子(分子或原子)的统计分布的均匀性,其偶分布函数g(r)在任何位置均相等,呈一条直线g(r)=1。

《材料成型基本原理》刘全坤版塑性部分课后答案

《材料成型基本原理》刘全坤版塑性部分课后答案

字号:[ 放大、标准]塑性成形:是利用金属的塑性,在外力作用下使金属发生塑性变形,从而获得所需形状和性能的工件的一种加工方法,因此又称为塑性加工或压力加工。

塑性:是指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力。

与其他加工方法相比,金属塑性成形有如下优点:(1)生产效率高,适用于大批量生产(2)改善了金属的组织和结构(3)材料利用率高(4)尺寸精度高根据加工时金属受力和变形特点的不同,塑性成形可分为体积成形和板料成形两大类。

前者的典型加工方法有锻造、轧制、挤压和拉拔等;后者则有冲裁、弯曲、拉延和成型等。

虽然塑性成形方法多种多样,且具有各自的个性特点,但他们都涉及一些共同性的问题,主要有:(1)塑性变形的物理本质和机理;(2)塑性变形过程中金属的塑性行为、抗力行为和组织性能的变化规律;(3)变形体内部的应力、应变分布和质点流动规律;(4)所需变形力和变形功的合理评估等。

研究和掌握这些共性问题,对于保证塑性加工的顺利进行和推动工艺的进步均具有重要的理论指导意义,本章将环绕这些方面作简要介绍,以为读者学习各种塑性成形技术奠定理论基础。

三、塑性变形成形理论的发展概况塑性成形力学,是塑性理论(或塑性力学)的发展和应用中逐渐形成的:1864年法国工程师H.Tresca首次提出最大切应力屈服准则1925年德国卡尔曼用初等应力法建立了轧制时的应力分布规律;萨克斯和齐别尔提出了切块法即主应力法;再后来,滑移线法、上限法、有限元法等相继得到发展。

四、本课程的任务目的:科学系统地阐明金属塑性成形的基础和规律,为合理制订塑性成形工艺奠定理论基础。

任务:1)掌握塑性成形时的金属学基础,以便使工件在成形时获得最佳的塑性状态,最高的变形效率和优质的性能; 2)掌握应力、应变、应力应变关系和屈服准则等塑性理论基础知识,以便对变形过程进行应力应变分析,并寻找塑性变形物体的应力应变分布规律;3)掌握塑性成形时的金属流动规律和变形特点,分析影响金属塑性流动的各种因素,以合理地确定坯料尺寸和成形工序,使工件顺利成形;4)掌握塑性成形力学问题的各种解法及其在具体工艺中的应用,以便确定变形体中的应力应变分布规律和所需的变形力和功,为选择成形设备和设计模具提供依据。

材料成型原理课后答案

材料成型原理课后答案

材料成型原理课后答案材料成型原理是指通过不同的成型工艺,将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。

在工程制造领域中,材料成型是非常重要的一环,它直接影响着制品的质量和性能。

下面就材料成型原理的相关问题进行解答。

1. 什么是材料成型原理?材料成型原理是指将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。

它是通过对原料进行加工,使其发生形状、尺寸和性能的改变,从而得到符合要求的制品。

材料成型原理是工程制造中的重要环节,它直接关系到制品的质量和性能。

2. 材料成型的基本过程是什么?材料成型的基本过程包括原料的预处理、成型工艺和制品的后处理。

首先,原料需要进行预处理,包括清洁、除杂、干燥等工序,以保证原料的质量和加工的顺利进行。

然后,根据制品的要求,选择合适的成型工艺,如锻造、压铸、注塑等,对原料进行加工成型。

最后,对成型后的制品进行后处理,包括去除余渣、表面处理、热处理等工序,以提高制品的质量和性能。

3. 材料成型原理的影响因素有哪些?材料成型原理的影响因素包括原料的性能、成型工艺、成型设备和操作技术等。

首先,原料的性能直接影响着成型的难易程度和制品的质量。

其次,成型工艺的选择和设计对成型效果起着决定性的作用。

成型设备的性能和精度也会影响成型的质量和效率。

操作技术则是保证成型过程顺利进行的重要因素。

4. 材料成型原理的发展趋势是什么?随着科学技术的不断发展,材料成型原理也在不断创新和完善。

未来,材料成型将更加注重节能环保、智能化和数字化。

新材料、新工艺、新设备的不断涌现,将推动材料成型原理朝着高效、精密、绿色的方向发展。

同时,数字化技术的应用将使成型过程更加智能化和可控化,提高生产效率和产品质量。

5. 如何提高材料成型的质量和效率?要提高材料成型的质量和效率,首先需要加强对原料的质量控制,保证原料的质量稳定。

其次,要优化成型工艺和设备,提高成型的精度和效率。

同时,加强操作技术的培训和管理,确保成型过程的稳定和可控。

材料成型参考答案共24页文档

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一、思考题(铸造)1. 什么叫铸造?为什么铸造在机械生产中得到广泛应用?(1)可生产形状复杂的零件2)适应性好3)成本低4)节省金属及切削加工工作量2. 铸件机械性能为何较锻件低?组织粗大,内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷3. 铸造工艺图包括哪些内容?浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、、不铸的孔、槽、型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等4. 典型的浇注系统由哪几部分组成?( •外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔)。

冒口的作用是什么?(补缩) 5. 何谓合金的流动性,(熔融金属本身的流动能力。

)影响的因素有哪些?(.合金种类、化学成分、浇注温度)合金流动性不足时,铸件容易产生哪些缺陷?冷隔、浇不足6. 何谓合金的收缩?(熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中,其体积和尺寸减少的现象)影响收缩的因素有哪些?(1)化学成分2)浇注温度3)铸件结构4)铸型条件7. 何谓铸造内应力,其分布规律如何?(厚臂处承受拉应力,薄臂处承受压应力)8. 根据组织特征划分,常用的铸铁有几种?(白口铁,灰铁,球铁,可铁)各自性能特点如何?9. 为什么说铸铁是脆性材料?(延伸率<o,5%)可锻铸铁可以锻造吗?(不)10. 铸钢的铸造性能如何?(1.钢水流动性差2.收缩大、应力裂纹缩松缩孔倾向大3.熔点高什么场合宜使用铸钢?(受力大且形状复杂的零件)11. 生产铸铁件,(冲天炉)铸钢件(电弧炉感应电炉)和有色金属铸件(坩埚炉)所用的熔炉有哪些?12. 名词解释浇注位置:浇注时,铸件在铸型中所处的位置分型面:分开的铸型的接触面二、判断题(正确的打√,错误的打×)1. 当过热度相同时,亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增多而提高。

(√)2. 灰铁具有良好的减振性、耐磨性和导热性,是制造床身、壳体、导轨、衬套、内燃机缸体、缸盖、活塞环的好材料。

(√)3. 熔模铸造不需分型面。

( √)4. 铸钢常用熔炉为电弧炉及感应电炉。

材料成型基本原理课后答案

材料成型基本原理课后答案

1 表面张力—表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。

2 粘度-表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

或作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。

3 表面自由能(表面能)-为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。

4 液态金属的充型能力-液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,即液态金属充填铸型的能力。

5 液态金属的流动性-是液态金属的工艺性能之一,与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。

6 铸型的蓄热系数-表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。

7 不稳定温度场-温度场不仅在空间上变化,并且也随时间变化的温度场稳定温度场-不随时间而变的温度场(即温度只是坐标的函数):8 温度梯度—是指温度随距离的变化率。

或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。

9 溶质平衡分配系数K0—特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。

10 均质形核和异质形核-均质形核(Homogeneous nucleation) :形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程,亦称“自发形核” 。

非均质形核(Hetergeneous nucleation) :依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程,亦称“异质形核”。

11、粗糙界面和光滑界面-从原子尺度上来看,固-液界面固相一侧的点阵位置只有50%左右被固相原子所占据,从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。

粗糙界面在有些文献中也称为“非小晶面”。

光滑界面—从原子尺度上来看,固-液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子占满,只留下少数空位或台阶,从而形成整体上平整光滑的界面结构。

也称为“小晶面”或“小平面”。

12 “成分过冷”与“热过冷”-液态合金在凝固过程中溶质再分配引起固-液界面前沿的溶质富集,导致界面前沿熔体液相线的改变而可能产生所谓的“成分过冷”。

材料成型基本原理作业及答案要点

材料成型基本原理作业及答案要点

第二章凝固温度场4. 比较同样体积大小的球状、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。

解:一般在体积相同的情况下上述物体的表面积大小依次为:A 球<A 块<A 板<A 杆根据 K R =τ 与 11A V R = 所以凝固时间依次为: t 球>t 块>t 板>t 杆。

5. 在砂型中浇铸尺寸为300⨯300⨯20 mm 的纯铝板。

设铸型的初始温度为20℃,浇注后瞬间铸件-铸型界面温度立即升至纯铝熔点660℃,且在铸件凝固期间保持不变。

浇铸温度为670℃,金属与铸型材料的热物性参数见下表:热物性材料导热系数λ W/(m ·K) 比热容C J/(kg ·K) 密度ρ kg/m 3 热扩散率a m 2/s 结晶潜热 J/kg 纯铝212 1200 2700 6.5⨯10-5 3.9⨯105 砂型 0.739 1840 1600 2.5⨯10-7试求:(1)根据平方根定律计算不同时刻铸件凝固层厚度s,并作出τ-s 曲线;(2)分别用“平方根定律”及“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间,并分析差别。

解:(1) 代入相关已知数解得: 2222ρλc b =,=1475 ,()()[]S i T T c L T T b K -+ρπ-=10112022 = 0.9433 (m s m /)根据公式K ξτ=计算出不同时刻铸件凝固层厚度s 见下表,τξ-曲线见图3。

τ (s) 020 40 60 80 100 120 ξ (mm)0 4.22 6.00 7.31 8.44 9.43 10.3(2) 利用“平方根定律”计算出铸件的完全凝固时间:图3 τξ-关系曲线取ξ =10 mm , 代入公式解得: τ=112.4 (s) ;利用“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间:11A V R = = 8.824 (mm) 2⎪⎭⎫ ⎝⎛=K R τ = 87.5 (s) 采用“平方根定律”计算出的铸件凝固时间比“折算厚度法则”的计算结果要长,这是因为“平方根定律”的推导过程没有考虑铸件沿四周板厚方向的散热。

材料成型技术基础(第2版)课后答案

材料成型技术基础(第2版)课后答案

第一章金属液态成形1. ①液态合金的充型能力是指熔融合金充满型腔,获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。

②流动性好,熔融合金充填铸型的能力强,易于获得尺寸准确、外形完整的铸件。

流动性不好,则充型能力差,铸件容易产生冷隔、气孔等缺陷。

③成分不同的合金具有不同的结晶特性,共晶成分合金的流动性最好,纯金属次之,最后是固溶体合金。

④相比于铸钢,铸铁更接近更接近共晶成分,结晶温度区间较小,因而流动性较好。

2. 浇铸温度过高会使合金的收缩量增加,吸气增多,氧化严重,反而是铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、夹杂等缺陷。

3. 缩孔和缩松的存在会减小铸件的有效承载面积,并会引起应力集中,导致铸件的力学性能下降。

缩孔大而集中,更容易被发现,可以通过一定的工艺将其移出铸件体外,缩松小而分散,在铸件中或多或少都存在着,对于一般铸件来说,往往不把它作为一种缺陷来看,只有要求铸件的气密性高的时候才会防止。

4 液态合金充满型腔后,在冷却凝固过程中,若液态收缩和凝固收缩缩减的体积得不到补足,便会在铸件的最后凝固部位形成一些空洞,大而集中的空洞成为缩孔,小而分散的空洞称为缩松。

浇不足是沙型没有全部充满。

冷隔是铸造后的工件稍受一定力后就出现裂纹或断裂,在断口出现氧化夹杂物,或者没有融合到一起。

出气口目的是在浇铸的过程中使型腔内的气体排出,防止铸件产生气孔,也便于观察浇铸情况。

而冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。

逐层凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开。

定向凝固中熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向进行凝固。

5. 定向凝固原则是在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,并同时采用其他工艺措施,使铸件上远离冒口的部位到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度,从而实现由远离冒口的部位像冒口方向顺序地凝固。

铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近,甚至是同时完成凝固过程,无先后的差异及明显的方向性,称作同时凝固。

《材料成型基本原理》刘全坤版_第八章答案

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第八章液态金属与熔渣的相互作用1.比较熔焊与熔炼过程中熔渣作用的异同点。

熔渣对于焊接、合金熔炼的积极作用主要有机械保护作用,冶金处理作用和改善成形工艺性能作用。

在焊接、合金熔炼过程中,熔渣对液态金属的机械保护方面的作用是相同的,熔渣比重轻于液态金属高温下浮在液体表面,避免液态金属中合金元素氧化烧结,防止气相中氮氢氧硫溶入,减少液态金属散热损失。

而在熔焊过程中,熔池凝固后,熔渣凝固形成渣壳,覆盖在焊缝上,还可继续保护处在高温下焊缝金属免疫空气的有害作用。

在熔渣的冶金处理作用方面,熔焊过程和合金熔炼过程中,均可利用熔渣与液态金属之间发生物化发应,去除金属中有害杂质,如脱氧、脱硫、脱磷,去氢等,熔渣还可以起到吸附或溶解液态金属中非金属夹杂物作用。

而在熔焊过程,还可以通过熔渣向熔缝中过度合金。

在熔焊过程中,熔渣还有改善焊缝成形性的作用,适当熔渣对电弧引燃,稳定燃烧,减少飞溅,改善脱渣性能及焊接外观成形等焊接工艺有利2.由熔渣的离子理论可知,液态碱性中自由氧离子的浓度远高于酸性渣,这是否意味着碱性渣的氧化性要比酸性渣更强?为什么?答:不一定比酸性渣强。

因为离子理论把液态熔渣中自由氧离子的浓度定义为碱度。

渣中自由氧离子的浓度越大,其碱度就越大,虽然液态碱性渣中自由氧离子的浓度远大于酸性渣,但是它不一定与熔渣中的某些物质反应,进而不能体现出其具有氧化性,而酸性渣则可以,熔渣的氧化性通常是用渣中含有最不稳定的氧化物FeO 的高低及该氧化物在熔渣中的活度来衡量的。

3.本章介绍了熔渣的哪些物理性能?这些性能与熔渣的组成或碱度有什么联系?答:1)主要介绍了熔渣的凝固温度和密度,熔渣的粘度,熔渣的表面张力及界面张力及性能。

1)熔渣的凝固温度和密度主要取决于熔渣的成分,以一定比例构成的复合渣可使凝固温度大大降低,一般保持熔渣熔点低于金属熔点100~200 摄氏度,熔渣的粘度与它的化学成分有关,含SiO2多的渣粘度大,含TiO2多的熔渣粘度小,熔渣表面张力主要取决与熔渣组元间化学键键能,酸性渣一般为共价键,表面张力小,碱性渣多为离子键,表面张力大,碱度大,表面张力大。

材料成形原理课后习题解答

材料成形原理课后习题解答

材料成形原理课后习题解答1.什么是材料成形原理?为什么要学习材料成形原理?答:材料成形原理是研究材料在加工过程中的变形原理和规律的学科。

学习材料成形原理可以帮助我们理解和掌握材料的成形过程,从而能够对材料的性能、结构和应用进行合理的设计和改进。

2.材料成形的基本原理是什么?答:材料成形的基本原理是应用外力使材料发生塑性变形,从而改变材料的形状和结构。

3.什么是冷加工和热加工?它们的主要区别是什么?答:冷加工是指在室温下进行的材料成形加工,如冷轧、冷拔等;热加工是指在高温下进行的材料成形加工,如热轧、锻造等。

它们的主要区别在于加工温度的不同,冷加工温度低于材料的再结晶温度,而热加工温度高于材料的再结晶温度。

4.什么是金属的再结晶?它对材料性能有什么影响?答:金属的再结晶是指在加工过程中,材料的晶粒发生重新排列和再生长的过程。

再结晶可以消除材料的冷变形应力,提高材料的塑性和韧性,改善材料的综合性能。

5.什么是金属的变形硬化?它是如何发生的?答:金属的变形硬化是指在加工过程中,由于晶粒的滑移和位错的增加,使材料的塑性变差并增加材料的硬度。

变形硬化是通过位错的堆积和排列来发生的,位错的滑动和相互阻碍使材料的塑性变差。

6.什么是材料的流变应力?它对材料成形有何影响?答:材料的流变应力是指在材料变形过程中,材料所受到的阻碍变形的力。

流变应力对材料成形有重要影响,它决定了材料的变形能力和成形过程中所需的加工力。

7.什么是材料的屈服点?它对材料成形有何影响?答:材料的屈服点是指材料在加工过程中开始发生塑性变形的应力值。

屈服点对材料成形有重要影响,它决定了材料的可塑性和成形的可行性。

8.什么是材料的回弹?它是如何发生的?答:材料的回弹是指在加工过程中,材料在外力消失后恢复到原始形状的程度。

回弹是由于材料的弹性变形和塑性变形共同作用所引起的。

9.什么是材料的成形极限?为什么要考虑材料的成形极限?答:材料的成形极限是指材料在成形过程中能够承受的最大变形量。

材料成型基本原理作业及答案要点

材料成型基本原理作业及答案要点

第二章凝固温度场4. 比较同样体积大小的球状、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。

解:一般在体积相同的情况下上述物体的表面积大小依次为:A 球<A 块<A 板<A 杆根据 K R =τ 与 11A V R = 所以凝固时间依次为: t 球>t 块>t 板>t 杆。

5. 在砂型中浇铸尺寸为300⨯300⨯20 mm 的纯铝板。

设铸型的初始温度为20℃,浇注后瞬间铸件-铸型界面温度立即升至纯铝熔点660℃,且在铸件凝固期间保持不变。

浇铸温度为670℃,金属与铸型材料的热物性参数见下表:热物性材料导热系数λ W/(m ·K) 比热容C J/(kg ·K) 密度ρ kg/m 3 热扩散率a m 2/s 结晶潜热 J/kg 纯铝212 1200 2700 6.5⨯10-5 3.9⨯105 砂型 0.739 1840 1600 2.5⨯10-7试求:(1)根据平方根定律计算不同时刻铸件凝固层厚度s,并作出τ-s 曲线;(2)分别用“平方根定律”及“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间,并分析差别。

解:(1) 代入相关已知数解得: 2222ρλc b =,=1475 ,()()[]S i T T c L T T b K -+ρπ-=10112022 = 0.9433 (m s m /)根据公式K ξτ=计算出不同时刻铸件凝固层厚度s 见下表,τξ-曲线见图3。

τ (s) 020 40 60 80 100 120 ξ (mm)0 4.22 6.00 7.31 8.44 9.43 10.3(2) 利用“平方根定律”计算出铸件的完全凝固时间:图3 τξ-关系曲线取ξ =10 mm , 代入公式解得: τ=112.4 (s) ;利用“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间:11A V R = = 8.824 (mm) 2⎪⎭⎫ ⎝⎛=K R τ = 87.5 (s) 采用“平方根定律”计算出的铸件凝固时间比“折算厚度法则”的计算结果要长,这是因为“平方根定律”的推导过程没有考虑铸件沿四周板厚方向的散热。

材料成型原理课后题答案

材料成型原理课后题答案

第三章:8:实际金属液态合金结构与理想纯金属液态结构有何不同?答:纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成的,是近程有序的.液态中存在着很大的能量起伏。

而实际金属中存在大量的杂质原子,形成夹杂物,除了存在结构起伏和能量起伏外还存在浓度起伏。

12:简述液态金属的表面张力的实质及其影响因数。

答:①实质:表面张力是表面能的物理表现,是是由原子间的作用力及其在表面和内部间排列状态的差别引起的。

②影响因数:熔点、温度和溶质元素。

13:简述界面现象对液态成形过程的影响。

答:表面张力会产生一个附加压力,当固液相互润湿时,附加压力有助于液体的充填。

液态成形所用的铸型或涂料材料与液态合金应是不润湿的,使铸件的表面得以光洁。

凝固后期,表面张力对铸件凝固过程的补索状况,及是否出现热裂缺陷有重大影响.15:简述过冷度与液态金属凝固的关系.答:过冷度就是凝固的驱动力,过冷度越大,凝固的驱动力也越大;过冷度为零时,驱动力不存在。

液态金属不会在没有过冷度的情况下凝固.16:用动力学理论阐述液态金属完成凝固的过程。

答:高能态的液态原子变成低能态的固态原子,必须越过高能态的界面,界面具有界面能.生核或晶粒的长大是液态原子不断地向固体晶粒堆积的过程,是固液界面不断向前推进的过程。

只有液态金属中那些具有高能态的原子才能越过更高能态的界面成为固体中的原子,从而完成凝固过程.17:简述异质形核与均质形核的区别。

答:①均质形核是依靠液态金属内部自身的结构自发形核,异质形核是依靠外来夹杂物所提供的异质界面非自发的形核。

②异质形核与固体杂质接触,减少了表面自由能的增加。

③异质形核形核功小,形核所需的结构起伏和能量起伏就小,形核容易,所需过冷度小。

18:什么条件下晶体以平面的方式生长?什么条件下晶体以树枝晶方式生长?答:①平面方式长大:固液界面前方的液体正温度梯度分布,固液界面前方的过冷区域及过冷度极小,晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体的生长方向相反.②树枝晶方式生长:固液界面前方的液体负温度梯度分布,固液界面前方的过冷区域较大,且距离固液界面越远过冷度越大,晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体生长的方向相同。

材料成型原理课后答案第二章答案

材料成型原理课后答案第二章答案

第二章习题解答1. 已知某半无限大板状铸钢件的热物性参数为:导热系数λ=46.5 W/(m ·K), 比热容C=460.5 J/(kg ·K), 密度ρ=7850 kg/m3,取浇铸温度为1570℃,铸型的初始温度为20℃。

用描点作图法绘出该铸件在砂型和金属型铸模(铸型壁均足够厚)中浇铸后0.02h 、0.2h 时刻的温度分布状况并作分析比较。

铸型的有关热物性参数见表2-2。

解:(1)砂型: 1111ρλc b ==12965 2222ρλc b ==639界面温度: 21202101b b T b T b T i ++==1497℃铸件的热扩散率:ρλc a =1=1.3⨯10-5m 2/s根据公式()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=t a x T T T T i i 11012erf 分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表1。

表1 铸件在砂型中凝固时的温度分布根据表1结果做出相应温度分布曲线见图1。

(2)金属型: 1111ρλc b ==12965 2222ρλc b ==15434界面温度: 21202101b b T b T b T i ++==727.6℃同理可分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表2与图2。

表2 铸件在金属型中凝固时的温度分布(3) 分析:采用砂型时,铸件金属的冷却速度慢,温度梯度分布平坦,与铸型界面处的温度高,而采用金属铸型时相反。

原因在于砂型的蓄热系数b 比金属铸型小得多。

2. 采用(2-17)、(2-18)两式计算凝固过程中的温度分布与实际温度分布状况是否存在误差?分析误差产生的原因,说明什么情况下误差相对较小?解:是有误差的。

因为在推导公式时做了多处假设与近似处理,如:①没有考虑结晶潜热。

若结晶潜热小,则误差就小;②假设铸件的热物理参数1λ、1c 、1ρ与铸型的热物理参数2λ、2c 、2ρ 不随温度变化。

若它们受温度影响小,则误差就小;③没有考虑界面热阻。

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第二篇:材料成型力学原理第十三章思考与练习简述滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。

答:滑移是指晶体在外力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生相对移动或切变。

滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。

孪生变形时,需要达到一定的临界切应力值方可发生。

在多晶体内,孪生变形是极其次要的一种补充变形方式。

设有一简单立方结构的双晶体,如图13-34所示,如果该金属的滑移系是{100} <100>,试问在应力作用下,该双晶体中哪一个晶体首先发生滑移?为什么?答:晶体Ⅰ首先发生滑移,因为Ⅰ受力的方向接近软取向,而Ⅱ接近硬取向。

试分析多晶体塑性变形的特点。

答:①多晶体塑性变形体现了各晶粒变形的不同时性。

②多晶体金属的塑性变形还体现出晶粒间变形的相互协调性。

③多晶体变形的另一个特点还表现出变形的不均匀性。

④多晶体的晶粒越细,单位体积内晶界越多,塑性变形的抗力大,金属的强度高。

金属的塑性越好。

4. 晶粒大小对金属塑性和变形抗力有何影响?答:晶粒越细,单位体积内晶界越多,塑性变形的抗力大,金属的强度高。

金属的塑性越好。

5. 合金的塑性变形有何特点?答:合金组织有单相固溶体合金、两相或多相合金两大类,它们的塑性变形的特点不相同。

单相固溶体合金的塑性变形是滑移和孪生,变形时主要受固溶强化作用,多相合金的塑性变形的特点:多相合金除基体相外,还有其它相存在,呈两相或多相合金,合金的塑性变形在很大程度上取决于第二相的数量、形状、大小和分布的形态。

但从变形的机理来说,仍然是滑移和孪生。

根据第二相又分为聚合型和弥散型,第二相粒子的尺寸与基体相晶粒尺寸属于同一数量级时,称为聚合型两相合金,只有当第二相为较强相时,才能对合金起到强化作用,当发生塑性变形时,首先在较弱的相中发生。

当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相时,称为弥散型两相合金,这种弥散型粒子能阻碍位错的运动,对金属产生显著的强化作用,粒子越细,弥散分布越均匀,强化的效果越好。

6. 冷塑性变形对金属组织和性能有何影响?答:对组织结构的影响:晶粒内部出现滑移带和孪生带;晶粒的形状发生变化:随变形程度的增加,等轴晶沿变形方向逐步伸长,当变形量很大时,晶粒组织成纤维状;晶粒的位向发生改变:晶粒在变形的同时,也发生转动,从而使得各晶粒的取向逐渐趋于一致(择优取向),从而形成变形织构。

对金属性能的影响:塑性变形改变了金属内部的组织结构,因而改变了金属的力学性能。

随着变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性和韧性相应下降。

即产生了加工硬化。

7. 产生加工硬化的原因是什么?它对金属的塑性和塑性加工有何影响?答:加工硬化:在常温状态下,金属的流动应力随变形程度的增加而上升。

为了使变形继续下去,就需要增加变形外力或变形功。

这种现象称为加工硬化。

加工硬化产生的原因主要是由于塑性变形引起位错密度增大,导致位错之间交互作用增强,大量形成缠结、不动位错等障碍,形成高密度的“位错林”,使其余位错运动阻力增大,于是塑性变形抗力提高。

8. 什么是动态回复?动态回复对金属热塑性变形的主要软化机制是什么?答:动态回复是层错能高的金属热变形过程中唯一的软化机制。

对于层错能高的金属,变形位错的交滑移和攀移比较容易进行,位错容易在滑移面间转移,使异号位错互相抵消,其结果是位错密度下降,畸变能降低,达不到动态再结晶所需的能量水平。

9. 什么是动态再结晶?影响动态再结晶的主要因素有哪些?答:在热塑性变形过程中,层错能低的金属在变形量很大时,当加热升温时,原子具有相当的扩散能力,变形后的金属自发地向低自由能状态转变,称为动态再结晶。

影响动态再结晶的主要因素有:金属的层错能高低,晶界迁移的难易程度有关。

10. 什么是扩散性蠕变?它的作用机理是什么?答:扩散蠕变是在应力场作用下,由空位的定向移动引起的。

它的作用机理是在一定温度下,晶体中总存在一定数量的空位。

显然,空位旁边的原子容易跳入空位,相应地在原子占据的结点上出现新的空位,相当于空位朝原子迁移的相反方向迁移。

在应力场作用下,受拉应力的晶界的空位浓度高于其它部位的晶界,由于各部位空位的化学势能差,而引起空位的定向转移,即空位从垂直于拉应力的晶界析出,而被平行于拉应力的晶界所吸收。

11. 钢锭经热加工变形后的组织和性能发生什么变化?答:组织和性能发生什么变化:①改善晶粒组织②锻合内部缺陷③形成纤维状组织④.改善碳化物和夹杂物分布⑤改善偏析。

12. 杂质元素和合金元素对钢的塑性有何影响?答:杂质元素,如P、S、N、H、O等,合金元素Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti等。

对金属塑性的影响主要表现为:①碳碳对碳钢性能的影响最大。

碳能固溶于铁,形成铁素体和奥氏体,它们具有良好的塑性。

当铁中的碳含量超过其溶碳能力时,多余的碳便以渗碳体Fe3C形式出现,它具有很高的硬度,而塑性几乎为零。

②磷磷是钢中的有害杂质,在钢中有很大的溶解度,易溶于铁素体,使钢的塑性降低,在低温时更为严重,这种现象称为冷脆性。

此外,磷具有极大的偏析倾向,能促使奥氏体晶粒长大。

③硫硫是钢中的有害物质,主要与铁形成FeS,FeS与铁形成易熔共晶体Fe-FeS,产生“热脆”现象。

④氮氮在钢中主要以氮化物Fe4N形式存在。

在300oC左右加工,会出现所谓的“蓝脆”现象。

⑤氢、氧氧在钢中溶解度很小,主要以Fe3O4、 Al2O3和SiO2等夹杂物出现,降低钢的塑性; Fe3O4还与FeS形成易熔共晶体,分布于晶界处,造成钢的热脆性。

钢中溶氢,会使钢的塑性、韧性下降,造成所谓“氢脆”。

⑥锰作用之一是显著提高铁素体强度;作用之二是脱硫,锰与硫化合生成MnS,以消除FeS的热脆现象。

⑦锡、铋、铅、锑、砷这几种低熔点合金元素在钢中的溶解度很低,它们在钢中以纯金属相存在于晶界,易造成钢的热脆性。

⑧稀土元素钢中加入少量稀土元素可以改善钢的塑性,但加入过量的稀土元素会在晶界处析出,反而会降低塑性。

13. 组织状态、变形温度应变速率对金属塑性有何影响?答:组织状态状态对金属塑性的影响:当金属材料的化学成分一定时,组织状态的不同,对金属的塑性有很大影响。

⑴晶格类型的影响,面心立方(滑移系12个)的金属塑性最好;体心立方晶格(滑移系12个)塑性次之,密排六方晶格的金属塑性更差。

⑵晶粒度的影响,晶粒度越小,塑性越高,晶粒度均匀的塑性好,晶粒大小相差悬殊的多晶体,各晶粒间的变形难易程度不同,造成变形和应力分布不均匀,所以塑性降低。

⑶相组成的影响,当合金元素以单相固溶体形式存在时,金属的塑性较高;当合金元素以过剩相存在时,塑性较低。

⑷铸造组成的影响,铸造组织具有粗大的柱状晶粒,具有偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷,因而塑性较差。

变形温度对金属塑性的影响:对大多少金属而言,总的趋势是随着温度升高,塑性增加。

但是这种增加并不是线性的,在加热的某些温度区间,由于相态或晶界状态的变化而出现脆性区,使金属的塑性降低。

(蓝脆区和热脆区)应变速率对金属塑性的影响:应变速率可以理解成变形速度,提高应变速率,没有足够的时间进行回复或再结晶,对金属的软化过程不能充分体现,使金属塑性降低。

但提高应变速率,在一定程度上使金属温度升高,温度效应增加,温度的升高可以促使变形过程中的位错重新调整,有利于金属塑性提高;提高应变速率可以降低摩擦因数,从而降低金属的的流动阻力,改善金属的充填性。

而且,在非常高的应变速率下(如爆炸成形)对塑性较差的难成形金属的塑性加工是有利的。

14. 化学成分、组织状态、变形温度、变形程度对变形抗力有何影响?答:化学成分:对于纯金属,纯度越高,变形抗力越小。

对于合金,主要取决于合金元素的原子与基体原子间相互作用的特性、合金原子在基体原子中的分布等有关。

合金元素引起基体点阵畸变程度越大,金属的变形抗力也越大。

组织状态:退火状态下,金属和合金的变形抗力会大大降低。

组织结构的变化,例如发生相变时,变形抗力也发生变化。

一般地说,硬而脆的第二相在基体相晶粒内呈颗粒状弥散分布时,合金的变形抗力就高;且第二相越细,分布越均匀,数量越多,变形抗力就越大。

金属和合金的晶粒越细,同一体积内的晶界越多,在室温下由于晶界强度高于晶内,所以变形抗力就高。

变形温度:变形抗力一般都随温度的升高而降低。

变形程度:变形程度的增加,只要回复和再结晶过程来不及进行,必然会产生加工硬化,使继续变形发生困难,因而变形抗力增加。

但当变形程度较高时,随着变形程度的进一步增加,变形抗力的增加变得比较缓慢,因为这时晶格畸变能增加,促进了回复与再结晶过程的进行,以及变形热效应的作用加强。

15. 应力状态对金属的塑性和变形抗力有何影响?答:塑性:金属在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。

应力状态不同对塑性的影响也不同:主应力图中压应力个数越多,数值越大,则金属的塑性越高;拉应力个数越多,数值越大,则金属的塑性就越低。

这是由于拉应力促进晶间变形,加速晶界破坏,而压应力阻止或减小晶间变形;另外,三向压应力有利于抑制或消除晶体中由于塑性变形而引起的各种微观破坏,而拉应力则相反,它使各种破坏发展,扩大。

变形抗力:变形抗力:金属在发生塑性变形时,产生抵抗变形的能力,称为变形抗力,一般用接触面上平均单位面积变形力表示应力状态不同,变形抗力不同。

如挤压时金属处于三向压应力状态,拉拔时金属处于一向受拉二向受压的应力状态。

挤压时的变形抗力远比拉拔时变形抗力大。

16. 什么是金属的超塑性?超塑性变形有什么特征?答:在一些特定条件下,如一定的化学成分、特定的显微组织、特定的变形温度和应变速率等,金属会表现出异乎寻常的高塑性状态,即所谓超常的塑性变形。

超塑性效应表现为以下几个特点:大伸长率、无缩颈、低流动应力、对应变速率的敏感性、易成形。

17. 解释超塑性变形的机理。

答:超塑性变形行为是很复杂的,变形机理也还处在研究探索之中。

目前有这样几种解释:①晶界滑移的作用;②扩散蠕变的作用;③动态回复和动态再结晶的作用。

14 思考与练习1. 什么叫张量?张量有什么性质?答:张量:由若干个当坐标系改变时满足转换关系的分量组成的集合,称为张量,需要用空间坐标系中的三个矢量,即9个分量才能完整地表示。

它的重要特征是在不同的坐标系中分量之间可以用一定的线性关系来换算。

图14-1 任意斜切微分面上的应力基本性质:1) 张量不变量 张量的分量一定可以组成某些函数)(ij P f ,这些函数值与坐标轴无关,它不随坐标而改变,这样的函数,叫做张量不变量。

二阶张量存在三个独立的不变量。

2) 张量可以叠加和分解 几个同阶张量各对应的分量之和或差定义为另一个同阶张量。

两个相同的张量之差定义为零张量。

3) 张量可分为对称张量、非对称张量、反对称张量 若张量具有性质jiij P P =,就叫对称张量;若张量具有性质jiij P P -=,且当i=j 时对应的分量为0,则叫反对称张量;如果张量jiij P P ≠,就叫非对称张量。

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