第五期材料专业课知识竞赛颁奖及讨论整理帖
本帖最后由 江东独步 于 2013-1-16 13:06 编辑1、题目：塑性形变所造成的组织和结构的变化，必然导致材料性能的变化。为了探讨晶体产生加工硬化的本质，排除晶界、杂质等因素的干扰，首先讨论纯金属单晶体的加工硬化过程。图1所示是金属单晶体的典型应力—应变曲线(也称加工硬化曲线)，其塑性形变部分分3个阶段组成。（总计15人品）（1） 这三个阶段分别是？（+3）（2） 解释三个阶段产生的原因。（+6）（3） 不同晶体结构类型对加工硬化曲线有很大影响，图2分别为体心立方，面心立方和密排六方的加工硬化曲线。试标明123分别对应什么晶体结构类型的加工硬化曲线。（+3）（4） 多晶体的加工硬化曲线与单晶体加工硬化曲线不同，描述其不同之处并解释。（+3）2、参考答案（1） Ⅰ、易滑移阶段Ⅱ、线性硬化阶段Ⅲ、动态回复阶段（2） 第1阶段为易滑移阶段，此段接近于直线，即应力增加不多，便能产生相当大的形变。原因是该阶段只有单一的滑移系开动，滑移的总量主要通过新滑移面的开动，而不是靠原滑移面增加滑移量来实现，由于应力水平低，同一滑移面放出的位错间隔较大，这个阶段的硬化主要来自单个位错间的长程应力场，硬化率低。第2阶段为线性硬化阶段，也呈直线，但是硬化率较高。其原因是随应力增大，有多个滑移系启动，主滑移系位错增殖，位错密度增加，其他滑移系启动，大量位错缠结，形成压杆位错，阻碍位错的继续运动，限制主滑移系的位错运动的自由程，以及位错间的短程相互作用，引起更大的硬化效应。第3阶段为动态回复阶段（抛物线硬化阶段），此阶段随应变增加，应力上升缓慢，其原因是应力足够大时，螺型位错大量交滑移到别的滑移面，或者塞积群前的障碍在塞积群的高应力集中下被摧毁，从而使塞积位错群的高应力场得以松弛，硬化率下降。（3） 1、面心立方（Cu）2.、体心立方（Nb）3、密排立方（Mg）（从滑移系方面解释）（4） 多晶体的塑性形变，由于晶界的阻碍作用和晶粒之间的协调配合的要求，各晶粒不可能以单一滑移系动作而必然有多组滑移系同时作用，因此多晶体的应力—应变曲线不会出现单晶的第1阶段，而且其加工硬化率明显高于单晶体，细晶粒多晶体在形变开始阶段尤为明显。3、第五期十佳优秀学员名单：第三滴血 ygc Truffe D调的华丽 我买糕的 aztw cc1122 慧人慧心 zaqqazlove 対妳旳执着4、优秀学员回答展示:zaqqazlove：1.易滑移阶段、线性硬化阶段、抛物线型硬化阶段
2.易滑移阶段：刚开始应力低，主要是单滑移，位错运动受到阻碍小，容易运动，这样会产生更多的位错，使得晶体产生大的应变，加工硬化率很低。
线性硬化阶段：随着应力的不断增大，单滑移开始向多滑移和交滑移转变，也可形成L-C不动位错，从而造成位错的塞积和缠绕，阻碍位错进一步运动，加工硬化率很高，且和应变量呈线性关系。
抛物线型阶段：位错塞积以后，要想继续运动就必须有足够高的应力，摧毁L-C不动位错，螺位错可以在它们的滑移面内避开障碍，不必与这些障碍发生强的交互作用，它们可以通过双交滑移返回原始滑移面。从而加工硬化速率降低，曲线呈抛物线型。
3. 1是面心立方晶体，2是体心立方晶体，3是密排六方晶体
4.多晶体加工硬化曲线一般不会出现易滑移阶段，而且加工硬化率比单晶体大。慧人慧心1.图中所示的三个阶段依次为易滑移阶段，线性硬化阶段，抛物线硬化阶段。
2.三个阶段产生的原因分别为：
易滑移阶段：在单晶体中，当分切应力达到临界值以后，晶体开始产生滑移现象，并只有一组滑移系在运动。施加较小的应力就可以引起较大的变形。在这个阶段，硬化率（即斜率）比较小。
线性硬化阶段：随着应力不断增加，晶体开始产生多系滑移，并产生大量位错。位错交互作用，产生位错发团，形变抗力增加，阻碍位错运动，应力进一步上升，表现为硬化率增大。
抛物线硬化阶段：在高的应力作用下，位错塞积群的应力场被摧毁；或者位错发生攀移。位错密度降低，硬化率有所下降，呈抛物线变化。
3.一号曲线为FCC晶体。二号为BCC晶体。三号为HCP晶体。
4.由于多晶体存在晶粒间的协调变形和晶界的阻碍作用，每个晶粒都不可能进行单系滑移，而是几组滑移系共同运动，因此多晶体的硬化曲线中不可能出现单晶体硬化曲线的第一阶段（易滑移阶段）。并且多晶体的硬化曲线通常更陡，也就是说加工硬化率越大。cc1122（1） 第一个阶段是易滑移阶段，第二个极端是线性硬化阶段，第三个阶段是动态回复阶段。
（2）第一个阶段为易滑移阶段，原因是该阶段只有单一的滑移系开动，滑移的总量主要通过新滑移面的开动，而不是靠原滑移面增加滑移量来实现，由于应力水平低，同一滑移面放出的位错间隔较大。
第二个阶段为线性硬化阶段，原因是随应力增大，有多个滑移系启动，主滑移系位错增殖，位错密度增加，其他滑移系启动，大量位错缠结，形成压杆位错，阻碍位错的继续运动，限制主滑移系的位错运动的自由程，以及位错间的短程相互作用，引起更大的硬化效应。
第三个阶段为动态回复阶段，原因是应力足够大时，螺型位错大量交滑移到别的滑移面，或者塞积群前的障碍在塞积群的高应力集中下被摧毁，从而使塞积位错群的高应力场得以松弛，硬化率下降。
（3）图1面心立方，图2体心立方，图3密排立方
（4）不同之处：多晶体的应力—应变曲线不会出现单晶的第一个阶段，而且其加工硬化率明显高于单晶体，细晶粒多晶体在形变开始阶段尤为明显。
原因： 多晶体的塑性形变，由于晶界的阻碍作用和晶粒之间的协调配合的要求，各晶粒不可能以单一滑移系动作而是多组滑移系同时作用。ygc1：三个阶段分别是易滑移阶段，线性硬化阶段，抛物线硬化阶段；
2：易滑移阶段，由于起初的应力较小，主要是单滑移，位错容易滑移，其变形抗力随应变现象变化，同时加工硬化率也较小；随着应力不断增大更多滑移系开动，发生多滑移和交滑移，位错发生交割缠绕，阻碍位错运动，变形抗力快速增大；当应力继续增大可以使有些位错发生攀移和交滑移使异号位错相互抵消，从而使位错密度降低。
3:面心为1，体心为2，密排为3。单晶体的面心立方滑移系较多，滑移方向也多，更接近1，密排六方的滑移系少，位错相互交接机会少，加工硬化效果低，体心立方的初始开动应力较大。
4：对于多晶体，其由于晶界的阻碍以及晶粒协同作用，从而使得第一阶段不可能出现。Truffe1、图中所示三阶段分别为：易滑移阶段、线性硬化阶段、抛物线硬化阶段
2、产生原因：三阶段与形变中位错的运动及交互作用有关
（1）易滑移阶段：此时应力较低，只有一组取向最有利的滑移系开动，所以位错很少受到其他位错的干扰，可移动相当长的距离并可能到达晶体表面，位错源能源源不断地产生新的位错，因此，晶体可以产生较大的应变，并且加工硬化率也很低。
（2）线性硬化阶段：此阶段发生了多滑移，位错之间发生相互作用，产生大量的位错缠结或位错塞积，阻止位错进一步运动。使得应力急剧上升，加工硬化率提高。
（3） 抛物线硬化阶段： 在足够高的应力下，螺位错可以通过交滑移而绕过障碍，异号位错还可以相互抵消，降低位错密度，使加工硬化速率呈下降趋势。
3、 1号线为面心立方晶体 FCC 2号线为体心立方晶体BCC 3号线为密排六方晶体HCP
4、 对于多晶体而言，因其变形中晶界的阻碍作用和晶粒之间的协调配合要求，各晶粒不可能以单一滑移系动作而必然有多组滑移系同时作用，因此多晶体的加工硬化曲线不会出现前面单晶体硬化曲线的第一阶段（易滑移阶段），而且其加工硬化曲线通常更陡，加工硬化速率更高，且晶粒越细，硬化效果越明显。 {:4_113:}我怎么没看到这期。。 学长，这期颁奖怎么不送人品哈。求人品 第三滴血 发表于 2013-1-16 22:30 static/image/common/back.gif
学长，这期颁奖怎么不送人品哈。求人品
人品已发送，由于楼主回家了，请谅解哈。。
页:
[1]