金属塑性变形理论习题集

《金属塑性成形原理》习题答案一、填空题1. 衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。

2. 所谓金属的再结晶是指冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织的过程。

3. 金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。

4. 请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量＝＋5. 对应变张量，请写出其八面体线变与八面体切应变的表达式。

＝；＝。

6.1864 年法国工程师屈雷斯加（H.Tresca ）根据库伦在土力学中研究成果，并从他自已所做的金属挤压试验，提出材料的屈服与最大切应力有关，如果采用数学的方式，屈雷斯加屈服条件可表述为。

7. 金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多，归结起来主要有金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位压力、变形温度、变形速度等几方面的因素。

8. 变形体处于塑性平面应变状态时，在塑性流动平面上滑移线上任一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。

对于理想刚塑性材料处于平面应变状态下，塑性区内各点的应力状态不同其实质只是平均应力不同，而各点处的最大切应力为材料常数。

9. 在众多的静可容应力场和动可容速度场中，必然有一个应力场和与之对应的速度场，它们满足全部的静可容和动可容条件，此唯一的应力场和速度场，称之为真实应力场和真实速度场，由此导出的载荷，即为真实载荷，它是唯一的。

10. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示：，则单元内任一点外的应变可表示为＝。

11、金属塑性成形有如下特点：、、、。

12、按照成形的特点，一般将塑性成形分为和两大类，按照成形时工件的温度还可以分为、和三类。

13、金属的超塑性分为和两大类。

14、晶内变形的主要方式和单晶体一样分为和。

其中变形是主要的，而变形是次要的，一般仅起调节作用。

15、冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织，这个过程称为金属的。

第8 章晶体的塑性形变题解1. 细铜棒两端固定，从100°C 冷却到0°C，问发生的内应力有多大?铜的热膨胀系数=1.5×10-6/°C，弹性模量E=1.103×1011 Pa)。

解：设棒长为 1 ，热膨胀系数α=1.5×10-6/°C ，从100°C 冷却到0°C 棒收缩量∆L=α∆T=1.5×10-6×100=1.5×10-4，如果棒仍保持弹性范围，根据胡克定律，内应力σ应为：σ=Eε=1 ×11 ××−4 =×7.103 10 1.5 10 Pa 1.65 10 Pa2. 板材轧制时，设弹性变形量从表面到中心是线性的。

(a)压下量不大时，表面仍处在弹性范围，画出加载及卸载时从表面到中心的应力分布；(b)表面发生了塑性形变，但中心仍处于弹性围，画出加载及卸载时从表面到中心的应力分布。

解：(a)当压下量不大表面仍处在弹性范围时，因表面变形量最大，所以整个板处于弹性范围，加载时，应力与应变正比，所以应力从表面到中心亦呈线性分布，如下图(a)所示。

卸载后，弹性应变完全回复，板内无应力存在。

(b)当表面发生了塑性形变但中心仍处于弹性围时，表面层已屈服，它的应力与应变关关系不再符合胡克定律，所以表层应力的增加斜率降低，如下图(b)所示；卸载后，表层的塑性形变不能回复，内部的弹性变形要回复，因此，表层受内部收缩而产生压应力，因表层留下的永久变形不能回复而使内部产生拉伸应力，这些残余应力的分布如下图(c)所示。

3. 体心立方晶体可能的滑移面是{110}、{112}及{123}，若滑移方向为[111]，具体的滑移系是哪些?解：一个具体的滑移系的滑移方向必在滑移面上，根据晶带定律可知，滑移方向为[111] 时，对于{110}滑移面，可能的滑移面是(110)、(011)和(101 )。

psi是一种压力单位，定义为英镑/平方英寸，145psi=1MpaPSI英文全称为Pounds per square inch。

P是磅pound，S是平方square，I 是英寸inch。

把所有的单位换成公制单位就可以算出：1bar≈14.5psi1 KSI = 1000 lb / in.2 = 1000 x 0.4536 x 9.8 N / (25.4 mm)2 = 6.89 N / mm2材料机械强度性能单位，要用到试验机来检测Density of Slip PlanesThe planar density of the (112) plane in BCC iron is 9.94 atoms/cm2. Calculate the planar density of the (110) plane and the interplanar spacings for both the (112) and the (110) planes. On which type of plane would slip normally occur?(112) planar density:The point of this problem is that slip generally occurs in high density directions and on high density planes. The high density directions are directions in which the Burgers' vector is short, and the high density planes are the "smoothest" for slip.It will help to visualize these two planes as we calculate the atom density.The (110) plane passes through the atom on the lattice point in the center of the unit cell. The plane is rectangular, with a height equal to the lattice parameter a0and a width equal to the diagonal of the cube face, which is 2 a0.Lattice parameter (height):Width:Thus, according to the geometry, the area of a (110) plane would beThere are two atoms in this area. We can determine that by counting the piece of atoms that lie within the circle (1 for the atom in the middle and 4 times 1/4 for the corners), or using atom coordinates as discussed in Chapter 3. Then the planar density isThe interplanar spacing for the (110) planes isFor the (112) plane, the planar density is not quite so easy to determine. Let us draw a larger array of four unit cells, showing the plane and the atoms it passes through.This plane is also rectangular, with a base width of √2 a0 (the diagonal of a cube face), and a height of √3 a0 (the body diagonal of a cube). It has four atoms at corners, which are counted as 1/4 for the portion inside the rectangle (4 x 1/4) and two atoms on the edges, counted as 1/2 for the portion inside the rectangle (2 x 1/2). This is a total of 2 atoms.Base width:Height:Hence, we can calculate the area and density as for the (110) plane.The planar density and interplanar spacing of the (110) plane are larger than that of the (112) plane, thus the (110) plane would be the preferred slip plane1．有一根长为5 m，直径为3mm的铝线，已知铝的弹性模量为70GPa，求在200N的拉力作用下，此线的总长度。

《金属塑性成形原理》习题集第一章 金属的塑性和塑性变形1．什么是金属的塑性？什么是变形抗力？2．简述变形速度、变形温度、应力状态对金属塑性和变形抗力的影响。

如何提高金属的塑性？3．什么是附加应力？ 附加应力分几类？试分析在凸形轧辊间轧制矩形板坯时产生的附加应力？4．什么是最小阻力定律？最小阻力定律对分析塑性成形时的金属流动有何意义？5．塑性成形时，影响金属变形和流动的因素有哪些？各产生什么影响？6．为什么说塑性成形时金属的变形都是不均匀的？不均匀变形会产生什么后果？7．什么是残余应力？残余应力有哪几类？会产生什么后果？如何消除工件中的残余应力？8．摩擦在金属塑性成形中有哪些消极和积极的作用？塑性成形中的摩擦有什么特点？9．塑性成形中的摩擦机理是什么？10． 塑性成形时接触面上的摩擦条件有哪几种？各适用于什么情况？11． 塑性成形中对润滑剂有何要求？12． 塑性成形中常用的液体润滑剂和固体润滑剂各有哪些？石墨和二硫化钼 如何起润滑作用？第二章 应力应变分析1．什么是求和约定？张量有哪些基本性质？2．什么是点的应力状态？表示点的应力状态有哪些方法？3．什么是应力张量、应力球张量、应力偏张量和应力张量不变量？4．什么是主应力、主剪应力、八面体应力？5．什么是等效应力？有何物理意义？6．什么是平面应力状态、平面应变的应力状态？7．什么是点的应变状态？如何表示点的应变状态？8．什么是应变球张量、应变偏张量和应变张量不变量？9．什么是主应变、主剪应变、八面体应变和等效应变？10． 说明应变偏张量和应变球张量的物理意义？11． 塑性变形时应变张量和应变偏张量有和关系？其原因何在？12． 平面应变状态和轴对称状态各有什么特点？13． 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=30758075050805050ij σ，试求方向余弦为21==m l ，21=n 的斜面上的全应力、正应力和剪应力。

14． 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=10010010010010ij σ，求其主应力、主剪应力、八面体应力、应力球张量及应力偏张量。

一、名词解释1. 主应力：只有正应力没有切应力的平面为主平面，其面上的应力为主应力。

2. 主切应力：切应力最大的平面为主切平面，其上的切应力为主主切应力。

3. 对数应变 答：变形后的尺寸与变形前尺寸之比取对数4. 滑移线 答：最大切应力的方向轨迹。

5. 八面体应力：与主平面成等倾面上的应力6. 金属的塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

7. 等效应力：又称应力强度，表示一点应力状态中应力偏张量的综合大小。

8. 何谓冷变形、热变形和温变形：答冷变形：在再结晶温度以下，通常是指室温的变形。

热变形：在再结晶温度以上的变形。

温变形在再结晶温度以下，高于室温的变形。

9. 何谓最小阻力定律：答变形过程中，物体质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路。

10.金属的再结晶 答：冷变形金属加热到一定的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织的过程。

11. π平面 答：是指通过坐标原点并垂于等倾线的平面。

12.塑性失稳 答：在塑性加工中，当材料所受的载荷达到某一临界后，即使载荷下降，塑性变形还会继续，这种想象称为塑性失稳。

13.理想刚塑性材料：在研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。

P13914.应力偏张量：应力偏张量就是应力张量减去静水压力，即：σij ′ =σ－δij σm二、填空题1. 冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生2. 金属塑性变形的特点：不同时性、相互协调性和不均匀性。

3. 由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织称为：变形织构 。

4. 随着变形程度的增加,金属的强度 硬度增加,而塑性韧性降低,这种现象称为：加工硬化。

5. 超塑性的特点:大延伸率、低流动应力、无缩颈、易成形、无加工硬化 。

6. 细晶超塑性变形力学特征方程式中的m 为:应变速率敏感性指数。

7. 塑性是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力 。

⾦属塑性成形原理模拟题⼀、填空题：（每题 3 分，共计 30 分）1. 塑性是指： _ 在外⼒作⽤下使⾦属材料发⽣塑性变形⽽不破坏其完整性的能⼒。

2. ⾦属的超塑性可分为细晶超塑性和相变超塑性两⼤类。

3. ⾦属单晶体变形的两种主要⽅式有：滑移和孪⽣。

4. 影响⾦属塑性的主要因素有：化学成份，组织，变形温度，应变速率，变形⼒学条件。

5. 等效应⼒表达式：。

6. 常⽤的摩擦条件及其数学表达式：库伦摩擦条件，常摩擦条件。

7.π平⾯是指：通过坐标原点并垂于等倾线的平⾯，其⽅程为 __。

8.⼀点的代数值最⼤的 __ 主应⼒ __ 的指向称为第⼀主⽅向，由第⼀主⽅向顺时针转所得滑移线即为线。

9. 平⾯变形问题中与变形平⾯垂直⽅向的应⼒σ z =10. 在有限元法中：应⼒矩阵 [S]= ，单元内部各点位移 {U}=⼆、简答题（共计 30 分）1. 提⾼⾦属塑性的主要途径有哪些？（ 8 分）答：提⾼⾦属塑性的途径有以下⼏个⽅⾯：(1) 提⾼材料成分和组织的均匀性；…… 2'(2) 合理选择变形温度和应变速率；…… 2'(3) 选择三向压缩性较强的变形⽅式；…… 2'(4) 减⼩变形的不均匀性。

…… 2'2. 纯剪切应⼒状态有何特点？（ 6 分）答：纯剪切应⼒状态下物体只发⽣形状变化⽽不发⽣体积变化。

…… 2'纯剪应⼒状态下单元体应⼒偏量的主⽅向与单元体应⼒张量的主⽅向⼀致，平均应⼒。

…… 2'其第⼀应⼒不变量也为零。

…… 2'3. 塑性变形时应⼒应变关系的特点？（ 8 分）答：在塑性变形时，应⼒与应变之间的关系有如下特点：(1) 应⼒与应变之间的关系是⾮线性的，因此，全量应变主轴与应⼒主轴不⼀定重合。

…… 2'(2) 塑性变形时，可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松⽐。

……2'(3) 对于应变硬化材料，卸载后再重新加载时的屈服应⼒就是报载时的屈服应⼒，⽐初始屈服应⼒要⾼。

金属塑性成形原理习题集Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】《金属塑性成形原理》习题集运新兵编模具培训中心二OO九年四月第一章 金属的塑性和塑性变形1．什么是金属的塑性什么是变形抗力2．简述变形速度、变形温度、应力状态对金属塑性和变形抗力的影响。

如何提高金属的塑性3．什么是附加应力 附加应力分几类试分析在凸形轧辊间轧制矩形板坯时产生的附加应力4．什么是最小阻力定律最小阻力定律对分析塑性成形时的金属流动有何意义5．塑性成形时，影响金属变形和流动的因素有哪些各产生什么影响6．为什么说塑性成形时金属的变形都是不均匀的不均匀变形会产生什么后果7．什么是残余应力残余应力有哪几类会产生什么后果如何消除工件中的残余应力8．摩擦在金属塑性成形中有哪些消极和积极的作用塑性成形中的摩擦有什么特点9．塑性成形中的摩擦机理是什么10． 塑性成形时接触面上的摩擦条件有哪几种各适用于什么情况11． 塑性成形中对润滑剂有何要求12． 塑性成形中常用的液体润滑剂和固体润滑剂各有哪些石墨和二硫化钼 如何起润滑作用第二章 应力应变分析1．什么是求和约定张量有哪些基本性质2．什么是点的应力状态表示点的应力状态有哪些方法3．什么是应力张量、应力球张量、应力偏张量和应力张量不变量4．什么是主应力、主剪应力、八面体应力5．什么是等效应力有何物理意义6．什么是平面应力状态、平面应变的应力状态7．什么是点的应变状态如何表示点的应变状态8．什么是应变球张量、应变偏张量和应变张量不变量9．什么是主应变、主剪应变、八面体应变和等效应变10． 说明应变偏张量和应变球张量的物理意义11． 塑性变形时应变张量和应变偏张量有和关系其原因何在12． 平面应变状态和轴对称状态各有什么特点13． 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=30758075050805050ij σ，试求方向余弦为21==m l ，21=n 的斜面上的全应力、正应力和剪应力。

金属塑性成形力学课后答案【篇一：金属塑性成形原理习题】述提高金属塑性变形的主要途径有哪些？(1)提高材料成分和组织的均匀性(2)合理选择变形温度和应变速率(3)合理选择变形方式(4)减小变形的不均匀性2. 简答滑移和孪生变形的区别相同点：都是通过位错运动来实现, 都是切应变不同点：孪生使一部分晶体发生了均匀切变，而滑移只集中在一些滑移面上进行；孪生的晶体变形部分的位向发生了改变，而滑移后晶体各部分位向未改变。

3. 塑性成型时的润滑方法有哪些？(1) 特种流体润滑法。

(2) 表面磷化-皂化处理。

(3) 表面镀软金属。

4. 塑性变形时应力应变关系的特点？在塑性变形时，应力与应变之间的关系有如下特点（1）应力与应变之间的关系是非线性的，因此，全量应变主轴和应力主轴不一定重合。

（2）塑性变形时，可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比??0.5。

、（3）对于应变硬化材料，卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始屈服应力要高。

（4）塑性变形是不可逆的，与应变历史有关，即应力－应变关系不再保持单值关系。

5. levy－mises理论的基本假设是什么？（1）材料是刚塑性材料，级弹性应变增量为零，塑性应变增量就是总的应变增量。

（2）材料符合米塞斯屈服准则。

（3）每一加载瞬时，应力主轴和应变增量主轴重合。

（4）塑性变形上体积不变。

6. 细化晶粒的主要途径有哪些？（1）在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作脱氧剂。

（2）采用适当的变形程度和变形温度。

（3）采用锻后正火等相变重结晶的方法。

7. 试从变形机理上解释冷加工和超塑性变形的特点。

冷塑性变形的主要机理：滑移和孪生。

金属塑性变形的特点：不同时性、相互协调性和不均匀性。

由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织，称为变形织构。

随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化。

超塑性变形机理主要是晶界滑移和原子扩散（扩散蠕变）。

教学检测B 一、填空题(每题 2 分共24 分〕1、金属之所以能够进展压力加工，是有由于金属材料具有〔〕。

2、作用在变形体上的外力有〔〕。

3、塑性变形中〔〕将不利于金属塑性的提高，而〔〕则有利于金属塑性的提高。

4、选定坯料尺于计算轧件轧后长度中依据〔〕来进展计算。

5、弹-塑性共存定律是指金属在发生塑性变形的同时有存在.6、轧制生产中承受的意义有所低工其的磨损、降低变形能耗和冷却工具及改善产品质量。

7、塑性变形后仍旧存留子在变形体内的附加应力叫。

8、改善咬入措施归纳起来有：减小咬入角、〔〕和施加顺扎制方向水平外力9、不均匀变形引起的后果是使金属〔〕、使金属塑性降低、是产品质量下降及使技术操作简单化。

10、影响宽展的因素有很多，归纳起来有〔〕。

11、提高塑性的主要途径有掌握金属的化学成分、掌握金属的组织解构和选择适当的〔〕及选择适宜的变形力学状态。

12、正确计算〔〕，可防止在连续式扎机生产中消灭堆钢和扎件拉断。

二、推断题〔每题 2 分共 24 分〕1.约束反力和反作用力都是在工件上力。

〔〕2.变形体内的应力状态随变形条件的变化是会发生转化的。

〔〕3.只要外力足够大就能扎出无限薄的钢材。

〔〕4.依据体积不变定律可知，金属在压力加工前后其体积保持不变。

〔〕5.随变形速度的增大，摩擦系数下降。

〔〕6.随变形速度的增大，金属的塑性下降。

〔〕7.单相组织的钢塑性较好，而多相组织的塑性较差。

〔〕8.松软性好金属，其塑性也肯定很好。

〔〕9.一般来说，随着变形温度的提高，金属的塑性随之提高。

〔〕10.随着变形温度的提高，金属的变形抗力随之降低。

〔〕11.附加应力的存在会使金属的变形抗力增加，使变形的能耗增加。

〔〕12.在钢辊上进展轧制是的宽展比在铸铁辊上的要大。

〔〕三、选择题〔每题 2 分共 24 分〕1.沿工具和工件接触面而切线方向阻碍金属流淌的力是〔〕。

A.主动力B.正压力C.摩擦力2.要扎出 2mm 厚的板带钢，你设定的辊缝尺寸 S 值应是〔〕。

《金属塑性成形原理》习题（2）答案一、填空题1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示：，则单元内任一点外的应变可表示为＝。

2. 塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

3. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。

4. 等效应力表达式：。

5.一点的代数值最大的 __ 主应力 __ 的指向称为第一主方向，由第一主方向顺时针转所得滑移线即为线。

6. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σ z = 。

7．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。

8．对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。

9．就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提高。

10．钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。

11．为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。

12．材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫超塑性。

13．韧性金属材料屈服时，密席斯（Mises）准则较符合实际的。

14．硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。

15．塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。

16．应力状态中的压应力，能充分发挥材料的塑性。

17．平面应变时，其平均正应力m 等于中间主应力2。

18．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。

19．材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为1＝０.1，第二次的真实应变为2＝０.25，则总的真实应变＝0.35 。

20．塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。

21．弹性变形机理原子间距的变化；塑性变形机理位错运动为主。

二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上1．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；2．塑性变形时不产生硬化的材料叫做A。

Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料；3．用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为B。

金属的塑性变形习题1.名词解释塑性是指固体材料在外力作用下发生永久变形，而不破坏其完整性的能力。

塑性指标为了衡量金属塑性的高低，需要有一种数量上的指标变形速率金属塑性加工时单位时间内工件的平均变形程度变形抗力塑性变形时，变形金属抵抗塑性变形的力超塑性材料在一定内部条件下和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。

交滑移在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移孪生变形晶体特定晶面（孪晶面）的原子沿一定方向（孪生方向）协同位移（称为切变）的结果包辛格效应在金属塑性加工过程中正向加载引起的塑性应变强化导致金属材料在随后的反向加载过程中呈现塑性应变软化（屈服极限降低）的现象。

残余应力引起附加应力的外因去处后，在物体内仍残存的应力叫残余应力，残余应力是弹性应力，不超过材料的屈服应力，也是相互平衡成对出现的。

最小阻力定律当物体各质点有在不同方向移动的可能时，变形物体内的每一个质点都将沿其最小阻力方向移动。

2.影响金属塑性的内因和外因有哪些？答案：影响金属塑性高低的主要因素有两方面：内因，金属本身的化学成分、组织结构等；外因，变形温度、变形速度、变形程度、应力状态、变形状态、尺寸以苏、周围介质等。

3.改善金属材料的工艺塑性有哪些途径，怎样才能获得金属材料的超塑性？答案：（1）途径：①控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性；②采用合适的变形温度-速度制度；③选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态；④避免加热和加工时周围介质的不良影响。

（2）获得金属材料超塑性的方法：①超细等轴晶粒组织在一定温度区间和一定的变形速度条件可以获得恒温超塑性；②材料具有固态相变的特性，并在外加载荷作用下，在相变温度上下循环加热与冷却，诱发产生发福的组织结构变化时金属原子；发生剧烈运动而呈现出相变超塑性。

③有些材料在消除应力退火过程中，在应力作用下也可以得到超塑性。

答案：熔点、低
3、晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象称为________。
答案：滑移
4、由于________和________的影响，多晶体有比单晶体更高的塑性变形抗力。
答案：晶界、晶粒位向（晶粒取向各异）
5、生产中消除加工硬化的方法是________。
答案：再结晶退火
6、在生产实践中，经冷变形的金属进行再结晶退火后继续升高温度会发生________现象。
3、单晶体塑性变形的基本方式是滑移，即晶体的一部分沿一定晶面与晶向相对于另一部分发生滑动。（）
答案：(√)
4、织构使金属的性能出现各向异性，对金属的力学性能、物理性能和拉伸加工工艺有很大的影响。（）
答案：(√)
5、细化晶粒能提高材料的强度，却降低材料的塑性和韧性。( )
答案：(×)
6、各种热加工方法只能改善材料的组织，不能改变材料的性能。( )
答案：回复、再结晶、晶粒xx
16、所谓冷加工是指金属在________以下进行的塑性变形。
答案：再结晶温度
17、金属塑性变形能产生如下三类内应力：金属表层与心部变形量不同而造成宏观内应力，称为________；晶粒之间或晶内不同区域之间的变形不均匀形成的微观内应力，称为________；因晶格畸变形成的内应力称为________。
可造成第一类内应力（0.5分）、第二类内应力（0.5分）和第三类应力（0.5分）。
其中第一类内应力使工件尺寸不稳定（1分）；第二类内应力使金属产生晶间腐蚀（1分）；第三类内应力是产生加工硬化的主要原因（1分）。残余应力在一定条件下也可能产生有利的影响，例如对承受弯、扭交变载荷的零件(0.5分)，若使其表层存在残余应力，可有效的减少拉应力作用，抑制表层疲劳裂纹的产生与扩散（0.5分），明显提高金属的疲劳强度（0.5分）。

第一章1.什么是金属的塑性什么是塑性成形塑性成形有何特点塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力；塑性变形----当作用在物体上的外力取消后;物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形----金属材料在一定的外力作用下;利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法;也称塑性加工或压力加工；塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类..Ⅰ.按成型特点可分为块料成形也称体积成形和板料成型两大类1块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的..可分为一次成型和二次加工..一次加工：①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形;以获得一定截面形状材料的塑性成形方法..分纵轧、横轧、斜轧；用于生产型材、板材和管材..②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力;将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形;以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法..分正挤压、反挤压和复合挤压；适于低塑性的型材、管材和零件..③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力;将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形;以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法..生产棒材、管材和线材..二次加工：①自由锻----是在锻锤或水压机上;利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法..精度低;生产率不高;用于单件小批量或大锻件..②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形;从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法..分开式模锻和闭式模锻..2板料成型一般称为冲压..分为分离工序和成形工序..分离工序：用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离;如冲裁、剪切等工序；成型工序：用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形;成为具有要求形状和尺寸的零件;如弯曲、拉深等工序..Ⅱ.按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形..第二章3.试分析多晶体塑性变形的特点..1各晶粒变形的不同时性..不同时性是由多晶体的各个晶粒位向不同引起的..2各晶粒变形的相互协调性..晶粒之间的连续性决定;还要求每个晶粒进行多系滑移；每个晶粒至少要求有 5个独立的滑移系启动才能保证..3晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间的变形的不均匀性.. Add：4滑移的传递;必须激发相邻晶粒的位错源..5多晶体的变形抗力比单晶体大;变形更不均匀..6塑性变形时;导致一些物理;化学性能的变化..7时间性..hcp系的多晶体金属与单晶体比较;前者具有明显的晶界阻滞效应和极高的加工硬化率;而在立方晶系金属中;多晶和单晶试样的应力—应变曲线就没有那么大的差别..4.试分析晶粒大小对金属塑性和变形抗力的影响..①晶粒越细;变形抗力越大..晶粒的大小决定位错塞积群应力场到晶内位错源的距离;而这个距离又影响位错的数目n..晶粒越大;这个距离就越大;位错开动的时间就越长;n也就越大..n越大;应力场就越强;滑移就越容易从一个晶粒转移到另一个晶粒..②晶粒越细小;金属的塑性就越好..a．一定体积;晶粒越细;晶粒数目越多;塑性变形时位向有利的晶粒也越多;变形能较均匀的分散到各个晶粒上；b．从每个晶粒的应力分布来看;细晶粒是晶界的影响区域相对加大;使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小..这种不均匀性减小了;内应力的分布较均匀;因而金属断裂前能承受的塑性变形量就更大..5.什么叫加工硬化产生加工硬化的原因是什么加工硬化对塑性加工生产有何利弊加工硬化----随着金属变形程度的增加;其强度、硬度增加;而塑性、韧性降低的现象..加工硬化的成因与位错的交互作用有关..随着塑性变形的进行;位错密度不断增加;位错反应和相互交割加剧;结果产生固定割阶、位错缠结等障碍;以致形成胞状亚结构;使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动..这样;要是金属继续变形;就需要不断增加外力;才能克服位错间强大的交互作用力..加工硬化对塑性加工生产的利弊：有利的一面：可作为一种强化金属的手段;一些不能用热处理方法强化的金属材料;可应用加工硬化的方法来强化;以提高金属的承载能力..如大型发电机上的护环零件多用高锰奥氏体无磁钢锻制..不利的一面：①由于加工硬化后;金属的屈服强度提高;要求进行塑性加工的设备能力增加；②由于塑性的下降;使得金属继续塑性变形困难;所以不得不增加中间退火工艺;从而降低了生产率;提高了生产成本..6.什么是动态回复为什么说动态回复是热塑性变形的主要软化机制动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复自发地向自由能低的方向转变的过程..动态回复是热塑性变形的主要软化机制;是因为：①动态回复是高层错能金属热变形过程中唯一的软化机制..动态回复是主要是通过位错的攀移、交滑移等实现的..对于层错能高的金属;变形时扩展位错的宽度窄;集束容易;位错的交滑移和攀移容易进行;位错容易在滑移面间转移;而使异号位错相互抵消;结果使位错密度下降;畸变能降低;不足以达到动态结晶所需的能量水平..因为这类金属在热塑性变形过程中;即使变形程度很大;变形温度远高于静态再结晶温度;也只发生动态回复;而不发生动态再结晶..②在低层错能的金属热变形过程中;动态回复虽然不充分;但也随时在进行;畸变能也随时在释放;因而只有当变形程度远远高于静态回复所需要的临界变形程度时;畸变能差才能积累到再结晶所需的水平;动态再结晶才能启动;否则也只能发生动态回复..Add：动态再结晶容易发生在层错能较低的金属;且当热加工变形量很大时..这是因为层错能低;其扩展位错宽度就大;集束成特征位错困难;不易进行位错的交滑移和攀移；而已知动态回复主要是通过位错的交滑移和攀移来完成的;这就意味着这类材料动态回复的速率和程度都很低应该说不足;材料中的一些局部区域会积累足够高的位错密度差畸变能差;且由于动态回复的不充分;所形成的胞状亚组织的尺寸小、边界不规整;胞壁还有较多的位错缠结;这种不完整的亚组织正好有利于再结晶形核;所有这些都有利于动态再结晶的发生..需要更大的变形量上面已经提到了..7.什么是动态再结晶影响动态再结晶的主要因素有哪些动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶..动态再结晶和静态再结晶基本一样;也会是通过形核与长大来完成;其机理也是大角度晶界或亚晶界想高位错密度区域的迁移..动态再结晶的能力除了与金属的层错能高低层错能越低;热加工变形量很大时;容易出现动态再结晶有关外;还与晶界的迁移难易有关..金属越存;发生动态再结晶的能力越强..当溶质原子固溶于金属基体中时;会严重阻碍晶界的迁移、从而减慢动态再结晶的德速率..弥散的第二相粒子能阻碍晶界的移动;所以会遏制动态再结晶的进行..9.钢锭经过热加工变形后其组织和性能发生了什么变化参见 P27-31①改善晶粒组织②锻合内部缺陷③破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布④形成纤维组织⑤改善偏析10.冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同冷变形中的纤维组织：轧制变形时;原来等轴的晶粒沿延伸方向伸长..若变形程度很大;则晶粒呈现为一片纤维状的条纹;称为纤维组织..当金属中有夹杂或第二相是;则它们会沿变形方向拉成细带状对塑性杂质而言或粉碎成链状对脆性杂质而言;这时在光学显微镜下会很难分辨出晶粒和杂质..在热塑性变形过程中;随着变形程度的增大;钢锭内部粗大的树枝状晶逐渐沿主变形方向伸长;与此同时;晶间富集的杂质和非金属夹杂物的走向也逐渐与主变形方向一致;其中脆性夹杂物如氧化物;氮化物和部分硅酸盐等被破碎呈链状分布；而苏醒夹杂物如硫化物和多数硅酸盐等则被拉长呈条状、线状或薄片状..于是在磨面腐蚀的试样上便可以看到顺主变形方向上一条条断断续续的细线;称为“流线”;具有流线的组织就称为“纤维组织”..在热塑性加工中;由于再结晶的结果;被拉长的晶粒变成细小的等轴晶;而纤维组织却被很稳定的保留下来直至室温..所以与冷变形时由于晶粒被拉长而形成的纤维组织是不同的..12.什么是细晶超塑性什么是相变超塑性①细晶超塑性它是在一定的恒温下;在应变速率和晶粒度都满足要求的条件下所呈现的超塑性..具体地说;材料的晶粒必须超细化和等轴化;并在在成形期间保持稳定..②相变超塑性要求具有相变或同素异构转变..在一定的外力作用下;使金属或合金在相变温度附近反复加热和冷却;经过一定的循环次数后;就可以获得很大的伸长率..相变超塑性的主要控制因素是温度幅度和温度循环率..15.什么是塑性什么是塑性指标为什么说塑性指标只具有相对意义塑性是指金属在外力作用下;能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力;它是金属的一种重要的加工性能..塑性指标;是为了衡量金属材料塑性的好坏而采用的某些试验测得的数量上的指标..常用的试验方法有拉伸试验、压缩试验和扭转试验..由于各种试验方法都是相对于其特定的受力状态和变形条件的;由此所测定的塑性指标或成形性能指标;仅具有相对的和比较的意义..它们说明;在某种受力状况和变形条件下;哪种金属的塑性高;哪种金属的塑性低；或者对于同一种金属;在那种变形条件下塑性高;而在哪种变形条件下塑性低..16.举例说明杂质元素和合金元素对钢的塑性的影响..P41-44①碳：固溶于铁时形成铁素体和奥氏体;具有良好的塑性..多余的碳与铁形成渗碳体Fe 3C;大大降低塑性；②磷：一般来说;磷是钢中的有害杂质;它在铁中有相当大的溶解度;使钢的强度、硬度提高;而塑性、韧性降低;在冷变形时影响更为严重;此称为冷脆性..③硫：形成共晶体时熔点降得很低例如 FeS的熔点为 1190℃;而 Fe-FeS 的熔点为 985℃..这些硫化物和共晶体;通常分布在晶界上;会引起热脆性..④氮：当其质量分数较小0.002%~0.015%时;对钢的塑性无明显的影响；但随着氮化物的质量分数的增加;钢的塑性降降低;导致钢变脆..如氮在α铁中的溶解度在高温和低温时相差很大;当含氮量较高的钢从高温快速冷却到低温时;α铁被过饱和;随后在室温或稍高温度下;氮逐渐以 Fe 4N形式析出;使钢的塑性、韧性大为降低;这种现象称为时效脆性..若在 300℃左右加工时;则会出现所谓“兰脆”现象..⑤氢：氢脆和白点..⑥氧：形成氧化物;还会和其他夹杂物如 FeS易熔共晶体FeS-FeO;熔点为910℃分布于晶界处;造成钢的热脆性..合金元素的影响：①形成固溶体；②形成硬而脆的碳化物；……17.试分析单相与多相组织、细晶与粗晶组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响..①相组成的影响：单相组织纯金属或固溶体比多相组织塑性好..多相组织由于各相性能不同;变形难易程度不同;导致变形和内应力的不均匀分布;因而塑性降低..如碳钢在高温时为奥氏体单相组织;故塑性好;而在800℃左右时;转变为奥氏体和铁素体两相组织;塑性就明显下降..另外多相组织中的脆性相也会使其塑性大为降低..②晶粒度的影响：晶粒越细小;金属的塑性也越好..因为在一定的体积内;细晶粒金属的晶粒数目比粗晶粒金属的多;因而塑性变形时位向有利的晶粒也较多;变形能较均匀地分散到各个晶粒上；又从每个晶粒的应力分布来看;细晶粒时晶界的影响局域相对加大;使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小..由于细晶粒金属的变形不均匀性较小;由此引起的应力集中必然也较小;内应力分布较均匀;因而金属在断裂前可承受的塑性变形量就越大..③锻造组织要比铸造组织的塑性好..铸造组织由于具有粗大的柱状晶和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷;故使金属塑性降低..而通过适当的锻造后;会打碎粗大的柱状晶粒获得细晶组织;使得金属的塑性提高..18.变形温度对金属塑性的影响的基本规律是什么就大多数金属而言;其总体趋势是：随着温度的升高;塑性增加;但是这种增加并不是简单的线性上升；在加热过程中的某些温度区间;往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区;使金属的塑性降低..在一般情况下;温度由绝对零度上升到熔点时;可能出现几个脆性区;包括低温的、中温的和高温的脆性区..下图是以碳钢为例：区域Ⅰ;塑性极低—可能是由与原子热振动能力极低所致;也可能与晶界组成物脆化有关；区域Ⅱ;称为蓝脆区断口呈蓝色;一般认为是氮化物、氧化物以沉淀形式在晶界、滑移面上析出所致;类似于时效硬化..区域Ⅲ;这和珠光体转变为奥氏体;形成铁素体和奥氏体两相共存有关;也可能还与晶界上出现FeS-FeO低熔共晶有关;为热脆区..19.什么是温度效应冷变形和热变形时变形速度对塑性的影响有何不同温度效应：由于塑性变形过程中产生的热量使变形体温度升高的现象..热效应：塑性变形时金属所吸收的能量;绝大部分都转化成热能的现象一般来说;冷变形时;随着应变速率的增加;开始时塑性略有下降;以后由于温度效应的增强;塑性会有较大的回升；而热变形时;随着应变速率的增加;开始时塑性通常会有较显着的降低;以后由于温度效应的增强;而使塑性有所回升;但若此时温度效应过大;已知实际变形温度有塑性区进入高温脆区;则金属的塑性又急速下降..第三章2.叙述下列术语的定义或含义：①张量：由若干个当坐标系改变时满足转换关系的分量所组成的集合称为张量；②应力张量：表示点应力状态的九个分量构成一个二阶张量;称为应力张量； .ζηη.x xy xz③应力张量不变量：已知一点的应力状态④主应力：在某一斜微分面上的全应力S和正应力ζ重合;而切应力η=0;这种切应力为零的微分面称为主平面;主平面上的正应力叫做主应力；⑤主切应力：切应力达到极值的平面称为主切应力平面;其面上作用的切应力称为主切应力⑥最大切应力：三个主切应力中绝对值最大的一个;也就是一点所有方位切面上切应力最大的;叫做最大切应力ηmax⑦主应力简图：只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图称为主应力图：⑧八面体应力：在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个正八面体;正八面体的每个平面称为八面体平面;八面体平面上的应力称为八面体应力；⑨等效应力：取八面体切应力绝对值的3倍所得之参量称为等效应力⑩平面应力状态：变形体内与某方向垂直的平面上无应力存在;并所有应力分量与该方向轴无关;则这种应力状态即为平面应力状..实例：薄壁扭转、薄壁容器承受内压、板料成型的一些工序等;由于厚度方向应力相对很小而可以忽略;一般作平面应力状态来处理11平面应变状态：如果物体内所有质点在同一坐标平面内发生变形;而在该平面的法线方向没有变形;这种变形称为平面变形;对应的应力状态为平面应变状态..实例：轧制板、带材;平面变形挤压和拉拔等..12轴对称应力状态：当旋转体承受的外力为对称于旋转轴的分布力而且没有轴向力时;则物体内的质点就处于轴对称应力状态..实例：圆柱体平砧均匀镦粗、锥孔模均匀挤压和拉拔有径向正应力等于周向正应力..3.张量有哪些基本性质①存在张量不变量②张量可以叠加和分解③张量可分对称张量和非对称张量④二阶对称张量存在三个主轴和三个主值4.试说明应力偏张量和应力球张量的物理意义..应力偏张量只能产生形状变化;而不能使物体产生体积变化;材料的塑性变形是由应力偏张量引起的；应力球张量不能使物体产生形状变化塑性变形;而只能使物体产生体积变化..12.叙述下列术语的定义或含义1位移：变形体内任一点变形前后的直线距离称为位移；2位移分量：位移是一个矢量;在坐标系中;一点的位移矢量在三个坐标轴上的投影称为改点的位移分量;一般用 u、v、w或角标符号ui 来表示；3相对线应变：单位长度上的线变形;只考虑最终变形；4工程切应变：将单位长度上的偏移量或两棱边所夹直角的变化量称为相对切应变;也称工程切应变;即δrt = tanθxy =θxy =αyx +αxy 直角∠CPA减小时;θxy取正号;增大时取负号；5切应变：定义γ yx =γ xy= 1θyx 为切应变； 26对数应变：塑性变形过程中;在应变主轴方向保持不变的情况下应变增量的总和;记为它反映了物体变形的实际情况;故称为自然应变或对数应变；7主应变：过变形体内一点存在有三个相互垂直的应变方向称为应变主轴;该方向上线元没有切应变;只有线应变;称为主应变;用ε1、ε2、ε3 表示..对于各向同性材料;可以认为小应变主方向与应力方向重合；8主切应变：在与应变主方向成± 45°角的方向上存在三对各自相互垂直的线元;它们的切应变有极值;称为主切应变；9最大切应变：三对主切应变中;绝对值最大的成为最大切应变；10应变张量不变量：11主应变简图：用主应变的个数和符号来表示应变状态的简图；12八面体应变：如以三个应变主轴为坐标系的主应变空间中;同样可作出正八面体;八面体平面的法线方向线元的应变称为八面体应变13应变增量：产生位移增量后;变形体内质点就有相应无限小的应变增量;用dεij 来表示；14应变速率：单位时间内的应变称为应变速率;俗称变形速度;用ε& 表示;其单位为 s -1；15位移速度：14.试说明应变偏张量和应变球张量的物理意义..应变偏张量εij / ----表示变形单元体形状的变化；应变球张量δijεm ----表示变单元体体积的变化；塑性变形时;根据体积不变假设;即εm = 0;故此时应变偏张量即为应变张量15.塑性变形时应变张量和应变偏张量有何关系其原因何在塑性变形时应变偏张量就是应变张量;这是根据体积不变假设得到的;即εm = 0;应变球张量不存在了..16.用主应变简图表示塑性变形的类型有哪些三个主应变中绝对值最大的主应变;反映了该工序变形的特征;称为特征应变..如用主应变简图来表示应变状态;根据体积不变条件和特征应变;则塑性变形只能有三种变形类型①压缩类变形;特征应变为负应变即ε1＜0 另两个应变为正应变;ε2 +ε3 = .ε1 ；②剪切类变形平面变形;一个应变为零;其他两个应变大小相等;方向相反;ε2 =0;ε1= .ε3 ；③伸长类变形;特征应变为正应变;另两个应变为负应变;ε1 = .ε2 .ε3 ..17.对数应变有何特点它与相对线应变有何关系对数应变能真实地反映变形的积累过程;所以也称真实应变;简称真应变..它具有如下特点：①对数应变有可加性;而相对应变为不可加应变；②对数应变为可比应变;相对应变为不可比应变；③相对应变不能表示变形的实际情况;而且变形程度愈大;误差也愈大..对数应变可以看做是由相对线应变取对数得到的..21.叙述下列术语的定义或含义：Ⅰ屈服准则：在一定的变形条件变形温度、变形速度等下;只有当各应力分量之间符合一定关系时;质点才开始进入塑性状态;这种关系称为屈服准则;也称塑性条件;它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件；Ⅱ屈服表面：屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面..假如描述应力状态的点在屈表面上;此点开始屈服..对各向同性的理想塑性材料;则屈服表面是连续的;屈服表面不随塑性流动而变化..Ⅲ屈服轨迹：两向应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的集合图形是封闭的曲线;称为屈服轨迹;也即屈服表面与主应力坐标平面的交线..22.常用的屈服准则有哪两个如何表述分别写出其数学表达式..常用的两个屈服准则是 Tresca屈服准则和 Mises屈服准则;数学表达式分别为max minTresca屈服准则：ηmax =ζ .ζ = C2 式中;ζmax 、ζ min ----带数值最大、最小的主应力； C----与变形条件下的材料性质有关而与应力状态无关的常数;它可通过单向均匀拉伸试验求的..Tresca屈服准则可以表述为：在一定的变形条件下;当受力体内的一点的最大切应力ηmax 达到某一值时;该点就进入塑性状体..Mises屈服准则：ζ= 1 ζ1 .ζ 2 2 + ζ 2 .ζ3 2 + ζ3 .ζ12 =ζs2 = 1ζ 2s2zx2yz2xy2xz2zy2yx6ζηηηζζζζζ=+++.+.+.所以 Mises屈服准则可以表述为：在一定的变形条件下;当受力体内一点的等效应力ζ达到某一定值时;该点就进入塑性状态..23.两个屈服准则有何差别在什么状态下两个屈服准则相同什么状态下差别最大Ⅰ共同点：①屈服准则的表达式都和坐标的选择无关;等式左边都是不变量的函数；②三个主应力可以任意置换而不影响屈服;同时;认为拉应力和压应力的作用是一样的；③各表达式都和应力球张量无关..不同点：①Tresca屈服准则没有考虑中间应力的影响;三个主应力的大小顺序不知道时;使用不方便；而 Mises屈服准则则考虑了中间应力的影响;使用方便..Ⅱ两个屈服准则相同的情况在屈服轨迹上两个屈服准则相交的点表示此。

《金属塑性变形理论》习题集第一部分：塑性加工力学第一章 应力状态分析1． 金属塑性加工中的外力有哪几种？其意义如何？2． 为什么应力分量的表达需用双下标？每个下标都表示何物理意义？ 3． 已知应力状态如图1-1所示，写出应力分量，并以张量形式表示。

4． 已知应力状态的六个分量7-=x σ，4-=xy τ，0=y σ，4=yz τ，8-=zx τ，15-=z σ(MPa)，画出应力状态图，写出应力张量。

5． 作出单向拉伸、单向压缩、三向等值压缩、平面应力、平面应变、纯剪切应力状态的应力Mehr 圆。

图1-1⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=1548404847σT xy z6． 已知应力状态如图1-2所示，当斜面法线方向与三个坐标轴夹角余弦31===n m l 时，求该斜面上的全应力S 、全应力在坐标轴上的分量x S 、y S 、z S 及斜面上的法线应力n σ和切应力n τ。

7． 将下列应力状态用单元体表示。

（1）⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=6040504050705070100σT N/mm 2 （用直角坐标系）（2）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2007090701000900120σT N/mm 2 （用柱面坐标系）8． 单元体上各面所作用的应力分量如图1-3所示。

根据应力分量的正负规定，在相应的圆圈内填上适当的“+”、“－”。

9． 何谓求和约定？什么是哑标？什么是自由标？y±z±图1-3图1-210． 已知jn m nim ij βσασ='，找出哑标和自由标，并写出12σ'的展开式。

33332333232233132132322332222232122131312331212231112123βσαβσαβσαβσαβσαβσαβσαβσαβσασ++++++++='11． 任举一例利用求和约定对公式进行展开和合并。

12． 你是如何理解“应力张量”这一概念的？试用自己的语言描述之。

《金属塑性成形原理》试题库一、填空题：1、在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整的能力称为塑性。

2、晶内变形的主要方式是滑移和孪生，其中滑移变形是主要的。

3、一般来说，滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。

4、体心立方金属滑移系为12 个；面心立方滑移系为12 个；密排六方滑移系为3 个。

5、孪生是晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变，变形部分与未变形部分构成了镜面对称关系。

6、在多晶体材料中，晶间变形的主要方式是晶体之间的相互滑动和转动。

7、多晶体塑性变形的特点：一是晶粒变形的不同时性；二是各晶粒变形的相互协调性；三是晶粒与晶粒之间以及晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。

8、晶体滑移时，滑移方向的应力分量为τ=σμ，μ=cosθcosλ，μ称为取向因子。

9、通常把取向因子μ=0的取向称为硬取向；把μ=0.5的取向称为软取向。

10、固溶体塑性变形时，由于位错应变能的作用，溶质原子会偏聚在位错附近形成特定的分布，这种分布现象称为“柯氏气团”或“溶质气团”。

11、随着变形程度的增加，金属的强度和硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化（或形变强化）。

12、去应力退火是回复在金属中的应用之一，既可保持金属的加工硬化（或形变强化），又可消除残余应力。

13、实验研究表明，晶粒平均直径d与屈服强度σs的关系（Hall-Petch关系）可表达为：σs＝σ0+Kd-1/2。

14、由于塑性变形使得金属形成晶粒具有择优取向的组织，称为形变织构。

15、增大静水压力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻其所造成的拉裂作用。

16、材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过100% 的现象叫超塑性。

17、金属的超塑性分为细晶超塑性和相变超塑性两大类。

18、冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代冷变形组织，这个过程称为金属的再结晶。

第七章金属塑性变形一、名词解释固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象；应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况；孪生：金属塑性变形的重要方式。

晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。

形成孪晶的过程称为孪生；临界分切应力：金属晶体在变形中受到外力使某个滑移系启动发生滑移的最小分切应力；变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生，称为变形织构。

二问答1 单相合金的冷塑性变形与纯金属的室温塑性变形相比，有何特点。

答：纯金属变形主要借助位错运动，通过滑移和孪生完成塑性变形，开动滑移系需要临界切应力，晶体中还会发生扭转；单相合金的基本变形过程与纯金属的基本过程是一样的，但会出现固溶强化，开动滑移系需要临界切应力较大，还有屈服和应变时效现象。

2 金属晶体塑性变形时，滑移和孪生有何主要区别？答：滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍，孪生时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍；滑移时滑移面两边晶体的位向不变，而孪生时孪生面两边的晶体位向不同，以孪晶面形成镜像对称；滑移时需要的临界分切应力小，孪生开始需要的临界分切应力很大，孪生开始后继续切变时需要的切应力小，故孪生一般在滑移难于进行时发生。

3 A-B二元系中，A晶体结构是bcc，形成α固溶体，B晶体结构是fcc，形成β固溶体，A 与B形成η相，其晶体结构是hcp：1）指出α，β，η三个相的常见滑移系；2）绘出它们单晶变形时应力-应变曲线示意图，试解释典型低层错能面心立方单晶体的加工硬化曲线，并比较与多晶体加工硬化曲线的差别。

金属的塑性变形和再结晶题库1-2-10
问题：
[单选]塑性变形若以孪晶方式产生，则在晶体内原子间一定发生的是（）
A.A．平行移动
B.B．转动
C.C．平行移动和转动
D.D．都不对
问题：
[单选]单晶体塑性变形时，滑移比孪生（）
A.A．容易
B.B．困难
C.C．同样
D.D．不一定
问题：
[单选]金属多晶体的塑性变形方式为（）
A.A．滑移
B.B．孪生
C.C．滑移或孪生
D.D．都不对
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问题：
[单选]实际金属晶体的塑性变形方式为（）
A.A．滑移
B.B．孪生
C.C．蠕变
D.D．滑移和孪生
问题：
[单选]实际金属晶体与单金属晶体的塑性变形相比，将受到（）的影响。

A.A．晶界
B.B．晶粒位向
C.C．晶粒度
D.D．以上均是
问题：
[单选]金属的塑性变形主要是通过（）进行的。

A.A．晶粒的相对滑动
B.B．晶格的扭折
C.C．位错的滑移
D.D．位错类型的改变
问题：
[单选]实际金属晶体塑性变形的特点是（）
A.A．一个个进行
B.B．一批批进行
C.C．同时进行
D.D．不一定
问题：
[单选]实际金属晶体首先发生滑移的一定是（）晶粒。

A.A．硬位向
B.B．软位向
C.C．硬位向、软位向均可
D.D．硬位向、软位向均不可以。