中南大学高温塑性变形习题
中南大学《热处理》试题及答案(一)
中南大学《热处理》试题及答案（一）一、填空题1、试写出下列材料的类别。
（按用途分）与应用（举一例）。
20CrMnTi 属合金结构钢（类别）；可制作变速箱齿轮；T10属碳工具钢；可制作锉刀；45属碳素结构钢；可制作齿轮、螺栓；W18Cr4V属合金工具钢；可制作车刀；2、化学热处理的基本过程是加热、保温、冷却。
3、钢的淬透性主要取决于过冷奥氏体的稳定性，马氏体的硬度主要取决于含碳量与组织形态，钢的表层淬火，只能改变表层的组织结构，而化学热处理既能改变表层的组织结构，又能改变表层的成分。
4、低碳钢为了便于切削，常预先进行正火（提高硬度）处理；高碳钢为了便于切削，常预先进行退火（降低硬度）处理；5、索氏体中的渗碳体是层片状形貌。
回火索氏体中的渗碳体是珠粒状形貌。
6、纯Al的主要强化方法是晶粒细化（加工硬化），Al-Cu合金的主要强化方法是时效强化（固溶强化）。
7、再结晶形核的主要机理有应变诱发的晶界迁移机制，亚晶长大的形核机制。
8、欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用球化退火（正火），消除铸件中枝晶偏析应采用均匀化退火。
1.共析钢淬火后，低温、中温、高温回火组织分别为回火马氏体，回火屈氏体，回火索氏体。
2. 马氏体形态主要有板条状和片状两种，其中片状马氏体硬度高、塑性差。
4．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用回复退火工艺。
5．铝合金的时效方法可分为自然和人工两种。
1.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P珠光体；B贝氏体； M屈氏体。
2、为了降低冷变形金属的强度和硬度，应采用回复与再结晶退火工艺。
3、根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳3. 45钢正火后渗碳体呈层状，调质处理后渗碳体呈球粒状。
4．中温回火主要用于各种弹簧和锻模等典型零件处理，回火后得到回火屈氏体组织。
5 ．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为铸态和变形；变形铝合金按热处理性质可分为热处理非强化型铝合金和可热处理强化型铝合金两类；铝合金的时效方法可分为人工时效和自然时效两种。
中南大学材料科学基础考试试卷
中南⼤学材料科学基础考试试卷中南⼤学考试试卷2001 —— 2002 学年第⼆学期时间 110 分钟材料科学与⼯程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70%⼀、名词解释（5分×8）1、⾦属玻璃2、⾦属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚5、科垂尔⽓团（Cottrell Atmosphere）6、孪⽣7、反应扩散8、变形织构⼆、问答题1、（10分）标出hcp晶胞中晶⾯ABCDEF⾯、ABO⾯的晶⾯指数，OC⽅向、OC⽅向的晶向指数。
这些晶⾯与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产⽣滑移的滑移系。
2、（10分）判断]1101[6]121[6]112[6aaa→+位错反应在⾯⼼⽴⽅晶体中能否进⾏？若两个扩展位错的领先位错发⽣上述反应，会对⾯⼼⽴⽅⾦属性能有何影响。
3、（10分）写出⾮稳态扩散⽅程的表达式，说明影响⽅程中扩散系数的主要因素。
4、（10分）指出影响冷变形后⾦属再结晶温度的主要因素。
要获得尺⼨细⼩的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么?5、（15分）试述针对⼯业纯铝、Al－5％Cu合⾦、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采⽤那些主要的强化机制来进⾏强化。
6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中（1）写出三相平衡和四相平衡反应式；（2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合⾦所在位置，写出该合⾦凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织⽰意图。
7、（20分）Cu－Sn合⾦相图如图所⽰。
（1）写出相图中三条⽔平线的反应式，并画出T1温度下的成分－⾃由能曲线⽰意图；（2）说明Cu－10wt％Sn合⾦平衡和⾮平衡凝固过程，分别画出室温下组织⽰意图；（3）⾮平衡凝固对Cu－5wt％Sn合⾦的组织性能有何影响，如何消除？8、（20分）低层错能的⼯业纯铜铸锭采⽤T＝0.5T熔点温度热加⼯开坯轧制。
（1）画出该材料分别在⾼、低应变速率下热加⼯时的真应⼒－真应变曲线⽰意图，并说明影响曲线变化的各种作⽤机制；（2）开坯后该⾦属在室温下继续进⾏轧制，画出此时的真应⼒－真应变曲线⽰意图，并说明影响曲线变化的机制；（3）开坯后该⾦属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后⼯序中可采⽤那些⽅法，为什么？中南⼤学考试试卷2002 —— 2003 学年第⼆学期时间 110 分钟材料科学与⼯程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70%⼀、填空（0.5X30=15分）1、fcc结构的密排⽅向是_____，密排⾯是____，密排⾯的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原⼦数为___，把原⼦视为半径为r的刚性球时，原⼦的半径是点阵常数a 的关系为_________。
中南大学材料性能学习题与解答
g / m 2E s / a / E s / a0 a0 / a
奥罗万修正计算适用平面应力状态和平面应变状态。 b. Kl 和 KlC 的异同？ 解： K I 是力学度量，它不仅随外加应力和裂纹长度的变化而变化，也和裂纹的 形状类型，以及加载方式有关，但它和材料本身的固有性能无关。而断裂 韧性 K IC 则是反映材料阻止裂纹扩展的能力，因此是材料本身的特性。 c. 断裂韧性的影响因素有哪些？如何提高材料的断裂韧性？ 1 外因，材料的厚度不同，厚度增大断裂韧性增大，当厚度增大到一定程 解：○ 度后断裂韧性稳定。温度下降断裂韧性下降，应变速率上升，断裂韧性 2 内因。金属材料，能细化晶粒的元素提高断裂韧性；形成金属 下降。○ 化合物和析出第二相降低断裂韧性。晶粒尺寸和相结构，面心立方断裂 韧性高，奥氏体大于铁素体和马氏体钢。细化晶粒，断裂韧性提高。夹 杂和第二相，脆性夹杂和第二相降低断裂韧性，韧性第二相提高断裂韧 性。 1 亚温淬火○ 2 超高温淬火○ 3 形变热处理等方法 提高材料的断裂韧性可以通过○ 实现。 3、计算： a. 有一材料，模量 E ＝ 200GPa, 单位面积的表面能 γS ＝ 8 J/m , 试计算在 70MPa 的拉应力作用下，该裂纹的临界裂纹长度？若该材料裂纹尖端的变形塑性 功 γP＝400 J/m ，该裂纹的临界裂纹长度又为多少？[利用格里菲斯公式和奥罗 万修正公式计算] 解：由格里菲斯公式得
载条件、负载时间。对金属、陶瓷类材料的 E 没有影响。高聚物的 E 随负 载时间延长而降低，发生松弛。 2) 金属材料应变硬化的概念和实际意义。 解：材料进入塑性变形阶段后，随着变形量增大，形变应力不断提高的现象称 1 加工方面，是金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形 为应变硬化。意义○ 2 应用方面，是金属机件具有一定的抗偶然过载能力， 工艺的顺利实施。○ 3 对不能进行热处理强化的金属材料进行强化的重要 保证机件使用安全。○ 手段。 3) 高分子材料的塑性变形机理。 程；非晶高分子材料则是在正应力下形成银纹或在切应力下无取向的分子 链局部转变为排列的纤维束的过程。 4) 拉伸断裂包括几种类型？什么是拉伸断口三要素？如何具体分析实际构 件的断裂[提示：参考课件的具体分析实例简单作答]？ 解： 按宏观塑性变形分为脆性断裂和韧性断裂。 按裂纹扩展可分为穿晶断裂和 沿晶断裂。 按微观断裂机理分为解理断裂和剪切断裂。 按作用力分为正断和切断。 拉升断口的三要素：纤维区、放射区和剪切唇。对实际构件进行断裂分析首先进 1 宏观检测：目测构件表面外观；低倍酸洗观察；宏观断面分析。○ 2 扫描电镜 行○ 3 X 射线能谱分析○ 4 金相分析○ 5 硬度及有效硬化层测定。 分析○ 3、计算： 1) 已知钢的杨氏模量为 210GPa，问直径 2.5mm,长度 120mm 的线材承受 450N 载荷时变形量是多少? 若采用同样长度的铝材来承受同样的载荷， 并且变形量要 求也相同，问铝丝直径应为多少？ (EAl=70GPa) 若用 W(E=388 GPa) 、钢化玻璃 (E=345MPa)和尼龙线(E=2.83GPa)呢？ 解：已知：E=210GPa , d=2.5mm , 解：结晶高分子的塑性变形是由薄晶转变为沿应力方向排列的微纤维束的过
中南大学材料科学基础课后习题答案1位错
一、解释以下基本概念肖脱基空位：晶体中某结点上的原子空缺了，则称为空位。
脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位称为肖脱基空位弗兰克耳空位：晶体中的原子挤入结点的空隙形成间隙原子，原来的结点位置空缺产生一个空位，一对点缺陷（空位和间隙原子）称为弗兰克耳（Frenkel ）缺陷。
刃型位错：晶体内有一原子平面中断于晶体内部，这个原子平面中断处的边沿及其周围区域是一个刃型位错。
螺型位错：沿某一晶面切一刀缝，贯穿于晶体右侧至BC 处，在晶体的右侧上部施加一切应力τ，使右端上下两部分晶体相对滑移一个原子间距，BC 线左边晶体未发生滑移，出现已滑移区与未滑移区的边界BC 。
从俯视角度看，在滑移区上下两层原子发生了错动，晶体点阵畸变最严重的区域内的两层原子平面变成螺旋面，畸变区的尺寸与长度相比小得多，在畸变区范围内称为螺型位错混合位错：位错线与滑移矢量两者方向夹角呈任意角度，位错线上任一点的滑移矢量相同。
柏氏矢量：位错是线性的点阵畸变，表征位错线的性质、位错强度、滑移矢量、表示位错区院子的畸变特征，包括畸变位置和畸变程度的矢量就称为柏氏矢量。
位错密度：单位体积内位错线的总长度ρυ=L/υ ；单位面积位错露头数ρs =N/s位错的滑移：切应力作用下，位错线沿着位错线与柏氏矢量确定的唯一平面滑移, 位错线移动至晶体表面时位错消失，形成一个原子间距的滑移台阶，大小相当于一个柏氏矢量的值. 位错的攀移: 刃型位错垂直于滑移面方向的运动, 攀移的本质是刃型位错的半原子面向上或向下运动，于是位错线亦向上或向下运动。
弗兰克—瑞德源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。
派—纳力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力单位位错：b 等于单位点阵矢量的称为“单位位错”。
(中南大学)塑性加工试卷及重点概要
中南大学试卷(一)一、名词解释（本题10分，每小题2分）1.热效应:.变形过程中的金属发热现象2.塑脆转变现象:材料由于温度降低等内在因素和外在条件变化，塑性急剧下降的现象。
3.动态再结晶:在热变形过程中，在应力状态下所发生的再结晶。
[金属在热变形过程中发生的再结晶]4.冷变形:回复温度以下发生的变形。
5.附加应力:在物体中，由于其各部分的不均匀变形受到物体整体性的限制而引起的相互平衡的应力。
二.填空题（本题10分，每小题2分）1.主变形图取决于__[偏应力]____，与球应力[静水压力]__无关。
2.第二类再结晶图是__变形温度___，__变形程度___与__晶粒大小__的关系图。
3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__真应力_与_断面收缩率_之间的关系曲线。
4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是__适当粘度_，__良好活性_。
5.出现细晶超塑性的条件是_稳定细晶（5μm以下）、一定的温度区间()、一定的变形速度()_.三、判断题（本题10分，每小题2分）1.金属材料冷变形的变形机构有滑移（√），非晶机构（×），孪生（√），晶间滑动（×）。
2.塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（√），变形抗力愈低（×）。
3.金属的塑性是指金属变形的难易程度（错）。
4.为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（对）。
5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（×）。
四、问答题（本题40 分，每小题10 分）1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳？为什么？对于低塑性材料的开坯采用挤压加工方法为佳，因为：挤压时静水压力大，塑性好。
缺陷变成线状。
2.已知材料的真实应变曲线，A 为材料常数，n 为硬化指数。
试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？相同：使材料产生各向异性(沿纤维方向上强度高)。
中南大学材料科学基础课后习题答案回复
一、室温下枪弹击穿一铜板和铅板，试分析长期保持后二板弹孔周围组织的变化及原因。
解答：枪弹击穿为快速变形，可以视为冷加工，铜板和铅板再结晶温度分别为远高于室温和室温以下。
故铜板可以视为冷加工，弹孔周围保持变形组织铅板弹孔周围为再结晶组织。
四、试比较去应力退火过程与动态回复过程位错运动有何不同？从显微组织上如何区分动、静态回复和动、静态再结晶？解答：去应力退火过程中，位错攀移与滑移后重新排列，高能态转变为低能态，动态回复过程是通过螺型位错的交滑移和刃型位错的攀移使得异号位错相互抵消，保持位错增殖率与消失率之间动态平衡。
从显微组织上，静态回复可以看到清晰亚晶界，静态再结晶时形成等轴晶粒，动态回复形成胞状亚结构，动态再结晶时形成等轴晶，又形成位错缠结，比静态再结晶的晶粒细小。
五、讨论在回复和再结晶阶段空位和位错的变化对金属的组织和性能所带来的影响。
回复可分为低温回复、中温回复、高温回复。
低温回复阶段主要是空位浓度明显降低。
中温回复阶段由于位错运动会导致异号位错合并而相互抵消，位错密度有所降低，但降幅不大。
所以力学性能只有很少恢复。
高温回复的主要机制为多边化。
多边化由于同号刃型位错的塞积而导致晶体点阵弯曲，通过刃型位错的攀移和滑移，使同号刃型位错沿垂直于滑移面的方向排列成小角度的亚晶界。
此过程称为多边化。
多晶体金属塑性变形时滑移通常是在许多互相交截的滑移面上进行，产生由缠结位错构成的胞状组织。
因此，多边化后不仅所形成的亚晶粒小得多，而且许多亚晶界是由位错网组成的。
对性能影响：去除残余应力，使冷变形的金属件在基本保持应变硬化状态的条件下，降低其内应力，以免变形或开裂，并改善工件的耐蚀性。
再结晶是一种形核和长大的过程，靠原子的扩散进行。
冷变形金属加热时组织与性能最显著的变化就是在再结晶阶段发生的。
特点：a 组织发生变化，由冷变形的伸长晶粒变为新的等轴晶粒；b 力学性能发生急剧变化，强度、硬度急剧下降，应变硬化全部消除，恢复到变形前的状态c 变形储能在再结晶过程中全部释放。
制造工程训练习题 (中南大学) 金工考试习题
车削加工测试答题版本试卷得分未评分2020.05.24 07:38A.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: D1.卧式车床C 6136的含义是： “C”表示 车床 ，“61”表示 卧式车床组普通车床 ， “36”表示 最大车削直径为（）6mm60mm36mm360mmA.B.C.D.单选题 (5 分)2.三爪卡盘安装工件的优点是( )定位精度高能自动定心可夹持方形工件可夹持异形工件正确答案: BA.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: B3.车削加工的进给量f 表示工件每转一转（）。
工件转速变化刀具沿进给方向的位移量切削速度的变化工件径向变化量A.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: A4.用车削方法加工平面，主要适用于轴、套、盘类零件的端面窄长的平面不规则形状的平面复杂曲面A.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: C5.当车削细长轴时，由于工件刚性差，应采用辅助支承（）。
四爪夹盘三爪夹盘中心架专用夹具A.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: A6.车床车螺纹时用丝杠光杠丝杠或光杠以上均不对回答错误7.零件的机械加工质量主要指（）。
A.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: C加工精度表面粗糙度加工精度与表面粗糙度以上均不对A.B.C.D.单选题 (5 分)正确答案: D8.在车床上除了可用车刀以外，还可用钻头、扩孔钻、铰刀、（）等对旋转工件进行相应的加工。
丝锥板牙滚花工具以上均可A.单选题 (5 分)9.车削加工的范围包括车外圆、车端面、车槽或切断、钻中心孔、铰孔、车各种螺纹、车外锥表面、（）以及盘绕弹簧。
镗孔B.C.D.正确答案: D车成形面滚压花纹以上均可A.B.判断题 (5 分)正确答案: A10.车削适于加工各种回转表面。
对错简答题 (15 分)粗车的目的是尽快从工件上切去大部分加工余量，使工件接近最后的尺寸和形状。
粗车要给精车留有台适的加工余量；精车的目的是保证零件的尺寸精度和表面粗糙度的要求；粗车：根据刀具、材料等因素，在机床的工件、夹具、刀具和机床刚度足够的条件下，首先选择较大的背吃刀量，尽量把加工余料一次加工切去，其次选用较大的进给量，根据背吃刀量和进给量来决定切削速度；精车：背吃刀量较小，进给量以表面粗糙度决定，粗糙度越小，进给量越小。
中南大学材料科学基础课后习题答案塑性
一、解释名词滑移：是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。
这些晶面和晶向分别被称为滑移面和滑移方向。
滑移的结果是大量的原子逐步从一个稳定位置移动到另一个稳定的位置，产生宏观塑性变形。
滑移系：晶体通过滑移产生塑性变形时，由滑移面和其上的滑移方向所组成的系统孪生：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；屈服：材料在拉伸或压缩过程中，当应力超过弹性极限后，变形增加较快，材料失去了抵抗继续变形的能力。
当应力达到一定值时，应力虽不增加（或在微小范围内波动），而变形却急速增长的现象，称为屈服。
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；加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。
又称冷作硬化。
产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。
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、已知体心立方的滑移方向为<111>，在一定的条件下滑移面是{112}，这时体心立方晶体的滑移系数目是多少？解答：{112}滑移面有12组，每个{112} 包含一个<112>晶向，故为12个三、如果沿fcc晶体的[110]方向拉伸，写出可能启动的滑移系。
滑移面和滑移方向垂直。
面（abc）和方向［hkl］一定有下面的关系。
ah＋bk＋cl＝0滑移面是原子密排面，面心立方晶体密排面是｛111｝晶面族。
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一、名词解释（20分）：5小题恒载荷蠕变：变形过程中外载荷，即试验机上的作用力保持不变的蠕变。
恒应力蠕变：变形过程中作用在材料上的应力保持不变的蠕变。
恒应变速率变形：变形过程中应变速率保持不变，ε是常数。
恒拉伸速度变形：变形过程中拉伸机的移动速度保持不变，dl/dt 是常数。
变形速度激活能： Q 的量纲为能量，控制材料的高温塑性变形过程，称为变形速度激活能。
时效成形：时效成形是将零件成形和人工时效处理相结合的新型钣金成形工艺.它能够改善合金的微观组织,提高材料强度,降低残余内应力水平,增强耐应力腐蚀能力,延长零件使用寿命。
应变硬化：材料经塑性变形后，随着应变增加，继续变形所需应力增加的现象。
应变速率硬化：材料经塑性变形时，流动应力随应变速率增加而增加的现象。
幂律蠕变：凡是应力与应变速度满足如下公式的蠕变。
ωσεσlog log ||log log .1∂∂=∂∂==Z n Z T n A幂律失效：幂律蠕变中当应力升高到一定程度后，曲线•εlog 与log σ的斜率开始增大偏离线性关系的现象。
表观激活能：若材料的变形过程由多个热激活过程控制，则由试验直接得到的激活能称为表观激活能。
包含了弹性模量随温度的变化。
真实激活能：若控制材料变形过程的多个激活能差异很大，实际上其作用的激活能称为真实激活能。
其值等于自扩散激活能。
自扩散激活能：反应材料自扩散的难易程度的物理量。
内应力：物体由于外因而变形时，内部各部分之间产生相互作用的内力，单位面积上的力称为内力，所谓内应力，是指当外部荷载去掉以后，仍残存在物体内部的应力。
长程内应力：长程内应力是晶体中所有位错的弹性应力场叠加的结果，应力场与1/r 成正比，因此长程内应力是以相当大的波长在晶体空间波动。
短程内应力：位错与晶体中短程的局部障碍（如林位错、固溶原子等）相互作用而产生的阻碍位错运动的力。
有效应力：外应力与内应力最大值的差值，表示实际作用与位错运动的应力。
应变速率敏感性指数：塑性变形时材料的流变应力对于应变速率的敏感性参数，亦即当应变速率增大时材料强化倾向的参数。
超塑性：超塑性是指材料在一定的组织结构和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。
一般将伸长率超过100%的材料都归类与超塑性。
二、判断（20分）10小题1. 在某一种金属材料的拉伸试验中，可根据不同材料的应力应变曲线弹性变形阶段斜率的大小对比其弹性极限的大小。
（对）2. 一般情况下，对于同一种金属材料，采用慢应变速率拉伸方法测试出的力学性能要稍低于常规拉伸所获得的力学性能数值。
（错）3. 在某一种金属材料的蠕变实验中，实验测得的表观蠕变激活能在0.5T m～0.9T m范围内随温度明显升高，且大于该金属的自扩散激活能，表明蠕变变形不受扩散控制。
（错）4. 纯金属蠕变过程中，位错密度与应力平方成正比，亚晶尺寸与应力成反比，亚晶界位错间距与应力关系不太确定。
（对）5. 无论是恒应力变形还是恒应变速率变形，位错总是趋于不均匀分布，从而形成亚晶或位错胞组织。
（对）6. 总位错密度相等的条件下，位错不均匀分布时的流动应力、位错引起的弹性应变能、应力引起的弹性应变能都低于位错均匀分布状态，因此，塑性变形中位错总是趋于非均匀分布状态。
（错）7. 在塑性变形过程中，由于高层错能金属中位错很容易交滑移，也很快会重新排列成胞状组织，所以不会发生动态再结晶现象。
（错）8. 对于超塑性变形，高的m值是获得高超塑性伸长率的充要条件，m值越大，一般所获得的伸长率越高。
（错）应变速率敏感指数越大，越有利于超塑成形，但不是充要条件。
9. 超塑性变形条件下的激活能接近主要相或基体金属的晶界扩散激活能，与体扩散激活能的一半相当。
（对）10. 将某种铝合金晶粒细化至约6μm，在一定的温度和应变速率下变形，该合金便会呈现出超塑性。
（错）三、简答（40分）5小题1. 请论述多晶体热变形激活能的理论意义，并介绍其在控制应力的蠕变变形实验中的测试方法。
热变形激活能反应材料热变形的难易程度，也是材料在热变形过程中重要的力学性能参数。
通过对激活能值的分析可以推断回复机制，激活能控制塑性变形速率,动态回复和动态再结晶，激活能Q越大，变形速率越小，材料越难变形，高温塑性变形的显著特点就是变形速度受热激活过程控制，即遵从Arrhenius方程：其在控制应力的蠕变变形实验中的测试方法有三种： 1）等温法：将多个样品在相同应力和不同温度条件下蠕变，测量蠕变曲线在（亚）稳态阶段的斜率，表示成)log(•ε和1/T 的函数关系的形式，并将结果表示在)log(•ε—1/T 坐标上。
和实验点吻合最好的直线的斜率即为Q 值 。
2）时间补偿法：在（亚）蠕变稳态阶段，有可见若将ε表示为补偿时间θ的函数，则不同温度和相同应力条件下得到的蠕变曲线相互重合，以此来求Q 值的。
也可将不同温度下达到给定变形ε所需时间的对数表示成1/T 的函数，所得直线的斜率即 Q 值。
3）变温法：在恒应力作用下，在同一样品上施以极快的温度跳跃。
测出T1时的蠕变速度1.ε，温度T2时为2.ε，根据下式可以得出Q 。
)11()/log()1()log()exp(12120.....T T R T R Q RTQ -==-=εεεεε该方法的优越性在于如果温度跳跃速度足够快，则可以保证样品的组织不变，故测量的是恒组织和恒应力下的激活能。
但是由于试验机的热滞性，实际上很难施行快速温度跳跃。
只有系统在新温度下重新达到平衡时，才能测量出有意义的Q 值，而这时样品的组织亦可能变化到新的平衡状态。
2. 请论述多晶体热变形激活能的理论意义，并介绍其在控制速度的热压缩变形实验中的测试方法。
3. 请论述多晶体热变形激活能的理论意义，并介绍其在控制速度的超塑性变形实验中的测试方法。
同13题4. 推导拉伸试验中应变速率与拉伸机夹头移动速度之间的关系。
5. 简述纯金属蠕变的三个阶段及其特征。
第一阶段：蠕变速率（Δε/Δt ）随时间而呈下降趋势。
第二阶段：蠕变速率不变，即（Δε/Δt ）=常数，这一段是直线。
第三阶段：蠕变速率随时间而上升，随后试样断裂。
6. 请分别给出低应力、高应力和较宽应力范围内蠕变速率与应力的关系函数。
7.请简述纯金属蠕变过程中位错结构变化的一般特点。
（详见PPT）8. 请阐述高温下位错的热激活滑移机制。
位错在晶体中运动是遇到各种障碍，在低温下只有外应力超过这些障碍所产生的内应力时位错才能滑移。
而在高温条件下，位错可以借助外应力和热激活的共同作用越过障碍而滑移，温度越高，热激活过程越活跃，克服障碍所需的外应力就越小，流变应力也相应的降低。
热激活是原子热运动的结果，是短程的，对于长程内应力的阻碍作用基本没有效果。
而对于局部障碍，如林位错、固溶原子等的阻碍是用帮助的。
（详见PPT）9. 请推导由攀移引起的宏观变形与位错运动之间的关系式。
8.110.请推导由滑移引起的宏观变形与位错运动之间的关系式。
8.111.超塑性变形应力应变对数关系的S曲线三个区域特征及其对应的变形机理。
S曲线上的斜率代表应变速率敏感指数m。
Ⅱ区内应力随应变速率变化得剧烈，m值最高，一般有m>0.3在次应变速率敏感区内发生超塑性。
Ⅰ区和Ⅲ区应力随应变速率变化缓慢，类似于普通的塑性变形。
Ⅰ区内为扩散蠕变，变形机理为晶粒长大和位错滑移；Ⅱ区为超塑性变形，变形机理主要为为晶界滑移，少量的晶粒延长，晶粒旋转和织构；Ⅲ区为幂律蠕变，变形机理为交滑移、晶粒延长、织构增加。
12.请至少列举超塑性变形m值测定的3种方法。
等应变速率拉伸法：等速度法：在应力应变曲线上取比较靠近的A、B两点，其应变之大约在20%～50%之间，求其相应应变为ε1和ε2，则m值为：速度突变法：在恒变形拉深实验中使变形速率从v1蠕变到v2，则相应载荷从P1突变到P2，则m值为：13.请简述超塑性变形激活能Q的测定方法。
见PPT倒数第二部分14. 请阐述组织超塑性变形所需要的3个条件。
见PPT倒数第三部分四、综合计算分析（20分）1小题1. 采用高温慢应变速率拉伸方法研究5A90铝锂合金的变形行为，采用板形试样，试样厚2mm，宽和标距长度分别为6mm和10mm。
拉伸完成后将断裂后的试样拼合测量标距部分长度为78mm，宽和厚度分别为3mm和0.5mm，下表给出了计算机记录的部分载荷和位移数据。
计算：（1）试样断裂后伸长率的工程应变和真应变。
（2）试样断裂后断面收缩率的工程应变和真应变。
（3）拉伸至位移为0.5mm时伸长率的真应变与该时刻的真应力。
2. 采用高温单轴拉伸方法研究某种铝合金的热变形行为，板形拉伸试样厚2mm，宽和标距长度分别为6mm 和10mm。
采用不同的变形加载条件得到如下典型试验数据。
①变形温度500℃，拉伸机夹头恒定移动速度0.01mm/s，拉伸完成后将断裂后的试样拼合测量标距部分长度为80mm，宽和厚度分别为3mm和0.5mm，下表给出了计算机记录的部分载荷和位移数据。
②变形温度380℃，拉伸机夹头恒定移动速度3mm/s，拉伸完成后将断裂后的试样拼合测量标距部分长度为13mm，宽和厚度分别为5.8mm和1.8mm，下表给出了计算机记录的部分载荷和位移数据。
③变形温度180℃，拉伸机夹头对样品施加恒定的应力200MPa，拉伸完成后将断裂后的试样拼合测量标距部分长度为12mm，宽和厚度分别为5.86mm和1.88mm，下表给出了计算机记录的部分位移和时间数据。
试计算与分析：（1）任选一种加载条件，计算试样断裂后伸长率的工程应变和真应变。
（2）任选一种加载条件，对于加载条件①和②，计算拉伸至位移为0.4mm时伸长率的真应变与该时刻的真应力，对于加载条件③，计算拉伸至位移为0.3mm时对应的应变速率与该时刻的加载载荷大小。
（3）分别给出3种加载条件下塑性变形的基本本构关系方程，对于加载条件③假设试验材料为纯金属。