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1、 材料模考10.若将一块铁加热至850，然后快速冷却到20。试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J）。11. 设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量bAB。1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4个b,试问这种看法是否正确？为什么？2) 指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向及滑移量。12. 设图1-19所示立方晶体中的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。晶体中有一条位错线段在滑移面上并平行A
2、B，段与滑移面垂直。位错的柏氏矢量b与平行而与垂直。试问：1) 欲使段位错在ABCD滑移面上运动而不动，应对晶体施加怎样的应力？2) 在上述应力作用下位错线如何运动？晶体外形如何变化？13. 设面心立方晶体中的为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为。1) 在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。2) 在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。14. 判断下列位错反应能否进行。1) 2) 3) 4) 15. 若面心立方晶体中有b=的单位位错及b=的不全位错，此二位错相遇产生位错反应。1) 问此反应能否进行？为什么？2) 写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位
3、错的类型。16. 若已知某晶体中位错密度。1) 由实验测得F-R位错源的平均长度为，求位错网络中F-R位错源的数目。2) 计算具有这种F-R位错源的镍晶体发生滑移时所需要的切应力。已知Ni的Pa，。17. 已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差=1及10，求晶界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？18. 由n个刃型位错组成亚晶界，其晶界取向差为0.057。设在形成亚晶界之前位错间无交互作用，试问形成亚晶界后，畸变能是原来的多少倍（设形成亚晶界后，）？19. 用位错理论证明小角度晶界的晶界能与位向差的关系为。式中和A为常数。20. 简单回答下列各题。1) 空间点阵与晶体点
4、阵有何区别？2) 金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？3) 原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？4) 在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？5) 计算位错运动受力的表达式为，其中是指什么？6) 位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？7) 位错线上的割阶一般如何形成？8) 界面能最低的界面是什么界面？9) “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？10. 1.061014倍。11 (1) 这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏
5、氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b，故其相对滑移了一个b的距离。(2) AB为右螺型位错，CD为左螺型位错；BC为正刃型位错，DA为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。12 (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力0，的方向应与de位错线平行。(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。13(1)，其大小为，其方向见附图2.4所示。(2) 位错线方向及指数如附图2.4所示。14(1) 能。几何条件：b前b后；能量条件：b前2
6、b后2(2) 不能。能量条件：b前2b后2，两边能量相等。(3) 不能。几何条件：b前a/b557，b后a/b111，不能满足。(4) 不能。能量条件：b前2a2 b后2(2) b合；该位错为弗兰克不全位错。16.(1)假设晶体中位错线互相缠结、互相钉扎，则可能存在的位错源数目个Cm3。(2) Ni1.95107 Pa。17.当1，D14 nm；10，D1.4 nm时，即位错之间仅有56个原子间距，此时位错密度太大，说明当角较大时，该模型已不适用。18.畸变能是原来的0.75倍 (说明形成亚晶界后，位错能量降低)。19.设小角度晶界的结构由刃型位错排列而成，位错间距为D。晶界的能量由位错的能量
7、E构成，设l为位错线的长度，由附图2.5可知，由位错的能量计算可知，取RD (超过D的地方，应力场相互抵消)，r0b和b/D代入上式可得：式中20(1)晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何点。(2) 密排六方结构。(3) 原子半径发生收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变 原子所占体积VA原子的体积(4/3r3+间隙体积，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。(4) 不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。(5) 外力在滑移面的滑移方向上的分
8、切应力。(6) 始终是柏氏矢量方向。(7) 位错的交割。(8) 共格界面。(9) 否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。1锌单晶体试样的截面积A78.5 mmz，经拉伸试验测得有关数据如表6-1所示。试回答下列问题：(1) 根据表6-1中每一种拉伸条件的数据求出临界分切应力k，分析有无规律。(2) 求各屈服载荷下的取向因子，作出取向因子和屈服应力的关系曲线，说明取向因子对屈服应力的影响。表6-1 锌单晶体拉伸试验测得的数据屈服载荷N620252184148174273525/( )8372.56248.530.517.65/( )25.5263466374.882.52低碳钢的屈服点与晶粒直
9、径d的关系如表6-2中的数据所示，d与，是否符合霍尔配奇公式?试用最小二乘法求出霍尔配奇公式中的常数。表6-2 低碳钢屈服极限与晶粒直径d/mm400501052s/(kPa)861211802423453拉伸铜单晶体时，若拉力轴的方向为001，106Pa。求(111)面上柏氏矢量b=的螺型位错线上所受的力(aCu0.36nm)。4给出位错运动的点阵阻力与晶体结构的关系式。说明为什么晶体滑移通常发生在原子最密排的晶面和晶向。5对于面心立方晶体来说，一般要有5个独立的滑移系才能进行滑移。这种结论是否正确?请说明原因及此结论适用的条件。6什么是单滑移、多滑移、交滑移?三者滑移线的形貌各有何特征?7
10、已知纯铜的111滑移系的临界切应力rc为1 MPa，问；(1) 要使()面上产生101)方向的滑移，则在001方向上应施加多大的应力?(2) 要使()面上产生110方向的滑移呢?8证明体心立方金属产生孪生变形时，孪晶面沿孪生方向的切应变为0.707。9试比较晶体滑移和孪生变形的异同点。10 用金相分析如何区分“滑移带”、“机械孪晶”、“退火孪晶”。11 试用位错理论解释低碳钢的屈服。举例说明吕德斯带对工业生产的影响及防止办法。12 纤维组织及织构是怎样形成的?它们有何不同?对金属的性能有什么影响?13 简要分析加工硬化、细晶强化、固熔强化及弥散强化在本质上有何异同。14 钨丝中气泡密度(单位面
11、积内的气泡个数)由100个/cm2增至400个/cm2时，拉伸强度可以提高1倍左右，这是因为气泡可以阻碍位错运动。试分析气泡阻碍位错运动的机制和确定切应力的增值r。15 陶瓷晶体塑性变形有何特点?16 为什么陶瓷实际的抗拉强度低于理论的屈服强度，而陶瓷的压缩强度总是高于抗拉17 强度?18 已知烧结氧化铝的孔隙度为5时，其弹性模量为370 GPa，若另一烧结氧化铝的弹性模量为270 GPa，试求其孔隙度。19 为什么高聚物在冷拉过程中细颈截面积保持基本不变?将已冷拉高聚物加热到它的玻理化转变温度以上时，冷拉中产生的形变是否能回复?20 银纹与裂纹有什么区别?1 (1)临界分切应力n及取向因子数
12、据如附表2.3所示。 以上数据表明，实验结果符合临界分切应力定律km。(2)屈服应力s与取向因子，m之间的关系如附图2.17所示。6 单滑移是指只有一个滑移系进行滑移。滑移线呈一系列彼此平行的直线。这是因为单滑移仅有一组多滑移是指有两组或两组以上的不同滑移系同时或交替地进行滑移。它们的滑移线或者平行，或者相交成一定角度。这是因为一定的晶体结构中具有一定的滑移系，而这些滑移系的滑移面之间及滑移方向之间都交滑移是指两个或两个以上的滑移面沿共同的滑移方向同时或交替地滑移。它们的滑移线通常为折线或波纹状。只是螺位错在不同的滑移面上反复“扩展”的结果。10 滑移带一般不穿越晶界。如果没有多滑移时，以平行
13、直线和波纹线出现，如附图2.19(a)，它可以通过抛光而去除。机械孪晶也在晶粒内，因为它在滑移难以进行时发生，而当孪生使晶体转动后，又可使晶体滑移。所以一般孪晶区域不大，如附图219(b)所示。孪晶与基体位向不同，不能通过抛光去除。退火孪晶以大条块形态分布于晶内，孪晶界面平直，一般在金相磨面上分布比较均匀，如附图2。19(c)所示，且不能通过抛光去除。11 低碳钢的屈服现象可用位错理论说明。由于低碳钢是以铁素体为基的合金，铁素体中的碳(氮)原子与位错交互作用，总是趋于聚集在位错线受拉应力的部位以降低体系的畸变能，形成柯氏气团对位错起“钉扎”作用，致使s升高。而位错一旦挣脱气团的钉扎，便可在较小的应力下继续运动，这时拉伸曲线上又会出现下屈服点。已经屈服的试样，卸载后立即重新加载拉伸时，由于位错已脱出气团的钉扎，故不出现屈服点。但若卸载后，放置较长时间或稍经加热后，再进行拉伸时，由于熔质原子已通过热扩散又重新聚集到位错线周围形成气团，故屈服现象又会重新出现。吕德斯带会使低碳薄钢板在冲压成型时使工件表面粗糙不平。其解决办法，可根据应变时效原理，将钢板在冲压之前先进行一道微量冷轧(如12的压下量)工序，使屈服点消除，随后进行冲压成型，也可向钢中加入少量Ti，A1及C，N等形成化合物，以消除屈服点。12 材料经冷加工后，除使紊乱取向的多晶材料变成有择优取向的材料外
