矿大材料科学与工程作业评讲2

返回作业评讲材料科学基础Ⅱ返回作业一：P51:6.铁从20℃加热到80℃，空位数增加多少倍？已知：空位形成能为104.6KJ/mol根据：)exp(RTGCvv1478)]35312931(314.8104600exp[2080vvCC返回7.在简单立方晶体中，画出正、负刃位错b右旋闭合回路完整晶体中回路b⑴.用柏氏回路确定柏氏矢量yx返回⑵.位错线方向反向时，柏氏矢量随之反向。⑶.⑷.100ab0]001[]100[21aabb返回⑴.画出的方向，计算其大小。⑵.画出刃、螺位错的位错线方向及指数。10.f.c.c中位错滑移面为，）（111]101[2abb22ab]101[2ab]112[e]101[s返回13.已知Al晶体，位错密度为，位错全部集中在亚晶呈六边形，相邻亚晶位向差为5º。试估算亚晶界上的位错密度和亚晶粒的平均尺寸。212102mma10108.218101104.48.2218010214.351mbD＝设：位错间距为D，亚晶界边长L，亚晶界直径d。则：亚晶界上的位错线密度D亚晶dL返回mddLdL412811231104.4102104.42223D亚晶dL位错面密度：返回14.已知，若对称倾斜角为，求相邻亚晶间位向差。nmb25.000101和＝•当θ=1°b=0.25nm则:D=14nm•若θ10°时,D1.4nm位错相距太近，不适用。返回作业二：P51:DABCττb8.如图位错环：⑴位错环扫出晶体，表面是否形成4b的台阶？答：形成一个b的台阶。因为位错环运动过程中，要么扩大，要么缩小，滑移面上任一点只有一根位错通过。返回⑵指出各段位错线的类型；画出位错环扫出晶体后，晶体外形，滑移方向及滑移量。bABCD//AB位错线:右螺//CD位错线:左螺//BC位错线:正刃//AD位错线:负刃返回9.L型位错如图所示：⑴施加怎样的力可使de段位错在滑移面上运动，而ef段位错不动？bDABCττfde在滑移面ABCD上，且平行于b方向施加切应力τ，可使de段位错运动。由于τ作用面垂直于ef段位错的滑移面，故对ef段位错的滑移力无贡献。返回⑵在切应力τ作用下位错如何运动？以e点为中心旋转运动，位错每旋转一周，上下晶体相对滑动一个b。旋转n周，晶体表面将留下nb的台阶。bDABCττfde单边的Frank-Read源返回11.判断下列位错反应能否进行：]111[3]211[6]110[2aaa]111[3]211[6]110[2aaa＝362222aaa结构条件：能量条件：满足满足可行⑴返回⑵]110[2]101[2]100[aaa]110[2]101[2]100[aaa＝22222aaa结构条件：能量条件：满足不确定返回⑶]111[6]111[2]112[3aaa]111[6]111[2]112[3aaa结构条件：不满足反应不能进行返回⑷]111[2]111[2]100[aaa]111[2]111[2]100[aaa＝4343222aaa结构条件：能量条件：满足不满足反应不能进行返回12.f.c.c中，两位错相遇：⑴位错反应能否进行？能。因为：]011[2ab]112[6ab]111[3]112[6]011[2aaa满足结构条件：满足能量条件：362222aaa返回⑵写出合成位错的柏氏矢量，并指出其性质。]111[3ab为不可动的纯刃型Frank偏位错返回作业三：P246.1、拉伸铜单晶，画出（111）表面的滑移痕迹，求出滑移线间夹角。铜为f.c.c结构{111}密排面如图，它们与（111）交线就是滑移痕迹。（111）60º60º60º（111）返回2、铜单晶沿[001]方向拉伸，，问需要多大的拉力才能使晶体开始塑性变形？MPak64.0＝]011/[]011)[111(]011/[]101)[111(]101/[]110[111]011/[]110)[111(）（]110[[001]解：如图有4个滑移系m=0，8个滑移系处于同等地位，分别为：[111]222]001[]110[333]001[]111[CosCos66CosCosmMPamks57.1664.0返回3、锌单晶拉伸试验数据如下：()2578mm.Aσs=P/A7.903.212.341.892.213.486.69φ8372.56248.530.517.65λ25.52638466374.882.5m0.110.270.370.460.390.260.13τk0.8690.8670.8660.8690.8620.9050.870msk⑴求临界分切应力，并分析其规律。coscosm数据表明：单晶体临界分切应力τk与拉伸方向无关，为材料的性质。τk=0.872MPa返回⑵求m，作m-σs曲线，说明m对σs的影响。•m↑σs↓mσs24600.10.30.500.10.3返回6、低碳钢σs－d关系试验数据如表，说明两者是否符合Hall－Petch公式，试用最小二乘法求其常数。序号i12345d400501052σs861211802423450.050.1410.3160.4470.7070.00250.01960.10.20.521dd1返回•如图符合Hall－Petch公式•按最小二乘法，应使偏差最小。•经处理得方程组：21d10020030000.20.40.6σs21dkos221051]kd[Mis）（212151510511iisiiiiidddk51051521isiiidk返回•按表计算得：8221016611515121.d.diiii33430974515121.diisiisi•代入前式得：334306611822100..k.395k58630.974566110k.返回解：根据已知：t1=17×24=408ht2=5/60=0.0833hT1=273–50=223KR=8.314JK/mol得：T2=0℃作业四：P279：1、已知锌单晶Q回＝8.37×104J/mol，冷变形后在－50℃经17天回复，加工硬化下降25％。问需加热到多少度可在5分钟内达到同样的效果？)11(ln2121TTRQtt返回4、固态下无相变的金属及合金，如不重熔，能否改变其晶粒大小？•答：能。可通过形变－再结晶。重点控制形变量和再结晶温度。返回6、为细化纯铝件晶粒，冷变形5％后于650℃退火1h,晶粒反而粗化；变形80％再于650℃退火1h,晶粒仍然粗化。试分析其原因？并制定一合理工艺。答：根据纯铝再结晶图，上述两工艺条件正好位于粗晶区。前一工艺粗晶由临界变形度引起；后一工艺的粗晶，是由于温度过高引起二次再结晶。合理工艺应选择大变形量，较低的再结晶温度。如：冷变形80％＋200～400℃退火1h（∵TK=150℃）返回9、冷拉铜导线在用作架空导线和电灯花导线时，应分别采用什么样的最终热处理工艺？答：架空导线：要求具有一定的强度，冷拔后应采用回复退火工艺，在基本保持加工硬化的条件下，尽量改善其导电性能。花导线：对柔韧性有特殊要求，应采用再结晶退火工艺，使导线具有很好的柔韧性和导电性。返回工业纯铝的再结晶图