三、材料变形、回复与再结晶。
1.名词解释。
1）临界分切应力：是材料常数，与晶体取向无关。当塑性变形以滑移方式进行时，外应力在某一滑移系上的分切应力达到临界值时才能发生滑移，这一极限分切应力称为临界分切应力。
大小取决于位错在滑移面上运动时所受的阻力。
2）孪生：晶体在切应力作用下，沿一定晶面和一定晶向局部区域的各个晶面相对于其邻面产生切变，变形后形成的孪生区域内，晶体结构与母体相同，但晶体取向发生变化，与母体呈镜面对称，构成孪晶，其对称面称为孪晶界。
3）固溶强化：由于溶质原子的加入引起点阵畸变，位错运动时必须克服溶质原子产生的内应立场，阻力比纯金属大，增大了晶体滑移阻力，使固溶体合金的强度和硬度提高。
4）orowan机制：位错绕过机制。当第二相粒子比基体硬，位错不能切割粒子滑移时，受到粒子阻挡而弯曲形成包围粒子的位错环，其余部分位错线**张力作用下迅速被拉直并继续滑移。
5）应变时效：退火状态的试样拉伸超过屈服点卸载马上再加载，不发生屈服现象。放置一段时间后再加载，屈服现象重新出现。可以用柯氏气团解释。
6）二次再结晶：异常晶粒长大。再结晶完成后的金属继续加热超过某一温度，少数晶粒可能突然异常长大的现象（其他晶粒仍保持细小）。
7）回复：冷变形金属在退火时发生组织性能变化的早期阶段，时新的无畸变晶粒出现前所产生的亚结构和性能变化的阶段，随温度和时间变化。
are fcc metals more ductile than either hcp or bcc metals?
solution
because fcc metals h**e 12 slip systems. hcp metals just h**e 3 slip systems. even bcc metals h**e 48 slip systems, fcc metals h**e 3 slip directions on each slip plane.
do changes in the dislocation density affect the strength and ductility ( its ability to deform plastically)? why?
solution
因为晶体的宏观塑性变形是通过位错运动来实现的，而位错运动时除了受到点阵阻力，还会受到其他位错的作用力，包括应力场和交割。
所以临界分切应力和位错密度的平方根成正比，纯金属的临界分切应力可表示为。
当位错密度很低时，晶体接近完美晶体，然后随着位错密度增大，强度迅速下降。随后，晶体中位错密度增大，导致临界分切应力增大，材料强度增加。
4.已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的α-fe的屈服强度分别为112.7mpa和196mpa,问平均晶粒直径为0.0196mm的α-fe的屈服强度为多少？
解：由霍尔-佩奇公式，合金屈服强度与晶粒直径关系：
平均晶粒直径为0.0196mm的α-fe的屈服强度为。
5.试指出cu和α-fe两晶体易滑移的晶面和晶向，并求出他们的滑移面间距，滑移方向上的原子间距及点阵阻力。（已知gcu=48.
3gpa，gα-fe =81.6gpa，v=0.3）
解：cu为fcc结构。
易滑移的晶面为，晶向<110>
滑移面间距。
滑移方向上的原子间距。
cu点阵阻力。
-fe为bcc结构。
易滑移的晶面为，晶向<111>，晶面为时。
滑移面间距。
滑移方向上的原子间距。
点阵阻力。6.今有纯ti、al、pb三种铸锭，试判断它们在室温（20°c）轧制的难易顺序。
是否可以连续轧制？如果不能，应采取什么措施才能使之轧制成薄板？（已知ti的熔点1672°c，在883°c以下为hcp结构，883°c以上为bcc结构；al的熔点为660°c，bcc结构；pb的熔点为328°c，fcc结构。
）解：室温（20°c）下，ti为hcp结构，al为bcc结构，pb为fcc结构。
轧制为塑性变形，根据三种结构滑移系的不同(fcc结构塑性最好，bcc结构次之，hcp结构最难)，三种铸锭轧制由难到易为ti，al，pb。不可以连续轧制。
应将ti加热到883°以上，162°以下，进行轧制。al，pb在室温下轧制。
7.简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力。如何区分冷、热加工？动态再结晶与静态再结晶后组织结构的主要区别是什么？
解。一次再结晶的驱动力：变形金属经回复后未被释放的储存能。
二次再结晶的驱动力：界面能降低晶粒尺寸差别。
冷加工：低于再结晶温度的加工。
热加工：高于再结晶温度的加工。
动态再结晶与静态再结晶后组织结构的主要区别：动态再结晶得到的晶粒更细。
8.某工厂用一冷拉钢丝绳将一大型钢件吊入热处理炉内，由于一时疏忽，未将钢绳取出，而是随同工件一起加热至860℃，保温时间到了，打开炉门，欲吊出工件时，钢丝绳发生断裂，试分析原因。
解：高温和拉力使钢绳发生蠕变。原子活动能力提高，位错滑移更为容易，塑性变形越来越大，在晶界处形成微孔和裂纹，最后断裂。
9.有一截面为10mm10mm的镍基合金试样，其长度为40mm，拉伸实验结果如下表，试计算其抗拉强度σb，屈服强度σ0.2，弹性模量e以及延伸率δ。
解：当f=86200n时，
弹性模量e=4310mpa
延伸率。
材料科学基础第 次作业解答
三 材料变形 回复与再结晶。1.名词解释。1 临界分切应力 是材料常数，与晶体取向无关。当塑性变形以滑移方式进行时，外应力在某一滑移系上的分切应力达到临界值时才能发生滑移，这一极限分切应力称为临界分切应力。大小取决于位错在滑移面上运动时所受的阻力。2 孪生 晶体在切应力作用下，沿一定晶面和一定晶向局...
材料科学基础作业解答
第一章。1.简述一次键与二次键各包括哪些结合键？这些结合键各自特点如何？答 一次键 结合力较强，包括离子键 共价键和金属键。二次键 结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。离子键 由于正 负离子间的库仑 静电 引力而形成。特点 1 正负离子相间排列，正负电荷数相等 2 键能最高，结合力很大 共价键 是由...
材料科学基础作业
晶体结构作业题。1 写出立方晶系 001 011 111 包含的晶向指数。2 写出立方晶系中晶面族 010 011 111 包含的晶面指数。3 fcc晶体最近邻和次次近邻的原子数是多少？4 计算fcc晶体中晶面族 001 011 111 的面间距。5 求金刚石的致密度？6 已知mg是hcp结构，且轴...