七章 回復與再結晶習題答案(西北工業(yè)大學 劉智恩).doc
《七章 回復與再結晶習題答案(西北工業(yè)大學 劉智恩).doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《七章 回復與再結晶習題答案(西北工業(yè)大學 劉智恩).doc(12頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1.設計一種實驗方法,確定在一定溫度( T )下再結晶形核率N和長大線速度G (若N和G都隨時間而變)。 ? 2.金屬鑄件能否通過再結晶退火來細化晶粒? ? 3.固態(tài)下無相變的金屬及合金,如不重熔,能否改變其晶粒大小?用什么方法可以改變? ? 4.說明金屬在冷變形、回復、再結晶及晶粒長大各階段晶體缺陷的行為與表現,并說明各階段促使這些晶體缺陷運動的驅動力是什么。 ? 5.將一鍥型銅片置于間距恒定的兩軋輥間軋制,如圖7—4所示。 (1)?? 畫出此銅片經完全再結晶后晶粒大小沿片長方向變化的示意圖; (2)?? 如果在較低溫度退火,何處先發(fā)生再結晶?為什么? ? 6.圖7—5示出?!S銅在再結晶終了的晶粒尺寸和再結晶前的冷加工量之間的關系。圖中曲線表明,三種不同的退火溫度對晶粒大小影響不大。這一現象與通常所說的“退火溫度越高,退火后晶粒越大”是否有矛盾?該如何解釋? ? 7.假定再結晶溫度被定義為在1 h內完成95%再結晶的溫度,按阿累尼烏斯(Arrhenius)方程,N=N0exp(),G=G0exp()可以知道,再結晶溫度將是G和向的函數。 (1)?? 確定再結晶溫度與G0,N0,Qg,Qn的函數關系; (2)?? 說明N0,G0,Qg,Q0的意義及其影響因素。 ? 8.為細化某純鋁件晶粒,將其冷變形5%后于650℃退火1 h,組織反而粗化;增大冷變形量至80%,再于650℃退火1 h,仍然得到粗大晶粒。試分析其原因,指出上述工藝不合理處,并制定一種合理的晶粒細化工藝。 ? 9.冷拉銅導線在用作架空導線時(要求一定的強度)和電燈花導線(要求韌性好)時,應分別采用什么樣的最終熱處理工藝才合適? ? 10.??????????? 試比較去應力退火過程與動態(tài)回復過程位錯運動有何不同。從顯微組織上如何區(qū)分動、靜態(tài)回復和動、靜態(tài)再結晶? ? 11.??????????? 某低碳鋼零件要求各向同性,但在熱加工后形成比較明顯的帶狀組織。請?zhí)岢鰩追N具體方法來減輕或消除在熱加工中形成帶狀組織的因素。 ? 12.??????????? 為何金屬材料經熱加工后機械性能較鑄造狀態(tài)為佳? ? 13.??????????? 燈泡中的鎢絲在非常高的溫度下工作,故會發(fā)生顯著的晶粒長大。當形成橫跨燈絲的大晶粒時,燈絲在某些情況下就變得很脆,并會在因加熱與冷卻時的熱膨脹所造成的應力下發(fā)生破斷。試找出一種能延長鎢絲壽命的方法。 ? 14.??????????? Fe-Si鋼(Wsi為0.03)中,測量得到MnS粒子的直徑為0.4mm,每1 mm2內的粒子數為2×105個。計算MnS對這種鋼正常熱處理時奧氏體晶粒長大的影響(即計算奧氏體晶粒尺寸)。 ? 15.??????????? 判斷下列看法是否正確。 (1)?? 采用適當的再結晶退火,可以細化金屬鑄件的晶粒。 (2)?? 動態(tài)再結晶僅發(fā)生在熱變形狀態(tài),因此,室溫下變形的金屬不會發(fā)生動態(tài)再結晶。 (3)?? 多邊化使分散分布的位錯集中在一起形成位錯墻,因位錯應力場的疊加,使點陣畸變增大。 (4)?? 凡是經過冷變形后再結晶退火的金屬,晶粒都可得到細化。 (5)?? 某鋁合金的再結晶溫度為320℃,說明此合金在320℃以下只能發(fā)生回復,而在320℃以上一定發(fā)生再結晶。 (6)?? 20#鋼的熔點比純鐵的低,故其再結晶溫度也比純鐵的低。 (7)?? 回復、再結晶及晶粒長大三個過程均是形核及核長大過程,其驅動力均為儲存能。 (8)?? 金屬的變形量越大,越容易出現晶界弓出形核機制的再結晶方式。 (9)?? 晶粒正常長大是大晶粒吞食小晶粒,反常長大是小晶粒吞食大晶粒。 (10) 合金中的第二相粒子一般可阻礙再結晶,但促進晶粒長大。 (11) 再結晶織構是再結晶過程中被保留下來的變形織構。 (12) 當變形量較大、變形較均勻時,再結晶后晶粒易發(fā)生正常長大,反之易發(fā)生反常長大。 (13) 再結晶是形核—長大過程,所以也是一個相變過程。 <<<<返回?? 察看答案 >>>>??? 返回課程網站>>>>??? 進入討論區(qū)>>>> 本站點的版權和所有權屬于王永欣 有關此站點的問題請向主講教師發(fā)郵件 請用1024×768的分辨率瀏覽本站所有頁面 答案 1.???????? 可用金相法求再結晶形核率N和長大線速度G。具體操作: (1)??? 測定N:把一批經大變形量變形后的試樣加熱到一定溫度(丁)后保溫,每隔一定時間t,取出一個試樣淬火,把做成的金相樣品在顯微鏡下觀察,數得再結晶核心的個數N,得到一組數據(數個)后作N—t圖,在N—t曲線上每點的斜率便為此材料在溫度丁下保溫不同時間時的再結晶形核率N。 (2)??? 測定G:將(1)中淬火后的一組試樣進行金相觀察,量每個試樣(代表不同保溫時間)中最大晶核的線尺寸D,作D—t圖,在D—t曲線上每點的斜率便為了溫度下保溫不同時間時的長大線速度G。 ? 2.???????? 再結晶退火必須用于經冷塑性變形加工的材料,其目的是改善冷變形后材料的組織和性能。再結晶退火的溫度較低,一般都在臨界點以下。若對鑄件采用再結晶退火,其組織不會發(fā)生相變,也沒有形成新晶核的驅動力(如冷變形儲存能等),所以不會形成新晶粒,也就不能細化晶粒。 ? 3.???????? 能??山涍^冷變形而后進行再結晶退火的方法。 ? 4.???????? 答案如附表2.5所示。 ? 附表2.5? 冷變形金屬加熱時晶體缺陷的行為 缺陷表現、物理變化 晶體缺陷的行為 缺陷運動驅動力 ? 冷加工變形時主要的形變方式是滑移,由于滑移,晶體中空位和位錯密度增加,位錯分布不均勻 切應力作用 回復 空位擴散、集聚或消失;位錯密度降低,位錯相互作用重新分布(多邊化) 彈性畸變能 再結晶 毗鄰低位錯密度區(qū)晶界向高位錯密度的晶粒擴張。位錯密度減少,能量降低,成為低畸變或無畸變區(qū) 形變儲存能 晶粒長大 彎曲界面向其曲率中心方向移動。微量雜質原子偏聚在晶界區(qū)域,對晶界移動起拖曳作用。這與雜質吸附在位錯中組成柯氏氣團阻礙位錯運動相似,影響了晶界的活動性 晶粒長大前后總的界面能差,而界面移動的驅動力是界面曲率 ? 5.???????? (1)銅片經完全再結晶后晶粒大小沿片長方向變化示意圖如附圖2.22所示。由于銅片寬度不同,退火后晶粒大小也不同。最窄的一端基本無變形,退火后仍保持原始晶粒尺寸;在較寬處,處于臨界變形范圍,再結晶后晶粒粗大;隨寬度增大,變形度增大,退火后晶粒變細,最后達到穩(wěn)定值。在最寬處,變形量很大,在局部地區(qū)形成變形織構,退火后形成異常大晶粒。 (2)變形越大,冷變形儲存能越高,越容易再結晶。因此,在較低溫度退火,在較寬處先發(fā)生再結晶。 ? 6.???????? 再結晶終了的晶粒尺寸是指再結晶剛完成但未發(fā)生長大時的晶粒尺寸。若以再結晶晶粒中心點之間的平均距離d表征再結晶的晶粒大小,則d與再結晶形核率N及長大線速度之間有如下近似關系: 且 由于Qn與Qg幾乎相等,故退火溫度對G/N比值的影響微弱,即晶粒大小是退火溫度的弱函數。故圖中曲線中再結晶終了的晶粒尺寸與退火溫度關系不大。 再結晶完成以后,若繼續(xù)保溫,會發(fā)生晶粒長大的過程。對這一過程而言,退火溫度越高,(保溫時間相同時)退火后晶粒越大。這是因為晶粒長大過程是通過大角度晶界的移動來進行的。溫度越高,晶界移動的激活能就越低,晶界平均遷移率就越高,晶粒長大速率就越快,在相同保溫時間下,退火后的晶粒越粗大,這與前段的分析并不矛盾。 ? 8.???????? 前種工藝,由于鋁件變形處于臨界變形度下,故退火時可形成個別再結晶核心,最終晶粒極為粗大,而后種工藝,是由于進行再結晶退火時的溫度選擇不合理(溫度過高),若按T再=0.4T熔估算,則T再=100℃,故再結晶溫度不超過200℃為宜。由于采用630℃退火1 h,故晶粒仍然粗大。 綜上分析,在80%變形量條件下,采用150℃退火1 h,則可使其晶粒細化。 ? 9.???????? 前者采用去應力退火(低溫退火);后者采用再結晶退火(高溫退火)。 ? 10.???? 去應力退火過程中,位錯通過攀移和滑移重新排列,從高能態(tài)轉變?yōu)榈湍軕B(tài);動態(tài)回復過程中,則是通過螺位錯的交滑移和刃位錯的攀移,使異號位錯相互抵消,保持位錯增殖率與位錯消失率之間的動態(tài)平衡。 從顯微組織上觀察,靜態(tài)回復時可見到清晰的亞晶界,靜態(tài)再結晶時形成等軸晶粒;而動態(tài)回復時形成胞狀亞結構,動態(tài)再結晶時等軸晶中又形成位錯纏結胞,比靜態(tài)再結晶晶粒要細。 ? 11.???? 一是不在兩相區(qū)變形;二是減少夾雜元素含量;三是采用高溫擴散退火,消除元素偏析。對已出現帶狀組織的材料,在單相區(qū)加熱、正火處理,則可予以消除或改善。 ? 12.???? 金屬材料在熱加工過程中經歷了動態(tài)變形和動態(tài)回復及再結晶過程,柱狀晶區(qū)和粗等軸晶區(qū)消失了,代之以較細小的等軸晶粒;原鑄錠中許多分散縮孔、微裂紋等由于機械焊合作用而消失,顯微偏析也由于壓縮和擴散得到一定程度的減弱,故使材料的致密性和力學性能(特別是塑性、韌性)提高。 ? 13.???? 可以在鎢絲中形成彌散、顆粒狀的第二相(如ThO2)以限制晶粒長大。因為若ThO2的體積分數為φ,半徑為r時,晶粒的極限尺寸?(α為接觸角);若選擇合適的φ和r,使R盡可能小,即晶粒不再長大。由于晶粒細化將使燈絲脆性大大下降而不易破斷,從而有效地延長其壽命。 ? 15.(1)不對。對于冷變形(較大變形量)后的金屬,才能通過適當的再結晶退火細化晶粒。 (2)????? 不對。有些金屬的再結晶溫度低于室溫,因此在室溫下的變形也是熱變形,也會發(fā)生動態(tài)再結晶。 (3)? 不對。多邊化過程中,空位濃度下降、位錯重新組合,致使異號位錯互相抵消,位錯密度下降,使點陣畸變減輕。 (4)? 不對。如果在臨界變形度下變形的金屬,再結晶退火后,晶粒反而粗化。 (5)? 不對。再結晶不是相變。因此,它可以在一個較寬的溫度范圍內變化。 (6)? 不對。微量熔質原子的存在(20#鋼中WC=0.002),會阻礙金屬的再結晶,從而提高其再結晶溫度。 (7)? 不對。只有再結晶過程才是形核及核長大過程,其驅動力是儲存能。 (8)? 不對。金屬的冷變形度較小時,相鄰晶粒中才易于出現變形不均勻的情況,即位錯密度不同,越容易出現晶界弓出形核機制。 (9)? 不對。晶粒正常長大,是在界面曲率作用下發(fā)生的均勻長大;反常長大才是大晶粒吞食小晶粒的不均勻長大。 (10)? 不對。合金中的第二相粒子一般可阻礙再結晶,也會阻止晶粒長大。 (11)? 不對。再結晶織構是冷變形金屬在再結晶(一次,二次)過程中形成的織構。它是在形變織構的基礎上形成的,有兩種情況,一是保持原有形變織構,二是原有形變織構消失,而代之以新的再結晶織構。 (12)? 不對。正常晶粒長大是在再結晶完成后繼續(xù)加熱或保溫過程中,晶粒發(fā)生均勻長大的過程,而反常晶粒長大是在一定條件下(即再結晶后的晶粒穩(wěn)定、存在少數有利長大的晶粒和高溫加熱),繼晶粒正常長大后發(fā)生的晶粒不均勻長大過程。 (13)? 不對。再結晶雖然是形核—長大過程,但晶體點陣類型并未改變,故不是相變過程。- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權。
- 關 鍵 詞:
- 七章 回復與再結晶習題答案西北工業(yè)大學 劉智恩 回復 再結晶 習題 答案 西北工業(yè)大學 劉智恩
裝配圖網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
相關資源
更多
正為您匹配相似的精品文檔
相關搜索
鏈接地址:http://www.820124.com/p-1655809.html