W铁素体=(6.69~1.9)／(6.69~0.0218) ×100％=71.84％ 珠光体组织重量百分量：
W珠光体=(6.69~1.9)／(6.69~0.77) ×100％=80.91％
7、说明含2.9％C的铁碳合金由液相缓冷到共析温度以下的组织变化过程及最终组织。计算共晶转变刚结束时先共晶奥氏体的重量百分量；再分别计算共析转变后合金中铁素体和全部的珠光体组织重量百分量。
答： 液相冷却时，先形成先共晶奥氏体枝晶，剩余的液相进行共晶转变形成莱氏体，凝固完毕。继续冷却时奥氏体枝晶周围析出二次渗碳体，到共析温度后，奥氏体转变为珠光体，最后得到枝晶状分布的珠光体、二次渗碳体和变态莱氏体。 先共晶奥氏体重量百分量：
W奥氏体=(4.3—2.9)／(4.3—2.11）×100％=63.93％ 共析转变后合金中铁素体组织的重量百分量： W铁素体=(6.69—2.9)／(6.69—0.0218)×100％=56.82％ 共析转变后合金中全部珠光体组织的重量百分量： W珠光体=(6.69—2.9)／(6.69—0.77)×100％=64.02％
8、为什么钢的渗碳在奥氏体中进行而不在铁素体中进行？
答：γ-Fe即奥氏体中溶碳量为2.11%，而α-Fe仅能溶解0.0218%碳；另γ-Fe为高温相，D值大，所以在γ-Fe中渗碳。
9、一堆钢材由于混杂，不知道化学成分，现抽出一根进行金相分析，其组织为铁素体加珠光
体，其中珠光体的面积大约占40％，由于珠光体与铁素体的比容相近，可用显微组织中珠光体与铁素体的面积百分数替代二者的重量百分数，试估算该钢材的含碳量。
10、 已知珠光体的HBS＝180，δ＝20％，铁素体的HBS＝80，δ＝50％，试计算含碳量为0.45%的碳钢的硬度和伸长率。(提示：合金的性能值大约是它的各组织组成物的性能值与它的各组织组成物在合金中的含量的乘积和，或称为加权平均值)。
11、指出下列名词的主要区别：一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体。
答：一次渗碳体(呈长条状）、二次渗碳体（沿晶粒状~网络状分布）、三次渗碳体（小片状）、共晶渗碳体（连续集体或呈鱼骨状）、共析渗碳体（层片状）。
第五章 金属及合金的塑性变形
(一)填空题
1. 硬位向是指 外力与滑移面平行或垂直，取向因子为零，其含义是 无论τk如何，σs均为无穷大，晶体无法滑移。
2．从刃型位错的结构模型分析，滑移的实质是 位错在切应力作用下沿滑移面逐步移动的结果。 3．由于位错的增殖性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值。 4. 加工硬化现象是指随变形度增大，金属的强硬度显著增高而塑韧性明显下降的现象，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗力 增加 ，造成加工硬化的根本原因是位错密度大大增加。 5．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是 晶界、 晶粒位向差。
6．金属塑性变形的基本方式是 滑移 和 孪生 ，冷变形后金属的强度 增加，塑性 降低。 7．常温下使用的金属材料以 细小 晶粒为好，而高温下使用的金属材料以 粗大 晶粒为好。 8．面心立方结构的金属有 12 个滑移系，它们是 4｛111｝×3＜110＞ 。 9．体心立方结构的金属有 12 个滑移系，它们是 6｛110｝×2＜111＞ 。 10．密排六方结构的金属有 3 个滑移系，它们是 1｛0001｝×3＜īī20＞。
11．单晶体金属的塑性变形主要是 切应力 作用下发生的，常沿着晶体中 密排面 和 密排方向 发生。 12 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，如 显微组织拉长变为纤维组织 、 亚结构的细化变为形变亚结构、 形变织构即晶粒沿某一晶向或晶面取向变形、 加工硬化等等。 13．拉伸变形时，晶体转动的方向是 由滑移面 转到 与拉伸轴平行的方向 。 14 晶体的理论屈服强度约为实际屈服强度的 1500倍。
15．内应力是指金属塑性变形后保留在金属内部的残余内应力和点阵畸变，它分为 宏观内应力 、 微观内应力、 点阵畸变 三种。 (二)判断题
1 在体心立方晶格中，滑移面为｛111｝×6，滑移方向为〈110〉×2，所以其滑移系有12个。（×） 2．滑移变形不会引起晶体结构的变化。 （×）（位向）
3 因为体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系数目，所以它们的塑性变形能力也相同。 （ × ）
5．在晶体中，原子排列最密集的晶面间的距离最小，所以滑移最困难。（ × ） 6 孪生变形所需要的切应力要比滑移变形所需要的切应力小得多。（ × ）
7．金属的加工硬化是指金属冷塑性变形后强度和塑性提高的现象。 （ × ） 8 单晶体主要变形的方式是滑移，其次是孪生。 （ √ ） 9．细晶粒金属的强度高，塑性也好。 （ √ ）
10．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。 （ √ ）
11．喷丸处理能显著提高材料的疲劳强度。 （ √ ）
12．晶体滑移所需的临界分切应力实测值比理论值小得多。 （ √ ） 13．晶界处滑移的阻力最大。 ( √ )
14．滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，而且晶格类
型也要发生变化。 ( × )
15．滑移变形不会引起晶格位向的改变，而孪生变形则要引起晶格位向的改变。 (√ )
16．面心立方晶格一般不会产生孪生变形；密排六方晶格金属因滑移系少，主要以孪生方式产生变形。 ( √ ) (三)选择题
1．能使单晶体产生塑性变形的应力为 ( B ) A．正应力 B．切应力
2．面心立方晶体受力时的滑移方向为( B )
A <111> B <110> C <100> D <112>
3．体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系，但其塑性变形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的
滑移方向较体心立方晶格的滑移方向( B )
A．少 B．多 C 相等 D．有时多有时少 4．冷变形时，随着变形量的增加，金属中的位错密度( A )。 A．增加 B 降低 C无变化 D．先增加后降低 5．钢的晶粒细化以后可以( D )。
A．提高强度 B 提高硬度 C 提高韧性 D．既提高强度硬度，又提高韧性 6．加工硬化现象的最主要原因是( B )。
A．晶粒破碎细化 B 位错密度增加 C 晶粒择优取向 D．形成纤维组织 7．面心立方晶格金属的滑移系为( B )。
A．<111>｛110｝ B．<110>｛111｝ C．<100>｛110｝ D． <100>｛111｝
(四)问答题
1、 何谓加工硬化？产生的原因及消除的方法是什么？加工硬化有何意义？
答：塑性变形中随变形程度增加，金属强硬度增加而塑韧性下降的现象称为加工硬化；
加工硬化产生的原因：塑性变形引起的位错密度的增加，导致大量位错间交互作用，互为阻碍，使位错运动阻力增大，变形抗力增加；
消除方法：再结晶退火 加工硬化的意义：强化机制；
使塑性变形均匀 2、（1）列举4种强化金属和合金的方法；
（2）指出晶粒大小对材料的机械性能影响的特殊性？如何获得细小的再结晶晶粒？ 答：
(1)固溶强化、位错强化、晶界强化、第二相强化
(2)在常温条件下，晶粒愈细小，金属的强硬度愈高，塑韧性亦愈好。但高温下晶界强度低于晶内，晶粒细小强度反而下降，但晶粒过于粗大会降低塑性，故须采取适当粗的晶粒度 。
细化再结晶晶粒的措施： (1)控制变形度：
首先须避开临界变形度，临界变形度之外，变形度越大晶粒越细； (2)控制变形温度：
变形温度越低，晶粒越细小； (3)细化原始晶粒尺寸；
(4)原始组织中保留一定量合金元素或杂质原子等。
3 拉制半成品铜丝的过程如图所示，试绘出不同阶段的组织与性能变化示意图，并加以解释。
σb HB δ
4 金属Ag经大变形量(70％)冷加工后，试样一端浸入冰水中，一端加热至0.9Tm，过程持续1小时，然后将试样冷至室温。试画出沿试样长度的组织与硬度分布曲线，并简要说明之。
答：Ⅰ. 温度T 且随T↑，再结晶的体积％↑，HB↓； Ⅲ. 随温度↑，晶粒长大，晶界对位错运动阻 碍↓，故HB进—步↓。 T 0.9Tm T再 0℃ HRC δ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 5、低碳钢(0．1％C)板经大变形量冷轧后，进行了再结晶退火，对其进行拉伸实验，拉伸至延伸率为8％时卸载，若： (1) 卸载后立即拉伸； (2) 卸载后室温下放置10天后拉伸； (3) 卸载后700℃退火1小时，空冷至室温后再拉伸； (4) 卸载后在900℃退火保温10分钟，空冷至室温后再拉伸。 试分别画出上述4种情况下的应力一应变曲线，并简要说明之。 答：（1）卸载后立即拉伸，溶质原子来不及在位错附近聚集，故无钉扎作用，所以无上、下屈服点；且因加工硬化的作用，屈服强度较第一次拉伸时有所提高； (4)σ(1)(3)(2) （2）经过室温时效，溶质原子在位错附近聚集又形成气团，钉扎位错，需要在较高应力下才能屈服；一旦溶质原子脱钉，应力将下降，所以有上、下屈服点。同样，由于加工硬化的作用，屈服强度较第一次拉伸时有所提高； （3）对低碳钢，ε＝8％接近临界变形量，因此在700℃(高于再结晶温度)退火后晶粒粗大，强度较低； ε