第四章答案
1．解释名词：①滑移、②加工硬化、③回复、④再结晶
答：①滑移：晶体的一部分沿着一定的晶面(滑移面)和晶向(滑
移方向)相对于另一部分产生相对滑动的过程。

滑移变形有如下特点: 滑移只能在切应力作用下发生。

滑移常沿晶体中原予密度最大的晶面和晶向发生。

②加工硬化：随着塑性变形量的增加，金属的强度、硬度升高，
塑性、韧性下降这种现象称为加工硬化。

③回复：回复是指当加热温度较低时，仅使金属的点缺陷和位错
近距离运动(如大量的空位移动到表面或与间隙原于合并；异号位错在同一滑移面上合并消失)而使晶格畸变减少，内应力显著降低的过程。

④再结晶：金属的组织和性能又重新恢复到冷性变形前的状态。

而且结晶出的晶格与变形前完金一样，所以称为再结晶过程
2．用手来回弯折一根铁丝时，开始感觉省劲，后来逐渐感到有些费劲，最后铁丝被弯断。

试解释过程演变的原因?
答：铁丝在塑性变形前的塑性、韧性好，容易变形；用手来回弯
折铁丝时感觉省劲；随着变形量的增加，金属的强度、硬度升高，塑性、韧性下降产生了加工硬化。

所以后来逐渐感到有些费劲了。

3．当金属继续冷冲压有困难时，通常需要进行什么热处理？为什么? 答：金属的塑性变形，不仅会使金属的晶粒破碎拉长，而且还会
使位错等晶格缺陷大量增加，从而使金属产生加工硬化和残余内应
力，这些不仅会造成金属进一步加工的困难，而且还会引起一系列的性能变化。

所以，金属在塑性变形之后或在其加工变形的过程中，需要进行的热处理是退火，即对金属进行一定温度的加热，便其组织从不稳定的状态趋于稳定的状态，性能得以恢复。

退火的目的是①为了消除加工硬化，以便进一步加工，②为了保留其加工硬化性能，仅只减小其残余内应力，或改善某些理化性能。

4．热加工对金属组织和性能有什么影响?钢材在热加工(如锻造)时，为什么不产生加工硬化现象?
答：热加工能消除铸态金属与合金的某些缺陷，如使气孔焊合，
使粗大的树枝晶和柱状晶破碎，从而使材料组织致密，晶粒细化，成分均匀，力学性能提高。

热加工使铸态金属中的夹杂物及枝晶偏析沿变形方向拉长，便枝
晶间富集的杂质及夹杂物的分布逐渐与变形方向一致，形成彼此一致的宏观条纹，称为流线，由这种流线所体现的组织称为纤维组织。

纤维组织使钢产生各向异性，与流线平行的方向强度高，而垂直方向上强度低，在制订加工工艺时，应使流线分布合理，尽量便流线与工件工作时所受到的最大拉应力方向一致，与剪切或冲击应力方向相垂直。

在热加工亚共析钢时，常发现钢中的铁素体与珠光体呈带状或层
状分布，这种组织称为带状组织。

带状组织是由于枝晶偏析或夹杂物在压力加工过程中被拉长所造成的。

带状组织不仅降低钢的强度，而且还降低塑性和冲击韧度。

轻微的带状组织可通过多次正火或高温扩
散退火加正火来消除。

热加工时也会产生的加工硬化，但能很快以再结晶方式自动消
除，因而热加工不会带来加工硬化。

5．金属塑性变形造成哪几种残余应力？它们对机械零件可能产生
哪些影响？
答：塑性变形是外界对金属做功产生的，其所做的功大部分在变
形过程中以热的方式消耗掉，还有一小部分转化为内应力而残留于金属中。

这类在塑性变形后残留在内部的应力称为残余内应力。

残余内应力是一种弹性应力，在金属中处于自相平衡状态。

根据残余内应力平衡范围的大小不同，残余内应力可分为宏观残余内应力、微观残余内应力和晶格畸变内应力三种。

宏观残余内应力是由工件不同部分(如表面与心部)的宏观变形
不均匀性引起的，故其应力平衡范围包括整个工件，称之为第一类内应力。

微观残余内应力是由晶粒或亚晶粒内部的不均匀变形引起的，其作用范围与晶粒尺寸相当，即在晶粒或亚晶粒之间保持平衡，称之为第二类内应力。

晶格畸变内应力由金属变形时产生的大量位错、空位等缺陷所引起，即由晶格畸变产生，其作用范围更小，称之为第三类内应力。

这三种内应力对工件的影响是不同的:第一类内应力主要使工件产生变形；第二类内应力会使工件内部产生微裂纹；第三类内应力则使工件强度、硬度升高，塑性和耐蚀性下降。

6．产生加工硬化的原因？它在工程上带来哪些利弊？
答：金属经冷塑性变形后产生加工硬化的原因如下:
(1)位错密度随变形量增加而增加，从而使变形抗力增大。

(2)随变形量增加，亚结构细化，亚晶界对位错运动有阻碍作用。

(3)随变形量增加，空位密度增加。

(4)几何硬化。

由于塑性变形时晶粒方位的转动，使各晶粒由有
利位向墙到不利位札因而变形抗力增大。

由于加工硬化的存在，使金属已变形部分产生加工硬化后停止
变形，而未变形部分则开始发生变形，因此，没有加工硬化，金属就不会发生均匀塑性变形。

加工硬化是工业上用以提高金属强度、硬度和耐磨性的重要手段
之一。

特别是对那些不能以热处理强化的金属和合金尤为重要。

塑性变形还使金属的电阻增大，耐蚀性下降。

7．锡在300C 和钨在11000C 时的塑性变形加工各属于哪种加工?为什么? (锡的熔点为2320C，钨的熔点为33800C)
答：热加工与冷加工的区别是以金属材料的再结晶温度为分界。

凡是在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加工称为热加工，而在材料再结晶温度以下所进行的塑性变形加工称为冷加工。

各种纯金属的再结晶温度θ再与其熔点θ熔之间按绝对温度计算其关系可用下式表示:
θ再 = 0.4θ溶
所以它们都属于冷加工。