《金属塑性成形原理》复习一、填空题1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示：则单元内任一点外的应变可表示为2. 塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

3. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生4. 等效应力表达式：7．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦8、衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。

9、所谓金属的再结晶是指冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织的过程。

10、金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。

11、请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量12. 对应变张量，请写出其八面体线变与八面体切应变的表达式。

13.1864 年法国工程师屈雷斯加（ H.Tresca ）根据库伦在土力学中研究成果，并从他自已所做的金属挤压试验，提出材料的屈服与最大切应力有关，如果采用数学的方式，屈雷斯加屈服条件可表述为：14. 金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多，归结起来主要有金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位压力、变形温度、变形速度等几方面的因素。

15. 变形体处于塑性平面应变状态时，在塑性流动平面上滑移线上任一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。

对于理想刚塑性材料处于平面应变状态下，塑性区内各点的应力状态不同其实质只是平均应力不同，而各点处的最大切应力K 为材料常数。

16. 在众多的静可容应力场和动可容速度场中，必然有一个应力场和与之对应的速度场，它们满足全部的静可容和动可容条件，此唯一的应力场和速度场，称之为真实应力场和真实速度场，由此导出的载荷，即为真实载荷，它是唯一的。

17、金属塑性成形有如下特点：、、、18、按照成形的特点，一般将塑性成形分为和两大类，按照成形时工件的温度还可以分为、和三类。

19、金属的超塑性分为和两大类。

20、冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织，这个过程称为金属的。

21、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有、、、体积力为零、初应力为零、。

22. 塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力 ;23. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。

24．影响金属塑性的主要因素有：化学成分、组织、变形温度、变形速度、应力状态25．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。

26．对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性27．就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提高28．钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。

29．为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂30．材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫超塑性。

31．韧性金属材料屈服时，密塞斯（Mises）准则较符合实际的。

32．硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。

33．塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料34．应力状态中的压应力，能充分发挥材料的塑性。

35．平面应变时，其平均正应力ｍ等于中间主应力２36．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低37．材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为＝０.1，第二次的真实应变为２＝０.25，则总的真实应变＝ 0.3538．塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法39．弹性变形机理原子间距的变化；塑性变形机理位错运动为主。

二、选择题1．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响 A 工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；2．塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A 。

Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料；3．用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为 B 。

Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法；4．韧性金属材料屈服时， A 准则较符合实际的。

Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加；5．由于屈服原则的限制，物体在塑性变形时，总是要导致最大的 A 散逸，这叫最大散逸功原理。

Ａ、能量；Ｂ、力；Ｃ、应变；6．硫元素的存在使得碳钢易于产生 A 。

Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性；7．应力状态中的 B 应力，能充分发挥材料的塑性。

Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力；8．平面应变时，其平均正应力ｍ B 中间主应力２。

Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；9．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 B 。

Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化；10．多晶体经过塑性变形后各晶粒沿变形方向显著伸长的现象称为 A 。

Ａ、纤维组织；Ｂ、变形织构；Ｃ、流线；三、判断题1．按密塞斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=0.5。

（×）2．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响小于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

（×）3．静水压力的增加，对提高材料的塑性没有影响。

（×）4．在塑料变形时要产生硬化的材料叫理想刚塑性材料。

（×）5．塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线。

（√）6．塑性是材料所具有的一种本质属性。

（√）7．塑性就是柔软性。

（×）8．合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。

（×）9．合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。

（×）10．结构超塑性的力学特性为mkS'，对于超塑性金属m =0.02-0.2。

（×）11．影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。

（√）12．屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。

（×）13．变形速度对摩擦系数没有影响。

（×）14．静水压力的增加，有助于提高材料的塑性。

（√）15．碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。

（×）16．如果已知位移分量，则按几何方程求得的应变分量自然满足协调方程；若是按其它方法求得的应变分量，也自然满足协调方程，则不必校验其是否满足连续性条件。

（×）17．在塑料变形时金属材料塑性好，变形抗力就低，例如：不锈钢（×）四、简答或名词解释1.什么是金属的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特点？塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力；塑性变形---当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形----金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法，也称塑性加工或压力加工；塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试分析晶粒大小对金属塑性和变形抗力的影响。

①晶粒越细，变形抗力越大。

晶粒的大小决定位错塞积群应力场到晶内位错源的距离，而这个距离又影响位错的数目n。

晶粒越大，这个距离就越大，位错开动的时间就越长，n也就越大。

n越大，应力场就越强，滑移就越容易从一个晶粒转移到另一个晶粒。

②晶粒越细小，金属的塑性就越好。

a．一定体积，晶粒越细，晶粒数目越多，塑性变形时位向有利的晶粒也越多，变形能较均匀的分散到各个晶粒上；b．从每个晶粒的应力分布来看，细晶粒是晶界的影响区域相对加大，使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。

这种不均匀性减小了，内应力的分布较均匀，因而金属断裂前能承受的塑性变形量就更大。

3.什么叫加工硬化？产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对塑性加工生产有何利弊？加工硬化----随着金属变形程度的增加，其强度、硬度增加，而塑性、韧性降低的现象。

加工硬化的成因与位错的交互作用有关。

随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，位错反应和相互交割加剧，结果产生固定割阶、位错缠结等障碍，以致形成胞状亚结构，使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动。

这样，要是金属继续变形，就需要不断增加外力，才能克服位错间强大的交互作用力。

加工硬化对塑性加工生产的利弊：有利的一面：可作为一种强化金属的手段，一些不能用热处理方法强化的金属材料，可应用加工硬化的方法来强化，以提高金属的承载能力。

如大型发电机上的护环零件(多用高锰奥氏体无磁钢锻制)。

不利的一面：①由于加工硬化后，金属的屈服强度提高，要求进行塑性加工的设备能力增加；②由于塑性的下降，使得金属继续塑性变形困难，所以不得不增加中间退火工艺，从而降低了生产率，提高了生产成本。

4.什么是动态回复？为什么说动态回复是热塑性变形的主要软化机制？动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复(自发地向自由能低的方向转变的过程)。

动态回复是热塑性变形的主要软化机制，是因为：①动态回复是高层错能金属热变形过程中唯一的软化机制。

动态回复是主要是通过位错的攀移、交滑移等实现的。

对于层错能高的金属，变形时扩展位错的宽度窄，集束容易，位错的交滑移和攀移容易进行，位错容易在滑移面间转移，而使异号位错相互抵消，结果使位错密度下降，畸变能降低，不足以达到动态结晶所需的能量水平。

因为这类金属在热塑性变形过程中，即使变形程度很大，变形温度远高于静态再结晶温度，也只发生动态回复，而不发生动态再结晶。

②在低层错能的金属热变形过程中，动态回复虽然不充分，但也随时在进行，畸变能也随时在释放，因而只有当变形程度远远高于静态回复所需要的临界变形程度时，畸变能差才能积累到再结晶所需的水平，动态再结晶才能启动，否则也只能发生动态回复。

Add：动态再结晶容易发生在层错能较低的金属，且当热加工变形量很大时。

这是因为层错能低，其扩展位错宽度就大，集束成特征位错困难，不易进行位错的交滑移和攀移；而已知动态回复主要是通过位错的交滑移和攀移来完成的，这就意味着这类材料动态回复的速率和程度都很低(应该说不足)，材料中的一些局部区域会积累足够高的位错密度差(畸变能差)，且由于动态回复的不充分，所形成的胞状亚组织的尺寸小、边界不规整，胞壁还有较多的位错缠结，这种不完整的亚组织正好有利于再结晶形核，所有这些都有利于动态再结晶的发生。

需要更大的变形量上面已经提到了。

5.什么是动态再结晶？影响动态再结晶的主要因素有哪些？动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶。

动态再结晶和静态再结晶基本一样，也会是通过形核与长大来完成，其机理也是大角度晶界(或亚晶界)想高位错密度区域的迁移。

动态再结晶的能力除了与金属的层错能高低(层错能越低，热加工变形量很大时，容易出现动态再结晶)有关外，还与晶界的迁移难易有关。

金属越存，发生动态再结晶的能力越强。

当溶质原子固溶于金属基体中时，会严重阻碍晶界的迁移、从而减慢动态再结晶的德速率。