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第十三章思考与练习

1.简述滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。

答：滑移是指晶体在外力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对
于另一部分发生相对移动或切变。滑移总是沿着原子密度最大的晶面和

晶向发生。
孪生变形时，需要达到一定的临界切应力值方可发生。在多晶体内，孪

生变形是极其次要的一种补充变形方式。

2.设有一简单立方结构的双晶体，如图13-34所示，如果该金属的

滑移系是{100}<100>，试问在应力作用下，该双晶体中哪一个

晶体首先发生滑移？为什么？

答：晶体Ⅰ首先发生滑移，因为Ⅰ受力的方向接近软取向，而Ⅱ接近硬取
向。
3.试分析多晶体塑性变形的特点。

答：①多晶体塑性变形体现了各晶粒变形的不同时性。
②多晶体金属的塑性变形还体现出晶粒间变形的相互协调性。
③多晶体变形的另一个特点还表现出变形的不均匀性。
④多晶体的晶粒越细，单位体积内晶界越多，塑性变形的抗力大，金属的

强度高。金属的塑性越好。

4.晶粒大小对金属塑性和变形抗力有何影响？

答：晶粒越细，单位体积内晶界越多，塑性变形的抗力大，金属的强度高。金

属的塑性越好。

5.合金的塑性变形有何特点？

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答：合金组织有单相固溶体合金、两相或多相合金两大类，它们的塑性变形的
特点不相同。
单相固溶体合金的塑性变形是滑移和孪生，变形时主要受固溶强化作用，
多相合金的塑性变形的特点：多相合金除基体相外，还有其它相存
在，呈两相或多相合金，合金的塑性变形在很大程度上取决于第二相的数

量、形状、大小和分布的形态。但从变形的机理来说，仍然是滑移和孪生。
根据第二相又分为聚合型和弥散型，第二相粒子的尺寸与基体相晶粒
尺寸属于同一数量级时，称为聚合型两相合金，只有当第二相为较强相时，
才能对合金起到强化作用，当发生塑性变形时，首先在较弱的相中发生。当
第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相时，称为弥散型两相合金，这种
弥散型粒子能阻碍位错的运动，对金属产生显著的强化作用，粒子越细，弥

散分布越均匀，强化的效果越好。

6.冷塑性变形对金属组织和性能有何影响？

答：对组织结构的影响：晶粒内部出现滑移带和孪生带；
晶粒的形状发生变化：随变形程度的增加，等轴晶沿变形方向逐步伸长，

当变形量很大时，晶粒组织成纤维状；
晶粒的位向发生改变：晶粒在变形的同时，也发生转动，从而使得各晶粒

的取向逐渐趋于一致（择优取向），从而形成变形织构。
对金属性能的影响：塑性变形改变了金属内部的组织结构，因而改变了金

属的力学性能。
随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性和韧性相应下降。

即产生了加工硬化。

7.产生加工硬化的原因是什么？它对金属的塑性和塑性加工有何影

响？

答：加工硬化：在常温状态下，金属的流动应力随变形程度的增加而上升。为
了使变形继续下去，就需要增加变形外力或变形功。这种现象称为加工硬

化。
加工硬化产生的原因主要是由于塑性变形引起位错密度增大，导致位

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错之间交互作用增强，大量形成缠结、不动位错等障碍，形成高密度的

“位错林”，使其余位错运动阻力增大，于是塑性变形抗力提高。

8.什么是动态回复？动态回复对金属热塑性变形的主要软化机制是

什么？

答：动态回复是层错能高的金属热变形过程中唯一的软化机制。
对于层错能高的金属，变形位错的交滑移和攀移比较容易进行，位错容易
在滑移面间转移，使异号位错互相抵消，其结果是位错密度下降，畸变能

降低，达不到动态再结晶所需的能量水平。

9.什么是动态再结晶？影响动态再结晶的主要因素有哪些？

答：在热塑性变形过程中，层错能低的金属在变形量很大时，当加热升温时，
原子具有相当的扩散能力，变形后的金属自发地向低自由能状态转变，称

为动态再结晶。
影响动态再结晶的主要因素有：金属的层错能高低，晶界迁移的难易程度

有关。

10.什么是扩散性蠕变？它的作用机理是什么？

答：扩散蠕变是在应力场作用下，由空位的定向移动引起的。
它的作用机理是在一定温度下，晶体中总存在一定数量的空位。显然，
空位旁边的原子容易跳入空位，相应地在原子占据的结点上出现新的空
位，相当于空位朝原子迁移的相反方向迁移。在应力场作用下，受拉应力
的晶界的空位浓度高于其它部位的晶界，由于各部位空位的化学势能差，
而引起空位的定向转移，即空位从垂直于拉应力的晶界析出，而被平行于

拉应力的晶界所吸收。

11.钢锭经热加工变形后的组织和性能发生什么变化？

答：组织和性能发生什么变化：①改善晶粒组织②锻合内部缺陷③形成纤维

状组织④．改善碳化物和夹杂物分布⑤改善偏析。

12.杂质元素和合金元素对钢的塑性有何影响？

答：杂质元素，如P、S、N、H、O等，合金元素Si、Mn、Cr、Ni、
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