发布时间 : 星期六 文章中南大学 高温塑性变形作业更新完毕开始阅读f1763382240c844769eaee61
课 程 材料高温塑性变形理论与应用
专业班级 姓 名 学 号
1、请论述多晶体热变形激活能的理论意义，并介绍其在蠕变变形实验中的测试方法。
答：变形激活能反应材料热变形的难易程度，也是材料在热变形过程中重要的力学性能参数。通过对激活能值的分析可以推断回复机制，激活能控制塑性变形速率,动态回复和动态再结晶，激活能Q越大，变形速率越小，材料越难变形，高温塑性变形的显著特点就是变形速度受热激活过程控制，即遵从Arrhenius方
.程：
???0(?,y)exp(???0exp(..?Q)RT.?Q)RT确定激活能的方法有下列三种方法： 1.1等温法
将多个样品在相同的应力和不同的温度条件下进行蠕变实验，测量蠕变曲线?(t)。在（亚）稳态阶段的斜率，表示成log?和
。1的函数关系形式，并将结果表示在Tlog?—
1坐标上，和实验吻合最好的直线的斜率即为Q值。 T1.2 时间补偿法 在蠕变准稳态阶段有：
t..t.??Q?Q?.????dt??0?exp()dt??0?texp()??f(?)00式中
??texp???Q??RT??RT?RT?可见若将?表示为补偿时间?的函数，则不同温度和相同应力条件下得到的蠕变曲线相互重合，以此来求Q值的。也可将不同温度下达到给定变形ε所需时间的对数表示成1/T的函数，所得直线的斜率即Q值。 1.3变温法
。在恒应力作用下，在同一样品上施以极快的温度跳跃。测出T1时的蠕变速度?1，
。T2温度时?2，根据下式可以得出Q。
2
。。如果在温度T1时的蠕变速度为?1，温度T2时为?2。
???0exp(???Q)RT??log(?2?1) log(?)Q?R?R111?TT2T1该方法的优越性在于如果温度跳跃速度足够快，则可以保证样品的组织不变，故测量的是恒组织和恒应力下的激活能，但是由于试验机的热滞性，实际上很难施
。?行快速温度跳跃，只有系统在新的温度下重新达到平衡，才能测量出有意义的?值，而这时样品的组织亦可能变化到新的平衡。
12、请阐述高温下位错的热激活滑移机制。
答：位错在晶体中运动时遇到各种障碍。在低温下只有外应力超过这些障碍所产生的阻力时位错才能滑移。但在高温下，位错可以借助于外应力和热激活的共同作用越过障碍而滑移。温度越高，热激活过程越活越，客克服障碍所需的外应力就越小，流变应力也相应地降低。因此，高温变形过程强烈地受到障碍的性质、分布和强度的影响。
障碍对位错运动的阻力分为两类：
第一类是长程内应力?1，?i是晶体中所有位错的弹性应力场叠加的结果。热激活是源自
热运动的结果，原子热运动是短程的，位错不可能通过热激活克服长程应力场，所以?i与温度无关。如果外应力小于长程内应力的最大值，位错就不能滑移，只有通过回复，使内应力
?i降低到外应力?以下时位错才能滑移。
第二类是短程的局部障碍，如林位错、固溶原子等，热激活对位错克服这类障碍是有帮助的。局部障碍叠加在长程内应力上，构成对位错的总阻力。当外应力?大于内应力的最大值?i时，可将?分为两部分?=?i+?e，一般将?e称为有效应力，位错将在有效应力和热激活的共同作用下越过局部障碍。
3、请推导由攀移引起的宏观变形与位错运动之间的关系式。
答：
3
长、高、宽各主L、h 和 l 的正平行六面体形状的物质单元中含有柏矢量为 b 的刃型位错， ① 与位错② 均扫过面积△A
b?Ab?A???hLlV??b?Ab?A?b?A?2?? ????LhlVV??1?0??V??3??2??1?0???3??当位错扫过的面积为△A时，位错移动的距离为?L，此时有?A??L?l，则
??b?Ab?L?lb?Lb?L??? VhlLhLS如果物质单元中有Nm个这样的刃型位错位错，则
b?LNm?b?L??mb?LhLS
Nm?LNm?m???LSLV??Nm??d?d?d?L?b(m?L??m) dtdtdt变形速度由位错的移动控制。即位错移动速度比产生速度小得多。换句话说，在固体变形发生变化的时间△t内可动位错密度为常数。与上式中的第二项相比，式中的第一项可以忽略。 所以??d?d?L?b?m?bv?m（v—位错的平均速度） dtdt4、请简述超塑性变形的主要变形机理。
答：1、扩散协调模型—A-V模型 非均匀流变
晶粒本身不发生变形，总体的变形由晶粒间相互滑移所产生，相邻晶粒间的位置关系发生变化，横截面的晶粒数目减少而在长度方向晶粒数目增加，以此发生长度方向变形。显然，这是超塑性的主要变形机制。
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