习题2蠕变参考答案

一、基本概念幂率蠕变：在蠕变过程中，应变速度与应力符合幂函数形式。幂率失效：在蠕变过程中，随着应力增大，斜率逐渐偏离原来的关系就是幂率失效表观激活能：根据实验所测量到的激活能。真实激活能：利用弹性模量进行修正后所得到的数据。自扩散激活能：内应力：内部所有阻碍位错运动的应力之和。长程内应力：所有位错应力场叠加得到的。短程内应力：邻位错之间所形成的。有效应力：外应力减去长程应力即为有效应力。二、问答1.简述纯金属蠕变的三个阶段及其特征。答：第一阶段：减速蠕变阶段，蠕变速率（Δε/Δt）随时间而呈下降趋势。第二阶段：近似稳态阶段，蠕变速率不变，即（Δε/Δt）=常数，这一段是直线。是稳态阶段。此时，变形产生的加工硬化和回复、再结晶同时进行，材料未进一步硬化，所以变形速率基本保持恒定。第三阶段：加速蠕变阶段，蠕变速率随时间而上升，随后试样断裂。愈来愈大的塑性变形便在晶界形成微孔和裂纹，试件也开始产生缩颈，试件实际受力面积减小而真实应力加大，因此在塑性变形速率加快。2.请分别给出低应力、高应力和较宽应力范围内蠕变速率与应力的关系函数。课件第六章6.23.请简述纯金属蠕变过程中位错结构变化的一般特点。4.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τi，τi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τi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τi降低到外应力τ以下时位错才能滑移。第二类是短程的局部障碍，如邻位错、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τ大于内应力的最大值τi时，可将τ分为两部分τ=τi+τe，一般将τe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。5.请推导由攀移引起的宏观变形与位错运动之间的关系式。P956.请推导由滑移引起的宏观变形与位错运动之间的关系式。P93课件第八章三、判断1.在某一种金属材料的蠕变实验中，实验测得的表观蠕变激活能在0.5Tm～0.9Tm范围内随温度明显升高，且大于该金属的自扩散激活能，表明蠕变变形不受扩散控制。错，没有考虑到弹性模量的温度变化对激活能的影响2.纯金属蠕变过程中，位错密度与应力平方成正比，亚晶尺寸与应力成反比，亚晶界位错间距与应力关系不太确定。对3.无论是恒应力变形还是恒应变速率变形，位错总是趋于不均匀分布，从而形成亚晶或位错胞组织。对4.总位错密度相等的条件下，位错不均匀分布时的流动应力、位错引起的弹性应变能、应力引起的弹性应变能都低于位错均匀分布状态，因此，塑性变形中位错总是趋于非均匀分布状态。错5.在塑性变形过程中，由于高层错能金属中位错很容易，也很快会重新排列成胞状组织，所以不会发生动态再结晶现象。错四、课后作业请查阅高温塑性变形领域相关文献，其中国内期刊文献至少4篇，国外期刊文献至少1篇，完成至少以下要求中的1点，将所查阅文献及总结报告于2016年1月8日前发送至[e-mail]邮箱。（1）高温塑性变形过程中激活能的计算方法及实例。（2）热变形过程中本构方程建立过程及实例。（3）高温塑性变形不同变形速率下本构关系的基本形式及其研究进展。