2007年北京科技大學材料加工專業復試試題

黑色加粗的是歷年考過的試題

7．金屬塑性變形的物理本質 

1．  塑性變形包括晶內變形和晶間變形。通過各種位錯運動而實現的晶內一部分相對于另一部分的剪切運動就是晶內變形，常溫下有滑移和孿生，當T>0.5T_R時，可能出現晶間變形，高溫時擴散機理起重要作用。

2．  派一納模型。假設：經典的彈性介質假設和滑移面上原子的相互作用為原子相對位移的正弦函數假設。意義：ⅰ位錯運動所需派一納力比晶體產生整體、剛性滑移所需要的理論切屈服應力T_m=G/2π小許多倍。ⅱb越小，a越大，則臨界切應力越小ⅲ其他條件相同時，刃位錯的活動性比螺位錯的活動性大。

公式：

3．  滑移系統。

4．  孿生。孿生后結構沒有變化，取向發生了變化，滑移取向不變，一般孿生比滑移困難，所以形變時首先發生滑移，當切變應力升高到一定數值時才發生孿生，密排六方金屬由于滑移系統少，可能開始就形成孿晶。

5．  擴散對變形的作用：一方面它對剪切塑性變形機理可以有很大影響，另一方面擴散可以獨立產生塑性流動。

6．  擴散變形機理包括：擴散-位錯機理；溶質原子定向溶解機理；定向空位流機理。

7．  擴散-位錯機理：擴散對刃位錯的攀移和螺位錯的割階運動產生影響；擴散對溶質氣團對位錯運動的限制作用隨溫度的變化而不同。

8．  溶質原子定向溶解機理：晶體沒有受力作用時，溶質原子在晶體中的分布是隨機的，無序的，如碳原子在α-Fe,加上彈性應力σ（低于屈服應力的載荷）時，碳原子通過擴散優先聚集在受拉棱邊，在晶體點陣的不同方向上產生了溶解碳原子能力的差別，稱之為定向溶解，是可逆過程。定向空位機理則是由擴散引起的不可逆的塑性流動機理。

9．  金屬的屈服強度是指金屬抵抗塑性變形的抗力，定量來說是指金屬發生塑性變形時的臨界應力。

10．              理論屈服強度的估計。

11．              金屬的實際屈服強度由開動位錯源所需的應力和位錯在運動過程中遇到的各種阻力。實際晶體的切屈服強度=開動位錯源所必須克服的阻力+點陣阻力+位錯應力場對運動位錯的阻力+位錯切割穿過其滑移面的位錯林所引起的阻力+割階運動所引起的阻力。

8.金屬的塑性變形和加工硬化 

1．  加工硬化：金屬在冷塑性變形過程中，隨著變形程度增加，其強度和硬度提高而塑性（延伸率、面縮率）則降低，這種現象稱為加工硬化。

2．  面心立方金屬單晶體的應力-應變曲線。ⅰ硬化系數θ較小，一般認為在此階段只有一個滑移系統起作用，強化作用不大，稱位易滑移階段。ⅱ硬化系數θ比較大且大體上是常數，對于各種面心立方金屬具有相同的數量級，故稱為線性硬化階段。ⅲ硬化系數θ隨變形量的增加而逐漸減小，故稱為拋物線強化階段。

3．  對應力-應變曲線影響的主要因素。

4．  面心立方金屬形變單晶體的表面現象。ⅰ除了照明特別好（暗場），用光學顯微鏡一般看不到滑移線。ⅱ光學顯微鏡在暗場下可以看到滑移線，線長隨應變的增加而遞減，電鏡觀察到的單個滑移線比第一階段粗而短。ⅲ出現滑移帶，帶中包括許多靠的很近的滑移線，應變增加，帶間不在增加新的線，形變集中在原來的帶中，滑移帶端出現了碎化現象。

5．  面心立方金屬單晶體的加工硬化理論。

6．  多晶體是通過晶界把取向不同，形狀大小不同，成分結構不同的晶粒結合在一起的集合體。晶界對塑性變形過程的影響，主要是在溫度較低時晶界阻礙滑移進行引起的障礙強化作用和變形連續性要求晶界附近多系滑移引起的強化作用。

ⅰ障礙強化作用

ⅱ多系滑強化作用

ⅲ多晶體變形的不均勻性

7．  金屬多晶體應力-應變曲線

ⅰ點陣類型和金屬種類的影響

ⅱ變形溫度于應變速率的影響

a.       隨溫度升高可能開動新的滑移系統。

b.       隨溫度升高可在變形過程中出現回復和再結晶現象，引起金屬軟化，減弱加工硬化。

c.       隨溫度升高可能出現新的塑性變形機理，使加工硬化減弱。

8． 細化晶粒對金屬材料的力學性能有何影響？有哪些途徑可以細化晶粒？ 

細化晶粒可以提高韌性，有助于防止脆性斷裂發生，可以降低脆性轉化溫度，提高材料使用范圍，在低強度鋼中，利用細化晶粒來提高屈服強度有明顯效果。 

細化途徑：（1）改變結晶過程中的凝固條件，盡量增加冷卻速度，另一方面調節合金成分以提高液體金屬過冷能力，使形核率增加，進而獲得細化的初生晶粒。（2）進行塑性變形時嚴格控制隨后的回復和再結晶過程以獲得細小的晶粒組織。（3）利用固溶體的過飽和分解或粉末燒結等方法，在合金中產生彌散分布的第二相以控制基體組織的晶粒長大。（4）通過同素異形轉變的多次反復快速加熱冷卻的熱循環處理來細化晶粒。 

9． 固溶強化機理：固溶強化機理即溶質原子與位錯的相互作用，有四種主要類型。（1）溶質原子與位錯的彈性相互作用：溶質原子對位錯的釘扎形成氣團；由于溶質原子的溶入而導致合金彈性模量的變化；因為溶質原子與溶劑原子尺寸差異而引起的彈性應力場阻礙了位錯運動。（2）溶質原子與位錯的化學相互作用：鈴木釘扎。（3）溶質原子與位錯的電學相互作用（4）幾何相互作用。 

10．              由于溶質原子對位錯的釘扎，對于處在低溫變形或較高溫度變形后的體心立方金屬的應力—應變曲線，變形材料的外觀、性能將產生什么樣的影響？為什么？ 

應力—應變曲線上出現上、下屈服點和屈服延伸區，出現屈服效應現象，當溫度從室溫上升時，出現動態形變時效，上下屈服點反復出現，變形材料的外觀出現呂德斯帶缺陷，變形材料引起金屬軟化，使加工硬化減弱 

11．              解釋什么是屈服效應現象？這種效應在變形金屬表層上會產生什么缺陷？原因是什么？如何消除？ 

在拉伸曲線上出現上屈服點、下屈服點和屈服延伸區的現象稱為屈服效應。這種效應在變形金屬表面上會產生呂德斯帶缺陷，因為在外應力作用下，某些地方位錯釘扎不牢，它們首先擺脫溶質原子的氣團開始運動位錯源開動。位錯向前運動時，在晶界前受阻堆積，產生很大的應力集中，再迭加上外應力就會使相鄰的晶粒內的位錯源開動，位錯得以繼續傳播下去，這一過程進行的很快，所以就形成了不均勻的變形區，在金屬外觀上反映是一種帶狀的表面粗糙的缺陷。在鋼中加入少量的Al,Ti等強氮、碳化物形成元素，它們同C、N結合稱化合物把C、N固定住了，使之不能有效的釘扎住位錯，因而消除屈服效應現象；或在鋼板沖壓前進行小量的預變形，使被溶質原子釘扎的位錯大部分基本擺脫氣團包圍，然后加工則不會出現呂德斯帶了。

12．              形變時效：把屈服效應顯著德金屬材料拉伸到超過屈服延伸區德變形程度后，去掉載荷，又立即重新加載時，剛開始塑性變形的應力仍等于卸載前的應力，若卸載后經過長時間的停留再重新加載時，則開始塑性變形時的應力要高于卸載時的應力，并且重新出現了屈服效應現象。這即是形變時效現象。

13．              形變時效現象的原因：預先加載時產生塑性變形使位錯擺脫溶質原子氣團的釘扎，如果卸載時間過長，溶質原子有時間通過擴散重新包圍位錯形成新的氣團，釘扎住位錯，所以再重新加載時又會出現屈服效應。溫度足夠高時，在變形過程中就可能產生時效稱動態形變時效。

14．              聚合型兩相合金中有一相為硬脆相時，請分析硬脆相的存在及其形狀對合金的力學性能有哪些影響？ 

(1)滲碳體以片層狀分布于塑性較好的鐵素體中，鐵素體變形受阻，位錯運動被限制在炭化物片層之間的很短距離內，使連續變形甚為困難，碳鋼的強度隨滲碳體片層距離的減小而增高，片層間距越小，其強度越高，塑性不降低（2）球狀珠光體中，滲碳體呈球狀，對鐵素體變形的阻礙作用降低，故強度降低，塑性顯著提高，片狀滲碳體比球狀滲碳體強度高，塑性低。（3）如硬而脆的第二次滲碳體呈網狀碳化物分布在晶界上，影響晶粒間的結合，并使晶粒內部的變形受阻礙導致應力集中，造成過早的斷裂，反而強度下降，塑性也會明顯下降（4）滲碳體成細小彌散微粒分布在鐵素體中，流變應力大大增加。

15．              過飽和固溶體的沉淀過程。

16．              彌散分布型兩相合金中對于沉淀強化合金系其實現沉淀強化所具備的基本條件是什么？沉淀強化的機理是什么？ 

沉淀強化合金系的基本要求使固溶度隨溫度的降低而減少。 

沉淀強化機理：（1）切過第二相的強化機理：當第二相質點細小的情況下，位錯直接切與基體仍然存在著共格關系的第二相質點（2）繞過第二相的強化機理：當第二相質點長大到位錯難以借助切過的方式通過的時候，位錯只能用繞過的方式前進，位錯借助于繞過的方式通過第二相。

16．為什么在沉淀強化合金中，強化相質點存在著對應于比較佳強化效果的比較佳第二相粒子尺寸間距？ 

下圖表示了沉淀強化合金的強化效果與質點尺寸關系，如果位錯以切過的方式通過第二相質點時，位錯運動的阻力將隨質點尺寸加大而增加，如曲線B所示，如果位錯以繞過的方式通過第二相的質點時位錯阻力將隨質點尺寸減小而增加，如曲線A所示，因為在體積分數一定時，粒子越小，數量必然就越多，間距就越小，但位錯總是選擇需要克服阻力比較小的方式、比較容易通過的方式來通過第二相質點。質點較小時，容易切過，按曲線B決定強度，質點較大時，容易繞過，按曲線A決定強度，當質點相當于兩曲線交點P所對應的尺寸大小時，位錯運動遇到了比較大的阻力，得到比較佳強化效果，對應的尺寸就是比較佳的尺寸。

17．散強化機理

用粉末冶金方法，將細小高熔點的金屬氧化物、氮化物、炭化物等強化相質點加入合金中來進行強化的方法稱為彌散強化。彌散強化合金的特點是：（1）強化相質點和基體金屬都被研制成微細的粉末，然后通過機械混合，壓制燒結而成，沒有沉淀析出過程，因此也沒有各階段的區別；（2）第二相在基體中一般溶解度很曉，熱穩定性耗。（3）第二相與基體沒共格關系。（4）沒有向沉淀強化合金那樣要求隨溫度降低固溶體溶解度要降低的限制，理論上可以設計大量的彌散合金系列。

18．金屬塑性變形時常用塑性指標有哪些？改善金屬材料的工藝塑性有哪些可用的措施？ 

塑性指標有：延伸率、斷面收縮率，相對壓縮率，扭轉數，沖擊韌性 

金屬自然性質（組織結構及化學成分），變形溫度，應變速率，應力狀態，不均勻變形其它因素（變形狀態、尺寸、周圍介質等）等都對塑性有影響。

19．              鋼在塑性變形時變形溫度的變化對其塑性和力學性能有什么影響？ 

如圖所示，碳鋼的塑性隨溫度的變化可能有四個脆性區，三個塑性較好的區域。在區域Ⅰ中，一般塑性極低，到-200度時幾乎完全喪失掉塑性。區域Ⅱ位于200~400動態形  時效產生的藍脆區。區域Ⅲ位于800~950范圍內，這是紅脆區（熱脆區），區域Ⅳ，在這個溫度區加熱，金屬可能過熱或過燒，削弱了晶界的強度。 

20.超塑性簡介。 

9．金屬在塑性變形中的組織結構與性能變化 

1． 冷變形使金屬材料的組織結構和力學性能發生什么變化？在實際生產中采用冷變形有何意義？物理化學性能有何變化 

金屬材料冷變形后，組織結構上的變化：晶粒被拉長，形成了纖維組織，夾雜和第二相質點成帶狀或點鏈狀分布，也可能產生形變織構，產生各種裂紋，位錯密度增加，產生胞狀結構，點缺陷核層錯等晶體缺陷增多，自由能增大。力學性能的變化體現在：冷加工后，金屬材料的強度指標（比例極限，彈性極限，屈服極限，強度極限，硬度）增加，塑性指標（面縮率，延伸率等）降低，韌性也降低了，還可能隨著變形程度的增加二產生力學性能的方向性。生產上經常利用冷加工能提高材料的強度，通過加工硬化來強化金屬材料。物理、化學性能也發生明顯變化：密度降低，導熱、導電導磁性能降低，化學穩定性、耐腐蝕性降低，溶解性增加。 

2．回復處理使冷變形后金屬材料的組織結構和力學性能發生哪些變化？這種變化有何實際意義？ 

回復過程中，金屬會釋放出冷塑性變形過程中所貯能量的一部分，殘余內應力會降低或消除，電阻率、硬度、強度會降低，密度、塑性、韌性等會提高，能夠保持良好的形變強化的效果。回復溫度較低時，由于塑性變形所產生的過量空位會消失，機械性能變化不大，電阻率有較大程度降低�；貜蜏囟壬愿咭恍�時同一個滑移面上的異號位錯匯聚而合并消失，降低位錯密度，回復溫度較高時，不但同一個滑移面上的異號位錯可以匯聚抵消，而且不同滑移面上的位錯也易于攀移和交滑移從而互相抵消或重新排列成一種能量較低的結構，隨著溫度越高，形成多邊形化組織或亞晶。回復退火在生產中的實際意義主要是用于去內應力退火，使冷加工的金屬件在基本保持加工硬化的條件下降低其內應力，避免變形和開裂，改善耐蝕性。

3．  結晶和晶粒長大的組織性能變化和意義。

再結晶從形成無畸變的晶核開始，逐漸長大成位錯密度很低的等軸晶粒，當變形基體全部消耗完即進入晶粒長大階段。再結晶蝕消除加工硬化的重要軟化手段，再結晶還是控制晶粒大小、形態、均勻程度獲得或避免晶粒擇優取向的重要手段。

4．  影響再結晶的主要因素：溫度、變形程度、微量溶質原子、彌散相顆粒

5．  影響再結晶后晶粒大小的主要因素：變形量、退火溫度。

6．  熱變形的優缺點。

優點：（1）變形抗力低，能耗少；（2）熱加工時在加工硬化的同時也存在回復和再結晶的軟化過程，使塑性變形容易進行；（3）不易產生織構；（4）不需要中間退火，簡化生產工序，降低成本；（5）通過控制熱加工過程，改變金屬材料的組織結構以滿足性能需要。

不足：（1）對過薄或過細的工件由于散熱快，保持熱加工溫度困難；（2）熱加工后工件表面不如冷加工生產的光潔，尺寸也不如冷加工的精確；（3）熱加工后產品組織、性能不如冷加工的均勻；（4）熱加工金屬材料的強度比冷加工低；（5）某些金屬材料不適合熱加工。 

7． 請分析高碳鋼在熱變形時，網狀碳化物形成的原因，網狀組織對材料性能有什么影響？如何控制其形成？ 

高碳鋼軋前加熱溫度一般都高于ACM線，加熱時碳化物幾乎全部溶解到奧氏體區內，在軋后奧氏體狀態下的冷卻過程中，二次滲碳體析出并在奧氏體晶界形成網狀炭化物，對材料的使用壽命影響很大，嚴重的降低其強度很韌性，在軋制生產中，采用降低終軋溫度，在850度左右終軋，通過形變破碎碳化物，隨后快速冷卻到700度以下，就可以消除或減少網狀碳化物。 

8．  加工變形后的組織結構特點。 

（1）改造鑄態組織（2）細化晶粒和破碎夾雜物（3）熱變形中形成纖維組織（4）形成帶狀組織（5）形成網狀組織 

9．  金屬在熱變形過程中的特點。 

熱變形比較的特點是加工硬化與軟化同時進行，熱加工過程中的回復和再結晶一般可分五種形態：動態回復、動態再結晶、靜態回復、靜態再結晶及亞動態再結晶。 

（1）       奧氏體熱加工過程中的組織結構變化 

（2）       奧氏體在熱加工間隔時間內及熱加工后發生的變化 

（3）      回復與再結晶的速率及再結晶后的晶粒大小 

10．              請分析靜態再結晶、亞動態再結晶和動態再結晶所發生的條件，形成的晶粒結構及對消除變形金屬的加工硬化各有什么特點。 

靜態再結晶：只有當變形量  大于靜態再結晶臨界變形量，小于動態再結晶的臨界變形量  時，在熱加工后的間隙時間內才可能發生靜態再結晶，形成新的低位錯密度的再結晶晶粒，熱加工產生的加工硬化可全部消除。 

亞動態再結晶：發生在熱加工后的間隙時間內，  大于  ，利用奧氏體已經形成的動態再結晶核心，但還沒有進行動態再結晶的核心作為自己的核心，可以全部消除加工硬化。 

動態再結晶：當變形量大于  時才能發生，富集了新的位錯，仍有較高的位錯密度或亞晶， 

仍然存在著一定的加工硬化，不能消除全部的加工硬化。

10.材料的各向異性 

1．  織構：塑性變形后晶面及晶向優先平行于某個方向或某個平面的現象稱為擇優取向，具有擇優取向的金屬多晶體組織就叫織構。

2．  織構度：某種織構組分的晶粒數與總晶粒數的百分比，或某種織構組分的晶體體積與總晶體體積的百分比，大者為強織構或主織構，小者為次織構或弱織構。

3．  形變織構。拉拔織構、壓縮織構、軋制織構、形變織構的形成。

4．  再結晶織構。

5．  織構的應用。

11.固態塑性成形時的應力分析與應變分析 

1．  研究金屬塑性成形力學的假設和近似：材料是各向同性的均勻連續體；體積力位零；變形體在外力作用下處于平衡狀態；初始應力為零；體積不變假設。

2．  應力是指由外力引起的物體內部單位截面面積上的內力；點的應力狀態是指受力物體內某一點各個截面上所作用應力的變化情況。一般來說過一點任意截面上都作用由正應力和切應力，如果在某一截面上，切應力為零，則該截面稱為主平面，主平面上的正應力稱為主應力，主平面的法線方向稱為主方向。

3．  應力狀態的特征方程。

4．  應力簡圖是采用主坐標系定性描敘一點應力狀態的一種簡化幾何圖形。按主應力的存在情況和方向，可能的應力簡圖共有9種，其中單向應力狀態兩種，兩向應力狀態三種三向應力狀態四種。

5． 主應力簡圖有幾種形式？如何應用？ 

主應力簡圖有九種形式，其中單向應力狀態兩種，兩向應力狀態三種，三向應力狀態四種。根據主應力簡圖，可以定性的比較某一種材料在采用不同的塑性成形方法進行加工時該種材料塑性和變形抗力的差異。

6．  應力偏張量和應力球張量。

7． 為什么說應力張量與坐標的選擇無關？應力張量不變量在應用上有何意義？ 

雖然在不同的坐標系下，表示該點應力狀態的九個應力分量也是不同的，即各個應力分量是隨坐標的變化而改變，但過一點相互垂直的三個坐標面上的九個應力分量作為一個整體用來表示一點的應力狀態的這個物理量與坐標選擇無關，這個物理量通常稱為應力張量。對于一個確定的應力狀態，只能有一組主應力的數值，當坐標的方向改變時，應力張量的分量將發生改變，但主應力的數值并未發生變化，因此，特征方程式                          的系數          應該是單值的，是不隨坐標而變化的。

8．  等效應力：在塑性理論中，為了使不同應力狀態的強度效應能進行對比，引入了等效應力的概念，也稱應力強度或廣義應力，用  表示，

9． 等效應力有什么特點？如何應用？ 

等效應力具有如下特點，（1）等效應力是一個不變量（2）等效應力在數值上等于單向均勻拉伸（或壓縮）時的拉伸（或壓縮）方向上的應力，即                             

（3）等效應力不是作用在某一個特定平面上的應力，因此，不能在某一個平面上表示出來（4）等效應力可以理解為一點應力狀態中應力偏張量的綜合作用。 

為了使不同應力狀態的強度效應能進行對比引入了等效應力的概念。

10．              應力莫爾圓。應力莫爾圓使一點應力狀態的幾何表示方法，由應力莫爾圓可以確定點在各個不同平面上的應力值，并且能直觀有效的說明某些事實和方程式。

11．              工程應變和對數應變。

12．試論述真應變與工程應變的特點。 

(1)工程應變不能反映變形的實際情況（2）真應變具有可加性，而工程應變不具有可加性（3）真應變為可比應變，工程應變為不可比應變（4）工程應變計算簡單。 

13．變增量與應變速率

14．應變的連續方程與體積不變條件。

12.固態塑性成形時的屈服準則與應力應變關系

1．  屈服準則：描述不同應力狀態下變形體內某點由彈性狀態進入并使塑性變形狀態繼續進行所必須遵守的條件，又稱塑性條件或屈服條件。

2．  簡單拉伸實驗

3．  π平面

4．  屈雷斯加屈服準則。

5．  米塞斯屈服準則。

6．  兩個屈服準則的比較。

7．  塑性應力應變關系。

8．  增量理論

9．  全量理論

10．              等效應力-等效應變曲線

11．              塑性變形時的應力-應變關系有何特點？ 

在塑性變形范圍內，應力與應變的關系使非線性的，應變不能由應力唯一確定，而是與變形歷史有關，這使由于隨著變形的發生與發展，材料原有的組織和性能也隨之發生變化，而且塑性變形是永久變形，每一微小階段的塑性變形所導致的組織和性能變化都要保留下來，并影響下一階段的變形過程，因此，各個微小變形階段的應力應變關系都是不同的。 

12．常用的兩個屈服準則有何區別？ 

（1）在兩個屈服準則中，拉伸屈服應力與剪切屈服應力具有固定的關系，即屈雷斯加屈服準則：    和米塞斯屈服準則：    （2）屈雷斯加屈服準則中的比較大切應力是用比較大和比較小主應力來表示的，而主應力是與坐標的選擇無關的，米塞斯屈服準則則是用應力偏張量的第二不變量來表示的，因此，兩種屈服準則均與坐標的選擇無關（3）在屈雷斯加屈服準則中，只考慮了比較大和比較小主應力對屈服有影響，沒有考慮中間主應力對屈服的影響，而米塞斯屈服準則由于考慮了中間主應力對屈服的影響，因此與實驗結果的吻合程度比屈雷斯加屈服準則的好；（4）在主應力空間中，屈雷斯加屈服準則為一與三個坐標軸等傾斜的六棱柱面，在π平面上為一正六邊形，稱為屈雷斯加六邊形，米塞斯屈服準則在主應力空間為一與三個坐標軸等傾斜的圓柱面，在π平面上為一個圓，稱為米塞斯圓（5）在主應力順序已知時，屈雷斯加屈服準則是主應力分量的線性函數，使用起來非常方便，在工程設計中常被采用，而米塞斯屈服準則顯得復雜，但是，當不知道主應力順序時，屈雷斯加屈服準則為六次方程，顯然比米塞斯屈服準則復雜的多。 

13．常用的屈服準則有哪兩種？在什么狀態下兩個屈服準則相同？在什么狀態下差別較大？ 

常用的屈服準則有屈雷斯加和米塞斯屈服準則，兩個準則在單向應力狀態下相同，在純剪切應力狀態下差別比較大 

14．              比較增量理論與全量理論的特點。 

增量理論中應用比較廣泛的有列維—米塞斯理論和普郎特—勞斯理論。 

（1）      列維—米塞斯理論建立在以下四個假設條件基礎之上的 

 ⅰ假設材料位剛塑性材料，即彈性應變增量位零，塑性應變增量就是總的應變增量 

ⅱ材料符合米塞斯屈服準則，即 

ⅲ在每一加載瞬時，應力主軸與應變增量主軸重合。 

ⅳ材料在塑性變形過程中滿足體積不變條件，即應變增量張量就是應變增量偏張量。 

全量理論，在塑性變形時，只有滿足簡單加載條件時，才可以建立全量應變與應力之間的關系。所謂簡單加載，是指載加載過程中，所有的外力從一開始就按同一比例增加，為了建立全量理論，需提出以下幾點假設，即ⅰ應力主方向與應變主方向是重合的，應力莫爾圓與應變莫爾圓相似；ⅱ塑性變形時體積保持不變ⅲ應力偏量分量與應變偏量分量成比例ⅳ等效應力是等效應變的函數，而這個函數對于每個具體材料都應通過實驗來確定，即

15．              等效應力—等效應變單一曲線假設在應用上有什么意義？舉例說明。 

等效應力—等效應變單一曲線假設可以采用比較簡單的實驗方法來確定材料的等效應力與等效應變曲線，利用單向拉伸或壓縮實驗                                  所得到的應力應變曲線就是等效應力—等效應變曲線。 

13.固態塑性成形解析方法 

1． 何謂平面應變問題？寫出其應力平衡微分方程式及屈服準則。 

當變形體內各點的位移分量與某一坐標軸無關，并且沿該坐標軸方向上的位移分量為零時，則將這一變形過程稱為平面應變問題。 

平面應變狀態下的應力平衡微分方程為：

附：其它的一些考題 

2． 何謂凝固時間？簡述一種計算凝固時間的方法？ 

鑄件的凝固時間是指從液態金屬充滿鑄型后至凝固完畢所需要的時間。平方根定律計算法：鑄型單位面積在t時間內鑄件凝固厚度 為： 

3． 何謂鑄造合金的收縮？它主要經歷幾個階段？ 

鑄件在液態、凝固態和固態的冷卻過程中所發生的體積減小現象稱為收縮，它要經歷液態收縮階段、凝固收縮階段、固態收縮階段。 

4． 減小鑄造應力的措施有哪些？ 

(1)選擇彈性模量和收縮系數小的合金材料（2）減小砂型的緊實度或在型砂中加入適量的木屑、焦碳，在鑄件厚實部分放置冷鐵或和蓄熱系數大的型砂，或進行強制冷卻，將型殼在澆注前預熱到600~900度（3）內澆口和冒口的位置應有利鑄件各部分溫度的均勻分布及阻力比較小的要求。（4）鑄件壁厚差要盡可能的小，厚薄壁連接處要合理的過度，熱節要小而分散。 

5． 影響形核的因素有哪些？ 

形核溫度，形核時間，形核基底的數量，接觸角θ。 

6． 何謂液態金屬的充型能力？為什么要提高液態金屬的充型能力？ 

液態金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整，輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態金屬充型能力。為了防止澆不足和冷隔缺陷，提高鑄件的質量 

7． （2005新增）主應力，簡單加載條件，應變幾何方程，應力狀態，描述點的應變狀態，為什么？何謂π平面？π平面？有什么特點？塑性加工提出什么假設和忽略，塑性變形與彈性變形各有什么特點？怎樣從相變理論理解液態金屬結晶過程中的生核生長機理。 

8． 介紹一下壓力加工的各種方法。 

在軋機上旋轉的軋輥之間改變金屬的斷面形狀和尺寸，同時控制其組織狀態和性能的固態成形加工方法稱為軋制。 

用錘擊或壓制的方法對坯料施加壓力，使之產生塑性變形的固態成形加工方法稱之為鍛造。 

在壓力機上用凹槽和凸模將金屬薄板成形為具有立體造型和符合質量要求制件的固態成形加工方法稱為板料成形。 

用擠壓桿將放在擠壓筒中的坯料壓出擠壓�？锥�成形的材料固態成形加工方法稱為擠壓。 

坯料靠拉力通過錐形模孔使斷面縮小以獲得尺寸精確，表面光潔制品的固態成形加工方法稱為拉拔。