2023年河北專升本材料成型及控制工程專業考試大綱

2023年河北專升本材料成型及控制工程專業考試大綱已發布！分為金屬學、金屬塑性變形原理兩部分，考試采用閉卷、筆試形式，各部分滿分為150分，考試時間為75分鐘，試卷包括填空題、選擇題、簡答題、綜合題等。考試主要內容、參考書目、樣題等具體信息如下，請考生參考。

第一部分：金屬學

I.課程簡介

一、內容概述與要求

金屬學考試是為招收材料成型及控制工程專業專科升本科學生而實施的入學考試。為了體現材料成型及控制工程專業對專升本科學生入學應具備的金屬學知識和能力的要求，金屬學考試分為兩大部分：金屬學基礎部分和熱處理原理部分，考試結構構成主要集中在金屬學基礎部分。

參加金屬學考試的考生應理解金屬的晶體結構、純金屬的結晶、二元合金的相結構與結晶、鐵碳合金、金屬及合金的塑性變形、金屬及合金的回復與再結晶、擴散、鋼的熱處理原理這八部分的基礎基本概念和基本理論；掌握該部分內容的基本學習方法；能夠運用所學的基礎知識來分析并解決一些簡單的實際問題。金屬學考試主要是針對考生對金屬學基礎知識掌握程度的考核，及一些簡單實際問題的分析考核。

二、考試形式與考試結構

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為150分，考試時間75分鐘。

試卷包括填空題、選擇題、簡答題、綜合題。答案均在答題紙上作答。填空題40分，選擇題40分，簡答題50分，綜合題20分。

II.知識要點與考核要求

一、概論

1.知識范圍

金屬學的研究對象、方法以及金屬組織結構的基本輪廓(晶粒、晶界、亞晶、晶體結構)，以及金屬材料的力學性能（強度、硬度、塑性、韌性）。

2.考核要求

（1）金屬和合金的區別

（2）金屬材料的機械性能即力學性能都有哪些

（3）金屬材料的強化機制

二、金屬和合金的固態結構

1.知識范圍

主要講述金屬和合金的晶體結構和結構缺陷，是重點章之一，本章包括了金屬學中最基本的理論和概念，是學好該課程的基礎。

晶體學基礎部分應掌握雙原子作用模型、晶體與非晶體、晶體結構與空間點陣、晶胞、晶格、14種空間點陣、七大晶系、晶面指數與晶向指數、晶帶與晶帶軸。

純金屬的晶體結構部分應掌握典型金屬的晶體結構（體心立方、面心立方、密排六方）、晶體中原子的堆垛、晶體結構中的間隙、原子半徑、多晶型性、單晶體的各向異性與多晶體的各向同性，了解亞金屬與鑭系金屬的晶體結構。

晶體缺陷部分應掌握點缺陷，包括空位和間隙原子、點缺陷的平衡濃度、點缺陷的運動；位錯包括刃型位錯、螺型位錯、柏氏回路與柏氏矢量；界面包括晶界、大角度晶界與小角度晶界、亞晶界與相界、界面能、堆垛層錯。

固態合金的相結構部分應掌握固溶體，包括固溶體的晶體結構、置換固溶體及其溶解度、間隙固溶體、有序固溶體及固溶體的微觀不均勻性；中間相包括中間相的特點及分類、正常價化合物、電子化合物、間隙相和間隙化合物。

2.考核要求

（1）金屬的結合鍵和結合能

（2）固態物質的分類（晶體和非晶體），空間點陣與晶體結構的區別以及三種典型的金屬晶體結構（原子數、配位數、原子半徑、密排面和密排方向）。給出晶面指數和晶向指數，會畫出一個晶胞內的晶向和晶面（不考慮負號）

（3）晶體缺陷有哪些：點、線、面缺陷。分別了解點缺陷有哪些，線缺陷主要是位錯，位錯分為螺型和刃型，他們和柏氏矢量的關系，面缺陷有哪些

（4）組織和相的概念，固溶體和金屬化合物的定義及分類

三、純金屬的結晶

1.知識范圍

金屬結晶的基本規律，即形核和長大過程。金屬凝固的基本過程應掌握過冷現象與過冷度、形核與長大、孕育期。液態金屬的微觀結構部分，了解液態金屬的性質、熔化時體積變化、熔化潛熱、熔化熵。掌握相起伏、相起伏尺寸與過冷度、結晶潛熱。純金屬凝固的熱力學條件應掌握自由能（G）-溫度（T）曲線、GS<Gl時&Delta;G<0、單位體積自由能（&Delta;Gv）與過冷度（&Delta;T）的關系。形核部分的內容為均勻形核、形核時能量的變化、臨界晶核、臨界晶核半徑與過冷度、臨界過冷度、臨界形核功與過冷度、均勻形核率。非均勻形核、臨界晶核半徑與過冷度、臨界形核功與過冷度、均勻形核功與非均勻形核功的關系、浸潤角、非均勻形核率。長大的內容為S-L界面原子遷移動力學、動態過冷度、固液界面的微觀結構、粗糙界

面、光滑界面、界面形貌形成的條件、杰克遜因子、晶核長大機制、垂直長大、二維晶核長大、缺陷長大。純金屬凝固的生長形態應掌握L-S界面處的溫度分布、正溫度梯度、負溫度梯度、垂直生長、平面狀、臺階擴展生長、規則的幾何外形、樹枝狀晶體。鑄錠組織及其晶粒度，熟悉通過結晶過程獲得細晶粒金屬的主要途徑，并能應用結晶過程基本理論說明鑄錠組織的形成過程及改變鑄錠組織的方法。

2.考核要求

（1）結晶的條件必須要過冷，過冷度的概念，以及結晶的微觀過程（形核和長大）

（2）結晶的驅動力和阻力，形核的基礎

（3）液態金屬的結構

（4）晶粒大小的控制（控制過冷度、變質處理、振動和攪拌）

（5）鑄錠三晶區的形成原因

四、二元合金相圖

1.知識范圍

相平衡與相平衡圖的基本概念、相律；二元相圖的基本類型，杠桿定律，相律在相圖中的應用；了解三元合金相圖。弄清楚組元、相、組織、相組成物、組織組成物等基本概念；掌握勻晶、共晶相圖、包晶相圖，并會分析典型合金的結晶過程，會用杠桿定律，熟知相圖與性能的關系。

2.考核要求

（1）相律和杠桿定律

（2）成分過冷的概念、成分過冷對晶體長大形狀和鑄錠組織的影響、晶內偏析及解決方法

（3）熟悉勻晶相圖、共晶相圖、共析相圖

五、鐵碳相圖

1.知識范圍

Fe—Fe3C相圖和典型合金的平衡結晶過程。掌握鐵碳合金的基本相和組織，建立合金成分—組織—性能—用途之間的關系；能默繪Fe—Fe3C相圖，掌握其點、線、區的物理意義等。牢固地掌握鐵碳相圖會分析鐵碳合金緩冷過程中的組織變化，能應用杠桿定律計算合金的組織組成物和相組成物的相對量。

2.考核要求

（1）鐵碳合金的組元及基本相

（2）鐵碳相圖分析

（3）鐵碳合金的平衡結晶過程及組織

（4）含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響

（5）鋼中的雜質元素

六、金屬及合金中的擴散

1.知識范圍

擴散的宏觀定律，分析擴散的微觀機理，給出固態擴散的實驗規律和實際應用。內容為擴散方程，包括擴散第一方程、擴散第二方程、擴散第二方程的解及其應用舉例；原子運動與擴散，包括擴散機理、擴散的激活能；了解反應擴散；影響擴散的因素包括溫度、固溶體類型、晶體結構、合金元素。

2.考核要求

（1）擴散機制、固態金屬擴散的條件及分類

（2）影響擴散的因素七、金屬及合金的形變1．知識范圍

應力-應變曲線、金屬變形的三個階段。金屬的彈性變形：彈性變形的特點及彈性模量、彈性變形的微觀解釋。掌握單晶體的塑性變形：滑移及滑移系、滑移帶、滑移面、滑移方向、滑移的臨界分切應力、硬位向、軟位向、取向因子、影響臨界分切應力的因素、滑移時晶面及晶向的轉動等。孿生及扭折：孿生變形、孿生變形的特點、扭折。弄清多晶體的塑性變形：多晶體的塑性變形的特點、不均勻變形、協調變形、晶界強強化、位錯塞積、多晶體屈服強度高于單晶體。金屬塑性變形后的組織與性能：塑性變形對金屬組織的影響、顯微組織、形變織構、亞結構、塑性變形后金屬性能的變化、加工硬化及其微觀解釋、擇優取向、殘余應力。

2.考核要求

（1）金屬及合金的基本塑性變形方式、滑移和孿生的概念

（2）三種常見金屬的滑移系、面心立方結構和體心立方結構塑性好壞的比較

（3）多晶體的塑性變形的特點、細晶強化和加工硬化的機理

八、回復和再結晶

1.知識范圍

金屬或合金形變后在加熱過程中組織結構及性能的變化，即回復，再結晶及再結晶后的晶粒長大過程。掌握變形金屬在加熱過程中微觀組織結構轉變的基本規律，清楚回復及再結晶對金屬組織與性能的影響，明確熱加工的概念。

2.考核要求

（1）形變金屬與合金在退火過程中三個階段組織及力學性能的變化

（2）再結晶、二次再結晶、熱加工的定義

九、鋼的熱處理原理

1.知識范圍

鋼的熱處理原理。特別是結合鐵碳相圖選擇鋼的加熱溫度、運用C曲線確定過冷奧氏體

轉變的組織和性能特征。掌握鋼的熱處理基本原理，結合C曲線，分析過冷奧氏體轉變產物的組織和性能。

2.考核要求

（1）普通熱處理的分類

（2）珠光體、貝氏體、馬氏體的分類及組織形態，它們分別屬于哪類固態相變

（3）調質處理的定義、回火索氏體和索氏體的區別

Ⅲ.模擬試卷及參考答案

河北省普通高等學校專升本考試金屬學模擬試卷

（考試時間：75分鐘）

（總分：150分）

說明：請在答題紙的相應位置上作答，在其它位置上作答的無效

一、填空題（本大題共10個空，每空4分，共40分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1、γ-Fe、α-Fe的一個晶胞內的原子數分別為和。

2、多晶體塑性變形的特點是、和相互協調性。

3、用光學顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈狀，而下貝體則呈狀。

4、鋼中的硫容易引起。

5、液態金屬結晶時的阻力是，動力是。

6、固溶體的強度和硬度比溶劑的強度和硬度。

二、單項選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個備選項中，選出一個正確的答案，并將所選項前的字母填寫在答題紙的相應位置上。）

1、晶格常數為a的體心立方晶體的原子半徑可以表示為（）。

A.2a

4

B.3a

4

C.2a

2

D.3a

2

2、在體心立方晶格中，原子密度最大的晶面是（）。A.｛100｝B.｛110｝C.｛111｝D.｛010｝

3、金屬結晶時，冷卻速度越快，其實際結晶溫度將（）。

A.越高B.越低C.越接近理論結晶溫度D.無法確定4、冷變形時，隨著變形量的增加，金屬中的位錯密度（）。

A.增加B.降低C.無變化D.先增加后降低5、奧氏體向珠光體的轉變是（）。

A.擴散型轉變B.非擴散型轉變C.半擴散型轉變D.無法確定6、45鋼為得到回火索氏體組織，應進行（）。

A.淬火+低溫回火B.等溫淬火C.淬火+高溫回火D.淬火+中溫回火7、鋼的晶粒細化以后可以（）。

A.提高強度B.提高硬度C.提高韌性D.既提高強度、硬度又提高韌性8、奧氏體是（）。

A.碳在γ-Fe中的間隙固溶體B.碳在α-Fe中的間隙固溶體

C.碳在α-Fe中的有限固溶體D.碳在γ-Fe中的間隙相

9、固溶體合金中k0＜1（k0指平衡分配系數）時，隨著溶質含量的增加，合金的熔點將（）。

A.提高B.降低C.先降低后提高D.先提高后降低10、T10鋼的含碳量為（）。

A.0.10%B.1.0%C.10%D.0.01%

三、簡答題（本大題共5小題，每小題10分，共50分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1、（以金屬為基的）固溶體與金屬化合物在結構、鍵性、性能方面有什么差異？

2、影響擴散的主要因素有哪些？

3、碳可以溶入鐵中而形成間隙固溶體，試分析是α-Fe還是γ-Fe能溶入較多的碳，為什么？

4、成分過冷對固溶體結晶時晶體長大方式和鑄錠組織有何影響？

5、何謂“枝晶偏析”？如何消除？

四、綜合題（本大題共1小題，共20分。請在答題紙的相應位置上作答。）

圖1為鐵碳相圖，（1）標出相圖中S、P點的溫度及含碳量。（2）分析T12鋼從液態緩慢冷卻到室溫的相變過程并說明最終的室溫組織；根據杠桿定律，計算各組織組成物的相對重量。

金屬學參考答案

一、填空題（每空4分）

1、4；2

2、不同時性；不均勻性

3、羽毛；針

4、熱脆

5、表面能的增加；體積自由能的降低

6、高

二、單項選擇題（每小題4分）

1、B2、B3、B4、A5、A6、C7、D8、A9、B10、B

三、簡答題（每題10分）

1、結構：固溶體保持溶劑的晶體結構，而金屬化合物是組元之間形成了一種新相，新相的結構不同于其組元的結構；（4分）

鍵性：固溶體是以金屬鍵相結合，而金屬化合物可能是以金屬鍵或離子鍵或共價鍵相結合；（3分）

性能：固溶體的強度、硬度比金屬化合物的低，但塑性和韌性比一般化合物高得多。（3分）

2、①溫度（2分）

②晶體結構（2分）

③固溶體類型（2分）

④晶體缺陷（2分）

⑤化學成分的影響（2分）3、γ-Fe能溶入較多的碳。（4分）

原因：碳原子通常溶于八面體間隙中，面心立方晶格的八面體間隙半徑和碳原子半徑比較接近。而體心立方晶格的八面體間隙半徑遠小于碳的原子半徑。（6分）

4、①對晶體長大方式的影響：液固界面前端沒發生成分過冷時，平面狀生長；液固界面前端成分過冷很小時，形成胞狀結構；液固界面前端成分過冷很大時，形成樹枝狀組織。（6分）

②對鑄錠組織的影響：液固界面前沿的成分過冷度越大，大于新晶核形成所需的過冷度時，就會在液固界面前沿的液相中產生新的晶核，阻礙柱狀晶的成長。如果再添加有效的形核劑，就能得到發達的等軸晶。當液固界面前沿的成分過冷度小于新晶核形成所需的過冷度時，就會長成發達的柱狀晶。（4分）

5、①在一個晶粒內部化學成分不均勻的現象叫枝晶偏析。（5分）

②消除方法：可用擴散退火或均勻化退火法（即在高溫較長時間的加熱和保溫）消除掉。

（5分）

四、綜合題（20分）

（1）S點溫度727℃，含碳量0.77%（4分）P點溫度727℃，含碳量0.0218%（4分）

（2）

T12鋼含碳量為1.2%。

1點以上為液相，液態合金緩慢冷卻到1點開始結晶出γ，1~2點之間為L+γ，到達2點時，液態合金全部轉變為γ，2~3點之間為單相γ區，冷卻到3點時開始從γ中析出Fe3CⅡ，，沿γ晶界呈網狀分布，到達4點時，γ含碳量達到0.77%，在727℃發生恒溫轉變形成P。T12鋼的室溫組織為P+ Fe3CⅡ（6分）

6.69&minus;1.2

P=6.69&minus;0.77

&times;100%=92.74%（3分）

Fe3CⅡ=100%-92.74%=7.26%（3分）

第二部分：金屬塑性變形原理

I.課程簡介

一、內容概述與要求

金屬塑性變形原理是為招收材料成型及控制工程專業專科升本科學生而實施的入學考試課程。

金屬塑性變形原理課程主要講授金屬產生塑性變形時在金屬學和力學等方面所遵循的基礎和規律。其目的在于科學地、系統地闡明這些基礎和規律，為學習后續的工藝課程作理論準備，也為合理制訂金屬塑性成型工藝規范及選擇、設計加工設備奠定理論基礎。參加金屬塑性變形原理的學生應掌握金屬塑性力學的基礎知識，即掌握金屬塑性變形體內的應力場、應變場、應力－應變之間關系、塑性變形時的力學條件等塑性理論基礎知識；掌握塑性成型問題的幾種主要解法（包括解析和數值解法）；掌握金屬塑性成型時的金屬流動規律和變形特點，分析金屬的基本成型工藝，以便確定合理的坯料尺寸和成型工序；掌握對成型質量進行定性分析及提高成型質量的方法；掌握金屬塑性變形的物理基礎，即掌握影響金屬性能的主要因素及原理，掌握金屬性能主要指標的測試方法等。

二、考試形式與試卷結構

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為150分，考試時間為75分鐘。

試卷包括填空題、選擇題、問答題和解釋現象題。填空題要求直接把答案寫出；選擇題是四選一型的單項選擇題；問答題和解釋現象題均應寫出文字說明。

填空題和選擇題分值合計為80分。其余類型題目分值合計為70分。

II.知識要點與考核要求

一、金屬塑性加工的力學和熱力學條件

1.知識范圍

塑性加工中工件所受的外力、內力、應力、應力狀態、應力圖示、變形程度、變形圖示、變形速度和金屬塑性加工時的熱力學條件。

2.考核要求

（1）了解塑性加工中工件受到的外力，掌握內力和應力的概念。

（2）了解應力狀態的概念，會確定金屬具體變形過程中的應力圖示。

（3）掌握變形程度中描述變形過程的四種表示方法。

（4）掌握三種變形圖示，掌握變形速度的概念，了解鍛壓、軋制和擠壓三種變形過程中的應變速率。

（5）掌握金屬塑性加工變形時的熱力學條件。

二、金屬塑性變形的物理本質

1.知識范圍

單晶體塑性變形機制，滑移、金屬的晶體結構、孿生、多晶體塑性變形特點、多晶體的屈服和形變時效。

2.考核要求

（1）掌握滑移和孿生的區別。

（2）掌握金屬的三種常見晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系。

（3）了解多晶體塑性變形的特點。

（4）掌握屈服效應的的主要特點及產生原因，存在的鋼種。

三、金屬在塑性加工變形中組織性能的變化

1.知識范圍

在冷加工變形中組織性能的變化，晶粒被拉長、亞結構、變形織構、絲織構、板織構、金屬性能的變化，熱加工變形過程中組織性能的變化、動態回復、動態再結晶、靜態回復、靜態再結晶、亞動態再結晶。

2.考核要求

（1）掌握冷加工與熱加工的纖維組織的異同。

（2）掌握亞結構、變形織構的概念，典型面心立方金屬和體心立方金屬經拉拔后的具有的絲織構。

（3）了解冷加工和熱加工后金屬性能的變化。

（4）掌握動態回復、動態再結晶、靜態回復、靜態再結晶、亞動態再結晶的概念，亞動態再結晶的特點。

四、鋼材組織性能的控制

1.知識范圍

強韌性能的控制、強韌性能的概念、強韌性能的影響因素、沖壓性能的控制，影響沖壓性能的因素、電磁性能控制，熱強性能控制。

2.考核要求

（1）掌握強韌性的概念，衡量鋼材強度的指標，為何晶粒愈細，鋼材的強韌性能就愈

好。

（2）了解影響電磁性能的主要因素。

（3）掌握對沖壓用的低碳鋼板材，具有{111}晶面與板面平行的織構沖壓性能好。

（4）了解影響熱強性能的主要因素。

五、金屬塑性變形的不均勻性

1.知識范圍

均勻變形、不均勻變形、研究變形分布的方法、基本應力、附加應力、殘余應力、工作應力、變形及應力不均勻分布的原因、變形及應力不均勻分布所引起的后果、減小或消除殘余應力的措施。

2.考核要求

（1）掌握研究變形分布的方法。

（2）掌握基本應力、附加應力和工作應力之間的相互區別與聯系。

（3）會分析變形及應力不均勻分布產生的一些現象。

（4）掌握變形及應力不均勻分布的后果。

（5）掌握減小或消除殘余應力的措施。

六、金屬在加工變形中的斷裂

1.知識范圍

金屬斷裂的物理本質、脆性斷裂、延性斷裂、解理面、穿晶斷裂、晶間斷裂；金屬在塑性變形過程中的典型斷裂現象。

2.考核要求

（1）了解斷裂的分類，會根據斷口形貌確定斷裂類型。

（2）會分析金屬在塑性變形過程中出現的一些斷裂現象。比如當用平錘頭將一根圓坯鍛壓成方形時，發現在方件的橫斷面上產生橫裂。

七、金屬的塑性

1.知識范圍

塑性、金屬塑性的測定方法、影響塑性的主要因素、提高塑性的主要途徑，金屬的超塑性、超塑性的種類。

2.考核要求

（1）掌握塑性的概念，金屬塑性的測定方法。

（2）掌握各因素對塑性的影響。

（3）掌握提高塑性的主要途徑。

（4）掌握超塑性的種類，了解細晶超塑性的特征、細晶超塑性變形的機制和超塑性在金屬加工方面的應用。

八、金屬塑性變形抗力

1.知識范圍

金屬塑性變形抗力及測定方法、影響塑性變形抗力的主要因素。

2.考核要求

（1）掌握金屬塑性變形抗力的概念、測定方法。

（2）掌握各因素對變形抗力的影響。

九、應力應變狀態分析

1.知識范圍

應力、應力狀態與應力張量、主應力、應力張量常量、球應力分量、偏差應力分量、八面體應力；應變、應變張量與應變張量的分解、幾何方程、應變增量與應變速度；力平衡微分方程、屈服條件、塑性應力與應變的關系、等效應力與等效應變、平面變形與軸對稱變形力學方程。

2.考核要求

（1）掌握一點處應力狀態的各種分析方法和表示方法，常用公式。

（2）理解球應力分量和偏差應力分量在金屬變形過程中起的作用。

（3）了解力平衡方程的推導過程。

（4）掌握兩個屈服條件方程，塑性變形時應力與應變的關系方程。

（5）了解等效應力與等效應變方程。

（6）掌握平面變形的幾何方程，應力關系。

十、工程法及其應用

1.知識范圍

工程法、近似工程法計算平砧鍛造、圓盤壓縮、變形功。

2.考核要求

（1）能夠運用近似工程法解決平面變形和軸對稱的塑性變形過程。

（2）了解圓盤壓縮時工程法和近似工程法的推導過程。

十一、滑移線場理論及其應用

1.知識范圍

滑移線、滑移線場、Henchy應力方程、滑移線場的幾何性質、應力邊界條件、滑移線場的幾何作圖、極限載荷問題及舉例、速度方程與速度場。

2.考核要求

（1）掌握滑移線的概念，會確定滑移線場中的滑移線。

（2）掌握Hencky應力方程的用法。

（3）掌握滑移線的幾何性質，四種應力邊界條件的特點。

（4）會利用滑移線理論計算點的應力狀態和平沖頭壓入半無限體的極限載荷。

十二、上、下界定理及其應用

1.知識范圍

虛位移原理、最大塑性功原理、下界定理、上界定理、上界定理的應用。

2.考核要求

（1）掌握虛位移原理、最大塑性功原理、下界定理和上界定理概念及其表達式。

（2）了解上界定理的應用。

III.模擬試卷及參考答案

河北省普通高等學校專升本考試金屬塑性變形原理模擬試卷

（考試時間：75分鐘）

（總分：150分）

說明：請在答題紙的相應位置上作答，在其它位置上作答的無效。

一、 填空題（本大題共10個空，每空3分，共30分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1.變形程度對時間的變化率為，和主軸方向一致的變形稱為。

2.、和共同構成了金屬塑性加工變形時的熱力學條件。

3.隨著晶粒尺寸的減小，金屬的屈服極限，脆性轉變溫度。

4.物體變形過程中，引起體積變化的應力分量稱為，引起形狀變化的應力分量稱為。

5.是指在平面塑性流動區內，通過各點其值等于屈服切應力k的最大切應力面與流動平面的交線。

二、單項選擇題（本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個備選項中，

選出一個正確的答案，并將所選項前的字母填涂在答題紙的相應位置上。）

1.拉拔過程的應力圖示為（）。

A.三向拉應力B.三向壓應力C.一向壓和兩向拉D.一向拉和兩向壓

2.下列金屬中具有體心立方結構的是（）。A.銅B.鋁C.鋅D.鉻

3.具有面心立方晶格的金屬具有（）個滑移面。

A.3B.4C.6D.12

4.（）是由于外力作用所引起的應力。

A.工作應力B.基本應力C.附加應力D.殘余應力

5.下列選項中不屬于變形及應力不均勻分布的后果的是（）。

A.使單位變形抗力減小B.使塑性降低C.使產品質量降低D.使技術操作復雜

6.形變時效是（）或氮原子向位錯中擴散而形成了柯氏氣團所引起的現象。A.硫B.碳C.磷D.氫

7.主平面上作用的應力稱為（）。

A.正應力B.切應力C.主應力D.臨界切應力

8.下列選項中不屬于金屬的變形抗力指標的是（）。A.比例極限B.屈服極限C.硬度D.延伸率

9.（）是指在加工過程中進行晶粒形核、長大的再結晶過程。

A.靜態再結晶B.靜態回復C.亞動態再結晶D.動態再結晶

10.金、銀、銅、鎳等經較大變形程度的拉拔后，所獲得的織構為（）。A.<111>和<110>B.<111>和<100>C.<100>和<110>D.<101>和<111>

三、問答題（本大題共5小題，每小題10分，共50分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1.三種常見晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系各為多少？

2.動態再結晶、靜態再結晶、亞動態再結晶的有何異同？

3.寫出平面變形時應變與位移關系的幾何方程。

4.某條α滑移線為直線，沿此滑移線方向各點的速度分量是否為常數？為什么？

5.寫出上界定理的數學表達式，并簡述其中各項的物理意義。

四、解釋現象（本大題共2小題，每小題10分，共20分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1.軋件在輥縫中軋出后，向某側彎曲——出現鐮刀彎，如圖1所示。

圖1

2.當用平錘頭將一根圓坯鍛壓成方形件時，發現在方件的橫斷面上產生了橫裂（如圖2所示），試解釋這種現象。

圖2

金屬塑性變形原理參考答案

一、 填空題（共30分，每空3分）

1.變形速度、主應變（或主變形）。

2.變形程度、_變形溫度、_變形速度。

3.升高、_下降。

4.球應力分量、_偏應力分量。

5.滑移線。

二、單項選擇題（共50分，每小題5分.在每小題給出的四個備選項中，選出一個正確的答案，并將所選項前的字母填涂在答題紙的相應位置上）

1.D2.D3.B4.B5.A6.B7.C8.D9.D10.B

三、問答題（共50分，每小題10分）

1.三種常見晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系各為多少？

答：面心立方晶格：滑移面{111}&times;4，滑移方向<110>&times;3，滑移系12個。

體心立方晶格：滑移面{110}&times;6，滑移方向<111>&times;2，滑移系12個。

密排六方晶格：滑移面{1000}&times;1，滑移方向<1120>&times;3，滑移系3個。（錯1點減1分，

全對給10分）

2.動態再結晶、靜態再結晶、亞動態再結晶的有何異同？

答：動態再結晶指在加工過程中進行晶粒形核、長大的再結晶過程。（3分）靜態再結晶則指道次間隙或加工變形后發生的晶粒形核和長大的再結晶過程。（3分）亞動態再結晶指在變形剛剛停止時，動態再結晶產生的晶核及未來得及完全長大的晶粒，由于溫度較高而繼續長大的再結晶過程。（4分）

3.寫出平面變形時應變與位移關系的幾何方程。

答：&epsilon;

=&part;ux

（3分），&epsilon;

=&part;uy

（3分），&epsilon;

=1(&part;uy

+&part;ux)（4分）。

xy&part;yxy2&part;x&part;y

4.某條α滑移線為直線，沿此滑移線方向各點的速度分量是否為常數？為什么？答：根據Geiringer速度方程：

沿α線：

dvα&minus;v&beta;d?=0

（5分）

若α線為直線，則d?=0，有dvα=0，所以vα沿α線是不變的。也就是沿此滑移線 方向各點速度分量為常數。（5分）

5.寫出上界定理的數學表達式，并簡述其中各項的物理意義。

答：pv dF&le;

&sigma;&lowast;&epsilon;*dV+&sum;

k&Delta;v&lowast;dF&minus;

pv&lowast;dF

&int;ii&int;ijij&int;

&int;ii

FvVFd

Fp（5分）

不等式左邊為主動力功率，（1分）右邊第一項為內部塑性變形功率，（1分）第二項為內部剪切功率，（1分）第三項為摩擦功率，（1分）第四項為附加外力功率（1分）四、解釋現象（共20分，每小題10分）

1.軋件在輥縫中軋出后，向某側彎曲——出現鐮刀彎，如圖1所示。

圖1

答：由于軋輥輥縫不平，或坯料厚度不均，則在軋制時，輥縫小或坯料厚的一側變形大，產生附加壓應力，（5分）另一側變形小，產生附加拉應力，正是這種強迫的“拉齊”作用，使軋件彎向變形小的一側。（5分）

2.當用平錘頭將一根圓坯鍛壓成方形件時，發現在方件的橫斷面上產生了橫裂（如圖2所示），試解釋這種現象？

圖2

答：用平錘頭鍛壓圓坯時，由于兩側的圓弧面起到外端的作用，使雙鼓形的變形得到抑制。（3分）由于變形的不深透，表層受到附加壓應力，而心部變形小受到附加拉應力，當達到一定程度，就會使心部拉裂。（4分）當翻轉90&deg;鍛造時，就會在原有裂紋的垂直方向形成裂紋，即形成十字橫裂。（3分）