反挤压方法为
18、挤压杆速度与挤压速度各指什么？给出变形区速度表达式并说明挤压速度主要取决那些初始条件？
答：挤压杆速度与挤压速度：
υ0：挤压杆速度，坯料进入变形区的入口速度。 υ1：挤压速度，条材的出口速度。
变形区速度表达式：在(锥形)变形区中的速度关系，可采用与拉拔相同的简化假设：平直圆片单元经过变形区时保持平直。由此就可以得到与拉拔类似的变形区速度场为
这里α是挤压模角或形成死区的角αtz。如果假设仗αtz=45o。则轴向速度为：
经过积分得到变形区中的径向速度，也与拉拔类似：
或者如果采用平模挤压(2α=180o)且角αtz近似取为45αo，则有
利用公式只能很粗略地描述实际的速度场。
挤压速度的大小受合金成分、铸坯组织特征、挤压方式、挤压制品形状的复杂性、润滑条件等的影响。
19、镁的晶体结构及塑性变形的主要机制是什么？为什么镁的室温塑性差？
答：镁的晶体结构：镁具有密排六方的晶体结构(HCP)；
镁及镁合金的塑性变形机制：镁主要有两种变形模式，即滑移和孪生。 1、滑移
滑移：滑移是一种常见的金属塑性变形机制，在外力作用下，晶体在原子密排面（即滑移面）沿原子排列最密的方向（滑移方向）发生滑动。镁具有密排六方的晶体结构(HCP)，25℃时，镁晶格常数的理论估计值为a=0.32092nm，c=0.52105nm，轴比c/a值为1.6236，与标准HCP结构的c/a值非常接近。密排六方（HCP）金属晶体结构及主要晶面和晶向如图所示。独立的滑移系如表所示。
具有密排六方晶体结构的金属和合金在室温下只有一个滑移面（0001）基面。其塑性比面心和体心立方晶体都低。滑移系的开动能力受其临界剪切应力(Critical Resolved Shear Stress, CRSS)大小的支配，而相应的滑移量由滑移面的位错特征决定。但同一晶体内不同滑移面之间的 CRSS值存在很大的差异，并且受到变形温度等外部条件的影响。室温下，晶界处基面和棱柱面滑移系的CRSS分别为 0.6~0.7Mpa和40Mpa，比值约为1:100，因此室温下柱面{0110}<0211>和锥面{1110}<0211>滑移等非基面滑移很难发生。室温变形时，非基面滑移有可能在应力集中较为严重的晶界附近发生，但是几率很小。根据Von Mises屈服准则，一般多晶体材料至少要5个独立的滑移系开动才能进行稳定的塑性变形。室温变形时，镁只有基面滑移{0001}<0211>发生，仅能提供 3个几何滑移系和2个独立滑移系，不能满足Von Mises判据要求，因此，镁在室
温下变形困难、塑性较差。
非基面的CRSS值随变形温度的升高而降低。温度高于225°C时，非基面滑移系的CRSS值大幅度降低，而基面的CRSS值基本不变；当温度超过300℃时，基面和非基面的CRSS值几乎相当，基面和非基面滑移可同时开动，此时，棱柱面滑移可在塑性变形过程中发挥重要作用，镁合金呈现明显的延性转变，塑性变形能力显著提高。
晶粒细化使镁合金塑性变形协调能力增强。研究发现，当晶粒尺寸细化至10μm以下时，室温时棱柱面与基面的CRSS比值降低到了1.1～5.5之间，非基面滑移激活的概率大幅上升。这是由于晶粒细化使得单位体积内晶界面积增加，在外部应力作用下，晶粒间发生滑动、转动的可能性就大幅增加，塑性变形协调能力增强。
2、孪生
除滑移外，孪生是镁合金塑性变形的另一种主要方式。孪生是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面孪生面和一定的晶向孪生方向发生均匀切变的过程。
在镁合金的塑性变形过程中，孪生和滑移是两种相协调的晶内塑性变形机制。具有密排六方晶体结构的镁合金，室温下滑移的临界剪切应力比孪生的要低，但是由于室温下镁合金只有基面上的两个独立滑移系，不能协调 c 轴方向的应变。同时，诱发机械孪生所需的应力小于激活非基面滑移系所需的应力，因此当变形温度较低，晶体取向不利于滑移时，孪生就成为协调镁合金塑性变形的重要机制。孪生主要出现在{2110}晶面族上，二次孪生出现在{4330}晶面上；高温下，{3110}晶面上也出现孪生。
镁的室温塑性差：具有密排六方晶体结构的金属和合金在室温下只有一个滑移面（0001）基面。其塑性比面心和体心立方晶体都低。滑移系的开动能力受其临界剪切应力(Critical Resolved Shear Stress, CRSS)大小的支配，而相应的滑移量由滑移面的位错特征决定。但同一晶体内不同滑移面之间的 CRSS值存在很大的差异，并且受到变形温度等外部条件的影响。室温下，晶界处基面和棱柱面滑移系的CRSS分别为 0.6~0.7Mpa和40Mpa，比值约为1:100，因此室温下柱面{0110}<0211>和锥面{1110}<0211>滑移等非基面滑移很难发生。室温变形时，非基面滑移有可能在应力集中较为严重的晶界附近发生，但是几率很小。根据Von Mises屈服准则，一般多晶体材料至少要5个独立的滑移系开动才能进行稳定的塑性变形。室温变形时，镁只有基面滑移{0001}<0211>发生，仅能提供 3个几何滑移系和2个独立滑移系，不能满足Von Mises判据要求，因此，镁在室温下变形困难、塑性较差。
非基面的CRSS值随变形温度的升高而降低。温度高于225°C时，非基面滑移系的CRSS值大幅度降低，而基面的CRSS值基本不变；当温度超过300℃时，基面和非基面的CRSS值几乎相当，基面和非基面滑移可同时开动，此时，棱柱面滑移可在塑性变形过程中发挥重要作用，镁合金呈现明显的延性转变，塑性变形能力显著提高。
晶粒细化使镁合金塑性变形协调能力增强。研究发现，当晶粒尺寸细化至10μm以下时，室温时棱柱面与基面的CRSS比值降低到了1.1～5.5之间，非基面滑移激活的概率大幅上升。这是由于晶粒细化使得单位体积内晶界面积增加，在外部应力作用下，晶粒间发生滑动、转动的可能性就大幅增加，塑性变形协调能力增强。
20、形变镁合金的主要种类？常用的形变镁合金的牌号？
答：变形镁合金的分类依据一般有两种：合金化学成分和是否可热处理强化。按化学成分变形镁合金主要可分为以下几类：镁-锂系合金、镁-猛系合金、镁-铝-锌-锰系合金、镁-锌-锆系合金、镁-稀土系合金以及镁-钍系合金。
根据是否可以进行热处理强化，变形镁合金又可分为可热处理强化变形镁合金（如MB7、MB15合金）和不可热处理强化变形镁合金（如MB1、MB2、MB3、MB5和MB8合金）。
此外，根据合金的应力腐蚀倾向，变形镁合金还可分为三组：第一组为无应力腐蚀破裂倾向的合金（MB1、MB8、MB14、MB15等）；第二组为应力腐蚀开裂倾向较小的合金（MB2、MB3等）；第三组为有应力腐蚀开裂倾向的合金（MB5、MB7等）。
目前使用较为广泛的变形镁合金有Mg-Li系、Mg-Mn系、Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-RE系、Mg-Th系等。国内主要变形镁合金的牌号MB1、MB2、MB3、MB5、MB6、MB7、MB8、MB15。
2012年专业课作业一及答案
1、合金元素对钢性能的影响可归结为哪几方面?
答：一、合金元素对钢力学性能的影响 1）、合金元素对钢常温力学性能的影响。 2）、合金元素对钢高温力学性能的影响 。 3）、合金元素对钢低温力学性能的影响 。 二、合金元素对钢焊接性能和切削加工性能的影响 1）、合金元素对钢焊接性能的影响 。 2）合金元素对钢切削性能的影响。
2、分析工程结构钢的服役条件、性能要求?
答：(1)Q195：此类钢中碳、锰含量低，强度不高，塑性好，韧性高，具有良好的工艺性能和焊接性能。广泛用于轻工机械、运输车辆、建筑等一般结构件，自行车、农机配件、五金制品，焊管坯及运输水、煤气等用管，拉杆、支架及机械用一般结构零件。可用于代替08优质碳素结构钢制造冲压件、焊接结构件。
(2)Q215：此类钢中碳、锰含较低，塑性好，具有良好的韧性、焊接性能和工艺性能。用于厂房、桥梁等大型结构构件，建筑桁架、铁塔、井架及车船制造结构件，轻工、农业、机械零件，五金工具，金属制品等。
(3)Q235：此类钢中碳含量适中，是最通用的工程结构钢之一，具有一定的强度，塑性和焊接性能良好。适用于受力不大而韧性要求很高的工程结构。用于建造厂房、高压输电铁塔、桥梁、车辆等。
(4)Q255：此类钢中具有较好的强度、塑性和韧性，较好的焊接性能和冷热压力加工性能。主要用于强度要求不高的零件，如铆接、栓接工程结构，螺栓、键、拉杆、轴、摇杆等。
(5)Q275：此类钢中碳、硅、锰含量高，具有较高强度、较好塑性、较高硬度及耐磨性， 一定的焊接性能和较好的切削加工性能，韧性较低。对于一般承受中等应力的机械结构，可用于代替牌号30、35优质碳素结构钢，以降低成本。可用于制造心轴、齿轮、销轴、链轮、螺栓、垫圈、刹车杆、垫板，农业机械用型材、机架等。
3、比较渗碳钢和氮化钢在化学成分、热处理工艺和性能的差异?