结构推理 高纯度铜经冷加工后,其屈服强度提高4倍,经不同温度再结晶退火,获得50%再结晶的时间t和退火温度的关系如下: 温度/℃ 50 80 110 140 170 时间t/min 它们符合关系。其中A和B为常数,T是热力学温度。 上述材料制成电器元件分别在100℃及140℃下工作,若零件设计时要求强度为完全再结晶时的强度,并且选用的安全系数为2,求元件的寿命(设性能恢复大体正比于再结晶量)。
【正确答案】解:根据再结晶动力学方程,设再结晶晶粒是块状长大,k近似为4。两种再结晶量和所对应的再结晶时间为和,则 因为理论上完全再结晶的时间为无限大,所以假设再结晶量为0.9999时为“完全再结晶”,这样完全再结晶时间t和0.5再结晶时间的关系是 即完全再结晶所需的时间是50%再结晶时间的一倍。 高纯度铜经冷加工后制成的电器元件在100℃及140℃下工作时会发生再结晶,使其强度下降,下降量与再结晶量成正比。若设计零件所要求的强度为完全再结晶时的强度,但安全系数为2,即强度降低至完全再结晶的强度的一倍时零件就不能再服役,这个强度恰好是再结晶50%时的强度。所以,发生50%再结晶时间就是元件的寿命。 因为获得50%再结晶的时间t和退火温度T的关系是lnt=A+B/T,根据给出的数据,把温度换成热力学温度的倒数,时间取对数,得 3.10 2.83 2.61 2.42 2.66 18.81 14.85 11.53 8.69 6.23 对上列数据画图(图),并进行线性回归,得 相关系数是0.9999。上式又可写成 在100℃下零件的寿命为 在140℃下零件的寿命为
【答案解析】