金属学及热处理习题参考答案19章剖析.doc

第一章 金属及合金的晶体结构一、名词解释:1 •晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质2•非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质3 •晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架4•晶胞：构成晶格的最基本单元5. 单晶体：只有一个晶粒组成的晶体6•多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在 一起的聚合体7•晶界：晶粒和晶粒之间的界面8. 合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性 的材料9. 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元10. 相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称 为相11. 组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称 为组织12. 固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相、填空题:1 .晶体与非晶体的根本区别在于 原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则 的周期性重复排列2•常见金属的晶体结构有 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 三种3•实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。

4•根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为 置换固溶体和间隙固溶体 两种5•置换固溶体按照溶解度不同，又分为 无限固溶体和有限固溶体6 •合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为 固溶体和金属化合物两种7. 同非金属相比，金属的主要特征是 良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光— 泽，正的电阻温度系数8. 金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界9. 位错两种基本类型是 刃型位错和螺型位错，多余半原子面是 刃型位错所特有的10. 在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)> (201)、(201)、(012)、(012)、(021)、(021)、等晶面11. 点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用 亚晶界来描述三、 判断题：1 •固溶体具有与溶剂金属相同的晶体结构话2. 因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的(%3•金属多晶体是由许多位向相同的单晶体组成的 (％4•因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方 晶格更致密。

话5.在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大 (话6•金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些 (％7 .晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变 (话四、 选择题：1 .组成合金中最基本的，能够独立存在的物质称为： (b )a. 相；b.组元；c.合金2. 正的电阻温度系数的含义是：(b)a•随温度升高导电性增大；b.随温度降低电阻降低；c.随温度增高电阻减小3. 晶体中的位错属于：(c)a.体缺陷；b.面缺陷；c.线缺陷；d.点缺陷4. 亚晶界是由：(b)a•点缺陷堆积而成；b.位错垂直排列成位错墙而构成；c.晶界间的相互作用构成5. 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：(b )a. <100>； b. <110>； c. <111>6. 在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是：(b )a. ｛100｝； b. ｛110｝； c. ｛111｝7. aFe和〒Fe分别属于什么晶格类型：(b)a.面心立方和体心立方;c.均为面心立方；b. 体心立方和面心立方;d.均为体心立方8. 固溶体的晶体结构与 相同a）a.溶剂； b.溶质； c•其它晶型9. 间隙相的性能特点是：（c）a.熔点高，硬度低；b.硬度高，熔点低；c.硬度高，熔点高五、问答题：1. 常见的金属晶格类型有哪几种？回答要点：1） 体心立方晶格；其晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和中心各有一个原子。

2） 面心立方晶格；其晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和六个面的中心各有一 个原子3） 密排六方晶格；其晶胞是一个立方六柱体，在六方柱体的各个角上和上下底面中心 各排列着一个原子，在顶面和底面间还有三个原子2. 金属化合物具有什么样的性能特点？回答要点：熔点高、硬度高、脆性大112)(111)3.指出下面四个晶面和四个晶向的指数填写在对应的括号内111)A:[100]B:[110]C:[201]D:[111]4•标出图2-1中给定的晶面指数与晶向指数：晶面 00 A A 00 B'、OO C、OABC、AA C、AA D ；晶向 OA、OB、OC、OD、OC、OD o答：晶面 OO A A (010);晶面 OO B' ： (1I0)； 晶面 OO C A (100);晶面 OABC : (001);晶面 AA C ：( 110);晶面 AA d ： (210)晶向 OA : [100];晶向 OB: [110]；晶向 OC: [010];晶向 OD: [120]；晶向 OC : [011];晶向 OD : [122]5 •在立方晶胞中标出以下晶面和晶向:晶面 DEE D:' (210);晶面 DBC : (111) or (1 1 1)晶向 D e'[120];晶向 C D [011]o第二章 金属及合金的相图、名词解释:1. 枝晶偏析：固溶体合金结晶时，如果冷却较快，原子扩散不能充分进行，则形成成分不 均匀的固溶体。

先结晶的树枝晶晶枝含高熔点组元较多，后结晶的树枝晶晶枝含低熔点组元 较多结果造成在一个晶粒内化学成分分布不均，这种现象称为枝晶偏析或晶内偏析2. 中间相：金属化合物也叫中间相，是不同组元间发生相互作用，形成了不同于任一组元 的具有独特原子排列和性质的新相，这种新相可以用分子式来大致表示其组成，但这种分子 式不一定符合传统化学价的概念3. 固溶强化：通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象4. 脱溶反应：a' -a式中a是亚稳定的过饱和固溶体， B是稳定的或亚稳定的脱溶物，a是一个更稳定的固溶体，晶体结构和 a 一样，但其成分更接近平衡状态5. 包晶偏析：包晶转变的产物 B相包围着初生相a,使液相与a相隔开，液相和a相中原 子之间的相互扩散必须通过 B相，这就导致了包晶转变的速度往往是极缓慢的实际生产中 的冷速较快，包晶反应所依赖的固体中的原子扩散往往不能充分进行，导致生成的 B固溶体 中发生较大的偏析，称之为包晶偏析二、填空题：1. 固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度-高2. Cu-Ni合金进行塑性变形时，其滑移面为 {111}3. 固溶体出现枝晶偏析后，可用 扩散退火加以消除。

4. 以电子浓度因素起主导作用而生成的化合物称电子化合物5. 共晶反应式为 Ld< >ac+ ge，共晶反应的特点是 发生共晶反应时三相共存， 它们各自的成 分是确定的，反应在恒温下平衡的进行 三、判断题：1 .间隙固溶体一定是无限固溶体X）2. 间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物 （话3. 平衡结晶获得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和强度要高X4. 在共晶相图中，从L中结晶出来的g晶粒与从a中析出的BU晶粒具有相同的晶体结构5. 一个合金的室温组织为 a +g+ （ a +g,它由三相组成X四、选择题：1. 在发生L^a +共晶反应时，三相的成分：（b）a.相同； b.确定； c.不定2. 共析成分的合金在共析反应 丫 — a +刚结束时，其组成相为：（d）a. 丫 + a + p b. 丫 +；a C. 丫 +； d. a + B3. 一个合金的组织为a +P + （ a +）,其组织组成物为：（b）a. a B； b. a、律、（a +）； C. a、 血4. 具有匀晶型相图的单相固溶体合金： （b）a.铸造性能好； b.锻压性能好；c. 热处理性能好； d.切削性能好5. 二元合金中,共晶成分的合金： （a）a.铸造性能好； b.锻造性能好；c.焊接性能好； d.热处理性能好五、问答题：1. 熟悉Pb-Sn二元合金相图，1） 分析几类成分的合金的平衡结晶过程；画出室温平衡组织式意图；标上各组织组成 物。

2） 熟悉杠杠定律在合金组织组成物的相对量计算中的运用2. （略）第三章 金属与合金的结晶、名词解释:1. 结晶：纯金属或合金由液体转变为固态的过程2. 重结晶：也叫二次结晶，是金属从一种固体晶态转变为另一种固体晶态的过程，改变了 晶体结构3. 过冷度：理论结晶温度（TO）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差4. 变质处理：在浇注前向金属液中加入少量变质剂促进形核的处里工艺填空题:1. 金属结晶时，冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度越大2. 纯金属的结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的， 这两个过程是形核和长大3. 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是 促进形核，细化晶粒4. 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是 自由能差（厶F）降低，阻力是自由能增加5. 能起非自发生核作用的杂质，必须符合 结构相似、尺寸相当 的原则6. 过冷度是指 理论结晶温度与实际结晶温度之差 ，其表示符号为△ T7. 过冷是结晶的必要条件8. 细化晶粒可以通过 增加过冷度、添加变质剂和附加振动等途径实现9. 典型铸锭结构的三个晶区分别为： 表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区 三、判断题：1. 纯金属的结晶过程是一个恒温过程。

话2. 液态金属只有在过冷条件下才能够结晶话3. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程 （X）4. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低 （X5. 金属由液态转变成固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程 （话6. 纯金属结晶时，生核率随冷度的增加而不断增加 （X7. 当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大但当过冷度很大时，晶核长大的 速度很快减小话8. 当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大 （X9. 当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个 多面体％10． 在工程上评定晶粒度的方法是在放大 100 倍的条件，与标准晶粒度图作比较，级数越高，晶粒越细话11. 过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性话四、选择题：1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将： （ b）a.越高；b.越低；c.越接近理论结晶温度2. 为细化晶粒，可采用： （b）a.快速浇注；b •加变质剂；c.以砂型代金属型3. 实际金属结晶时， 通过控制生核速率 N 和长大速度 G 的比值来控制晶粒大小， 在下列情况下获得细小晶粒：（a）a. N/G 很大时； b. N/G 很小时； c. N/G 居中时。

4. 纯金属结晶过程处在液 -固两相平衡共存状态下，此时的温度将比理论结晶温度： （b）a.更高； b.更低； c；相等； d.高低波动5. 液态金属结晶时，（c）越大，结晶后金属的晶粒越细小a.形核率N ；。