【正文】 向?yàn)? B ) A 111 B 110 C 100 D 112 3．體心立方與面心立方晶格具有相同的滑移系，但其塑性變形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向較體心立方晶格的滑移方向( B ) A．少 B．多 C 相等 D．有時(shí)多有時(shí)少 4．冷變形時(shí)，隨著變形量的增加，金屬中的位錯(cuò)密度( A )。 （ √ ） 13．晶界處滑移的阻力最大。 （ √ ）9．細(xì)晶粒金屬的強(qiáng)度高，塑性也好。 （ ） 5．在晶體中，原子排列最密集的晶面間的距離最小，所以滑移最困難。15．內(nèi)應(yīng)力是指金屬塑性變形后保留在金屬內(nèi)部的殘余內(nèi)應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變，它分為 宏觀內(nèi)應(yīng)力 、 微觀內(nèi)應(yīng)力、 點(diǎn)陣畸變 三種。11．單晶體金屬的塑性變形主要是 切應(yīng)力 作用下發(fā)生的，常沿著晶體中 密排面 和 密排方向 發(fā)生。7．常溫下使用的金屬材料以 細(xì)小 晶粒為好，而高溫下使用的金屬材料以 粗大 晶粒為好。3．由于位錯(cuò)的增殖性質(zhì)，所以金屬才能產(chǎn)生滑移變形，而使其實(shí)際強(qiáng)度值大大的低于理論強(qiáng)度值。1指出下列名詞的主要區(qū)別：一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體。 先共晶奧氏體重量百分量：W奧氏體=(—)／(—）100％=％ 共析轉(zhuǎn)變后合金中鐵素體組織的重量百分量：W鐵素體=(—)／(—)100％=％ 共析轉(zhuǎn)變后合金中全部珠光體組織的重量百分量：W珠光體=(—)／(—)100％=％ 為什么鋼的滲碳在奧氏體中進(jìn)行而不在鐵素體中進(jìn)行？答：%，%碳；另γFe為高溫相，D值大，所以在γFe中滲碳。 二次滲碳體的最大重量百分量： W滲碳體=(~)／(~) 100％=％ 共析轉(zhuǎn)變后合金中鐵素體重量百分量： W鐵素體=(~)／(~) 100％=％ 珠光體組織重量百分量： W珠光體=(~)／(~) 100％=％ ％C的鐵碳合金由液相緩冷到共析溫度以下的組織變化過程及最終組織。塑性、韌性下降，強(qiáng)度硬度↑％的鐵碳合金由液相緩冷到共析溫度以下的組織變化過程及最終組織；計(jì)算該合金二次滲碳體的最大重量百分量；再分別計(jì)算共析轉(zhuǎn)變后合金中鐵素體和珠光體組織重量百分量。冷卻到GS線時(shí)從γ奧氏體中析出先共析α鐵素體，在727℃進(jìn)行共析反應(yīng)，形成珠光體，最后得到鐵素體加珠光體組織。％的鐵碳合金的結(jié)晶過程。五、問答與計(jì)算題畫出鐵碳相圖，標(biāo)明相圖中各特征點(diǎn)的溫度與成分，寫出相圖中包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)與共析反應(yīng)的表達(dá)式。鐵素體：碳溶于αFe中所形成的間隙固溶體，鐵素體仍保持αFe的體心立方晶格，由于間隙小，溶碳極少，力學(xué)性能與純鐵相同，強(qiáng)度、硬度不高，具有良好的塑性，770℃以下為鐵磁性。 ( √ ) 27．退火碳鋼W(C)接近1％時(shí)其強(qiáng)度極限最高。 ( √ ) 23．鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。 ( ) 19．W(C)＝1．0％的碳鋼比W(C)=0．5％的碳鋼硬度高。( √ ) 15．a(chǎn)Fe是體心立方結(jié)構(gòu)，致密度為68％，所以其最大溶碳量為32％。 ( √ ) 11．在Fe—Fe3C相圖中，凡發(fā)生共晶反應(yīng)的鐵碳合金叫做白口鐵；凡發(fā)生共析反應(yīng)的鐵碳合金叫做鋼。 ( ) 7．在室溫下，共析鋼的平衡組織為奧氏體。而硬度與強(qiáng)度則隨W(C)的增高而不斷增高。()/()=24．若退火碳鋼試樣中二次滲碳體面積為7．3％，珠光體的面積為92．7％，則其W(C)＝ % 。ECF水平線 共晶轉(zhuǎn)變 、萊氏體；PSK水平線 共析轉(zhuǎn)變、 珠光體；ES線 脫溶轉(zhuǎn)變、 奧氏體+滲碳體 ；GS線 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、 鐵素體 。15．鋼中常存雜質(zhì)元素有 P 、 S 、 Si 、 Mn 等，其中 S 使鋼產(chǎn)生熱脆， P 使鋼產(chǎn)生冷脆。11．滲碳體是 C 和 Fe 形成 的金屬間化合物。 7．當(dāng)W(C)＝0．77％一2．11％間的鐵碳合金從高溫緩冷至ES線以下時(shí)，將從奧氏體中析出 Fe3CⅡ ，其分布特征是 網(wǎng)狀 。3．共析成分的鐵碳合金平衡結(jié)晶至室溫時(shí)，其相組成物為 α 和 Fe3C，組織成物為 P 。無論置換固溶體還是間隙固溶體都會(huì)引起強(qiáng)度升高，試分析其原因。答：共晶反應(yīng)：是液相同時(shí)凝固出兩個(gè)不同成分的固相，兩固相相互配合生長(zhǎng)，一般長(zhǎng)成片層狀。 固溶體的結(jié)構(gòu)變化：點(diǎn)陣畸變，點(diǎn)陣常數(shù)變化，偏聚及短程有序，甚至形成有序固溶體。溶劑、溶質(zhì)的負(fù)電性差越小固溶度越大。 影響固溶度的因素有： （1）原子尺寸因素。 反常偏析：仍遵守分配系數(shù)關(guān)系，只是形成大量枝晶后，富集溶質(zhì)的液相會(huì)沿枝晶間的通道逆向反流到先凝固的鑄錠表面附近，造成由表面到中心成分分布的反常。Pb 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Sn400300200100a(℃)(℃)ecdfgLL+αL+ββαα+βb溫度℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90討論：PbSn合金相圖如下所示：(1) 試標(biāo)出各區(qū)域的組織；(2) 指出組織中含最多和最少的成分；(3) 指出組織中含共晶體（α＋β）最多和最少的成分，(4) 指出最容易和最不容易產(chǎn)生枝晶偏析的成分；(5) 含30％Sn的PbSn合金在183℃剛結(jié)束共晶反應(yīng)時(shí)和室溫時(shí)，各具有何種相構(gòu)成與組織構(gòu)成？五、問答題簡(jiǎn)述鑄錠的宏觀偏析。再根據(jù)相圖畫出合金的硬度與成分的關(guān)系曲線。（√）1二元相圖中，相鄰相區(qū)中的相數(shù)只相差一個(gè)（點(diǎn)接觸除外）。 ( √ )11．固溶體合金的勻晶結(jié)晶需要在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。 ( ) 7．初生晶和次生晶的晶體結(jié)構(gòu)是相同的。 ( √ ) 3．置換固溶體可能形成無限固溶體，間隙固溶體只可能是有限固溶體。2連續(xù)脫溶的含義隨新相生成，母相成分連續(xù)地由過飽和態(tài)轉(zhuǎn)變到飽和態(tài)。液相線 凸AB ，固相線 凹AB ， 固溶線 CF 、 EG 18．共晶組織的一般形態(tài)是 層片狀、棒狀、球狀、針狀、螺旋狀、蛛網(wǎng)狀、放射狀 。1同分凝固（結(jié)晶）的定義 純金屬結(jié)晶時(shí)，所結(jié)晶出的固相成分與液相成分完全一樣的結(jié)晶。在共析點(diǎn)處析出溫度最低。7．共晶反應(yīng)的特征是 在同一溫度下，由一定成分的液相轉(zhuǎn)變成成分一定的兩個(gè)固相（三相共存）。4．Cr、V在γFe中將形成 置換 固溶體。宏觀缺陷(化學(xué)不均勻性、物理不均勻性和組織不均勻性)往往是相互聯(lián)系的，一般希望盡可能多而細(xì)的中心等軸晶，可采用加孕育劑、加大冷速、加強(qiáng)液體運(yùn)動(dòng)(如電磁攪拌、機(jī)械攪拌)等方法，細(xì)化晶粒，消除柱狀晶，這樣與柱狀晶／枝狀晶區(qū)相伴隨的宏觀偏析和縮孔、氣泡也就明顯改善了。成長(zhǎng)機(jī)理有三種：連續(xù)式成長(zhǎng)、二維形核及借助臺(tái)階側(cè)向生長(zhǎng)、借螺旋位錯(cuò)生長(zhǎng)。在下列 B 情況下將獲得粗大晶粒。 (√ )15．過冷是結(jié)晶的必要條件，無論過冷度大小，均能保證結(jié)晶過程得以進(jìn)行。( √ )9．在其它條件相同時(shí)，金屬模澆注的鑄件晶粒比砂模澆注的鑄件晶粒更細(xì)(√ ) 10．在其它條件相同時(shí)，高溫澆注的鑄件晶粒比低溫澆注的鑄件晶粒更細(xì)。( √ )5．當(dāng)純金屬結(jié)晶時(shí)，形核率隨過冷度的增加而不斷增加。即先形核，形核停止以后，便發(fā)生長(zhǎng)大，使晶粒充滿整個(gè)容積。金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件為 金屬液必須過冷 。7．如果其他條件相同，則金屬模澆注的鑄件晶粒比砂模澆注的細(xì)小 ，高溫澆注的鑄件晶粒比低溫澆注的粗大，采用振動(dòng)澆注的鑄件晶粒比不采用振動(dòng)的細(xì)小，薄鑄件的晶粒比厚鑄件 細(xì)小。第二章 純金屬的結(jié)晶 (一) 填空題1．金屬結(jié)晶兩個(gè)密切聯(lián)系的基本過程是形核和長(zhǎng)大。刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)模型:將晶體上半部切開，插入半個(gè)晶面，再粘合起來；這樣，在相當(dāng)于刃端部位為中心線的附近一定范圍，原子發(fā)生有規(guī)則的錯(cuò)動(dòng)。名詞解釋：金屬鍵：自由電子與原子核之間靜電作用產(chǎn)生的鍵合力。④刃型位錯(cuò)的柏氏矢量與其位錯(cuò)線相垂直。 晶界是同種晶粒之間的交界面；相界是結(jié)構(gòu)、成分不同的相間的交界面；表面是晶體與大氣或外界接觸的界面；孿晶界是發(fā)生孿生后產(chǎn)生的新界面，是特殊的大角晶界，可是共格的或半共格的；低能層錯(cuò)是單相晶體內(nèi)因堆垛順序反常變化后出現(xiàn)的新界面，也是低能界面，與孿晶界能量相近。答、兩者之間的關(guān)系可用“空間點(diǎn)陣+基元=晶體結(jié)構(gòu)”來描述。的稱小角度晶界，10176。 體缺陷：在三個(gè)方向上的尺寸都較大，但不是很大，如第二相粒子，顯微空洞。根據(jù)缺陷相對(duì)于晶體尺寸和其影響范圍的大小，缺陷可以分為哪幾類?簡(jiǎn)述這幾類缺陷的特征。因?qū)ΨQ關(guān)系，這些面往往不止一種。什么是點(diǎn)陣參數(shù)?正方晶系和立方晶系的空間點(diǎn)陣特征是什么? 答:點(diǎn)陣參數(shù)是描述點(diǎn)陣單胞幾何形狀的基本參數(shù)，由六個(gè)參數(shù)組成，即三個(gè)邊長(zhǎng)a、b、c和它們之間的三個(gè)夾角α、β、γ。答： a = = = (nm) 1mm3中的原子數(shù)為： 1/a3 4 = 4/(106)3 = 1019 (個(gè)) 四、1g鐵有多少個(gè)原子? 計(jì)算1g鐵在室溫和1000℃時(shí)各有多少個(gè)晶胞?答： 原子數(shù)：1023247。立方晶系中(111)面、(435)面如右圖所示。截距分別為： 1/2，1，1，倒數(shù)后，得晶面指數(shù)為：（2 ī 1）OO′A′ABB′CC′D′Dxyz 1/2［102］標(biāo)出晶向的指數(shù)：B′D、BB′、OD′B′D：1/2, 0， 1 → ［102］BB′：0，0，1→ ［001］OD′：1/2, 1， 1→ ［122］二、在立方晶胞中畫出以下晶面或晶向：（231）（102）（110）［013］［111］XYZ(110)［111］XYZ1/2(231)1/31/2(102)［013］在體心立方晶胞中畫出一個(gè)最密排方向并標(biāo)明晶向指數(shù)；再畫出過該方向的兩個(gè)不同的低指數(shù)(簡(jiǎn)單)晶面，寫出對(duì)應(yīng)的晶面指數(shù)。標(biāo)出OO′A′A 、OO′B′B 、ODC′的晶面指數(shù)和標(biāo)出給定晶向的指數(shù)：B′D、BB′、OD′。 ( 錯(cuò) )9)晶胞是從晶格中任意截取的一個(gè)小單元。(√ )4) 在室溫下,金屬的晶粒越細(xì),則其強(qiáng)度愈高和塑性愈低。9) αFe、γFe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中屬于體心立方晶格的有（ αFe 、 Cr、V ） ，屬于面心立方晶格的有（ γFe、Al、Cu、Ni ） ，屬于密排六方晶格的有 （ Mg、Zn ） 。4)大部分陶瓷材料的結(jié)合鍵為 共價(jià)鍵 。(5)金屬光澤：自由電子易吸收可見光能量，被激發(fā)到較高能量級(jí)，當(dāng)跳回到原位時(shí)輻射所吸收能量，從而使金屬不透明具有金屬光澤。試用金屬鍵的結(jié)合方式，解釋金屬具有良好的導(dǎo)電性、正的電阻溫度系數(shù)、導(dǎo)熱性、塑性和金屬光澤等基本特性. 答：(1)導(dǎo)電性：在外電場(chǎng)的作用下，自由電子沿電場(chǎng)方向作定向運(yùn)動(dòng)。正因?yàn)槿绱硕@得了強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),但延韌性卻差。(4) 延展性：金屬鍵沒有飽和性和方向性，經(jīng)變形不斷裂。 3)物質(zhì)的原子間結(jié)合鍵主要包括 金屬鍵 、 離子鍵和 共價(jià)鍵 三種。8)銅是 （面心）結(jié)構(gòu)的金屬，它的最密排面是（111 ）。（）3) 晶體中原子偏離平衡位置，就會(huì)使晶體的能量升高，因此能增加晶體的強(qiáng)度。 ( 對(duì) )8)純鐵加熱到912℃時(shí)將發(fā)生αFe向γFe的轉(zhuǎn)變，體積會(huì)發(fā)生膨脹。5）晶體中的位錯(cuò)屬于 ( D ) A．體缺陷 B 點(diǎn)缺陷 C 面缺陷 D．線缺陷6）亞晶界的結(jié)構(gòu)是( B ) A．由點(diǎn)缺陷堆集而成 B 由位錯(cuò)垂直排列成位錯(cuò)墻面構(gòu)成 C 由晶界間的相互作用構(gòu)成 D 由雜質(zhì)和空位混合組成7）多晶體具有( C ) A．各向同性 B 各向異性 C 偽各向同性 D 偽各向異性一、標(biāo)出下圖中給定晶面和晶向的指數(shù)。截距分別為： 1/2，1/2，∞，倒數(shù)、求整后，得晶面指數(shù)為：（ī 1 0）OO′A′ABB′CC′D′Dxyz 1/2FP 1/2 1ODC′的晶面指數(shù)，求PFO′即可。寫出立方晶系空間點(diǎn)陣特征。三、試計(jì)算 1mm3銅中的原子數(shù)以及Cu的晶格常數(shù)。體缺陷對(duì)材料性能是絕對(duì)有害的。什么是晶面族？｛111｝晶面族包含哪些晶面? (111)、(1ī1)、(11ī)、(īī1） 答：晶體中原子或分子排列相同的晶面的組合稱為晶面族。答：FCC和HCP均按ABCABC方式堆垛；。 面缺陷：沿一個(gè)方向上的尺寸很小，另兩個(gè)方向上的尺寸很大，如晶界，相界。答：依據(jù)是按界面兩側(cè)晶粒間的取向差，10176。討論晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣之間的關(guān)系。答、它們包括晶界、相界、表面、孿晶界、層錯(cuò)。位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)的方向垂直于位錯(cuò)線。④螺型位錯(cuò)的柏氏矢量與其位錯(cuò)線相平行。柏氏矢量：描述位錯(cuò)特征的一個(gè)重要矢量，它集中反映了位錯(cuò)區(qū)域內(nèi)畸變總量的大小和方向；也是位錯(cuò)掃過后晶體相對(duì)滑動(dòng)的量。同樣，將晶體的前半部切開，以刃端為界使左右兩部分沿上下發(fā)生一個(gè)原子間距的相對(duì)切變，再粘合起來，這時(shí)在已切動(dòng)和未切動(dòng)交界線附近，原子錯(cuò)動(dòng)情況與真實(shí)的