【正文】 向為( 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．有時多有時少 4．冷變形時，隨著變形量的增加，金屬中的位錯密度( A )。 （ √ ） 13．晶界處滑移的阻力最大。 （ √ ）9．細晶粒金屬的強度高，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．內應力是指金屬塑性變形后保留在金屬內部的殘余內應力和點陣畸變，它分為 宏觀內應力 、 微觀內應力、 點陣畸變 三種。11．單晶體金屬的塑性變形主要是 切應力 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．由于位錯的增殖性質，所以金屬才能產(chǎn)生滑移變形，而使其實際強度值大大的低于理論強度值。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％=％ 共析轉變后合金中鐵素體組織的重量百分量：W鐵素體=(—)／(—)100％=％ 共析轉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行而不在鐵素體中進行？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；計算該合金二次滲碳體的最大重量百分量；再分別計算共析轉變后合金中鐵素體和珠光體組織重量百分量。冷卻到GS線時從γ奧氏體中析出先共析α鐵素體，在727℃進行共析反應，形成珠光體，最后得到鐵素體加珠光體組織。％的鐵碳合金的結晶過程。五、問答與計算題畫出鐵碳相圖，標明相圖中各特征點的溫度與成分，寫出相圖中包晶反應、共晶反應與共析反應的表達式。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，力學性能與純鐵相同，強度、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％時其強度極限最高。 ( √ ) 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是體心立方結構，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)生共晶反應的鐵碳合金叫做白口鐵；凡發(fā)生共析反應的鐵碳合金叫做鋼。 ( ) 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 共晶轉變 、萊氏體；PSK水平線 共析轉變、 珠光體；ES線 脫溶轉變、 奧氏體+滲碳體 ；GS線 同素異構轉變、 鐵素體 。15．鋼中常存雜質元素有 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W(C)＝0．77％一2．11％間的鐵碳合金從高溫緩冷至ES線以下時，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晶至室溫時，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引起強度升高，試分析其原因。答：共晶反應：是液相同時凝固出兩個不同成分的固相，兩固相相互配合生長，一般長成片層狀。 固溶體的結構變化：點陣畸變，點陣常數(shù)變化，偏聚及短程有序，甚至形成有序固溶體。溶劑、溶質的負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)關系，只是形成大量枝晶后，富集溶質的液相會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℃剛結束共晶反應時和室溫時，各具有何種相構成與組織構成？五、問答題簡述鑄錠的宏觀偏析。再根據(jù)相圖畫出合金的硬度與成分的關系曲線。（√）1二元相圖中，相鄰相區(qū)中的相數(shù)只相差一個（點接觸除外）。 ( √ )11．固溶體合金的勻晶結晶需要在一定的溫度范圍內進行。 ( ) 7．初生晶和次生晶的晶體結構是相同的。 ( √ ) 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（結晶）的定義 純金屬結晶時，所結晶出的固相成分與液相成分完全一樣的結晶。在共析點處析出溫度最低。7．共晶反應的特征是 在同一溫度下，由一定成分的液相轉變成成分一定的兩個固相（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的中心等軸晶，可采用加孕育劑、加大冷速、加強液體運動(如電磁攪拌、機械攪拌)等方法，細化晶粒，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。成長機理有三種：連續(xù)式成長、二維形核及借助臺階側向生長、借螺旋位錯生長。在下列 B 情況下將獲得粗大晶粒。 (√ )15．過冷是結晶的必要條件，無論過冷度大小，均能保證結晶過程得以進行。( √ )9．在其它條件相同時，金屬模澆注的鑄件晶粒比砂模澆注的鑄件晶粒更細(√ ) 10．在其它條件相同時，高溫澆注的鑄件晶粒比低溫澆注的鑄件晶粒更細。( √ )5．當純金屬結晶時，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)生長大，使晶粒充滿整個容積。金屬結晶的熱力學條件為 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小 ，高溫澆注的鑄件晶粒比低溫澆注的粗大，采用振動澆注的鑄件晶粒比不采用振動的細小，薄鑄件的晶粒比厚鑄件 細小。第二章 純金屬的結晶 (一) 填空題1．金屬結晶兩個密切聯(lián)系的基本過程是形核和長大。刃型位錯和螺型位錯模型:將晶體上半部切開，插入半個晶面，再粘合起來；這樣，在相當于刃端部位為中心線的附近一定范圍，原子發(fā)生有規(guī)則的錯動。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刃型位錯的柏氏矢量與其位錯線相垂直。 晶界是同種晶粒之間的交界面；相界是結構、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；低能層錯是單相晶體內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、兩者之間的關系可用“空間點陣+基元=晶體結構”來描述。的稱小角度晶界，10176。 體缺陷：在三個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)缺陷相對于晶體尺寸和其影響范圍的大小，缺陷可以分為哪幾類?簡述這幾類缺陷的特征。因對稱關系，這些面往往不止一種。什么是點陣參數(shù)?正方晶系和立方晶系的空間點陣特征是什么? 答:點陣參數(shù)是描述點陣單胞幾何形狀的基本參數(shù)，由六個參數(shù)組成，即三個邊長a、b、c和它們之間的三個夾角α、β、γ。答： a = = = (nm) 1mm3中的原子數(shù)為： 1/a3 4 = 4/(106)3 = 1019 (個) 四、1g鐵有多少個原子? 計算1g鐵在室溫和1000℃時各有多少個晶胞?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最密排方向并標明晶向指數(shù)；再畫出過該方向的兩個不同的低指數(shù)(簡單)晶面，寫出對應的晶面指數(shù)。標出OO′A′A 、OO′B′B 、ODC′的晶面指數(shù)和標出給定晶向的指數(shù)：B′D、BB′、OD′。 ( 錯 )9)晶胞是從晶格中任意截取的一個小單元。(√ )4) 在室溫下,金屬的晶粒越細,則其強度愈高和塑性愈低。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合鍵為 共價鍵 。(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，當跳回到原位時輻射所吸收能量，從而使金屬不透明具有金屬光澤。試用金屬鍵的結合方式，解釋金屬具有良好的導電性、正的電阻溫度系數(shù)、導熱性、塑性和金屬光澤等基本特性. 答：(1)導電性：在外電場的作用下，自由電子沿電場方向作定向運動。正因為如此而獲得了強度高的優(yōu)點,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)物質的原子間結合鍵主要包括 金屬鍵 、 離子鍵和 共價鍵 三種。8)銅是 （面心）結構的金屬，它的最密排面是（111 ）。（）3) 晶體中原子偏離平衡位置，就會使晶體的能量升高，因此能增加晶體的強度。 ( 對 )8)純鐵加熱到912℃時將發(fā)生αFe向γFe的轉變，體積會發(fā)生膨脹。5）晶體中的位錯屬于 ( D ) A．體缺陷 B 點缺陷 C 面缺陷 D．線缺陷6）亞晶界的結構是( B ) A．由點缺陷堆集而成 B 由位錯垂直排列成位錯墻面構成 C 由晶界間的相互作用構成 D 由雜質和空位混合組成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陣特征。三、試計算 1mm3銅中的原子數(shù)以及Cu的晶格常數(shù)。體缺陷對材料性能是絕對有害的。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：沿一個方向上的尺寸很小，另兩個方向上的尺寸很大，如晶界，相界。答：依據(jù)是按界面兩側晶粒間的取向差，10176。討論晶體結構和空間點陣之間的關系。答、它們包括晶界、相界、表面、孿晶界、層錯。位錯線運動的方向垂直于位錯線。④螺型位錯的柏氏矢量與其位錯線相平行。柏氏矢量：描述位錯特征的一個重要矢量，它集中反映了位錯區(qū)域內畸變總量的大小和方向；也是位錯掃過后晶體相對滑動的量。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)生一個原子間距的相對切變，再粘合起來，這時在已切動和未切動交界線附近，原子錯動情況與真實的