【正文】 (二) 判斷題1 凡是由液態(tài)金屬冷卻結晶的過程都可分為兩個階段。 ( )2．凡是由液體凝固成固體的過程都是結晶過程。 ( √ )4．金屬由液態(tài)轉變成固態(tài)的過程，是由近程有序排列向遠程有序排列轉變的過程。( ) P41+76．在結晶過程中，當晶核成長時，晶核的長大速度隨過冷度的增大而增大，但當過冷度很大時，晶核的長大速度則很快減小。( √ ) P5312 8．所有相變的基本過程都是形核和核長大的過程。( ) 11．在其它條件相同時，鑄成薄件的晶粒比鑄成厚件的晶粒更細。 ( √ ) 14．在實際生產(chǎn)條件下，金屬凝固時的過冷度都很小(20℃)，其主要原因是由于非均勻形核的結果。 ( )(三) 選擇題1 液態(tài)金屬結晶的基本過程是 A A．邊形核邊長大 B．先形核后長大 C．自發(fā)形核和非自發(fā)形核 D．枝晶生長2．液態(tài)金屬結晶時， C 越大，結晶后金屬的晶粒越細小。 A．越高 B 越低 C．越接近理論結晶溫度 D．沒有變化5．若純金屬結晶過程處在液—固兩相平衡共存狀態(tài)下，此時的溫度將比理論結晶溫度C P353 A．更高 B．更低 C；相等 D．高低波動6．在實際金屬結晶時，往往通過控制N／G比值來控制晶粒度。 A．N／G很大 B．N／G很小 C．N／G居中 D．N／G＝1（四）、問答題為什么金屬結晶時必須過冷? P35～36 影響過冷度的因素有哪些？P33+2 簡述晶體成長形狀與溫度梯度的關系 P49～51晶粒大小對金屬性能有何影響?如何細化晶粒? P52～54相同過冷度下比較均勻形核與非均勻形核的臨界半徑、臨界形核功、臨界晶核體積，哪個大?簡述連鑄坯三晶區(qū)形成原因及性能特點。凝固時宏觀特征是：要有一定的過冷度，會放出明顯的結晶潛熱。敘述鋼錠或連鑄坯中常見的宏觀組織缺陷，消除或改善方法。嚴格講，也包括三晶區(qū)的組織不均勻性。第三章 二元合金的相結構與結晶一、填空題1 合金的定義是 兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬，經(jīng)熔煉或其它方法結合而成的具有金屬特性的物質。3．固溶體的定義是 合金組元通過溶解形成一種成分和性能均勻的、且晶格類型與組元之一相同的固相稱之為固溶體。C、N則形成 間隙 固溶體。6．當固溶體合金結晶后出現(xiàn)枝晶偏析時，先結晶出的樹枝主軸含有較多的 高熔點 組元。在共晶點處凝固溫度最低。 8．勻晶反應的特征是結晶出的晶體與母相化學成分不同（異分結晶），結晶在一定的溫度范圍內進行，其反應式為L→α9．共析反應的特征是在同一溫度下，由一定成分的固相轉變成成分一定的兩個固相（三相共存）。其反應式為 g → (a + b) 共析體。 14．間隙固溶體的晶體結構與溶劑相同，而間隙相的晶體結構與 溶劑不同。異分凝固（結晶）的定義固溶體合金結晶時所結晶出的固相成分與液相成分不同的結晶。17．根據(jù)圖4—2填出： 水平線反應式γ= β+α ；有限固溶體 β、α 、 無限固溶體 γ 。1偏析的定義合金中化學成分的不均勻性。2為消除晶內偏析和離異共晶，工業(yè)上廣泛應用 均勻化退火方法。2中間相的定義合金組元間相互作用所形成的、與純組元結構不同的相，在相圖的中間區(qū)域。 ( ) 2．鑄造合金常選用共晶或接近共晶成分的合金，要進行塑性變形的合金常選用具有單相固溶體成分的合金。 ( √ ) 4．合金中的固溶體一般說塑性較好，而金屬化合物的硬度較高。 ( √ ) 6．共晶點成分的合金冷卻到室溫下為單相組織。 ( √ ) 8．根據(jù)相圖，我們不僅能夠了解各種合金成分的合金在不同溫度下所處的狀態(tài)及相的相對量，而且還能知道相的大小及其相互配置的情況。 ( √ ) 10．過共晶合金發(fā)生共晶轉變的液相成分與共晶合金成分是一致的。（√）1杠桿定律只適用于二元相圖的兩相區(qū)。（√）1鑄造性能取決于結晶區(qū)間：液固相線之間距離越大，鑄造性能越差。（√）三、選擇題 1．固溶體的晶體結構是 A A．溶劑的晶型 B．溶質的晶型 C 復雜晶型 D．其他晶型 2 金屬化合物的特點是 C A．高塑性 B．高韌性 C 高硬度 D．高強度 3．當勻晶合金在較快的冷卻條件下結晶時將產(chǎn)生 C A．勻晶偏析 B 比重偏 C．枝晶偏析 D．區(qū)域偏析 4．當二元合金進行共晶反應時，其相組成是 C A．由單相組成 B 兩相共存 C 三相共存 D．四相組成 5．當共晶成分的合金在剛完成共晶反應后的組織組成物為 C A. α+β B．(α＋L) C．(α+β) D．L＋α+β6．具有勻晶型相圖的單相固溶體合金 B A．鑄造性能好 B．鍛壓性能好 C 熱處理性能好 D．切削性能好7．二元合金中，共晶成分的合金 A A．鑄造性能好 B 鍛造性能好 C 焊接性能好 D．熱處理性能好8．共析反應是指 B A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ C．從一個固相內析出另一個固相 D 從一個液相中析出另一個固相9．共晶反應是指 A A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ C．從一個固相內析出另一個固相 D 從一個液相中析出另一個固相10．固溶體和它的純金屬組元相比 D 。解：（1）Wα初=（7550）/（7515）=%W(α十β)共晶=（5015）/（7515）=%Wα=（9550）/(9515)=%Wβ共=(5015)/(9515)=%Wα共=%%=%（2）設合金成分為x，則：Wβ初=(x75)/(9575)=50% → x=85%即：w(B)＝85％LABAB3515B+LA初+(A+B)(A+B)A+LB初+(A+B)BB+AⅡHB2．按照下面給出的條件，示意畫出二元合金的相圖，并填出各區(qū)域的相組成物和組織組成物。 已知A、B組元在液態(tài)時無限互溶，在固態(tài)時能形成共晶，共晶成分為W(B)=35％。B組元比A組元的硬度高。P92~93答：宏觀偏析分：正常偏析、反常偏析和比重偏析。因鑄錠尺寸大，由表面到中心成分不均勻，偏析出現(xiàn)在宏觀尺度上，稱宏觀偏析。 比重偏析：是凝固時，固相與液相比重不同，而沉積或漂浮，從而造成鑄錠下端與上端成分的不均勻，也是宏觀尺度。P33 P73什么是固溶體?影響固溶度的原因有哪些?固溶體與其純溶劑組元相比，其結構、力學性能和物理性能發(fā)生了哪些變化?答：固溶體：溶質原子以原子態(tài)溶人溶劑點陣中組成的單一均勻固體；溶劑的點陣類型被保留。當溶劑、溶質原子尺寸相對大小△r＜177。 （2）負電性因素。 （3）電子濃度因素。 特點是：固溶體中有點陣畸變(強度、硬度會提高)而造成點陣常數(shù)變化；出現(xiàn)原子偏聚或有序化，甚至形成有序固溶體。力學性能變化：硬度、強度提高，塑性下降。何謂相圖?相圖能說明哪些問題?實際生產(chǎn)中有何應用價值? P69何謂杠桿定律?它在二元合金系中可以解決什么問題? P71為什么固溶體合金結晶時成分間隔和溫度間隔越大則流動性不好，分散縮孔大、偏析嚴重以及熱裂傾向大? P105簡述二元系中共晶反應、包晶反應和共析反應的特點，并計算其各相平衡時的自由度。共析與共晶相似，只是母相是固相，即一個固相同時生成另兩個不同成分的固相。這三種反應出現(xiàn)時，自由度都是0，即三相成分固定，溫度也固定。答：一是溶質原子的溶入使晶格畸變，阻礙滑移面上位錯運動。第四章 鐵碳合金一、填空題1．滲碳體的晶體結構是 正交晶系 ，按其化學式鐵與碳原子的個數(shù)比為 3:1 2．當一塊質量一定的純鐵加熱到 912℃ 溫度時，將發(fā)生aFe向γFe的轉變，此時體積將發(fā)生 收縮 。 4．在生產(chǎn)中，若要將鋼進行軋制或鍛壓時，必須加熱至 γ 相區(qū)。 6．在退火狀態(tài)的碳素工具鋼中，T8鋼比T12 鋼的硬度 低。8．在鐵碳合金中，含三次滲碳體最多的合金成分點為 P點（C=%），含二次滲碳體最多的合金成分點為 E點（C=%） 。10．鐵素體是 C 在 Fe中 的固溶體，它的晶體結構是 體心立方 。12．珠光體是 鐵素體 和 Fe3C 的機械混合物。14．在Fe—Fe3C相圖中，有 一次Fe3C 、 共晶Fe3C 、 二次Fe3C 、 共析Fe3C 、 三次Fe3C 五種滲碳體，它們各自的形態(tài)特征分別是 呈長條狀 、 粗大的連續(xù)基體（或呈魚骨狀） 、 沿晶粒狀或網(wǎng)絡狀分布、層片狀、 小片狀 。 18．純鐵在不同溫度區(qū)間的同素異晶體有(寫出溫度區(qū)間) 1538℃~1394℃為體心立方δ鐵素體、 1394℃~912℃ 為面心立方γ奧氏體 、 912℃以下為體心立方α鐵素體。 10．在鐵—滲碳體相圖中，存在著四條重要的線，請說明冷卻通過這些線時所發(fā)生的轉變并指出生成物。 21 標出Fe—Fe3C相圖(圖4—3)中指定相區(qū)的相組成物： ① γ ，②γ + α ，③ α ， ④ γ+ Fe3C ，⑤ P+ Fe3C 。23．若退火碳鋼試樣中先共析鐵素體面積為41．6％，珠光體的面積為58．4％，則其W(C)＝ %。（）/()=二、判斷題 1．在鐵碳合金中，含二次滲碳體最多的成分點為W(C)：4．3％的合金。 ( ) 3．退火碳鋼的塑性與韌性均隨W(C)的增高而減小。 ( ) 在C=1%抗拉強度最高 4．在鐵碳合金中，滲碳體是一個亞穩(wěn)相，而石墨才是一個穩(wěn)定相。 ( ) 6．因為磷使鋼發(fā)生熱脆，而硫使鋼發(fā)生冷脆，故硫磷都是鋼中的有害元素。 ( ) 8．純鐵加熱到912℃時，將發(fā)生aFe一γ—Fe的轉變，體積發(fā)生膨脹。 ( √ ) 10．在Fe—Fe3C相圖中，共晶反應和共析反應都是在一定濃度和恒溫下進行的。 (√ ) 12 珠光體是單相組織。 ( √ ) 14．W(C)＝1．3％的鐵碳合金加熱到780℃時得到的組織為奧氏體加二次滲碳體。 ( ) 16．γFe是面心立方晶格，所以其最大溶碳量為26％。 ( ) 18．碳鋼進行熱壓力加工時都要加熱到奧氏體區(qū)。 ( √ ) 20．在室溫下，w(C)＝0．8％的退火碳鋼的強度比W(C)＝1．2％的退火碳鋼高。 ( √ ) 22．鉗工鋸TT12鋼料時比鋸20鋼費力，且鋸條容易磨鈍。 ( √ ) 24．工業(yè)純鐵的W(C)0．2％。 ( ) 還有FeCⅢ 26．汽車外殼用低碳鋼板制造，而理發(fā)工具用碳素工具鋼制造。 ( √ ) P12128．過共析鋼由液態(tài)緩冷至室溫所析出的二次滲碳體在組織形態(tài)與晶體結構方面均與—次滲碳體不相同。 A 良好的可鍛性 B 良好的鑄造性 C 良好的焊接性 D 良好的熱處理性5．建筑用鋼筋宜選用 A A 低碳鋼 B 中碳鋼 C 高碳鋼 D 工具鋼6．裝配工使用的銼刀宜選用 C A 低碳鋼 B．中碳鋼 C高碳鋼 D 過共晶白口鐵7．純鐵在912℃以下的晶格類型是 C A 密排六方晶格 B 面心立方晶格 C 體心立方晶格 D 簡單立方晶格8．三次滲碳體是從 B A 鋼液中析出的 B 鐵素體中析出的 C 奧氏體中析出的 D 珠光體中析出的9．二次滲碳體是從 C A 鋼液中析出的 B 鐵素體中析出的 C 奧氏體中析出的 D 萊氏體中析出的10．在下述鋼鐵中，切削性能較好的是 B A 工業(yè)純鐵 B 45 C 白口鐵 D T12A四、名詞解釋滲碳體：Fe3C為復雜晶體結構的間隙化合物，其硬度高，脆性大，塑性幾乎等于零，硬脆相，是鋼中主要強化相。奧氏體：碳溶于Fe中所形成的間隙固溶體，仍保持γFe的面心立方晶格，%，強度、硬度較高，塑性好，無磁性。萊氏體（Ld 或 Le）：奧氏體A與 滲碳體Fe3C 所形成的機械混合物（平均含碳量：%），具有硬而脆的性能。答：包晶反應： L(％C)+δ Fe(％C)→γFe(％C) 共晶反應： L(％C)→γFe(％C)+Fe3C(％C) 共析反應： γFe(％C)→αFe(％C)+Fe3C(％C)％鋼的結晶過程和固態(tài)組織轉變過程。冷至約800℃，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。答：含碳0．12％的鋼，由液相冷卻時，先形成δ鐵素體，固液相分別按相圖上的固、液相線成分變化，到1495℃包晶溫度，部分進行包晶反應；新相γ奧氏體在已生成的δ鐵素體上形核并向δ鐵素體和液相中生長。繼續(xù)冷卻得到單相奧氏體。畫出FeFe3C相圖，％(重量百分比)的鐵碳合金從液相平衡凝固到室溫時的轉變過程，畫出組織轉變示意圖，并計算出室溫時各組織的相對含量。珠光體相對含量為：（~）/（~）100％=％網(wǎng)狀滲碳體相對含量為：(~)/(~)100％=％1）%的鐵碳合金金相顯微組織