第一章 金属的晶体结构.docx
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第一章金属的晶体结构
第一章金属的晶体结构
三、填空题
1、常见的金属晶格类型有、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿三种,α-Fe、Cr、W、Mo属于＿＿＿＿＿＿＿，γ-Fe、Al、Cu、Ni属于＿＿＿＿＿＿＿,而Be、Mg、Zn、Cd属于＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、晶胞中原子排列的紧密程度,可以用＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿两个参数来衡
量。
3、面心立方晶格{100}、{110}、{111}晶面的原子密度分别是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、
＿＿＿＿＿＿；<100>、<110>、<111>晶向的原子密度分别是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、
＿＿＿＿＿＿。
可见,＿＿＿＿＿＿＿晶面和＿＿＿＿＿＿＿晶向的原子密度大。
4、与理想晶体比较,实际金属的晶体结构是＿＿＿晶体,而且存在＿＿＿＿＿＿。
5、三种典型金属晶格中,＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿晶格的原子排列是
紧密的。
6、晶格常数为a的面心立方晶胞,其原子数为＿＿＿＿＿＿,原子半径为＿＿＿＿
＿,配位数为＿＿＿＿＿,致密度为＿＿＿＿＿＿＿。
7、实际金属中常见的点缺陷是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿；线缺陷是＿＿＿＿＿；面
缺陷是＿＿＿＿＿＿＿＿。
8、如图立方晶胞中OA的晶向指数
为＿＿＿＿＿，与此晶向垂直的晶面
的晶面指数是＿＿＿＿＿
9、凡金属晶格缺陷都会引起晶格
＿＿＿＿,一般都会使金属的强度、
硬度＿＿＿＿,塑性、韧性＿＿＿。
10、位错是＿＿＿＿＿＿＿＿＿与
—4—
＿＿＿＿＿＿＿＿的边界线。
11、刃型位错的柏氏矢量与位错线互相＿＿＿＿＿＿＿,螺型位错的柏氏矢量与位错线
互相＿＿＿＿＿。
12、位错的滑移面是＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿所构成的平面。
刃型位错的滑移
面有＿＿＿＿个；螺型位错的滑移面有＿＿＿＿＿＿个。
四、选择题
1、在金属中能够完整地反映出晶格特征的小几何单元叫（）。
A、晶胞；B、晶格；C、晶体
2、单晶体的性能特点是（）。
A、各向同性；B、各向异性；C、无规律
3、体心立方晶胞原子数、原子半径、致密度分别是（）。
A、2,34a,0.68；B、4,34a,0.74；C、2,24a,
0.68
4、符号{hkl}表示（）。
A、晶面族；B、晶向族；C、晶面
5、立方晶系中,晶格常数是指（）。
A、近邻原子间距；B、近邻原子间距的一半；C、晶胞棱边长度
6、体心立方晶格原子密度大的晶面和晶向分别是（）。
A、{111}、<110>；B、{110}、<111>；C、{100}、<111>
7、在立方晶格中,晶向指数[UVW]与晶面指数（hkl）满足hU+kV+lW=0时,则
此晶面与晶向（）。
A、平行；B、垂直；C、成45°夹角8、实际金属结晶后往往形成（）,使性能呈无向性。
A、单晶体；B、多晶体；C、非晶体
9、实际金属中存在许多缺陷,其中晶界属于（）。
A、点缺陷；B、线缺陷；C、面缺陷
五、判断题
（）1、凡是原子具有规则排列的物质都叫晶体。
（）2、密排六方晶胞共有17个原子。
—5—
（）3、空间点阵相同的晶体,它们的晶体结构不一定相同。
（）4、体心立方晶胞体心位置上的原子的配位数比角上原子的配位数大。
（）5、在立方晶系中，改变晶向指数的数字顺序,所表示的晶向上的原子排列
情况是完全相同的。
（）6、立方晶系中指数相同的晶面及晶向互相垂直。
（）7、晶格中每个结点都具有完全相同的周围邻点。
（）8、工业上使用的实际金属材料都表现出鲜明的各向异性特征。
（）9、金属晶格中的空位和间隙原子会引起晶格畸变，从而导致金属塑性提高。
（）10、晶体结构的配位数愈大,其晶格致密度也愈大。
（）11、刃位错线运动方向垂直于位错线。
（）12、位错引起的晶格畸变的大小可用柏氏矢量表示出来。
—6—
Ch1金属的晶体结构
三、
1.bcc、fcc、hcp，bcc、fcc、hcp。
2.致密度，配位数
3.2/a2、1.4/a2、2.31/a2；1/a、1.4/a、0.58/a。
{111}、<110>。
4.多、晶体缺陷。
5.fcc、hcp。
6.4、
a、12、0.74。
7.空位、间隙原子；位错；晶界和亚晶界。
8.[121]、（121）
9.畸变，升高，下降。
10.晶体中已滑移的部分，未滑移部分。
11.⊥、∥
12.位错线和
。
1；无数。
四、
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
A
A
C
B
A
B
C
五、
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
+
-
+
-
+
+
+
-
-
+
+
+
第二章纯金属的结晶
三、填空题
1、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为金属结晶的过冷现象,
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为过冷度。
2、金属结晶过程是＿＿＿＿＿＿与＿＿＿＿＿＿的过程,这是结晶的基本规律。
3、金属结晶时的冷却速度越快,则过冷度越＿＿＿＿＿,结晶后的晶粒越＿＿＿＿,
其强度越＿＿＿＿＿＿,塑性和韧性＿＿＿＿＿＿＿。
4、对晶核的形成和长大来说,＿＿＿＿＿＿＿是驱动力,＿＿＿＿＿＿＿是必须条
件。
5、纯金属结晶时,如果结晶前沿液相存在正的温度梯度,晶体只能按＿＿＿＿＿＿
—7—
方式长大,后晶体生长成主要以＿＿＿＿＿＿作为外表面的规则形状。
6、典型的金属铸锭组织由三层组成,即＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。
7、在金属铸锭中,除组织不均匀外,还经常存在＿＿＿＿＿＿＿＿等各种铸造缺陷。
8、其它条件相同时,在下列铸造条件下,就铸件晶粒大小来说：
（1）金属模浇注的比砂模浇注的＿＿＿＿＿＿＿；
（2）铸成薄件的比铸成厚件的＿＿＿＿＿＿＿＿；
（3）浇注时采用震动的比不采用震动的＿＿＿＿＿＿＿＿。
四、选择题
1、在具有一定过冷度的金属液体结晶时,液体与固相晶体的自由能差（△G=G固-G液）
（）。
A、>0；B、=0；C、<0
2、纯金属结晶时冷却曲线上的水平台阶,表示（）。
A、结晶时放出结晶潜热；B、由外界补偿一定热量使其结晶；
C、结晶时的孕育期
3、金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率N和核长大速度G,要细化晶粒必须
（）。
A、增大N和G；B、增大N、降低G；C、降低N、增大G
4、较大型铸件一般是通过（）来细化晶粒的。
A、增大过冷度；B、降低冷却速度；C、变质处理
5、纯金属材料凝固后的晶粒大小主要取决于（）
A、过冷度的大小；B、温度梯度的正负；C、晶体长大方式
五、判断题
（）1、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”。
（）2、液态金属冷却速度越快,其实际结晶温度越接近理论结晶温度。
（）3、结晶时非均匀形核总比均匀形核容易。
（）4、在铁水中加入硅铁颗粒,使铸铁晶粒细化,这种方法称为变质处理。
（）5、液态金属结晶时,过冷度越大,晶体越呈树枝状长大,且分枝越细密。
—8—
Ch2纯金属的结晶
三、1.低于理论结晶温度才结晶，理论结晶温度-实际结晶温度。
2.形核与长大。
3.大、细、高、好。
4.液、固相自由能差，液相过冷。
5.平面、密排面。
6.表面细等轴晶、柱状晶、中心粗等轴晶。
7.偏析、疏松、气孔、夹杂物。
8.
（1）细，
（2）细，（3）细。
四、
1
2
3
4
5
C
A
B
C
A
五、
1
2
3
4
5
-
-
+
+
+
第三章金属的塑性变形与再结晶
三、填空题
1、塑性变形的方式主要有＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,而大多数情况下是＿＿＿＿＿。
2、滑移常沿晶体中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的晶面及晶向发生。
3、在体心立方晶格中,原子密度大的晶面是{},有＿＿＿＿个,原子密度
大的晶向是<>,有＿＿＿＿个,因此其滑移系数目为＿＿＿＿＿；在面心立方晶格
中,原子密度大的晶面是{},有＿＿＿个,原子密度大的晶向是<>,有
＿＿＿个,因此其滑移系数目为＿＿＿＿＿。
两者比较,具有＿＿＿＿＿＿＿＿晶格的金
属塑性较好,其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4、τK与σS的关系式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,由此式可知,当外力与滑移面和滑移方向的夹角都接近于45°时,σS＿＿＿＿,滑移面处于此位向时称为＿＿＿＿位向。
5、多晶体金属的塑性变形由于受到＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的影响,与单晶体金属
相比,塑性变形抗力＿＿＿＿＿＿＿。
6、金属在塑性变形时,随变形量的增加，变形抗力迅速＿＿＿＿＿,即强度、硬度
＿＿＿＿,塑性、韧性＿＿＿＿,产生所谓加工硬化现象。
这种现象可通过＿＿＿＿＿
加以消除。
7、冷深冲件出现“制耳”现象,是由于原板材在轧制时组织出现了＿＿＿＿＿＿＿＿。
8、变形金属在加热时,会发生＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿三个阶段的变化。
9、冷绕成形的钢质弹簧,成形后应进行＿＿＿＿＿＿退火,温度约为＿＿＿＿＿＿℃。
10、回复退火也称＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
11、冷拉拔钢丝,如变形量大,拉拔工序间应穿插＿＿＿＿退火,目的是＿＿＿＿＿。
12、热加工与冷加工的划分应以＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿为界线。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿
的塑性变形称为冷加工；＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的塑性变形称为热加工。
13、热加工后钢中的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿沿加工方向延伸,形成彼此平行的宏
观条纹组织,称为＿＿＿＿＿＿。
14、热加工“纤维组织（流线）”使金属力学性能具有明显各向异性,纵向的强度、塑
—10—
性、韧性＿＿＿＿＿＿＿于横向。
四、选择题
1、晶体在滑移的同时向（）方向发生转动。
A、切应力；B、正应力；C、外力
2、根据滑移系的数目,三种典型金属晶格的塑性好坏顺序是（）。
A、体心立方>面心立方>密排六方
B、面心立方>体心立方>密排六方
C、密排六方>体心立方>面心立方
3、滑移是由于滑移面上的（）而造成的。
A、位错运动；B、晶格畸变；C、晶格位向差
4、滑移面及滑移方向与外力（）时,易滑移。
A、平行；B、成45°夹角；C、垂直5、滑移过程中晶体转动的结果,使原来有利于滑移的晶面滑移到一定程度后变成不利于
滑移的晶面,此现象称（）。
A、物理硬化；B、几何硬化；C、加工硬化
6、金属多晶体比单晶体滑移抗力高,原因之一是多晶体（）。
A、位错密度非常高；B、滑移系比单晶体少；C、存在大量晶界
7、金属的晶粒愈细,（）。
A、塑性变形抗力愈高,塑性变形能力愈差；
B、塑性变形抗力愈高,塑性变形能力愈好；
C、塑性变形抗力愈低,塑性变形能力愈好；
8、（）内应力是使金属强化的主要原因,也是变形金属的主要内应力。
A、宏观；B、微观；C、晶格畸变
9、冷变形金属经回复后,（）。
A、消除了加工硬化；B、显著降低了内应力；C、细化了晶粒
10、冷变形金属经再结晶退火后,力学性能的变化是（）。
A、强度、硬度降低，塑性、韧性升高；
B、强度、硬度升高，塑性、韧性降低；
C、强度、硬度、塑性、韧性都升高；
D、强度、硬度、塑性、韧性都降低11、当金属塑性变形量较大（70∼90%）时,由于（）而产生“织构”现象。
—11—
A、晶粒被拉长；B、晶粒被破碎；C、晶粒转动
12、所谓再结晶温度,是指（）。
A、再结晶开始温度；B、高再结晶温度；
C、大变形量时的再结晶高温度
13、生产上,冷变形金属的再结晶退火温度（）。
A、就是再结晶温度；B、比再结晶温度高100∼200℃；C、比再结晶温度低100∼200℃14、为了合理利用热加工纤维组织,零件在使用时应使（）平行于纤维组织,
（）垂直于纤维组织。
A、拉应力；B、切应力；C、冲击应力
五、判断题
（）1、滑移只能在切应力的作用下发生。
（）2、单晶体的塑性变形方式是滑移,而多晶体的塑性变形方式只能是孪生。
（）3、加工硬化是由于位错密度增加以致于缠结,使金属强度提高。
所以当金属
中无位错存在时,强度低。
（）4、α-Fe与γ-Fe的滑移系都是12,故塑性是一样的。
（）5、原子密度大的晶面之间的面间距大。
（）6、滑移面对塑性变形的作用比滑移方向大。
（）7、一般来说,多晶体的变形抗力比单晶体低。
（）8、再结晶后,晶粒外形与晶格型式都发生了改变。
（）9、对经塑性变形的金属进行回复处理,可使金属的强度和塑性恢复到变形前的
水平。
（）10、金属的预先变形程度愈大,其再结晶温度愈低。
（）11、一般来说,高纯金属比工业纯金属更易发生再结晶。
（）12、纯铜的熔点是1083℃,所以它的低再结晶温度为433.2℃。
（）13、生产中为使再结晶后晶粒细小,应选择在临界变形度范围内进行冷变形加
工。
（）14、对于截面尺寸较大,变形量较大,材料在常温下硬脆性较大的金属制品,
应采用热加工方法成型。
（）15、冷轧钢板的尺寸精度与表面光洁度都比热轧钢板好。
（）16、金属在热加工时形成“带状组织”是改善力学性能的方法之一。
—12—
Ch3金属的塑性变形与再结晶
三、
1.滑移、孪生，滑移
2.原子密度最大。
3.{110}，6,<111>,2,12；{111}，4，<110>，3，12。
Fcc，滑移方向较多。
4.
或
，小，软位向。
5.晶界、晶体位向差，较高。
6.提高，升高，下降。
再结晶退火。
7.织构。
8.回复、再结晶、晶粒长大。
9.去应力退火，200-3000C。
10.去应力退火。
11.再结晶退火，降低硬度、恢复塑性。
12.再结晶温度。
低于再结晶温度，高于再结晶温度。
13.偏析、杂质、夹杂物，热加工纤维组织（流线）。
14.优于。
四、
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C
B
A
B
B
C
B
C
B
A
C
A
B
A
五、
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
+
-
-
-
+
-
-
-
-
+
+
-
-
+
+
-
第四章合金的相结构与二元合金相图
三、填空题
1、合金中的基本相结构,有＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿两类。
2、固溶体中含量较多的元素称为＿＿＿＿＿＿,含量较少的元素称为＿＿＿＿＿,固
—13—
溶体的晶格与＿＿＿＿＿＿元素的晶格相同。
3、按＿＿＿＿＿原子在＿＿＿＿＿晶格中所处位置不同,可将固溶体分为＿＿＿＿＿
和＿＿＿＿＿＿两类。
4、当合金中出现金属化合物时,通常能使合金的强度、硬度＿＿＿＿＿＿,耐磨性＿
＿＿＿＿＿,塑性、韧性＿＿＿＿＿＿。
5、金属化合物根据其形成条件可分为三种类型,即＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿和
＿＿＿＿＿＿＿＿。
6、相图中的临界点是在＿＿＿＿＿＿的条件下测得的,相图也称为＿＿＿＿＿＿图或
＿＿＿＿＿＿图。
7、在二元相图的单相区中,相的成分即等于＿＿＿＿＿的成分,而在两相区中,相互
处于平衡状态的两个相的成分,分别沿着两相区的＿＿＿＿＿＿＿线改变。
8、固溶体的结晶温度变化范围及成分范围越大，铸造性能越，越有利于
状晶体的生成和长大，因而流动性越，分散缩孔越，集中缩孔越。
9、二组元完全相同是形成无限固溶体的必要条件。
10、二元合金相图中多可有相平衡共存，在相图中表现为线。
11、由两相或多相构成的组织称为，其性能与各相的、、
和分布有关。
12、二元合金相图中的恒温转变包括反应、反应和反应。
13、合金的基本强化方式，包括、、等。
14、下图的三个合金，铸造性能好的是合金，差的是，压力加工
性能好的是合金，差的是，时效硬化效果好的是合金，
不能时效硬化的是合金。
α
A
B%
ΙⅡⅢT
—14—
四、选择题
1、合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为（）。
A、组元；B、相；C、组织
2、若A、B两组元形成化合物相,则该相晶体结构（）。
A、与A相同；B、与B相同；C、与A、B不同
3、当非金属原子与金属原子直径比（）时,将形成间隙相。
A、<.0.59；B、>0.59；C、>0.614、二元相图的杠杆定律用于确定两相区中两相的（）。
A、成份；B、相对重量；C、晶体结构5、有一Cu-Ni合金的铸态组织为树枝状α固溶体,枝干富Ni、枝间富Cu,则其组织为（）。
A、单相；B、两相；C、多相
6、二元相图中的水平线是（）相平衡。
A、1；B、2；C、3；D、4
7、两组元在液、固态都无限互溶所构成的相图是（）相图。
A、匀晶；B、共晶；C、包晶
8、共折转变的产物属于（）。
A、单相固溶体；B、机械混合物；C、金属化合物、
9、固溶体合金中产生晶内偏析是因为（）。
A、冷却较快,原子扩散来不及充分进行；
B、结晶时无限缓慢冷却,使高熔点组元过早结晶；
C、结晶过程的温度变化范围太大
五、判断题
（）1、间隙固溶体一定是无限固溶体。
（）2、固溶强化的本质是溶质原子的溶入使溶剂晶格发生了畸变所致。
（）3、间隙相的晶体结构与含量较多的组元相同。
（）4、合金中的相构成了组织，组织决定了合金的性能。
（）5、固溶体合金平衡结晶过程中，由于不同温度结晶出来的固溶体成份不同，因
而结晶后所得的固溶体成份也是不均匀的。
（）6、合金的结晶间隔越大，铸件的组织越疏松。
—15—
（）7、凡二元合金从液相结晶成固相后，晶体结构便不再改变。
（）8、固溶体中的置换原子的固溶强化效果一定比间隙原子好。
（）9、在二元相图的两相区中，两相的成分和相对重量都随温度而变化。
（）10、在共晶线成分范围内的合金室温组织都是共晶体。
（）11、共晶体和共析体是二元合金中非常重要的两个相。
（）12、Cu-Ni合金在室温下是单相固溶体，因单相固溶体的硬度随溶质原子的溶
入量的增加而提高，所以含Ni90%的合金的硬度比含Ni50%的高。
（）13、合金中的相、相的成分和相对量、组织形态、晶粒大小都可在相图上反映出
来。
—16—
Ch4合金的相结构与二元合金相图
三、1.固溶体；金属化合物
2.溶剂，溶质，溶剂。
3.溶质，溶剂；置换固溶体、间隙固溶体。
4.升高，提高，下降。
5.正常价化合物；电子化合物；间隙化合物。
6.平衡，平衡、状态。
7.合金，两条边界线。
8.差，树枝，差，多，少。
9.晶格结构。
10.三，水平。
11.机械混合物，数量、形态、分布。
12.共晶、包晶、共析。
13.固溶强化、细晶强化、弥散强化、时效硬化。
14.Ⅲ,Ⅱ；Ⅰ,Ⅲ；Ⅱ，Ⅰ。
四、
1
2
3
4
5
6
7
8
9
B
C
A
B
A
C
A
B
A
五、
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
-
+
-
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
第五章铁碳合金
三、填空题
1、纯铁的同素异构转变为＿＿＿＿＿＿＿1394℃＿＿＿＿＿＿912℃＿＿＿＿＿＿,它
们的晶体结构依次为＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、常温平衡状态下,铁碳合金基本相有＿＿＿＿＿＿＿＿等＿＿＿＿个。
3、Fe-Fe3C相图有＿＿＿个单相区,各相区的相分别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4、Fe-Fe3C相图有＿＿＿条水平线,即＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿线,
它们代表的反应分别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
5、工业纯铁的含碳量为＿＿＿＿＿＿＿,室温平衡组织为＿＿＿＿＿＿＿＿。
6、共晶白口铁的含碳量为＿＿＿＿＿,室温平衡组织中P占＿＿＿＿＿%,Fe3C共晶占
＿＿＿＿%,Fe3CⅡ占＿＿＿＿＿%。
7、一钢试样,在室温平衡组织中,珠光体占60%,铁素体占40%,该钢的含碳量为＿
＿＿＿＿。
8、钢的组织特点是高温组织为,具有良好的＿＿＿＿＿＿性,因而适于
＿＿＿＿＿＿成形。
9、白口铸铁的特点是液态结晶都有＿＿＿＿＿＿转变,室温平衡组织中都有＿＿＿＿＿,
因而适于通过＿＿＿＿＿成形。
—18—
10、珠光体中铁素体的相对量为＿＿＿＿＿,渗碳体的相对量为＿＿＿＿＿。
11、工业上使用的钢的含碳量,一般都不超过＿＿＿＿＿＿。
12、A1、A3、Acm是Fe-Fe3C相图中的＿＿＿＿＿＿线、＿＿＿＿＿＿＿线和＿＿＿＿＿线。
13、铁素体（F）是＿＿＿在＿＿＿＿＿＿中的间隙固溶体,其晶体结构为＿＿＿＿＿＿
立方。
14、用苦味酸钠溶液浸蚀的过共析钢平衡组织,其中呈黑色网状的是＿＿＿＿＿,而浅
灰色的是＿＿＿＿＿＿＿。
15、用硝
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