《金属学及热处理》复习习题及答案Word文件下载.docx

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13．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。

14．固熔体：

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。

二、填空题

1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。

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．晶体与非晶体最根本的区别是原子（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，而非晶体则不是。

9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。

10．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。

11．

在立方晶系中，｛120｝晶面族包括（120）、（120）、（120）、（120）等晶面。

12．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位错来描述。

三、判断题

1．固溶体具有与溶剂金属相同的晶体结构。

（√）

2．因为单晶体是各乡异性的，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。

5．在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。

6．在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方向都具有相同的跃迁几率。

7．因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多，所以固态下的扩散比液态下的慢得多。

8．金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。

9．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。

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：

3．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。

4．晶体中的位错属于：

（c）

5．a．体缺陷；

b．面缺陷；

c．线缺陷；

d．点缺陷。

6．亚晶界是由：

7．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。

8．在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：

9．a．<

100>

；

b．<

110>

c．<

111>

。

10．在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是：

11．a．｛100｝；

b．｛110｝；

c．｛111｝。

12．α-Fe和γ-Fe分别属于什么晶格类型：

13．a．面心立方和体心立方；

b．体心立方和面心立方；

c．均为面心立方；

d．均为体心立方

14．固溶体的晶体结构与相同。

（a）

a．溶剂；

b．溶质；

c．其它晶型。

15．间隙相的性能特点是：

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？

熔点高、硬度高、脆性大。

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。

（110）

（112）

（111）

（100）

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OO′A′A、OO′B′B、OO′C′C、OABC、AA′C′C、AA′D′D；

晶向OA、OB、OC、OD、OC′、OD′。

答：

晶面OO′A′A：

（010）；

晶面OO′B′B：

（110）；

晶面OO′C′C：

（100）；

晶面OABC：

（001）；

晶面AA′C′C：

晶面AA′D′D：

（210）。

晶向OA：

[100]；

晶向OB：

[110]；

晶向OC：

[010]；

晶向OD：

[120]；

晶向OC′：

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）；

晶向D′E′：

晶向C′D：

[011]。

第二章合金的二元相图复习题

1．组元：

2．枝晶偏析：

即晶内偏析。

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。

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．

5．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。

6．共晶反应式为Ld←→αc+βe，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。

1．间隙固溶体一定是无限固溶体。

2．间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。

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。

4．在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βⅡ晶粒具有相同的晶体结构。

5．一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。

1．在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分：

2．a．相同；

b．确定；

c．不定。

3．共析成分的合金在共析反应γ→α+β刚结束时，其组成相为：

（d）

4．a．γ+α+β；

b．γ+α；

c．γ+β；

d．α+β

5．一个合金的组织为α+βⅡ+（α+β），其组织组成物为:

6．a． 

α、β；

b．α、βⅡ、（α+β）；

c．α、β、βⅡ。

7．具有匀晶型相图的单相固溶体合金：

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

8．二元合金中，共晶成分的合金：

b．锻造性能好；

c．焊接性能好；

d．热处理性能好

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。

（略）

2．画出过共晶合金的结晶过程示意图，分析其结晶过程；

写出室温组成物和室温组成相，分别计算他们的相对含量（提示：

注意两次运用杠杆定律）。

（略）

第三章金属与合金的结晶复习题

1．结晶：

纯金属或合金由液体转变为固态的过程。

2．重结晶：

金属从一种固体晶态改变了晶体结构转变为另一种固体晶态的过程。

3．过冷度：

理论结晶温度（T0）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其他物质（即变质剂）。

5．脱溶反应：

固溶体合金在结晶过程中，随着温度下降，由于溶质组元在固溶体中的溶解度随温度降低而减小，因此将从初生固溶体相中析出此生相，这一过程成为脱溶或沉淀。

6．组织组成物：

组织中，由一定的相构成的，具有一定形成机制、一定形态特征的组成部分。

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（△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△T。

7．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。

1．纯金属的结晶过程是一个恒温过程。

2．液态金属只有在过冷条件下才能够结晶。

3．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

4．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。

5．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。

6．纯金属结晶时，生核率随冷度的增加而不断增加。

7．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。

8．当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。

9．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。

11．过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。

1．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：

2．a．越高；

b．越低；

c．越接近理论结晶温度。

3．为细化晶粒，可采用：

4．a．快速浇注；

b．加变质剂；

c．以砂型代金属型。

5．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：

N/G很大时；

b．N/G很小时；

c．N/G居中时。

7．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：

a．更高；

b．更低；

c；

相等；

d．高低波动

8．液态金属结晶时，（c）越大，结晶后金属的晶粒越细小。