工程材料及应用习题集版Word文档下载推荐.docx

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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＿＿＿＿＿＿＿晶向的原子密度最大。

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,＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿晶格的原子排列是最紧密的。

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、实际金属中最常见的点缺陷是＿＿＿＿＿＿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＿＿＿＿＿＿＿＿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。

（第六章）

四、选择题

1、在金属中能够完整地反映出晶格特征的最小几何单元叫（）。

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、2,3a,0.68；

B、4,3a,0.74；

C、2,2a,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、最近邻原子间距；

B、最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最大的晶面和晶向分别是（）。

A、{111}、<

；

B、{110}、<

C、{100}、<

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。

（）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。

第三章材料的凝固与相图

材料的凝固与结晶

1、过冷、过冷度

2、均匀形核、非均匀形核

3、形核率、长大线速度

4、正温度梯度、负温度梯度

5、平面长大、枝晶长大

6、变质处理

1、金属结晶的基本规律是什么?

2、结晶的热力学条件是什么?

3、金属晶核的形成率和长大线速度受哪些因素影响?

4、晶粒大小对金属力学性能有何影响?

怎样控制铸件晶粒大小?

实际生产中常用什么有效方法获得细晶粒?

5、简述铸锭的典型组织与缺陷。

6、钢锭、铜锭、铝锭在一般情况下各希望减少或扩大柱状晶区?

为什么?

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＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿是驱动力,＿＿＿＿＿＿＿是必须条件。

4、对晶核的形成和长大来说,结晶后的晶粒越＿＿＿＿,其强度越＿＿＿＿＿＿,塑性和韧性＿＿＿＿＿＿＿。

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＿＿＿＿方式长大,最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＿＿＿＿＿＿＿；

（金属模比砂模散热快）

（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＿＿＿＿＿＿＿＿。

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。

合金的相结构与二元合金相图

1、合金、组元、相、组织

2、固溶体、金属化合物

3、置换固溶体、间隙固溶体、有限固溶体、无限固溶体、有序固溶体、无序固溶体

4、固溶强化

5、相图、枝晶偏析、晶内偏析、比重偏析

6、相组成物、组织组成物

7、伪共晶、离异共晶

1、影响固溶体结构形式和溶解度的因素有哪些?

2、金属化合物有哪些基本类型?

它们对合金的性能有何影响?

3、置换原子与间隙原子的固溶强化效果哪个大些?

4、在匀晶相图上证明杠杆定律,说明其适用条件。

5、什么叫相律?

并用相律解释二元相图中各个相区。

6、分析枝晶（晶内）偏析出现的原因、过程、对合金性能的影响及消除方法。

7、何为共晶、共析、包晶反应?

分别画出其图形特征、写出反应式,并比较其异同点。

8、有两个尺寸、形状均相同的铜镍合金铸件,一个含Ni90%,另一个含Ni50%,铸后自然冷却,问凝固后哪个铸件的偏析较严重?

9、对比纯金属结晶与固溶体结晶过程的异同。

10、固溶体合金的铸造性能与成分的关系如何?

11、什么叫离异共晶？

说明产生离异共晶的条件。

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＿＿＿＿最多，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，铸造性能最好的是＿＿＿＿合金，最差的是＿＿＿＿，压力加工性能最好的是＿＿＿＿合金，最差的是＿＿＿＿，时效硬化效果最好的是合金＿＿＿＿，不能时效硬化的是合金＿＿＿＿。

T

α

AΙⅡⅢB%

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、>

0.61

4、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

（）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。

（）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。

第四章铁碳合金

一、名词解释

1、铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体

2、Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3C共析、Fe3C共晶

3、钢、白口铸铁

4、冷脆、热脆

1、何谓同素异构转变？

说明铁的同素异构转变，并简述纯铁的力学性能。

2、指出铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体的符号、定义及性能特点。

3、铁碳相图由哪几种基本类型的相图组成？

4、默画出Fe-Fe3C相图，标出各点温度及含碳量，并

（1）以相组成物及组织组成物填写相图。

（2）说明下列点、线的意义：

S、P、C、E、ES、GS、PQ、HJB、ECF、PSK

5、按含碳量和组织的不同，铁碳合金相图上的合金可分成哪几类？

其成分、组织及性能特征如何？

6、写出Fe-Fe3C相图的三个基本反应的反应式，注明反应温度、各相含碳量及产物名称。

7、如何从成分、组织和性能上区分钢和铸铁？

8、以冷却曲线形式分析下列合金的结晶过程,画出室温组织示意图,计算室温组织相对量：

（1）0.6%C；

（2）0.77%C；

（3）1.2%C；

（4）3.0%C；

（5）4.3%；

（6）5.0%C

9、根据Fe-Fe3C相图计算：

（1）二次渗碳体及三次渗碳体的最大含量；

（2）莱氏体中的共晶渗碳体及珠光体中的共析渗碳体的含量。

第四节

10、某批牌号不明的退火碳钢,经金相分析,结果如下,试计算含碳量,写出钢号。

（1）组织为P+F,其中P占60%；

（2）组织为P+Fe3C网状,其中P占90%；

（3）组织为F+Fe3C粒状,其中Fe3C粒状占18%；

11、根据Fe-Fe3C相图,说明产生下列现象的原因：

（1）含碳0.5%的钢比含碳1.2%的钢硬度低；

（2）室温下,含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢强度高；

（3）变态莱氏体的塑性比珠光体的塑性差；

（4）在1100℃,含碳0.4%的钢能进行锻造,含碳4.0%的生铁不能锻造。

（5）平衡状态下,>

2.11%C的铁碳合金,切削加工性很差；

（6）钢铆钉宜用低碳钢制造；

（7）一般要把钢材加热到高温（约1000～1250℃）下进行热轧或锻造。

（8）钳工锯T8、T10、T12等钢料时比锯10、20钢费力,锯条容易磨钝。

12、随含碳量的增加,渗碳体的数量、分布、形态如何变化?

对钢的力学性能有何影响?

13、钢中常存杂质有哪些?

对钢的性能有何影响?

14、碳钢有哪几种分类方法?

如何编号?

15、指出下列各种钢的类别、含碳量及用途：

（1）Q235；

（2）08F；

（3）45；

（4）40Mn；

（5）T10；

（6）T12A；

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。

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、用硝酸酒精浸蚀的亚共析钢平衡组织,在100倍显微镜下观察,其中呈亮白色的是＿＿＿＿,暗黑色的是＿＿＿＿。

16、碳钢中的常存杂质有＿＿＿＿＿＿,其中＿＿＿和＿＿＿是有害无素,因为＿＿＿会引起冷脆,＿＿＿＿会引起热脆。

17、碳钢的质量,主要依据＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来区分。

18、低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量范围分别为＿＿＿%、＿＿＿%和＿＿＿%。

1、质量一定的γ-Fe912℃转变为α-Fe时,体积（）。

A、胀大；

B、缩小；

C、不变

2、碳在γ-Fe中的最大溶解度为（）。

A、0.02%；

B、0.77%；

C、2.11%；

D、4.3%

3、渗碳体是一种具有复杂晶体结构的（）。

A、间隙相；

B、间隙化合物；

C、间隙固溶体

4、铁碳合金在平衡结晶过程中,（）。

A、只有含碳0.77%的合金才有共析转变发生；

B、只有含碳小于2.06%的合金才有共析转变发生；

C、含碳0.0218～6.69%的合金都有共析转变发生

5、由（）析出的渗碳体叫做三次渗碳体。

A、铁素体；

B、奥氏体；

C、液态金属

6、铁碳合金中,（）组织为共晶反应产物。

B、珠光体；

C、莱氏体

7、平衡结晶时,凡含碳量（）的铁碳合金,自1148℃冷至727℃时,均从奥氏

体中析出二次渗碳体。

A、0.0218～6.69%；

B、0.77～2.11%；

C、0.77～6.69%

8、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体（）。

A、晶体结构不同,组织形态相同；

B、晶体结构相同,组织形态不同；

C、晶体结构与组织形态都不同

9、由于三次渗碳体的数量很少,故对（）性能的影响可忽略不计。

A、工业纯铁；

B、钢和铸铁；

C、所有Fe-C合金

10、室温平衡状态下,钢中的碳绝大部分是以（）形式存在于组织中。

B、渗碳体；

C、石墨碳

11、含碳量0.45%的铁碳合金平衡结晶后,按相组成物计算,其中铁素体占（）。

A、93.60%；

B、42.77%；

C、57.23%

12、钢的力学性能与（）的数量、形态和分布有关。

C、渗碳体

13、含碳1.2%的铁碳合金平衡结晶时,727℃时的Fe3CⅡ量与冷至室温时的Fe3CⅡ量相比（）。

A、727℃时多；

B、室温时多；

C、一样多

14、平衡结晶时,从奥氏体中析出的Fe3CⅡ一般呈（）状分布。

A、薄片；

B、颗粒；

C、网

（）1、奥氏体是C在γ-Fe中的间隙固溶体。

√

（）2、在室温平衡状态下,珠光体和莱氏体都是由F和Fe3C两种基本相组成的。

（）3、亚共析钢室温组织中珠光体的数量随含碳量增加而增加。

（）4、含碳量<

0.77%的铁碳合金平衡结晶时,奥氏体转变成铁素体的转变温度随含碳量增加而升高。

（）5、铁碳合金中的机械混合物,其强度、硬度都比其组成相高。

（）6、共晶反应发生于所有含碳量大于2.11%而小于6.69%的铁碳合金中。

（）7、过共析钢平衡结晶时,从1148℃冷至727℃时,奥氏体的含碳量不断降低。

（温度高于Acm时不变。

）

（）7、过共析钢平衡结晶时,从1148℃冷至727℃时,奥氏体的固溶度不断降低。

（）7、过共析钢平衡结晶时,从1148℃冷至727℃时,奥氏体的质量不断降低。

（）8、平衡状态下,铁碳合金的强度和硬度随含碳量增加而提高。

（超过1.0%强度下降）

（）9、过共的钢的室温平衡组织由珠光体和二次渗碳体两相组成。

（）10、铁碳合金室温下平衡组织由铁素体和渗碳体组成。

通常铁素体作为基体,而渗碳体作为第二相。

（）11、亚共析钢加热到AC1～AC3之间时,奥氏体的含碳量大于钢的含碳量。

（）12、08F是含碳量为0.8%的优质碳素工具钢。

（）13、含碳量0.45%的铁碳合金锻造时应加热到Fe-Fe3C相图中PSK线与GS线之间的温度范围。

（Ac3+20~30C°

（）14、在Fe-Fe3C相图中,PQ线为碳在铁素体中的固溶线。

第八章铸铁

1、石墨化、石墨化退火

2、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、变质铸铁、白口铸铁

3、碳当量

二、