1、（一）（一） 解釋名詞解釋名詞 致密度致密度 晶格晶格 晶胞晶胞 單晶體單晶體 多晶體多晶體 晶粒晶粒 晶界晶界 亞晶粒亞晶粒（一）解釋名詞 晶體的各向異性 刃型位錯 空位 間隙原子（二）填空題 1同非金屬相比，金屬的主要特征是 2晶體與非金屬最根本的區(qū)別是。 3金屬晶體中最主要的面缺陷是和。 4錯位分兩種，它們是和，多余半原子面是位錯所特有的。 5在立方晶系中，120晶面族包括等 6點(diǎn)缺陷有和兩種；面缺陷中存在大量的。 7-Fe、-Fe的一個(gè)晶胞內(nèi)的原子數(shù)分別為和。 8當(dāng)原子在金屬晶體中擴(kuò)散時(shí)，它們在內(nèi)、外表面上的擴(kuò)散速度較在體內(nèi)的擴(kuò)散速度。晶界亞晶界空位間隙原子刃型位錯螺旋位錯晶體內(nèi)部的原

2、子（或離子）是按一定幾何形狀規(guī)則排列的，而非晶體則不是位錯快得多良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，良好的塑性，不透明，有光澤，正的電阻溫度系數(shù)。刃型42(20)、(10)、(12)、(0)、(1)、()、(2)、(120)111122220000（三）是非題 1因?yàn)閱尉w是各相異性的，所以實(shí)際應(yīng)用的金屬材料在各個(gè)方向上的性能也是不相同的。 2金屬多晶體是由許多結(jié)晶方向相同的單晶體組成的。 3因?yàn)槊嫘牧⒎骄Ц竦呐湮粩?shù)大于體心立方晶格的配位數(shù)，所以面心立方晶格比體心立方晶格更致密。 4在立方晶系中，（123）晶面與12晶向垂直。 5在立方晶系中，（111）與（11）是相互平行的兩個(gè)晶面。 6在立方晶系中，（1

3、23）晶面與（12）晶面屬同一晶面族。 7在立方晶系中，原子密度最大的晶面間的距離也最大。 8在金屬晶體中，當(dāng)存在原子濃度梯度時(shí)，原子向各個(gè)方向都具有相同的躍遷幾率。 9因?yàn)楣虘B(tài)金屬的擴(kuò)散系數(shù)比液態(tài)金屬的擴(kuò)散系數(shù)小得多，所以固態(tài)下的擴(kuò)散比液態(tài)下的慢得多。 10金屬理想晶體的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度稍強(qiáng)一些。 11晶體缺陷的共同之處是它們都能引起晶格畸變。（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（四）選擇正確答案 1正的電阻溫度系數(shù)的含義是：a隨溫度升高導(dǎo)電性增大；b隨溫度降低電阻降低；c隨溫度增高電阻減小。 2晶體中的位錯屬于：a體缺陷；b面缺陷；c線缺陷；d點(diǎn)缺陷。 3亞晶界是由：a點(diǎn)缺陷堆積而

4、成；b位錯垂直排列成位錯墻而構(gòu)成；c晶界間的相互作用構(gòu)成。 4在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：a；b；c。 5在體心立方晶格中，原子密度最大的晶面是：a100；b110；c111。 6-Fe和-Fe分別屬于什么晶格類型：a面心立方和體心立方；b體心立方和面心立方；c均為面心立方d均為體心立方。（五）綜合分析題1標(biāo)出圖2-1中給定的晶面與晶向：OOBB：；OB：；ODC：；OC：；AACC：；OD：；AADD：；OD：。2作圖表示立方晶系中的（110）、（112）、（120）、（234）、（132）晶面和111、132、210、12晶向。 略。（10）110（12）010（110）120

5、（120）122121晶格 型式 晶胞中原子數(shù) 晶胞原子半徑 配位 數(shù) 致密 度 例如 體心 立方 3. a/4 -Fe Cr Mo W V 面心 立方 2. a/4 -FeCu Al Ni Pb 密排 六方 a/2 Zn Mg Be Ti Co Cd 3常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？它們的原子排列和晶格常數(shù)各有什么特點(diǎn)？-Fe、-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬于何種晶體結(jié)構(gòu)？（五）綜合分析題（續(xù)）4畫出體心立方、面心立方和密排六方晶體中原子最密的晶面和晶向、寫出它們的晶面和晶向指數(shù)并求出單位面積及單位長度上的原子數(shù)。 略。6已知-Fe的晶格常數(shù)，-Fe的晶格常數(shù)，試求出

6、-Fe和-Fe的原子半徑和致密度。 略。7在常溫下，已知鐵的原子直徑，銅的原子直徑，求鐵和銅的晶格常數(shù)。 略。8實(shí)際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？ 見習(xí)題P39立方晶系中，下列各晶面、晶向表示法是否正確？不正確的請改正：（1，-1，2）、（1/2，1，1/3）、-1,1.5,2、11。解：（12）、（362）、34晶格類型晶胞內(nèi)平均原子數(shù)和的關(guān)系配位數(shù)晶格致密度BCC23a/4868%FCC42a/41279%HCP61/21274%5填出表2-2中三種典型金屬的基本參量：122（一）解釋名詞結(jié)晶過冷度自發(fā)生核非自發(fā)生核晶粒度變質(zhì)處理（二）填空題 1結(jié)晶過程是依靠兩個(gè)密切聯(lián)

7、系的基本過程來實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)過程是和。 2在金屬學(xué)中，通常把金屬從液態(tài)過渡為固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為；而把金屬從一種固態(tài)過渡為另一種固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為。 3當(dāng)對金屬液體進(jìn)行變質(zhì)處理時(shí)，變質(zhì)劑的作用是 4液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶過程的推動力是，阻力是。 5能起非自發(fā)生核作用的雜質(zhì)，必須符合的原則。 6過冷度是指，其表示符號為。 7過冷是結(jié)晶的條件。 8細(xì)化晶粒可以通過和兩種途徑實(shí)現(xiàn)。 9典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個(gè)晶區(qū)分別為：形核 長大結(jié)晶同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變促進(jìn)形核，細(xì)化晶粒。自由能差降低（F）自由能增加結(jié)構(gòu)相似，尺寸相當(dāng)T理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差必要增加過冷度加變質(zhì)劑細(xì)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和等軸晶區(qū)。（三）是非題1凡是

8、由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。2室溫下，金屬晶粒越細(xì)，則強(qiáng)度越高，塑性越低。3金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的結(jié)晶過程，就是由短程有序狀態(tài)向長程有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程。4在實(shí)際金屬和合金中，自發(fā)生核常常起著優(yōu)先和主導(dǎo)的作用。5純金屬結(jié)晶時(shí)，生核率隨冷度的增加而不斷增加。6當(dāng)晶核長大時(shí)，隨過冷度增大，晶核的長大速度增大。但當(dāng)過冷度很大時(shí)，晶核長大的速度很快減小。7當(dāng)過冷度較大時(shí)，純金屬晶體主要以平面狀方式長大。8當(dāng)形成樹枝狀晶體時(shí)，枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結(jié)晶后形成的枝晶是一個(gè)多面體。9在工程上評定晶粒度的方法是在放大100倍的條件，與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖作比較，級數(shù)越高、晶粒越細(xì)。10過冷度的大小取

9、決于冷卻速度和金屬的本性。（）（）（）（）（）（）（）（）（）（四） 選擇正確答案1 金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度將： a越高；b越低；c越接近理論結(jié)晶溫度。2 為細(xì)化晶粒，可采用： a快速澆注；b加變質(zhì)劑；c以砂型代金屬型。3 實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí)，通過控制生核速率N和長大速度G的比值來控制晶粒大小，在下列情況下獲得粗大晶粒： a N/G很大時(shí)；bN/G很小時(shí)；cN/G居中時(shí)。（五）綜合分析題 1試畫出純金屬的冷卻曲線，分析曲線中出現(xiàn)“平臺”的原因。 2金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長速度受到哪些因素的影響？ 3在實(shí)際應(yīng)用中，細(xì)晶粒金屬材料往往具有較好的常溫力學(xué)性能，試從過

10、冷度對結(jié)晶基本過程的影響，分析細(xì)化晶粒、提高金屬材料使用性能的措施。解:曲線中出現(xiàn)“平臺”是因?yàn)樵诮Y(jié)晶過程中放出的結(jié)晶潛熱與散失的熱量平衡，因而結(jié)晶過程是在同一個(gè)溫度下進(jìn)行的。答：（P27）金屬由液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程，實(shí)質(zhì)上就是原子由近程有序狀態(tài)過渡為長程有序狀態(tài)的過程。晶核的形成率受T和雜質(zhì)的影響，成長速度受T的影響。解：由于過冷度越大，晶粒越細(xì)，因而能增加過冷度的措施均有利于細(xì)化晶粒，主要是增加冷卻速度。 4如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下鑄件晶粒的大小： 1）金屬模澆注與砂型澆注； 2）變質(zhì)處理與不變質(zhì)處理； 3）鑄成薄件與鑄成厚件； 4）澆注時(shí)采用震動與不采用震動。 5.為什么

11、鋼錠希望盡量減少柱狀晶區(qū)？金屬模澆注比砂型澆注晶粒細(xì)小；變質(zhì)處理晶粒細(xì)小；鑄成薄件的晶粒細(xì)小；澆注時(shí)采用震動的晶粒較細(xì)小。柱狀晶區(qū)具有方向性，使金屬存在各向異性，且存在弱面部夾雜及低熔點(diǎn)雜質(zhì)富集于晶面，降低了金屬的性能。（一） 解釋名詞塑性變形塑性強(qiáng)度滑移加工硬化回復(fù)再結(jié)晶熱加工滑移系硬位向（二） 填空題1 加工硬化現(xiàn)象是指 加工硬化的結(jié)果，使金屬對塑性變形的抗力增大，造成加工硬化的根本原因是2 滑移的實(shí)質(zhì)是 。3 金屬塑性變形的基本方式是 。4 - Fe發(fā)生塑性變形時(shí)，其滑移面和滑移方向分別是 和 。5 影響多晶體塑性變形的兩個(gè)主要因素是 和 。6 變形金屬的最低再結(jié)晶溫度是指 ，其數(shù)值與熔

12、點(diǎn)間的大致關(guān)系為 。7 鋼在常溫下的變形加工稱為 加工，而鉛在常溫下的變形加工稱為 加工。8 影響再結(jié)晶開始溫度的因素 。9 再結(jié)晶后晶粒的大小主要取決于 和 。 隨變形度的增大，金屬強(qiáng)度和硬度顯著提高而塑性和韌性顯著下降的現(xiàn)象，位錯密度提高，變形抗力增大。位錯的運(yùn)動滑移和孿生110 111晶界晶粒 當(dāng)變形度達(dá)到一定大小后，金屬的再結(jié)晶溫度趨于某一穩(wěn)定值時(shí)的溫度TR（0.350.4）Tm冷熱 預(yù)變形度、金屬的熔點(diǎn)和微量雜質(zhì)和合金元素、加熱速度、保溫時(shí)間預(yù)變形度加熱溫度（三） 是非題1 在體心立方晶格中，滑移面為1116，而滑移方向?yàn)?102，所以滑移系為12。2 滑移變形不會引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的

13、變化。3 因?yàn)锽CC晶格與FCC晶格具有相同數(shù)量的滑移系，所以兩種晶體的塑性變形能力完全相同。4 孿生變形所需要的切應(yīng)力要比滑移變形時(shí)所需的小得多。5 金屬的預(yù)先變形度越大，其開始再結(jié)晶的溫度越高。6 變形金屬的再結(jié)晶退火溫度越高，退火后得到的晶粒越粗大。7 金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒。8 熱加工是指在室溫以上的塑性變形加工。9 再結(jié)晶能夠消除加工硬化效果，是一種軟化過程。10再結(jié)晶過程是有晶格類型變化的結(jié)晶過程。（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（四） 選擇正確答案 1 能使單晶體產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力為：a正應(yīng)力；b切應(yīng)力；c復(fù)合應(yīng)力。 2 面心立方晶格的晶體在受力時(shí)的滑移方向

14、：a111；b110；c100。 3 體心立方與面心立方晶格具有相同數(shù)量的滑移系，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：a少；b多；c相等。 4 金屬的最低再結(jié)晶溫度可用下式計(jì)算a b c 5 變形金屬再加熱時(shí)發(fā)生的再結(jié)晶過程是一個(gè)新晶粒代替舊晶粒的過程，這種新晶粒的晶型是：a與變形前的金屬相同；b與變形后的金屬相同；c形成新的晶型。 6 加工硬化使：a強(qiáng)度增大，塑性降低；b強(qiáng)度增大，塑性增大；c強(qiáng)度減小，塑性增大；d強(qiáng)度減小，塑性減小。 7 再結(jié)晶后：a形成等軸晶，強(qiáng)度增大；b形成柱狀晶，塑性下降；c形成柱狀晶，強(qiáng)度升高；d形成等軸晶，塑性升高。)

15、(4.0)(00CCTT熔再)(4.0)(KKTT熔再273)(4 . 0)(0CKTT熔再（五）綜合分析題 1指出下列名詞的主要區(qū)別： 1）彈性變形與塑性變形； 2）韌性斷裂與脆性斷裂；前者在斷裂前產(chǎn)生了大量的塑性變形；且在正應(yīng)力的作用下，金屬晶體常發(fā)生脆性斷裂；在切應(yīng)力的作用下，則發(fā)生韌性斷裂。 3）再結(jié)晶與二次再結(jié)晶；略 4）加工硬化與變質(zhì)處理；前者是由于變形使強(qiáng)度硬度提高，而塑性韌性降低，后者使晶粒細(xì)化，使強(qiáng)度硬度提高，且塑性韌性增加。 2說明下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原因： 1）晶界處滑移的阻力最大；見P41 2）實(shí)際測得的晶體滑移所需的臨界切應(yīng)力比理論計(jì)算得到的數(shù)值小；見P39用位錯分析 3）

16、Zn,-Fe,Cu的塑性不同。Zn為密排六方晶格,-Fe為體心立方晶格,Cu為面心立方晶格，所以Zn的塑性最差，-Fe其次，Cu的塑性最好，因?yàn)槊芘帕骄Ц竦幕葡底钌伲w心立方晶格與面心立方晶格雖然滑移系相同，但前者的滑移方向較多，因而塑性最好。在外力的作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力拆去后前者可恢復(fù)原來的形狀及尺寸，而后者卻不能。 3說明滑移變形與孿生變形的主要區(qū)別。 4為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？答：晶粒越細(xì)，強(qiáng)度硬度逾高，這是因?yàn)榫ЯＴ叫。瑔挝幻娣e上晶粒的數(shù)量越多，晶界的總面積越大，因晶界變形的抗力較大，所以整個(gè)金屬的強(qiáng)度水平較高。晶粒越細(xì)，塑性韌性逾好，這是因?yàn)榫Я?shù)愈多，金屬的總

17、變形量可分布在更多的晶粒內(nèi)，晶粒間的變形不均勻性減小，使塑性較好；晶界的影響較大，晶粒內(nèi)部和晶界附近的變形量差減小，晶粒變形也較均勻，所以減小了應(yīng)力集中，推遲了裂紋的形成和發(fā)展，使金屬在斷裂之前可發(fā)生較大的塑性變形。由于細(xì)晶粒金屬的強(qiáng)度較高，塑性較好，所以斷裂時(shí)需要消耗較大的功，所以韌性較好。見P37（五）綜合分析題（續(xù)） 5與單晶體的塑性變形比較，說明多晶體塑性變形的特點(diǎn)。 略 6金屬塑性變形后組織和性能有什么變化？ 見P42-45 7在圖4-1所式的晶面、晶向中，哪些是滑移面哪些是滑移方向？就圖中情況能否構(gòu)成滑移系？ 略 8用低碳鋼板冷沖壓形成的零件，沖壓后發(fā)現(xiàn)各部位的硬度不同，為什么？如

18、何解決？ 硬度高的地方變形較大，產(chǎn)生了加工硬發(fā)，可用再結(jié)晶退火的方法解決。 9拉制半成品銅絲的過程如圖4-2所式，試畫出不同階段的組織與性能變化示意圖，并對圖形加以解釋。 略（五）綜合分析題（續(xù)） 10已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380，1528，327和232，試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100下的加工，錫和鉛在室溫（20）下的加工各為何種加工？ 略 11銅的熔點(diǎn)為1083，試求其再結(jié)晶退火溫度。 略 12何謂臨界變形度？分析造成臨界變形度的原因。 略 13熱加工對金屬的組織和性能有何影響？鋼材在熱變形加工（如鍛造）時(shí)，為什么不出現(xiàn)硬化現(xiàn)象？ 見P50鋼材在熱變形

19、加工（如鍛造）時(shí)，塑性變形產(chǎn)生的加工硬化被隨即發(fā)生的回復(fù)、再結(jié)晶的軟化作用所消除，使金屬不產(chǎn)生硬化。 14在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化。試分析強(qiáng)化原因。 略（一）解釋名詞 組元 相 組織 組織組成物 固溶體 金屬間化合物 間隙相 枝晶偏析 固溶強(qiáng)化（二） 填空題1固溶體的強(qiáng)度和硬度比溶劑的強(qiáng)度和硬度 。2Cu-Ni合金進(jìn)行塑性變形時(shí)，其滑移面為 。3固溶體出現(xiàn)枝晶偏析后，可用 加以消除。4以電子濃度因素起主導(dǎo)作用而生成的化合物稱 。5共晶反應(yīng)式為，共晶反應(yīng)的特點(diǎn)是 。高擴(kuò)散退火電子化合物發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)三相共存，它們各自的成分是確定的，反應(yīng)在恒溫下平衡

20、的進(jìn)行。111Ldc+e（三）是非題 1間隙固溶體一定是無限固溶體。 2間隙相不是一種固溶體，而是一種金屬間化合物。 3平衡結(jié)晶獲得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和強(qiáng)度要高。 4在共晶相圖中，從L中結(jié)晶出來的晶粒與從中析出的晶粒具有相同的晶體結(jié)構(gòu)。 5一個(gè)合金的室溫組織為+（+），它由三相組成。（）（）（）（）（）（四） 選擇正確答案1 固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與 相同。 a溶劑；b溶質(zhì)；c其它晶型 2 間隙相的性能特點(diǎn)是： a熔點(diǎn)高，硬度低；b硬度高，熔點(diǎn)低； c硬度高，熔點(diǎn)高。3 在發(fā)生L+共晶反應(yīng)時(shí)，三相的成分： a相同； b確定； c不定。4 共析成分的合金在共析反

21、應(yīng)+剛結(jié)束時(shí)，其組 成相為： a+； b+； c（+）5 一個(gè)合金的組織為+ +（+），其組織組成物為: a 、； b、 、（+）； c 、 。（五）綜合題1什么是固溶強(qiáng)化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？P522間隙固溶體和間隙相有什么不同？P523將20純銅與30純鎳熔化后慢冷至如圖5-1溫度，求此時(shí)：1）兩相的成分； L：50%Ni、C：80%Ni2）兩相的重量比； QL/Q=（80-60）/（60-50）=23）各相的相對重量；L% =（80-60）/（80-50）=67% % = 1- L% =33% 4）各相的重量。 QL=67%50kg=33.5kg Q=33%50kg=16.5kg

22、（五）綜合題（續(xù),略）4 圖5-2為Pb-Sn相圖，1） 用冷卻曲線表示96%Pb的Pb-Sn合金的平衡結(jié)晶過程，畫出室溫平衡組織式意圖，標(biāo)上各組織組成物。2） 計(jì)算該合金室溫組織中組成相的相對重量。3） 計(jì)算該合金室溫組織中組織組成物的相對重量。4） 指出該合金系室溫組織中含最多的合金成分。5） 指出該合金系室溫組織中共晶體最多和最少的合金的成分或成分范圍。5 某合金相圖如圖5-3所示，1） 標(biāo)上（1）（3）區(qū)域中存在的相。2） 標(biāo)上（4），（5）區(qū)域中的組織。3） 相圖中包括哪幾種轉(zhuǎn)變？寫出它們的反應(yīng)式。6 發(fā)動機(jī)活塞用Al-Si合金鑄件制成，根據(jù)相圖（圖5-4），選擇鑄造用Al-Si合金

23、的合適成分，簡述原因。（一） 名詞解釋同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變-Fe鐵素體珠光體（二）填空題1珠光體的本質(zhì)是。2FeC3的本質(zhì)是3一塊純鐵在912發(fā)生-Fe-Fe轉(zhuǎn)變時(shí)，體積將4F的晶體結(jié)構(gòu)為；A的晶體結(jié)構(gòu)為。5共析成分的鐵碳合金室溫平衡組織是，其組成相是。6在鐵碳合金室溫平衡組織中，含最多的合金成分點(diǎn)為，含最多的合金成分點(diǎn)為。7用顯微鏡觀察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體含量為80%，則此鋼的碳含量為。鐵素體與滲碳體的共析混合物Fe與C的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物共晶成份縮小體心立方面心立方F+Fe3CP62%E（三）是非題1鐵素體的本質(zhì)是碳在-Fe中的間隙相。220鋼比T12鋼的碳含量要高。3Fe3C與Fe3C的形態(tài)與晶體結(jié)構(gòu)均不相同。4在退火狀態(tài)（接近平衡組織），45鋼比20鋼的硬度和強(qiáng)度都高。5在鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中，只有成分為4.3%C的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反應(yīng)。（）（）（）（）（）（四）選擇正確答案1奧氏體是：a碳在-Fe中的間隙固溶體；b碳在-Fe中的間隙固溶體；c碳在-Fe中的有限固溶體。2珠光體是一種：a單相固溶體；b兩相混合物；cFe與C的混合物。3T10鋼的含碳量為：a0.10%；