1、 第一章 原子排列本章需掌握的內容：材料的結合方式：共價鍵，離子鍵，金屬鍵，范德瓦爾鍵，氫鍵；各種結合鍵的比較及工程材料結合鍵的特性；晶體學基礎：晶體的概念，晶體特性（晶體的棱角，均勻性，各向異性，對稱性），晶體的應用空間點陣：等同點，空間點陣，點陣平移矢量，初基胞，復雜晶胞，點陣參數。晶系與布拉菲點陣：種晶系，14種布拉菲點陣的特點；晶面、晶向指數：晶面指數的確定及晶面族，晶向指數的確定及晶向族，晶帶及晶帶定律六方晶系的四軸座標系的晶面、晶向指數確定。典型純金屬的晶體結構：三種典型的金屬晶體結構：fcc、bcc、hcp；晶胞中原子數、原子半徑，配位數與致密度，晶面間距、晶向夾角晶體中原子堆垛

2、方式，晶體結構中間隙。了解其它金屬的晶體結構：亞金屬的晶體結構，鑭系金屬的晶體結構，同素異構性了解其它類型的晶體結構：離子鍵晶體結構：MgO陶瓷及NaCl，共價鍵晶體結構：SiC陶瓷，As、Sb非晶態結構：非晶體與晶體的區別，非晶態結構分子相結構1. 填空1. fcc結構的密排方向是_，密排面是_，密排面的堆垛順序是_致密度為_配位數是_晶胞中原子數為_，把原子視為剛性球時，原子的半徑是_；bcc結構的密排方向是_，密排面是_致密度為_配位數是_ 晶胞中原子數為_，原子的半徑是_；hcp結構的密排方向是_，密排面是_，密排面的堆垛順序是_，致密度為_配位數是_，晶胞中原子數為_，原子的半徑是_

3、。2. bcc點陣晶面指數h+k+l=奇數時，其晶面間距公式是_。3. Al的點陣常數為0.4049nm，其結構原子體積是_。4. 在體心立方晶胞中，體心原子的坐標是_。5. 在fcc晶胞中，八面體間隙中心的坐標是_。6. 空間點陣只可能有_種，鋁晶體屬于_點陣。Al的晶體結構是_，a-Fe的晶體結構是_。Cu的晶體結構是_，7 點陣常數是指_。8 圖1是fcc結構的(-1,1,0 )面，其中AB和AC的晶向指數是_，CD的晶向指數分別是_，AC所在晶面指數是 -。9 晶胞中每個原子平均占有的體積稱為_。10 FCC包含有<112>晶向的晶面是_。ABC D 1圖1ABC D圖21

4、1. 圖2為簡單立方點陣晶胞，其中ABC面的指數是_，AD的晶向指數是_。12. 在空間點陣中選取晶胞的原則是：（1）_(2)_(3)_(4)_。13 以點陣常數a為單位，fcc晶體的原子半徑是_，bcc晶體的原子半徑是_，fcc晶體（110）面的晶面間距是_，110方向的原子間距為_，fcc晶體的結構原子體積為_。14 金剛石的晶體_，每個晶胞中的原子數為_。15 （h1k1l1）和（h2k2l2）兩晶面的晶帶軸指數uvw為_。16 面心立方結構每個晶胞中八面體間隙數為_，四面體間隙數為_。17 立方晶系晶面間距計算公式是_。18 Zn室溫的點陣常數a=2.6649A，c=4.9468A，其

5、軸比為_，配位數為_。19 工業多晶體金屬不呈現性能的各向異性，其原因是_。20 純鐵冷卻時在912e 發生同素異晶轉變是從_結構轉變為_結構，其原子半徑發生_變化。21. 原子排列最密的晶面，其面間距_（最大或最小）。22. 公式d=a/Öh2+k2+l2只適用于計算_結構相平行晶面間的距離。2. 判斷1. a-Fe致密度比g-Fe小，所以a-Fe溶解碳比g-Fe多。（ ）2. 立方晶系中具有相同指數的晶面與晶向必定相互垂直。（ ）3. 原子半徑大小與其在晶體中配位數無關。（ ）4. 密排六方結構不能稱作一種空間點陣。（ ）5. 鐵素體的點陣常數比a-Fe的點陣常數小。（ ）6.

6、金屬鍵無方向性及飽和性。（ ）7. 在立方晶系中，-111（1-1-1）。（ ）8. 在fcc和bcc結構中，一切相鄰的平行晶面間的距離可用公式：d=a/h2+k2+l2 ( )9. 結構原子體積是指結構晶胞中每個原子的體積。（ ）10. 立方晶系的(100)，（010）和（001）面屬于同一個晶帶。（ ）11. 由g-Fe轉變為a-Fe時，原子半徑增大（ ），發生體積膨脹（ ）。12. Fcc和bcc結構中的八面體間隙均為正八面體。（ ）13. 空間點陣中每個陣點周圍具有等同的環境。（ ）14 一個面心立方結構相當于體心正方結構。（ ）15. 從實用觀點來看體心立方金屬中的空隙比面心立方金屬

7、中的更為重要。（ ）3、 簡述金屬鍵，晶體，同素異晶轉變（并舉例），晶胞，點陣常數，晶面指數，晶面族，晶向指數，晶向族（舉例），晶帶和晶帶軸，配位數，致密度，晶面間距， 面心立方結構，體心立方結構，密排六方結構， 4、 問答1：在簡單立方晶胞中畫出(1-2 1)晶面和11-2晶向，在hcp晶胞的（0001）面上標出（-12-10）晶面和-12-10晶向。2：求11-1和20-1兩晶向所決定的晶面。3 在鉛的（100）平面上，1mm2有多少原子？已知鉛為fcc面心立方結構，其原子半徑R=0.175×10-6mm。4 在面心立方fcc晶胞中，110方向中位于（111）平面上的有哪些方向。

8、5 畫出一個體心立方晶胞，在晶胞上畫出： 1 發生滑移的一個晶面 2 在這個面上發生滑移的幾個滑移方向。6 寫出圖3中ABCD四面體各面的晶面指數和BC，CA的晶向指數。ABCD圖47. 在圖4中畫出(1 1 2 0)晶面和1 2 1 0 晶向。求圖示密排六方晶胞OA，OB晶向指數及ABC的晶面指數。O BAC圖38：畫出fcc中具有下列密勒指數的晶面和晶向。1（111）111； 2（321）-2369：畫出hcp晶胞，并畫出(10-10)晶面及11-20晶向。10：畫出bcc晶胞下列晶面上原子平面排列情況：（110），（111）12：畫出兩個面心晶胞組成的體心正方晶胞，并畫出（111）fcc

9、，（011）體心正方晶面與-211fcc，01-1體心正方晶向，并指出兩晶面與兩晶向存在何種關系。第二章 合金相結構本章的主要內容：固溶體：固溶體的分類有置換固溶體及影響固溶度因素，間隙固溶體，缺位固溶體中間相：正常價化合物，電子化合物，間隙相與間隙化合物，金屬間化合物的性質與應用固溶體的微觀不均勻性：超結構，以fcc、bcc及hcp為基的超結構，有序參數1.填空1. 形成無限固溶體的必要條件是：（1）_，（2）_-，（3）_。2. 形成有序固溶體的必要條件是：（1）_，（2）_，（3）_。3. 影響正常價化合物形成的主要因素是_。4. C原子半徑為0.77A，Cr的原子半徑為1.28A，則C

10、r23C6是_化合物。圖1 5. 隨著溶質濃度的增大，單相固溶體合金的強度_，塑性_，導電性_。6. 如圖是銅金有序固溶體的晶胞，其分子式為_。7 影響置換固溶體溶解度大小的主要因素是： （1）_；（2）_; （3）_；（4）_和環境因素。8形成置換固溶體時，兩組元原子半徑的相對差小于_，是有利于大量固溶的因素之一。9 Cu是一價，Sn是四價，則Cu3Sn化合物的電子濃度為_。10 鐵碳合金中奧氏體的晶體結構是_，鐵素體的晶體結構是_。11置換式固溶體的不均勻性主要表現為存在_和_。12. 電子化合物的形成條件為_，晶型_，例如_。13間隙相的形成元素為_，晶型為_例如_。14 高速鋼中VC相

11、結構為_，黃銅中CuZn相結構為_。15 填隙固溶體溶質溶于溶劑金屬點陣的_，只能形成_固溶體。16 按照溶質原子進入溶劑點陣的位置區分，固溶體可分為_和_。17 元素的負電性是指_，在周期表中，同一周期元素的負電性由左向右逐漸_，而同一族元素的負電性由上到下逐漸_。二元合金中兩組元的電負性差越大，越易形成_，越不易形成_。18. 無序固溶體轉變為有序固溶體時，合金性能變化的一般規律是：強度和硬度_，塑性_，導電性_。19 電子濃度是指_之比，CuZn型超結構的電子濃度等于_，屬于_空間點陣。20 隨著溶質濃度的增大，單相固溶體合金的強度_，塑性_，導電性_。2. 選擇與判斷1 形成間隙固溶體

12、時，溶劑的點陣常數_。A 增大 B 減小 C 不變2.在固溶體自由能與成分的關系式中，兩組元相互作用參數的表達式為_。圖2 A NZ(eAB+(eAA+eBB)/2) B NZ(eAB-(eAA+eBB)/2) C EAB=(eAA+eAB)/23. 圖2是銅金有序固溶體的結構晶胞，此有序固溶體的分子式為_。A Cu2Au5 B CuAu2 C CuAu3. 鎢（W）的原子半徑為1.41A，碳的原子半徑為0.77A，則WC為_A 間隙固溶體， B 間隙相， C 間隙化合物5.a-Co為hcp結構，b-Co為FCC結構，則Fe-Co無限固溶體為_結構。 A FCC ， B BCC， C hcp6

13、. 在有序固溶體中，異類原子結合力小于同類原子結合力。（ ）7. 所有金屬間化合物都能提高合金的強度。（ ）8. Nb的原子半徑為1.47A，C原子半徑為0.77A，則NbC為間隙化合物（ ）9. 純金屬發生同素異性轉變將產生成分和有序度方面的改變。（ ）10. 與固溶體相比，金屬化合物具有高硬度低塑性。（ ）11. 在拓撲相中，半徑較大的原子構成密排主層（ ），次層一般是半徑較小的原子（ ）。3.名詞解釋置換固溶體，有序固溶體，無序固溶體，間隙固溶體和間隙化合物，間隙相與間隙化合物，正常價化合物，電子濃度，電子化合物4.問答1：分析氫，氮，碳，硼在a-Fe 和g-Fe 中形成固溶體的類型，H

14、2, N, C, B進入點陣中的位置。元素的原子半徑如下：氫：0.46A 氮：0.71A 碳：0.77A 硼：0.91A2：指出固溶體與金屬化合物在晶體結構和機械性能方面的區別。第三章 純金屬的凝固本章主要內容：液態金屬的結構；金屬結晶過程：金屬結晶的條件，過冷，熱力學分析，結構條件晶核的形成：均勻形核：能量分析，臨界晶核，形核功，形核率非均勻形核：形核功，形核率晶體的長大：動態過冷度（晶體長大的條件），固液界面微觀結構，晶體長大機制，晶體長大形態：溫度梯度，平面長大，樹枝狀長大陶瓷、聚合物的凝固結晶理論的應用實例：鑄錠晶粒度的控制，單晶制備，定向凝固，非晶態金屬1. 填空1. 在液態金屬中進

15、行均質形核時，需要_起伏和_能量起伏。2. 金屬凝固的必要條件是_。 3. 液態金屬凝固時，均質形核的條件是：（1）_；（2）_，（3）_。4. 細化鑄錠晶粒的基本方法是：（1）_，（2）_，（3）_。5 形成臨界晶核時體積自由能的減小只能補償新增表面能的_。 6 液態金屬均質形核時，體系自由能的變化包括兩部分，其中_自由能是形核的阻力，_自由能是形核的動力；臨界晶核半徑rK與過冷度vT呈_關系，臨界形核功vGK等于_。7 動態過冷度是_。8 在工廠生產條件下，過冷度增大，則臨界晶核半徑_，金屬結晶冷卻速度越快，N/G比值_，晶粒越_。9 制備單晶的基本原理是_，主要方法有_法和_法。10.

16、獲得非晶合金的基本方法是_。11 鑄錠典型的三層組織是_, _, _。12 根據凝固理論，為了細化鑄錠晶粒，對于小尺寸的鑄錠一般可采用_方法，對于大尺寸的鑄錠則采用_方法。13 純金屬凝固時，其臨界晶核半徑的大小、晶粒大小主要決定于_。14 液態金屬凝固時，異質形核需要的過冷度比均質形核小，這是因為_。（異質形核時固相質點可作為晶核長大，其臨界形核功較小。）2 名詞解釋過冷度，臨界晶核，臨界晶核半徑，自發形核，能量起伏，形核功，形核率，變質處理，柱狀晶帶，等軸晶，異質形核，非晶態金屬3 判斷1 純金屬中含有少量雜質在熱力學上是穩定的。（ ）2 臨界半徑rK大小僅與過冷度有關。（ ）3 液態金屬

17、凝固時，臨界晶核半徑與過冷度成反比。（ ）4 在液態金屬中形成臨界晶核時，體系自由能的變化為零。（ ）5 任何溫度下液態金屬中出現最大結構起伏是晶胚。（ ）6 任何過冷度下液態金屬中出現的最大結構起伏卻是晶核。（ ）7 濕潤角q =180e 時，異質形核最容易進行。（ ）8 枝臂間距是指相鄰兩樹枝晶一次軸之間的距離。（ ）9 為了細化晶粒，工藝上采用增大過冷度的方法，這只對小件或薄件有效，而對較大厚壁鑄件并不適用。（ ）10 從非均勻形核計算公式：A非均勻=A均勻（2-3cosq+cos3q）/4看出當q=00時固相雜質相當于現成的大晶核。（ ）11 理論凝固溫度與固/液界面處溫度之差，稱為動

18、態過冷度。（ ）12 動態過冷度是指結晶過程中實際液相溫度熔點之差。（ ）13 液態金屬結晶時，其臨界晶粒半徑rK是不變的恒定值。（ ）14液態金屬結晶時，其理論結晶溫度與固/液界面處溫度之差稱為臨界過冷度。（ ）4 問答1 根據凝固理論，試述細化晶粒的基本途徑。2 試根據凝固理論，分析通常鑄錠組織的特點。3 試說明在鑄錠中獲得細等軸晶組織可以采取的措施。4 回答液態金屬凝固時均質形核的有關問題：（1） 寫出臨界晶核半徑gk的表達式；（2） 畫出gk與過冷度DT的關系曲線示意圖；（3） 寫出形核功DGk與臨界晶核界面能的關系式；（4） 簡述均質形核的必要條件。5 簡述液態金屬結晶時，過冷度與臨

19、界晶粒半徑，形核功及形核率的關系。6 簡述濕潤角q，雜質粒子的晶體結構和表面形態對異質形核的影響。7 銅的熔點Tm=1356K，熔化熱vHm=1628J/cm2，s=177erg/cm2，點陣常數a=0.3615nm。求銅vT=100e 時均勻形核的臨界核心半徑和每個臨界核心的原子數目。8 欲獲得鑄錠整個斷面為細等軸晶或整個斷面為柱狀晶，各需要采取哪些措施？9：何謂過冷，過冷度，動態過冷度，它們對結晶過程有何影響？10：根據冷卻速度對金屬組織的影響，現要獲得微晶，非晶，亞穩相，請指出其凝固時如何控制。第四章 二元合金相圖與合金凝固本章主要內容： 相圖基本原理：相，相平衡，相律，相圖的表示與測定

20、方法，杠桿定律；二元勻晶相圖：相圖分析，固溶體平衡凝固過程及組織，固溶體的非平衡凝固與微觀偏析固溶體的正常凝固過程與宏觀偏析：成分過冷，溶質原子再分配，成分過冷的形成及對組織的影響，區域熔煉；二元共晶相圖：相圖分析，共晶系合金的平衡凝固和組織，共晶組織及形成機理：粗糙粗糙界面,粗糙光滑界面,光滑光滑界面；共晶系非平衡凝固與組織：偽共晶，離異共晶，非平衡共晶；二元包晶相圖：相圖分析，包晶合金的平衡凝固與組織，包晶合金的非平衡凝固與組織包晶反應的應用鑄錠：鑄錠的三層典型組織，鑄錠組織控制，鑄錠的缺陷其它二元相圖：形成化合物的二元相圖，有三相平衡恒溫轉變的其它二元相圖：共析，偏晶，熔晶，包析，合晶，

21、有序、無序轉變，磁性轉變，同素異晶轉變 二元相圖總結及分析方法二元相圖實例：Fe-Fe3C亞穩平衡相圖，Al-Mn相圖，Al2O3-SiO2二元系相圖相圖與合金性能的關系相圖熱力學基礎：自由能成分曲線，異相平衡條件，公切線法則，由成分自由能曲線繪制二元相圖1.填空1 相律表達式為_。2. 固溶體合金凝固時，除了需要結構起伏和能量起伏外，還要有_起伏。3. 按液固界面微觀結構，界面可分為_和_。4. 液態金屬凝固時，粗糙界面晶體的長大機制是_，光滑界面晶體的長大機制是_和_。5 在一般鑄造條件下固溶體合金容易產生_偏析，用_熱處理方法可以消除。6 液態金屬凝固時，若溫度梯度dT/dX>0（

22、正溫度梯度下），其固、液界面呈_狀，dT/dX<0時（負溫度梯度下），則固、液界面為_狀。7. 靠近共晶點的亞共晶或過共晶合金，快冷時可能得到全部共晶組織，這稱為_。8 亞共晶合金的典型平衡組織為_，亞共析合金的典型平衡組織為_。9 共晶，包晶，偏晶，熔晶反應式分別為_, _, _, _。10 共析，偏析，包析反應式分別為_，_，_。11 固溶體合金凝固時，溶質分布的有效分配系數k1=_，當凝固速率很大時，則k1趨于_。12 不發生成分過冷臨界條件的表達式為_。13 應用相圖可以判斷_,_, _, _ 。14 純金屬凝固時，一般只有在_條件下才生長成樹枝晶，當金屬中含有雜質或固溶體合金凝

23、固由于發生_所以在_條件下也可能生長樹枝晶。固溶體合金定向凝固時，液相中溶質混合越充分，則凝固后鑄錠成分_。15 平衡分配系數K=0.1時，經三次區域熔煉后料棒前端雜質濃度將降低至原來的_。16 合金中相平衡的條件是_。17 二元系中兩相區的邊界線都表示相轉變的_和平衡相的_。18. 在二元相圖中，L1a+L2叫_反應，bL+a稱為_轉變，而反應aab稱為_反應，a+b®g稱為_反應。19 Fe-Fe3C相圖中含碳量小于_為鋼，大于_為鑄鐵；鐵碳合金室溫平衡組織均由_和_兩個基本相組成；根據溶質原子的位置，奧氏體其晶體結構是_，是_固溶體，鐵素體是_，其晶體結構是_，合金平衡結晶時，

24、奧氏體的最大含量是_；珠光體的含碳量是_它是由_和_組成的兩相混合物；萊氏體的含碳量_；在常溫下，亞共析鋼的平衡組織是_，過共析鋼的平衡組織是_，亞共晶白口鑄鐵的平衡組織是_，萊氏體的相組成物是_，變態萊氏體的相組成物是_ ，Fe3CI是從_中析出的，Fe3CII是從_中析出的，Fe3CIII是從_中析出的，它們的含碳量為_，Fe3C主要性能特點是_，A共析反應后的生成物稱為_。2. 選擇1 圖1中合金非平衡凝固后的組織為_。A b B b+aII C b+未轉變的a圖1圖2 2 要得到細小的層片狀共晶組織，必須_。A增大過冷度 B降低凝固速度 C 增大兩相間的界面能3 平衡分配系數K0=0.

25、1的合金，經三次區域熔煉后，料棒前端的雜質濃度將減至原來的_。A 1/1000 B 1/300 C 1/34 要得到細小的層片狀共晶組織，必須_。A增大過冷度 B降低凝固速度 C 增大兩相間的界面能5 在固溶體自由能與成分的關系式中，兩組元相互作用參數的表達式為_。A NZ(eAB+(eAA+eBB)/2) B NZ(eAB-(eAA+eBB)/2) C EAB=(eAA+eAB)/26 Ko<1的固溶體合金棒，由左向右進行區域熔煉后，則試棒_。A 全部被提純 B 左邊一段被提純 C 右端被提純7 圖中1，2，3合金在常溫下凝固后，枝晶偏析最小的是_。 A 合金1 B 合金2 C 合金3

26、8 有枝晶偏析的銅鎳合金，_A 枝干富Cu，枝間富NiB 枝干富Ni，枝間富CuC 枝干和枝間都富Cu9 室溫下含0.3%C的鋼平衡條件下，組織組成物為_。A F+P B F+Fe3C C (Fe3C)II+P10 鐵碳合金中的Fe3CII是從_中析出來的。A 液相 B 奧氏體 C鐵素體 D 珠光體11 Fe3CII含量最多的是_。A Fe-0.0218%C合金 B Fe-0.77%C合金C Fe-2.11%C合金 D Fe-6.69%C合金12 亞共析鋼于兩相區長時加熱，（ ）變成單相奧氏體。A 能 B 不能3 名詞解釋負溫度梯度，粗糙界面，平衡分配系數，有效分配系數，枝晶偏析，均勻化退火，

27、成分過冷，比重偏析，偽共晶，離異共晶，不平衡共晶，包析反應，共析反應，偏晶反應，珠光體，萊氏體，二次滲碳體，增幅分解， 4 判斷1 固溶體合金形核比純金屬形核難。（ ）2 產生新相，其自由能一定要比母相低才能發生。（）3 在一定溫度下二元合金中存在二相平衡條件是a相和b相有相同的自由能。（ ）4 晶粒之間化學成分不均勻的現象，稱為枝晶偏析。（ ）5 晶內偏析可通過均勻化退火消除。（ ）6 銅在凝固過程中以樹枝晶長大時，其一次軸為<100>的可能性最大。（ ）7 存在晶內偏析的固溶體相由于其晶粒內各處成分不同，所以不能看成一個相。（ ）8 成分過冷愈大，樹枝組織愈發達。（ ）9 任何

28、合金的不平衡結晶總是先結晶的固溶體晶粒含高熔點組元多，而后結晶的固溶體枝晶含低熔點組元多。（ ）10 任何成分的亞共晶和過共晶合金不平衡結晶條件下所獲得的組織與平衡組織比較，其中初生相相對量較少，而共晶體量相對較多。（ ）11 偽共晶區往往偏向晶格簡單粗糙界面一邊。（）1 離異共晶只能在非平衡條件下產生。（）1 過冷度越大，比重偏析越嚴重。（）1 擴散退火可消除區域偏析。（）15 在過冷度相同的條件下，共晶反應的速度比包晶反應快。（ ）16 二元合金中的穩定化合物有一定熔點。（ ）在熔點以下不發生分解（ ）不穩定化合物都是共析反應的生成物。（ ）17 在圖中，C0合金冷到t2溫度時，溶質B含量

29、為Co=C0/k0( )，若將合金棒由左向右進行區域熔煉后，則棒的左邊一段得到A的提純。（ ）圖4B圖318 如圖是A-B二元固溶體合金凝固時產生成分過冷的示意圖。其中To是A組元的熔點（ ），Ti是固/液界面處的溫度（ ），曲線是界面前沿液態合金的液相線溫度（ ），G是界面前沿的溫度梯度，當G增大時，成分過冷度增大。（ ）19 二元相圖中三相平衡時溫度恒定，而平衡三相成分可變。（ ）20 宏觀上觀察，若固/液界面是平直的稱為光滑界面結構；若是金屬界面呈鋸齒形稱為粗糙界面結構。（ ）21 無論平衡或非平衡凝固，只要初晶的量很多，共晶的量很少，就可能出現離異共晶。（ ）22 Cs(x)=K0C0

30、(1-x/l)k0-1稱為穩態凝固方程。（ ）23 固溶體合金凝固時，成分過冷的臨界條件方程是：G/R=mc0/D·(1-k0)/k0 ( )，只有當G/R>mc0/D·(1-k0)/k0時才產生成分過冷。（ ）24 如圖5的相圖（二元共晶）的畫法是正確的（ ） 圖5圖625 在二元合金中，鑄造性能最好的是共晶合金。（ ）26 固溶體合金凝固時，在正溫度梯度下晶體也可能以樹枝晶長大。（ ）27 無論何種成分碳鋼組織中鐵素體相對量隨C%增加而減少，珠光體相對量則增加。（ ）28 在Fe-Fe3C相圖中的所有合金，凝固時都可產生成分過冷。（ ）29 萊氏體和變態萊氏體存在

31、的溫度范圍不同（ ），除此之外，二者無其他差別（ ）。30 鑄鐵平衡結晶過程只有共晶轉變而沒有共析轉變。（ ）31 Fe-Fe3C相圖中，含碳量低于0.0218%的合金平衡結晶組織中才有三次Fe3C存在。（ ）32 鐵素體與奧氏體的根本區別在于溶碳量不同，鐵素體少而奧氏體多。（ ）5 問答1 由Al-Cu合金相圖（圖7），試分析：適合壓力加工和鑄造的合金的成分是什么，用什么方法可提高合金強度。2 試說明在正溫度梯度下為什么固溶體合金凝固時可以呈樹枝狀方式成長，而純金屬則得不到樹枝狀晶。3 如圖7二元合金，（1）分析合金I在平衡結晶和快速冷卻不平衡結晶時的組織不同點；（2）分析合金II在平衡結晶

32、后室溫下相及組織，計算組織組成物的含量分布。4 如圖8所示為Ni-Al相圖 1） 填出相圖中各相區的平衡相2） 圖中的a相和h相是何種晶體結構？3） 指出圖中的穩定化合物和不穩定化合物。4 ）寫出圖中存在的恒溫反應，指明反應類型 5 ）計算含Ni 30%(重量)的合金在在冷卻時的相變過程，室溫下的相組成與組織組成，并計算出其中組織組成物的百分數。 6 ）試說明含Ni89%（重量）的Ni-Al合金其平衡凝固與非平衡凝固后的顯微組織的不同。7） 繪出1500e 時Al-Ni合金各相的自由能成分曲線示意圖。III圖8圖7 5 試說明在正溫度梯度下，為什么固溶體合金凝固時可以呈樹枝狀方式成長，而純金屬

33、則得不到樹狀晶。6 試分析共晶系合金非平衡結晶條件下的組織及形成原因。7 為使低合金鋼焊接接頭中的粗大樹枝晶組織改變為胞狀晶就能避免脆性，為此應如何確定焊接工藝？8 圖9是Ti-Co相圖的一部分，回答下列問題。（1） 把空白相區填上相的名稱。（2） 分析X合金（Ti-35%Co）在平衡條件下的相變過程：（1）要寫出液相析出初晶和各三相平衡反應式；（2）要繪出液相剛凝固完畢時的顯微組織示意圖，并計算出其中相組成物和組織組成物的百分含量；（3） 繪出T1溫度時合金系（到62%Co為止）各相的自由能成分曲線示意圖。圖9 圖109 根據Cu-Sn相圖（圖10）回答下列問題： （1）a相和b相為何種晶體

34、結構？（2）Cu-13.57%Sn合金在常溫下凝固后，將在a相的晶界上出現少量b相，其原因何在？如何消除b相？（1） 繪出Cu-70%Sn合金平衡凝固完畢時的顯微組織示意圖，并計算其中相組成物和組織組成物的百分數。（2） 畫出Cu-Sn系合金在450時各相自由能-成分曲線示意圖。10 根據圖回答下列問題（1） 說明aa0、bb0和cc0箭頭線的含義。（2） 用反應式（如L®r初，L®a+r等）形式說明x, y兩合金從液相到室溫的相變過程。若有三相平衡反應，要在反應式的各相右下角標明相成分的變化。（3） 寫出x合金剛凝固完畢和室溫時的組織組成物。（4） 用數學式表示y合金剛凝

35、固完畢時相組成物的百分數。圖1125 6580圖12 11 A組元為fcc結構，B組元為bcc結構，A-B二元相圖如圖所示。1）圖中的a和b相各為何種晶體結構？2）指出此二元系中比較適合做變形合金何鑄造合金的成分范圍。3）計算出亞共晶合金在TE溫度時（共晶反應前）的平衡分配系數。4）設X合金平衡凝固完畢時的組織為a初晶+(a+b)共晶，其中a初晶占80%，則此合金中B組元的含量是多少？5）繪出T1溫度時各相的自由能-成分曲線示意圖。12 根據Cu-Zn相圖（見圖13）回答下列問題：圖中的a相和h為何種晶體結構？寫出各三相平衡反應式，且每個反應要注明反應時的溫度工業用普通黃銅(即Cu-Zn合金，

36、Zn<45%)非平衡凝固時，為何枝晶偏析小？計算出Cu-35%Zn合金液相剛凝固完畢時相組成物的百分數。畫出850e 時Cu-Zn系合金各相的自由能成分曲線示意圖圖13 圖1414 如圖14為Mg-Y相圖） 填相區組成，寫出相圖上等溫反應及Y=5%wt時的合金K在室溫時的平衡組織，并計算相組成相對量。） 指出提高合金K強度的方法） 合金K在不同冷卻速度下凝固后的組織。4）已知Mg為hcp結構，試計算Mg晶胞的致密度；5）簡述圖中Y=10%wt之合金的強化方法16 試說明純Al和鋁銅單相固溶體結晶的異同。17 試畫出Fe-Fe3C亞穩平衡相圖。標注平衡反應的成分及溫度，寫出平衡反應式。分析

37、含C%為0.49%合金的平衡和非平衡凝固過程。對Fe-1%C合金，在亞穩冷卻轉變和淬火冷卻轉變后組織、性能的差異。（亞穩，P+Fe3CII，淬火，馬氏體相變。）18 根據鐵碳相圖回答下列問題： 1 寫出下列合金的化學成分：（1） 最容易產生枝晶偏析的合金； 2）Fe3CII含量最多的合金；（2） 珠光體含量最多的合金； 4）萊氏體含量最多的合金。 2 畫出Fe-1.2%C合金的室溫平衡組織示意圖，并計算出其中相組成物和組織組成物的百分含量。 3 畫出1200時各相的自由能-成分曲線示意圖。4 根據Fe-Fe3C狀態圖確定下列三種鋼在給定溫度下的顯微組織（填入表中）含碳量溫度顯微組織溫度顯微組織

38、0.4770e900e0.77680e770e1.0700e770e19 作圖：1 繪出含0.4%C的亞共析碳鋼的室溫平衡組織示意圖。2 畫出Fe-Fe3C相圖中共析溫度時各相的自由能-成分曲線示意圖。20 分析Cr-Ti二元相圖，（圖15）1 將圖中各空白相區填上相的名稱。2 圖中a相和g 相各為何種晶體結構？3 指出圖中的穩定化合物和不穩定化合物4 寫出圖中的各三相平衡反應式。5 簡要說明Cr-10%Ti合金的平衡結晶過程6 計算Cr-10%Ti合金平衡凝固完畢時組織組成物的百分數。圖15 圖1621：相圖16中，在凝固過程中哪些成分合金不會產生成分過冷，請標出來并簡單說明。四：A-B二元

39、相圖12中，分析1 24.5%B的X合金平衡凝固與非平衡凝固后組織圖。2 圖中哪些成分合金不產生過冷？3 X合金進行緩慢正常凝固，當凝固的固體分數為50%時固體成分。4 觀察67%B的Y合金組織發現全部為共晶，試分析原因。22：舉兩個實例說明相圖在材料研究方面的應用。23：分析Fe-0.4C合金室溫下：1相組成物 2 組織組成物 3繪出其冷卻曲線 4示意繪出其顯微組織圖24：按圖回答下列問題： 寫出1,2,3,4合金平衡凝固后的組織。要尋找一個塑性好，且可熱處理強化的合金應選用哪個合金為好，為什么？要選一個流動性好的鑄造合金確定哪個成分為好？計算合金在剛凝固完成時組織組成物及相組成物的百分比。

40、合金與合金的結晶過程之異同。分析非平衡結晶時，合金組織有何變化。圖17 圖18 25：根據Fe-Fe3C相圖計算含3%C白口鐵中以下組織組成物或相組成物重量百分數。1 萊氏體2 萊氏體中珠光體3 全部滲碳體4 全部珠光體26：試分析不同冷卻速度對下圖中合金凝固后顯微組織的影響。 圖19圖2027：提出三條措施提高合金強度。28：欲選擇一種碳鋼材料，要求碳鋼組織中珠光體占95%。問所選碳鋼含碳量為多少？29：A-B二元相圖如圖19：1，2合金平衡結晶后組織。1合金非平衡結晶后組織。A為FCC晶體結構，B為BCC結構，試畫出a和晶體結構。31：利用所學相圖知識，舉兩例并說明如何制得纖維復合材料？3

41、2：根據Fe-Fe3C相圖試計算C=5%合金中一次滲碳體，共晶滲碳體，二次滲碳體的含量為多少？33：試分析圖19中合金結晶過程，相組成物及組織組成物。34：銀幣中含92wt%的Ag和7.5%Cu，試根據Ag-Cu相圖說明選擇這一成分而不是純Ag制造銀幣的理由。35：擬定一個測定相圖固溶度變化曲線的實驗方案。36：根據Fe-Fe3C相圖分析含碳量為0.6%的碳鋼其室溫平衡組織是什么？計算其相組成物及組織組成物相對含量。37：畫出Fe-Fe3C相圖并根據相圖計算室溫平衡組織為鐵素體+珠光體且F/P=3/1時的含碳量，并示意繪出組織圖。38：某二元合金系相圖如圖20，今有含B20%的合金自一端凝固，

42、假定固/液界面平直狀，液相完全混合且固相中無擴散。1 設初始凝固固相成分為：B=40%和B=60%，作出凝固后試樣成分分布曲線，并在圖中指出二個成分位置。2 從液相中凝固成純a相區占試棒全長百分數。已知正常凝固方程為：Cs（X）=koCo(1-x/L)ko-139：用自由能-成分曲線說明晶內偏析為熱力學上不穩定組織。40：簡述獲得細層片狀共晶組織的條件。41：畫出Fe-Fe3C亞穩平衡圖及1148e ，727e ，500e 時自由能與wt%C關系示意曲線。42：A-B二元相圖如圖19。 1 畫出I，II合金平衡冷卻曲線以及冷卻后組織。2 設合金1（含15%B）在凝固過程中固相完全不擴散，液相完全擴散，已知此合金冷卻到包晶溫