工程材料課后習(xí)題參考答案華科大版

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1、第一章金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1.解釋下列名詞點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷，亞晶粒，亞晶界，刃型位錯(cuò)，單晶體，多晶體，過(guò)冷度，自發(fā)形核，非自發(fā)形核，變質(zhì)處理，變質(zhì)劑。答：點(diǎn)缺陷：原了排列不規(guī)則的區(qū)域在空間三個(gè)方向尺寸都很小，主要指空位間隙原了、直換原子等。線缺陷：原子排列的不規(guī)則區(qū)域在空間一個(gè)方向上的尺寸很大，而在其余兩個(gè)方向上的尺寸很小。如位錯(cuò)。面缺陷：原子排列不規(guī)則的區(qū)域在空間兩個(gè)方向上的尺寸很大，而另i方向上的尺寸很小。如晶界和亞晶界。亞晶粒：在多晶體的每一個(gè)晶粒內(nèi)，晶格位向也并非完全i致，而是存在著許多尺寸很小、位向差很小的小晶塊，它們和互鑲嵌而成品粒，稱亞品粒。亞品界：兩相鄰亞晶粒間的邊界稱

2、為亞品界。刃型位錯(cuò)：位錯(cuò)可認(rèn)為是品格屮一部分品體相對(duì)于另一部分晶體的局部滑移而造成?；撇糠峙c未滑移部分的交界線即為位錯(cuò)線。如果相對(duì)滑移的結(jié)果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的邊緣好像插入晶體中的一把刀的刃口，故稱“刃型位錯(cuò)”。單晶體：如果一塊晶體，其內(nèi)部的晶格位向完全一致，貝IJ稱這塊晶體為單晶體"多晶體：由多種晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)稱為“多晶體”。過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度Z差稱為過(guò)冷度。白發(fā)形核：在一定條件下，從液態(tài)金屬中直接產(chǎn)生，原子呈規(guī)則排列的結(jié)晶核心。非白發(fā)形核：是液態(tài)金屬依附在一些耒溶顆粒表而所形成的晶核。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意加入某些難熔周態(tài)顆粒，造成大量可

3、以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)的晶核數(shù)H大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒，這種處理方法即為變質(zhì)處理。變質(zhì)劑：在澆注前所加入的難熔朵質(zhì)稱為變質(zhì)劑。2.常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪兒種？a-Fe、Y-Fe、/1、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？答：常見金屬品體結(jié)構(gòu)：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；a_Fe、Cr>V屬于體心立方晶格:Y—Fe、Al、Cu>Ni、Pb屬于面心立方晶格:Mg、Zn屬于密排六方晶格:3.配位數(shù)和致密度可以用來(lái)說(shuō)明哪些問(wèn)題？答：川來(lái)說(shuō)明晶體中原子排列的緊密程度。晶體中配位數(shù)和致密度越大，則晶體中原子排列越緊密。4.晶而指數(shù)和晶向指數(shù)

4、有什么不同？答：品向是指品格中各種原子列的位向，用品向指數(shù)來(lái)農(nóng)示，形式為［wwv］；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指數(shù)來(lái)表示，形式為(hkl)。5.實(shí)際晶體屮的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？答：如果金屬屮無(wú)晶體缺陷時(shí)，通過(guò)理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體屮缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度乂隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無(wú)論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會(huì)造成品格埼變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。1.為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？答：因?yàn)閱尉w內(nèi)各個(gè)方向上原子排列

5、密度不同，造成原子間結(jié)合力不同，因而表現(xiàn)出各向異性；而多晶體是由很多個(gè)單晶體所組成，它在各個(gè)方向上的力相互抵消平衡，因而表現(xiàn)各向同性。2.過(guò)冷度與冷卻速度冇何關(guān)系？它對(duì)金屬結(jié)晶過(guò)程冇何影響？對(duì)鑄件晶粒大小冇何影響？答：①冷卻速度越大,則過(guò)冷度也越大。②隨著冷卻速度的増大，則晶體內(nèi)形核率和長(zhǎng)人速度都加快，加速結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行,但當(dāng)冷速達(dá)到一定值以后則結(jié)晶過(guò)程將減慢，因?yàn)檫@時(shí)原子的擴(kuò)散能力減弱。③過(guò)冷度增大，AF大，結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力大，形核率和長(zhǎng)大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N與G的比值，晶粒變細(xì)，但過(guò)冷度過(guò)大，對(duì)晶粒細(xì)化不利，結(jié)晶發(fā)生困難。3.金屬結(jié)品的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)率

6、受到哪些因素的影響？答：①金屬結(jié)晶的基木規(guī)律是形核利核長(zhǎng)大。②受到過(guò)冷度的影響，隨著過(guò)冷度的增大，晶核的形成率和成長(zhǎng)率都增大，但形成率的增長(zhǎng)比成長(zhǎng)率的增長(zhǎng)快；同時(shí)外來(lái)難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率。4.在鑄造生產(chǎn)中，采川哪些措施控制晶粒大??？在生產(chǎn)中如何應(yīng)川變質(zhì)處理？答：①采用的方法：變質(zhì)處理，鋼模鑄造以及在砂模中加冷鐵以加快冷卻速度的方法來(lái)控制晶粒大小。②變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)品前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大暈可以成為非H發(fā)品核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)的品核數(shù)目大大増加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒。③機(jī)械振動(dòng)、攪拌。第二章金屬的塑性變形與再結(jié)晶1.解釋下列名詞：加工硬化、回復(fù)

7、、再結(jié)晶、熱加工、冷加工。答：加工便化：隨著舉性變形的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度迅速增加；槊性、韌性迅速下降的現(xiàn)彖。I叫復(fù)：為了消除金屬的加工碾化現(xiàn)彖，將變形金屬加熱到某一溫度，以使其組織和性能發(fā)生變化。在加熱溫度較低時(shí)，原子的活動(dòng)能力不大，這時(shí)金屬的晶粒大小和形狀沒有明顯的變化，只是在晶內(nèi)發(fā)生點(diǎn)缺陷的消失以及位錯(cuò)的遷移等變化，因此，這時(shí)金屬的強(qiáng)度、破度和塑性等機(jī)械性能變化不大，而只是使內(nèi)應(yīng)力及電阻率等性能顯著降