项目一-机械工程材料-58
机械工程材料课后习题答案
机械工程课后答案第一章1、什么是黑色金属？什么是有色金属？答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。
2、碳钢，合金钢是怎样分类的？答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在0.0218%——2.11%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。
3、铸铁材料是怎样分类的？应用是怎样选择？答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。
4、陶瓷材料是怎样分类的？答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。
5、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？α-Fe，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构？答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。
面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。
密排六方晶格，Mg，Zn。
6、实际金属晶体中存在哪些缺陷？它们对性能有什么影响？答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。
线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。
当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。
面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。
7、固溶体有哪些类型？什么是固溶强化？答：间隙固溶体、置换固溶体。
由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。
第二章1、在什么条件下，布氏硬度实验比洛氏硬度实验好？答：布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色金属及轴承合金等的原料和半成品的测量，不适合测定薄件以及成品。
洛氏硬度实验可用于成品及薄件的实验。
2、σ0.2的意义是什么？能在拉伸图上画出来吗？答：表示对于没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生0.2%塑性应变时的应变作为屈服指标，即为条件屈服极限。
机械工程材料复习思考题
机械工程材料复习思考题一、填空题：1．材料常用的塑性指标有和。
2．检验淬火钢成品件的硬度一般用，检测退火件、正火件和调质件的硬度常用，检验氮化件和渗金属件的硬度常用硬度试验。
3．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是，其单位是。
4．疲劳断裂是零件在应力作用下发生的断裂现象。
5.材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力称为。
6带有裂纹的零件在外力作用下不发生脆断的条件是。
7．金属晶体的主要晶格形式有、和。
8.在立方晶系中，晶面指数与晶向指数相同时，则晶面与晶向相互。
9．金属晶体中主要的面缺陷是和。
10．位错主要有两种形式，即和。
11．点缺陷有和两种。
12.合金的基本相构成包括和两种类型。
13.固溶体可分为和两种类型。
14．金属的结晶过程主要由和两个基本过程组成。
15．金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越，晶粒越，强度越，塑性越。
16．在金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有、和。
17．与之差称为过冷度。
越大，过冷度也越大。
18.杠杆定律仅适用于二元合金的相区。
19．枝晶偏析是指晶粒内部不均匀的现象。
20．实际生产中，若要将钢热锻和热轧时，必须把钢加热到相区。
21．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是。
22．常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和。
23．与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是和。
24．在金属学中，冷加工与热加工的划分是以来界定的。
25.金属塑性变形不均匀产生的内应力一般可分为类型。
26．影响再结晶温度的主要因素有、和等几个方面。
27.根据过冷奥氏体转变产物不同，将等温冷却转变分为、和三种类型28．硫存在于钢中会使钢产生；磷存在于钢中会使钢产生。
29．钢中有害杂质元素主要是、。
30．按钢中合金元素总含量，可将合金钢分为、和。
31.马氏体的组织形态主要分为两大类，即和。
32.奥氏体转变为马氏体，晶格类型发生转变，使得马氏体体积。
33.共析钢在连续冷却转变过程中没有转变。
34.常用的淬火方法有、、和等。
机械工程材料课程标准
《机械工程材料》课程标准学时数：48学时______________ 课程性质：专业基础课------ 适用专业：机电技术应用一一、课程定位和课程设计（一）课程性质与作用该课程是焊接技术及自动化专业的一门重要的专业基础课程。
是研究工程材料的性能、组织、热处理的基本知识，以及它们之间相互联系的学科。
通过本课程的学习使学生掌握常用材料的性能组织之间的关系及有关热处理的基本知识，为学习有关后继课程和从事生产技术工作打下良好的基础。
培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生对常用机械工程材料有充分的认识，能根据材料的性能特点做到正确选材。
机械工程材料对帮住学生深入了解焊接技术专业特点，巩固加深专业知识，合理正确的选材起着非常重要的作用，课程的学习需要建立在相关专业基础课程的知识之上，尤其是机械制图、机械设计基础、机械制造基础、互换性与技术测量等课程的学习。
（二）课程设计理念遵循“设计导向”的现代职业教育指导思想，服从专业人才培养计划整体优化的要求。
在够用的基础上，考虑学生以后专业技能的发展，为培养“懂工艺、精操作、善维护、能管理、可提升”的高技术高素质、高技能应用型职业人才的培养目标而制定本课程标准。
培养学生树立终身学习的教育观念。
（三）课程设计思路在目前的教学条件下机械工程材料的教学主要以课堂讲授为主，保证了课程的学科体系，教学方法采用多媒体课件、现场教学、实物教学和项目教学相结合的教学模式。
二、课程目标（一）知识目标1.熟悉常用机械工程材料的成分，组织结构、加工工艺与性能之间的关系及变化规律；2.掌握常用机械工程材料的性能与应用，具有选用常用机械工程材料和改变材料性能方法的初步能力；3.掌握常用金属材料的牌号、性能、应用范围。
4.了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展概况；（二）能力培养目标1.熟悉常用机械工程材料的特点并能正确的选材；2.能根据所学知识进行简单热处理工艺的编制；（三）思想教育目标1培养学生热爱本职工作、勤学善思、勇于创新的精神；3.培养学生良好的职业道德素质；4.培养学生严谨、认真、务实的工作态度；5.培养学生刻苦钻研业务、擅于合作的团队精神。
机械工程材料习题答案
第六章 钢的热处理
2、何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？
答： wC0.45%碳钢属于低碳钢，室温平衡组织为F+P，其中F和P相对含量分别为：
wF%0.77 0. 77 0.4542%
硬因度此和，伸该长碳率钢等的性硬能度指为标：符合加w合P法%则。 00..747558%
伸长率为：
H 4 5H PV P % H FV F % 1 8 0 5 8 % 8 4 2 % 1 0 4 .4 3 .3 6 1 0 7 .7 6
增加，材料硬度增加、塑性下降，强度在~ wC0.90% 时最高，之后下降。
因此，Rm（ σb）： wC0.20%< wC1.20%< wC0.77% HBW： wC0.20%< wC0.77%< wC1.20% A： wC1.20%< wC0.77%< wC0.20%
4、计算碳含量为wC0.20%的碳钢的在室温时珠光体和铁素体的相对含量。
B 将（ α+β ）II 视为一种组织构成项：
WαI=
W（α+β）II=
61.9-30 61.9-19 30-19 61.9-19
=74.36% =25.64%
WαI= W（α+β）II=
61.9-30 61.9-19 30-19 61.9-19
=74.36% =25.64%
则在（ α+β ）II中含有多少α和多少β相？
2、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。
答： 固溶强化：溶质原子溶入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而位错运动时受到阻力增大。 弥散强化：金属化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶体为基体再有适量的金属间化合物均 匀细小弥散分布时，会提高合金的强度、硬度及耐磨性。这种用金属间化合物来强化合金的方式为 弥散强化。 加工强化：通过产生塑性变形来增大位错密度，从而增大位错运动阻力，引起塑性变形抗力的增加， 提高合金的强度和硬度。 区别：固溶强化和弥散强化都是利用合金的组成相来强化合金，固溶强化是通过产生晶格畸变，使 位错运动阻力增大来强化合金；弥散强化是利用金属化合物本身的高强度和硬度来强化合金；而加 工强化是通过力的作用产生塑性变形，增大位错密度以增大位错运动阻力来强化合金；三者相比， 通过固溶强化得到的强度、硬度最低，但塑性、韧性最好，加工强化得到的强度、硬度最高，但塑 韧性最差，弥散强化介于两者之间。
机械工程材料(使用)
固 态 物 质
非晶体：原子在空间无序排列(沥青，玻璃，塑料等非 金属材料）
项目二 金属的晶体结构与结晶
任务一 金属的晶体结构
二、金属常见的三种晶格类型 1.体心立方晶格 2.面心立方晶格 3.密排六方晶格 三、金属的实际晶体结构 1.单晶体 金属晶体内部晶格位向一致。 2.多晶体 金属晶体内部由许多晶格位向不同的微小晶体组成
项目二 汽车常用工程材料
任务一 金属材料的主要性能 5 疲劳强度
疲劳破坏是指：零件在交变应力作用下，经过一定时间发生破 坏的现象。疲劳破坏事先没有明显的塑性变形，是一种突然发生 的断裂，断口平直，属于反复荷载作用下的脆性破坏。金属零件 大多数均属于疲劳破坏。 疲劳破坏的特点主要有： 1.载荷为周期性变化；（交变应力） 2.载荷不一定很大；（低于强度极限）
交变载荷：大小与方向发生周期性变化的载荷。（运转中的发动机
曲 轴，齿轮等零部件所承受的载荷）.
项目二 汽车常用工程才料
任务一 金属材料的主要性能
3.变形的分类 金属材料受到载荷作用时，发生几何尺寸和形状的变化称为变形。变形一般 分为弹性变形和塑性变形。所谓弹性变形，是指材料受到载荷作用时产生变 形，载荷卸除后恢复原状的变形。而塑性变形则是指材料在载荷作用下发生 变形，且当载荷卸除后不能恢复的变形，故也叫永久变形。
合金等)
项目二 金属的晶体结构与结晶
任务三
纯金属的结晶
一、纯金属结晶的冷却曲线及过冷现象
项目二 汽车常用工程材料
任务二 汽车常用金属材料
一、碳钢
1. 碳钢的分类
1）按碳含量分类： ① 低碳钢 ② 中碳钢 ③ 高碳钢
2）按质量分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类）： ① 普通碳素钢 ② 优质碳素钢 ③ 高级优质碳素钢
机械工程材料习题(老师建议打印)
补充题(二)填空题1、固体中的结合键可分为种，它们是、、、。
p262、共价键比分子键具有更的结合力。
第二章金属的结构习题(一)解释名词致密度、晶格、晶胞、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、晶界、晶体的各向异性、刃型位错、空位、间隙原子。
(二)填空题1、同非金属相比，金属的主要特性是。
p262、晶体与非晶体最根本的区别是。
3、金属晶体中最主要的面缺陷是和。
4、位错分两种，它们是和，多余半原子面是位错所特有的。
5、在立方晶系中，｛120｝晶面族包括等晶面。
6、点缺陷有、和三种；面缺陷中存在大量的。
7、γ-Fe、a-Fe的一个晶胞内的原子数分别为和。
8、当原子在金属晶体中扩散时，它们在内、外表面上的扩散速度较在体内的扩散速度。
(三)是非题1、因为单晶体是各向异性的，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。
( )2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。
( )3、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。
( )4、在立方晶系中，(123)晶面与［12-3]晶向垂直。
( )5、在立方晶系中，(111)与(1-11)是互相平行的两个晶面。
( )6、在立方晶系中，(123)晶面与(-312)晶面属同一晶面族。
( )7、在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。
( )8、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。
( )9、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。
( )10、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍高一些。
( )11、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
( )(四)选择正确答案1、正的电阻温度系数的含义是：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。
2、晶体中的位错属于：a．体缺陷；b．面缺陷；c．线缺陷；d．点缺陷。
机械工程材料作业答案
第一章材料的结构与金属的结晶1．解释下列名词：变质处理P28；细晶强化P14；固溶强化P17。
5．为什么单晶体具有各向异性P12，而多晶体在一般情况下不显示各向异性P13？答：因为单晶体内部的原子都按同一规律同一位向排列，即晶格位向完全一致。
而在多晶体的金属中，每个晶粒相当于一个单晶体，具有各项异性，但各个晶粒在整块金属中的空间位向是任意的，整个晶体各个方向上的性能则是大量位向各不相同的晶粒性能的均值。
6．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷P13？它们对力学性能有何影响P14？答：点缺陷、线缺陷、面缺陷。
缺陷的存在对金属的力学性能、物理性能和化学性能以及塑性变形、扩散、相变等许多过程都有重要影响。
7．金属结晶的基本规律是什么P25？铸造(或工业)生产中采用哪些措施细化晶粒？举例说明。
P27~P28答：金属结晶过程是个形核、长大的过程。
（1）增大过冷度。
降低金属液的浇筑温度、采用金属模、水冷模、连续浇筑等。
（2）变质处理。
向铝合金中加入钛、锆、硼；在铸铁液中加入硅钙合金等。
（3）振动和搅拌。
如机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。
第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词：加工硬化P40；再结晶P43；纤维组织P38。
2．指出下列名词的主要区别：重结晶、再结晶P43答：再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化，故称为再结晶；而重结晶时晶格类型发生了变化。
另外，再结晶是对冷塑性变形的金属而言，只有经过冷塑性变形的金属才会发生再结晶，没有经过冷塑性变形的金属不存在再结晶的问题。
5．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？P38答：晶粒愈细，单位体积内晶粒数就愈多，变形是同样的变形量可分散到更多的晶粒中发生，以产生比较均匀的变形，这样因局部应力集中而引起材料开裂的几率较小，使材料在断裂前就有可能承受较大的塑性变形，得到较大的伸长率和具有较高的冲击载荷抗力。
6．用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理？为什么？P42答：应该利用回复过程对冷拔铜丝进行低温退火。
机械工程材料试题(答案
《机械工程材料》试题一、名词解释（共15分，每小题3分）1.奥氏体（A）2.回复3.固溶体4.自然时效5.加工硬化二、填空题（共20分，每空1分）1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。
其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。
2.陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。
3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。
4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。
5.金属的断裂形式有__________和__________两种。
6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。
7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。
三、选择题（共25分，每小题1分）1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是()A.温度过低；B.温度过高；C.钢锭含磷量过高；D.钢锭含硫量过高2.下列碳钢中，淬透性最高的是()A.20钢；B.40钢；C.T8钢；D.T12钢3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是()A.提高淬透性；B.固溶强化；C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区；D.细化晶粒；4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行()A.完全退火；B.球化退火；C.去应力退火；D.再结晶退火5.下列材料中，最适合制造机床床身的是()A.40钢；B.T12钢；C.HT300；D.KTH300-066.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是A.1Cr13钢；B.1Cr17钢；C.3Cr13钢；D.4Cr13钢7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是()A.ZAlSi12；B.2A50(旧牌号LD5)；C.ZAlMg10；D.2A12(旧牌号LY12)8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是()A.1Cr17；B.1Cr18Ni9Ti；C.聚四氟乙烯；D.SiO29.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是()A.60Si2Mn；B.5CrNiMo；C.Cr12MoV；D.GCr1510.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是()A.Al2O3；B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.饱和聚酯11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是()A.铁总是存在加工硬化，而铜没有；B.铜有加工硬化现象，而铁没有；C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和()A.铁素体-奥氏体不锈钢；B.马氏体-奥氏体不锈钢；C.莱氏体不锈钢；D.贝氏体不锈钢13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？()A.马口铁；B.白口铸铁；C.麻口铸铁；D.灰铸铁14.用于制造渗碳零件的钢称为()。
机械工程材料_习题集答案
作业01 力学性能 参考答案一、下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。
( 屈服强度 )2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。
( 疲劳强度 )3. 汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。
( 冲击韧度 )4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。
( 塑性 )5. 齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。
( 硬度 )二、下列现象与哪一个力学性能有关？1. 铜比低碳钢容易被锯割。
( 硬度 )2. 锯条易被折断，而铁丝不易折断。
( 塑性 )p151-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ，试比较这四种材料硬度的高低。
答： 45HRC →HV ： 90HRB →HB ： 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-=所以，800HV ＞45HRC ＞240HBS ＞90HRB作业02a 金属结构与结晶 参考答案一、判断题（ × ）1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
（ × ）2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。
二、选择题（ b ）1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度（ b ）2. 为细化晶粒，可采用：a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型（c ）3. 晶体中的位错属于：a. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷三、填空题1. 晶体与非晶体结构上的最根本的区别是，晶体内原子排列是：（有规则、周期性的）。
2. γ-Fe的一个晶胞原子数=（4 ）。
3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方：（α-Fe、V ）；面心立方：（Al、Cu、Ni ）；密排六方：（Mg、Zn ）4. 实际金属晶体中存在：（点、线、面）三种缺陷，引起晶格（畸变）。
5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是：（形核）和（晶核长大）。
机械工程材料习题解答
机械工业出版社《机械工程材料》习题解答第一章金属材料的力学性能P20—211.拉伸试样的原始标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料伸长率A和断面收缩率Z的值（计算结果保留两位小数）。
已知：L0=50mm ；L u= 79mm；d0=10mm ；d1 =4.9mm求：A=？和Z=？解：1）、A=（L u- L0）/L0×100%=（79-50）/50×100%=58%2）、A0=（π/4）d02=(3.14/4)×102=78.5mm2A u =( π/4)d12=(3.14/4)×4.92=18.8mm2Z=（A0- A u）/ A0×100%=（78.5-18.8）/78.5×100%=76%答：该材料伸长率为58%、断面收缩率为76%。
2．现有原始直径为10mm圆形长、短试样各一根，经拉伸试验测得伸长率A11.3、A均为25%。
求两试样拉断后的标距长度，两试样中哪一根的塑性好？已知：d0=10mm、A11.3=A=25%，L10=10d0=10×10=100mm、L5=5 d0=5×10=50mm求L u10、L u5解：依据A=（L u- L0）/ L0×100%，推导出L u =（1+A）L0则L u10=（1+A）L10=（1+25%）×100=125mmL u5=（1+A）L5= (1+25%)×50=62.5mm短试样拉伸时应该比长试样大20%，所以长试样塑性好。
答：长、短两试样拉断后的标距长度分别为125、62.5mm，长试样塑性好。
3.一根直径2.5mm，长度3m的钢丝，承受4900N载荷后有多大的弹性变形？已知：d0=2.5mm,L0=3m=3000mm,F=4900N,E=210000Mpa求△L解：S0=（π/4）d02=（3.14/4）×2.52=4.9mm2σ=F/ S0=4900/4.9=1000Mpa,ε =σ/E=1000/210000=4.8×10-3。
机械工程材料复习题及答案
一、判断：（对的打√，错的打×）１、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。
２、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。
３、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
４、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。
５、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。
6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。
7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。
8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。
9、20钢比T12钢的碳含量要高。
10、再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。
11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。
12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。
（）13、65Mn是合金调质结构钢。
14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。
15、T10A和60号钢均属于高碳钢。
（）16、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。
18、体心立方晶格的致密度为74%。
19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。
20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。
21、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。
22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。
23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。
24、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。
25、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。
26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。
27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。
（）28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。
（）29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。
机械工程材料试题及答案
性能，应选用（c ）
（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火
（c）40Cr钢经调质处理
4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火
（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ）
（a）马氏体的多少 （b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 （c）钢中的碳含量 6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应 选用（c ） （a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c） 20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火 （b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 （c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（ d）
16Mn,
不热处理
H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不热处理
Q235, 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti 固溶处理 ZGMn13
QT600-3, 45, ZL101 QT600-3
等温淬火＋高 温回火
最终组织
P＋F＋G片 表面Cm＋M＋A’ 心部 F＋M Cm＋M＋A’
3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火＋高温回火
4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度
5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力， 表面M＋A’心部S回
四、选择填空（20分）
1． 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（ d）
（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大 （b）均强烈促进奥氏体晶
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火 （b）ZGMn13—3经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火
机械工程材料
一、填空1．依据采用的渗碳剂的不同,将渗碳分为气体渗碳、固体渗碳和____＿_＿渗碳三类。
2. 钢渗碳后表层含碳量为高 ,心部碳含量为低。
3. 钢渗碳后一般需要进行淬火＋低温回火热处理,以保持其表层高硬度。
4. 渗碳钢一般选钢和低碳钢。
5． 2０、２0Cｒ、20CrMｎTi是典型的渗碳钢。
该三种钢热处理工艺性明显不同点在于２０淬透性低,20Ｃr淬透性略好、2０CrMnTｉ淬透性高。
６.渗碳后钢的心部组织为板条状马氏体，表层为针片状马氏体。
其基本性能是表层高硬度具有较高的耐磨性，心部较高的强韧性能承受较高的拉伸、弯曲、剪切载荷，且耐冲击。
7.塑料的主要构成为和。
8. 在拉伸曲线上有一个三个重要阶段是指、和阶段。
4. 工业上常用的硬度试验法为硬度试验法和硬度试验法。
5. 钢的表面淬火改变的是钢表层的,而钢的化学热处理是改变钢的表层的和。
6. 晶格的最小几何组成单元称为，其在空间的重复堆砌便构成了。
7. 用布氏硬度法测试硬度时，材料愈软,压痕直径愈大，布氏硬度值愈；８. 设计动载荷条件下的构件时,一般应考虑材料性能指标。
9. 车削细长零件时,零件弓起变形属于弹塑性变形中变形。
10.锤头长期击打使用自身钝了的变形，属于弹塑性中变形。
10.铜合金的分类为黄铜、白铜和青铜,Ｃu－Ｂe合金属于。
1１.常用硬质合金分为乌钴类、乌钛钴(YT类）和万能类三大类，YT15表示含量为１5%。
12、工业上细化晶粒的方法有增大过冷度、变质处理、振动和搅拌。
它们实质是提高了结晶过程的率。
13、实际晶体的缺陷类型分为、和。
14、钢的最终热处理一般应安排在半精加工之和磨削之。
15、借助于肉眼或显微镜观察到的金属内部各相的组成及不同的形状、大小和分布，可称作为金属的内部二、选择题1、对不重要的低碳钢结构件其热处理采用( ）即可满足要求,不需要再做其它热处理。
A．淬火Ｂ. 再结晶 C. 退火 D．正火2、结构钢经调质处理后所等到的组织为（ )。
机械工程材料习题
机械工程材料习题复习思考题11．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。
σe 、σs 、σ0.2、σb 、δ5、δ、ψ、a kv 、σ-1、σ6001×10-5、σ700 2/1×105、σ500 1×103、K Ic 、HRC 、HV 、HBS 、E 。
2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程?3．某金属材料的拉伸试样l 0=100mm ，d 0=10mm 。
拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F 0.2=6.5×103N ；F b =8．5×103N 。
拉断后标距长为l l =120mm ，断口处最小直径为d l =6.4mm ，试求该材料的σ0.2、σb 。
4．钢的刚度为20.7×104MPa ，铝的刚度为6.9×104MPa 。
问直径为2.5mm ，长12cm 的钢丝在承受450N 的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl )是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl )也不变的情况下，铝丝的直径应是多少?5．某钢棒需承受14000N 的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa 。
问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm 、E=210000MPa ，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少?6．试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。
下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。
7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题?8．指出下列硬度值表示方法上的错误。
12HRC ～15HRC 、800HBS 、58HRC ～62HRC 、550N ／mm 2HBW 、70HRC ～75HRC 、200N ／mm 2HBS 。
9．根据GB700—88《碳素结构钢》的规定牌号为Q235的钢σb ≥235MPa 、δ5≥26％。
机械工程材料试题及答案(1)
一、填空题（每空1分，共20分）1．常见的金属晶格类型有、______________和________ ______。
2．空位属于__________缺陷，晶界和亚晶界分别______ ____ 缺陷，位错属于_______________缺陷。
3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为_______________。
4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为____ ___________固溶体和_______________ 固溶体。
5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是______________、_______________、_______________和_______________。
6．常见的金属的塑性变形方式有_______________和_______________两种类型。
7．钢的热处理工艺是由_______________、_______________和_______________三个步骤组成的。
8．铁碳合金为双重相图，即_______________相图和_______________相图。
二、单项选择题（每题2分，共20分）（）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。
A．与溶质的相同 B．与溶剂的相同C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体（）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。
A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细（）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。
A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差（）4. 钢的淬透性主要取决于。
A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度D.其它合金元素（）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。
A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质C．20钢渗碳、淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火（）6.完全退火主要适用于。
机械工程材料历年试题题库汇总(答案)
塑性和韧性）。 64、刀具的使用性能要求主要是：（高硬度）、（高耐磨性）和（高热硬性）。制造刀具的
钢，其含碳量大体在（0.6~1.5%）范围。 65、金属和合金的腐蚀一般有（ 化学 ）腐蚀和（电化学）腐蚀两种，其中以（电化学）
(一) 材料的性能
1、同一牌号的普通灰口铸铁铸件，薄壁和厚壁处的抗拉强度值是相等的。（ × ） 2、用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号 HBW 表示。（√） 3、用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号 HBS 表示。（√）
(二) 材料结构
4、工业金属大多为单晶体。（ × ） 5、间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。（×） 6、同一种固相，它的初生相和次生相在化学成分、晶体结构上是不同的。（×） 7、金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为
60Si2Mn 为（弹簧）钢。 58、写出下列各类钢的一个常用钢号：普通低合金结构钢（16Mn），合金调质钢
（40Cr），滚动轴承钢（GCr15），耐磨钢（ZGMn13）。 59、60Si2Mn 钢制载重汽车板簧，其常规热处理为（淬火+中温回火），最终组织为（回火
屈氏体），硬度大致为（39-52HRC）。 60、普通低合金结构钢的使用状态为（热轧或正火的），锰的作用是（固溶强化）。 61、高速工具钢经（高温淬火）加多次（回火）后，具有很高的强度、硬度和较好的（塑
40、共析钢淬火后回火，低温回火室温组织为（回火 M），中温回火室温组织为（回火 T），高温回火室温组织为（回火 S）。
机械工程材料习题(含答案)
一、填空题1。
为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（ D ）A、等温退火B、完全退火C、球化退火 C、正火2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（ B ）A、增大VKB、增加淬透性C、减小其淬透性 C增大其淬硬性3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（ C ）A、晶粒的相对滑动B、晶格的扭折C、位错的滑移D、位错类型的改变4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ A ）A、强度硬度下降,塑性韧性提高B、强度硬度提高，塑性韧性下降C、强度韧性提高，塑性韧性下降D、强度韧性下降,塑性硬度提高5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在( A ）A、Acl+30-50CB、Ac3+30—50CC、Accm+30—50CD、T再+30—50C6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（ D )A、调质B、淬火+低温回火C、渗碳D、渗碳后淬火+低温回火7、常见的调质钢大都属于( B ）A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢8、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜( C )A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火C、调质后表面淬火D、正火9、某工件采用单相黄铜制造,其强化工艺应该是（ C ）A、时效强化B、固溶强化C、形变强化D、热处理强化10、在Fe-Fe3C合金中，其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为（ D ）A、0。
0008％B、0。
021%C、0.77%D、2.11%11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（ B ）A、0。
02％B、0.77％C、2.11％D、4。
3％12、下列钢经完全退火后,哪种钢可能会析出网状渗碳体（ D )A、Q235B、45C、60Si2MnD、T1213、下列材料中不宜淬火的是( D ）A、GCr15B、W18Cr4VC、40CrD、YT1514、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（ C )A、L+α→βB、L→α+βC、γ→α+βD、α+β→γ15、下列合金钢中，耐蚀性最好的是( D )A、20CrMnTiB、40CrB、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti16、下列合金中,哪种合金被称为巴氏合金（ B )A、铝基轴承合金B、铅基轴承合金C、铜基轴承合金D、锌基轴承合金17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（ C ）A、F+GB、F+P+GC、P+GD、Ld+G18、为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列哪种工艺（ D ）A、完全退火B、球化退火C、再结晶退火D、等温退火19、感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素( D )A、淬透性B、冷却速度C、感应电流的大小D、感应电流的频率20、下列材料中耐热性最好的是（ C )A、GCr15B、W18Cr4VC、1Cr18Ni9TiD、9SiCr21、过共析钢的退火组织是( C ）A、F+Fe3CIIIB、F+PC、P+Fe3CIID、P+Fe3CIII22、下列钢经淬火后硬度最低的是（ A ）A、Q235B、40CrC、GCr15D、45钢23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是( D )A强化基体 B、提高其韧性C、消除应力D、消除碳化物24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是( A ）A、淬火+低温回火B、渗碳+淬火+低温回火C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火25、对工件进行分级淬火的目的是（ C )A、得到下贝氏体B、减少残余奥氏体量C、减少工件变形D、缩短生产周期26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ D ）A、M+KB、P+FC、B下D、M+P27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（ B ）A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火28、为了提高45钢的综合机械性能，应进行（ B ）A、正火B、调质C、退火D、淬火+中温回火29等温退火相对于一般退火工艺而言,更能（ A ）A、减少工件变形B、消除应力C、细化晶粒D、缩短退火周期30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ B ）A、消除残余奥氏体,使碳化物入基体B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出C、使马氏体分解，提高其韧性D、消除应力，减少工件变形31、金属产生时效强化的主要原因是( D ）A、形成了高密度位错B、晶格发生畸变C、晶格类型发生改变D、析出亚稳定第二相粒子32、钢中的二次渗碳体是指从（ B ）中析出的渗碳体A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的33、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织( A )A、珠光体B、铁素体C、渗碳体D、马氏体34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是（ A ）A、匀晶相图B、共晶相图C、包晶相图D、共析相图35、钢件出现下述哪种缺陷时，难以用热处理来消除( B ）A、晶内偏析B、纤维组织C、晶粒粗大D、网状渗碳体36、钢的下列组织中热稳定性最差的是（ C ）A、珠光体B、马氏体C、回火屈氏体D、回火索氏体37、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（ A ）A、是位错马氏体B、是孪晶马氏体C、是过饱和的a固溶体D、具有高的强度38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（ C ）A、45钢B、20CrMnTiC、16MnD、W18Cr14V39、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因（ A ）A、加强温度低于Ac3B、加热温度高于AC3C、保温时间过长D、冷却速度大于VK40、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（ C ）A、二次渗碳体B、共析渗碳体C、一次渗碳体D、共晶渗碳体41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（ A )A、完全退火B、再结晶退火C、正火D、去应力退火42、下列指标中，哪个是只决定了钢的成份的性能（ D ）A、淬透性B、淬硬性C、淬透层深度D、临界冷却速度VK43、分级淬火的目的是为了（ D )A、得到B下B、增加马氏体的量C、减少残余奥氏体D、减少工件变形开裂44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ C ）A、完全退火B、等温退火C、球化退火D、正火45、下列诸材料中淬透性最好的是（ A ）A、20CrMnTiB、40CrC、GCr15D、Q23546。
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1.1 金属的结构
(2)晶格、晶胞、晶格常数
➢用于描述原子在晶体中排列规则的三维空间几何点阵称 为晶格。 ➢在晶格中就存在一个能够代表晶格特征的最小几何单元， 称之为晶胞。 ➢描述晶胞大小与形状的几何参数称为晶格常数。
根据构成合金的各组元之间相互作用的不同， 合金的晶体结构可分为固溶体、金属化合物和 机械混合物三种类型。
1.4 合金的晶体结构
1、固溶体 ➢合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀 相，称为固溶体。
➢形成固溶体后，晶格保持不变的组元称溶剂，晶格 消失的组元称溶质。
➢固溶体的晶格类型与溶剂组元 的晶格类型相同。
三、金属的实际晶体结构
1、单晶体与多晶体的概念
➢ 单晶体：晶体内部的晶格位向是完全一致。
➢ 多晶体：由多个晶粒组成的晶体结构。晶粒与晶粒
之间的界面称为晶界。 每一个小晶粒可以看成是 一个小的单晶体
晶
晶
界
粒
1.1 金属的结构
2、晶体中的缺陷 （1）点缺陷
最常见的点缺陷是空位和间隙原子，如下图所示。因为这 些点缺陷的存在，会使其周围的晶格发生畸变，引起性能 的变化。
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机械类专业
本章内容
项目一 项目二 项目三 项目四 项目五 项目六 项目七
金属的晶体结构与结晶 铁碳合金相图 钢的热处理 工业用钢 铸铁 有色金属及其合金 非金属材料及复合材料
项目一 金属的晶体结构与结晶
第一节 金属的结构 第二节 纯金属的结晶 第三节 金属的同素异构转变 第四节 合金的晶体结构 第五节 合金的结晶
1.4合金的晶体结构
一、基本概念
1、合金 是由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属
组成的具有金属特性的物质。
•例：碳钢是铁和碳组成的合金。 • 普通黄铜是铜与锌组成的合金；
硬铝是铝、铜、镁组成的合金等 。
1.4合金的晶体结构
2、组元 组成合金的最基本的、独立的物质称为组元，简
称为元。一般来说，组元就是组成合金的元素。
位错线的密度可用单位体积 内位错线的总长度表示。位 错密度愈大，塑性变形抗力 愈大。因此，目前通过塑性 变形，提高位错密度，是强 化金属的有效途径之一。
1.1 金属的结构
（3）面缺陷
面缺陷即晶界和亚晶界。 ➢ 晶界：晶粒之间原子无规
则排列的过渡层,又称大角 度晶界。 ➢ 亚晶界：晶粒内部亚组织 之间的边界，一系列刃型 位错所形成的小角度晶界。
1.4 合金的晶体结构
➢ 合金中的各种相是组成合金的基本单元，而合金 组织则是合金中各种相的综和体。
➢ 一种合金的力学性能不仅取决于它的化学成分， 更取决于它的组织。
➢ 金属通过热处理可以在不改变化学成分的前提下 获得不同的组织，从而获得不同的力学性能。
1.4 合金的晶体结构
二、合金晶体结构的类型
1.4 合金的晶体结构
固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两种：
➢ 置换固溶体 溶质原子代替溶剂原子占据溶剂晶格中的某些结点位 置而形成的固溶体，称为置换固溶体，如图所示。
按溶质溶解度不同，置换固溶体又可分为有限固溶体 和无限固溶体。
当溶剂和溶质原子直径相差不大， 一般在15％以内时，元素周期表位置 相近，易于形成置换固溶体。铜镍二 元合金即形成置换固溶体，镍原子可 在铜晶格的任意位置替代铜原子。
1.2 纯金属的结晶
2、细化晶粒的方法
（1）增加过冷度 增加过冷度，就是要提高金属凝固的冷却转变速度。
1°
2
°
3
4
°
5
6
7
8
在不同冷却条件下所得到的晶粒度
形核率N 、长大速度G 与过冷度T 的关系
1.2 纯金属的结晶
（2）变质处理 变质处理是在浇注前向液态金属中加入一些细小 的难熔的物质（变质剂），在液相中起附加晶核 的作用，使形核率增加，晶粒显著细化。
1.4 合金的晶体结构
➢ 间隙固溶体 溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶 体称为间隙固溶体，如图所示。
由于溶剂晶格的间隙有限，所以间隙固溶体只能 是有限溶解溶质原子。
间隙固溶体的溶剂是直径较大 的过渡族金属，而溶质是直径很小 的碳、氢等非金属元素。
如铁碳合金中，铁和碳所形成 的固溶体――铁素体和奥氏体，皆 为间隙固溶体。
1.1 金属的结构
一、晶体的基本概念
1、晶体与非晶体
晶体：原子在三维空间排列有规律,有熔点,各向异性。
固态物质
非晶体：原子是杂乱无章的堆积在一起无规则可循。
晶体
金刚石、NaCl、冰 等。
液体
非晶体 ： 蜂蜡、玻璃 等。
1.1 金属的结构
晶体与非晶体的根本区别在于其内部原子的排列是否规则。
晶体有一定的熔点，且性能呈各向异性，而非晶体与此 相反。
如碳钢中的Fe3C。
3Fe + C = Fe3C 体心 六方 复杂结构
1.4 合金的晶体结构
➢ 金属化合物的特点：
金属化合物具有复杂的晶 体结构，熔点较高，硬度高， 脆性高（三高）。
当它呈细小颗粒均匀分布 在固溶体基体上时，将使合金 的强度、硬度及耐磨性明显提 高，这一现象称为弥散强化。
因此金属化合物在合金中 常作为强化相存在。它是许多 合金钢、有色金属和硬质合金 的重要组成相。
2、面心立方晶格
面心立方晶格如图所示。在晶胞的八个角上各有一个原子，构成 立方体。在立方体的六个面的中心各有一个原子，所以叫做面心 立方晶格。属于这类晶格的金属有铝、铜、镍、铅和γ-Fe等。
面心立方晶格晶胞中的原子数n = 6 X 1/2 + 8 X 1/8 = 4
1.1 金属的结构
3、密排六方晶格
Fe3C的晶体结构
1.5 合金的结晶
➢ 共晶转变 从一定化学成分的液体合金中同时结晶出两种不 同固相的机械混合物，则该转变过程称为共晶转 变。
➢ 共析转变 在固态下由一种单相固溶体同时析出两种不同固 相的机械混合物，则该转变过程称为共析转变。
1.4 合金的晶体结构
间隙固溶体
置换固溶体
1.4 合金的晶体结构
➢固溶体的性能
由于溶质原子的溶入，固溶体发生晶格畸 变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度升高 的现象称为固溶强化。它是强化金属材料的重 要途径之一。
1.4 合金的晶体结构
2、金属化合物 金属化合物是合金组元间发生相互作用而生
成的一种新相，其晶格类型和性能不同于其中任 一组元，又因它具有一定的金属性质，故称金属 化合物。
晶温度T0以下才开始结晶，这种现象称为过冷。
➢理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。
即△T ＝T0 －T1
➢纯金属结晶的条件是应当ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一定的过冷度。
1.2 纯金属的结晶
➢冷却速度越大，则过冷度越大。
1.2 纯金属的结晶
二、金属的结晶过程
纯金属结晶过程
➢晶核的形成和晶核的长大，这两个步骤是同时进的。
晶界和亚晶界处表现出有较高的强度和硬度。 晶粒越细小晶界和亚晶界越多，它对塑性变形的阻碍作用就越大， 金属的强度、硬度越高。
1.2 纯金属的结晶
结晶：金属由液态转变为固态晶体的现象叫做结晶。
一、纯金属的冷却曲线和冷却现象
1、冷却曲线
以极缓慢速度冷却
实际冷却条件下的冷却
1.2 纯金属的结晶
2、过冷现象 ➢金属在实际结晶过程中，从液态必须冷却到理论结
•
一种固态金属，在不同的温度区间具
有不同的晶格类型的性质称为同素异构性。
同素异构转变
金属在固态下由一种晶格转变为另一种晶格 的转变过程称为同素异构转变或同素异晶转变。 如铁（Fe）、钴（Co）、钛（Ti）、锡（Sn）等。
• 纯铁是具有同素异构性的金属。
• 金属的同素异构转变也是一种结晶过程，它同样 包含晶核的形成和长大，故又叫重结晶。
• 转变时也有结晶潜热的放出和过冷现象。
• 铁的同素异构转变是钢铁能够进行热处理的重要 依据。
以铁为例
1.3 金属的同素异构转变
熔点 体心立方晶格
面心立方晶格
体心立方晶格
δ- Fe
1394O C
γ - Fe 912OC
α- Fe
意义：没有这一转变，铁碳合金（钢和铸铁）就不 可能通过多种热处理来改变其组织和性能。
（3）振动处理 金属结晶时，利用机械振动、超声波振动，电磁 振动等方法，既可使正在生长的枝晶熔断成碎晶 而细化，又可使破碎的枝晶尖端起晶核作用，以 增大形核率。
1.3 金属的同素异构转变
• 同素异构转变：结晶后，大多数金属的 晶格类型都是一成不变的，但是，铁、锰、 锡、钛等金属的晶格类型都会随温度的升 高或降低而发生改变。
1.2 纯金属的结晶
三、金属结晶后的晶粒大小
1、晶粒大小对金属力学性能的影响
金属结晶后是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒大小可 以用单位体积内晶粒数目来表示。数目越多，晶粒越小。
实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高 的强度、硬度、塑性和韧性。
这是因为，晶粒越细，塑性变形越可分散在更多的晶粒 内进行，使塑性变形越均匀，内应力集中越小；而且晶粒越 细，晶界面越多，晶界就越曲折；晶粒与晶粒间犬牙交错的 机会就越多，越不利于裂纹的传播和发展，彼此就越紧固， 强度和韧性就越好。
1.1 金属的结构
二、常见金属的晶体结构
1、体心立方晶格
体心立方晶胞如图所示。在晶胞的八个角上各有一个 金属原子，构成立方体。在立方体的中心还有一个原 子，所以叫作体心立方晶格。属于这类晶格的金属有 铬、钒、钨、钼和α-铁等。