第一章金属学答案

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第一章-金属学答案

第一章金属的晶体结构1、试用金属键的结合方式，解释金属具有良好的导电性、正的电阻温度系数、导热性、塑性和金属光泽等基本特性.答：(1)导电性：在外电场的作用下，自由电子沿电场方向作定向运动。

(2)正的电阻温度系数：随着温度升高，正离子振动的振幅要加大，对自由电子通过的阻碍作用也加大，即金属的电阻是随温度的升高而增加的。

(3)导热性：自由电子的运动和正离子的振动可以传递热能。

(4) 延展性：金属键没有饱和性和方向性，经变形不断裂。

(5)金属光泽：自由电子易吸收可见光能量，被激发到较高能量级，当跳回到原位时辐射所吸收能量，从而使金属不透明具有金属光泽。

2、填空：1)金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、密排六方。

2)金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。

3)物质的原子间结合键主要包括金属键、离子键和共价键三种。

4)大部分陶瓷材料的结合键为共价键。

5)高分子材料的结合键是范德瓦尔键。

6)在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平行，则该晶面指数为（（ 140 ）） .7)在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为（-110），OC晶向指数为（221），OD晶向指数为（121）。

8)铜是（面心）结构的金属，它的最密排面是（111 ）。

9) α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有（α-Fe 、 Cr、V ），属于面心立方晶格的有（γ-Fe、Al、Cu、Ni ），属于密排六方晶格的有（ Mg、Zn ）。

3、判断1)正的电阻温度系数就是指电阻随温度的升高而增大。

（√）2)金属具有美丽的金属光泽，而非金属则无此光泽，这是金属与非金属的根本区别。

（×）3) 晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。

《金属学与热处理》第二版课后习题参考答案

金属学与热处理第一章习题1. 作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和［-1 0 2］、［-2 11］、［3 4 6］等晶向3•某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b^ c, c=2/3a。

今有一晶面在X、Y、Z 坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。

解：设X方向的截距为5a, Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数，分别为1/5a, 1/2a, 1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（ 2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距,并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2, （1 1 0）面间距为"2a/2, （1 1 1）面间距为"3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（ 1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的 3 个位于晶胞内的原子相切,成正四面体,如图所示B则OD二c/2, AB=BC=CA=CD=a因厶ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2V? 2 V3 J3CE二——B、 <)C= - X——干——a 则^ '有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2,即卩因此da=V8/3=1.6338•试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-V 2a/4=0.146a面心立方原子半径R=y2a/4,则a=4R/V2代入上式有R=0.146X4R/ V2=0.414R9. a ）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。

金属学与热处理课后答案(哈工大第3版)

金属学与热处理课后答案第一章填表：晶格类型原子数原子半径配位数致密度体心立方2a43868%面心立方4a421274%密排六方6a211274%5、作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向10、已知面心立方晶格常数为a，分离计算（100）、（110）、和（111）晶面的晶面间距；并求出【100】、【110】和【111】晶向上的原子罗列密度（某晶向上的原子罗列密度是指该晶向上单位长度罗列原子的个数）第1 页/共18 页答：（100）：（110）：（111）：14、何谓组元？何谓相？何谓固溶体？固溶体的晶体结构有何特点？何谓置换固溶体？影响其固溶度的因素有哪些？答: 组元：组成合金最基本的、自立的物质。

相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面互相分开的组成部分。

固溶体：合金组元之间以不同的比例互相混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。

固溶体的晶体结构特点：固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但结构发生了变化，主要包括以下几个方面：1)有晶格畸变，2)有偏聚与有序，3)当低于某一温度时，可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在囫囵晶体中都按—定的顺序罗列起来，改变为长程有序，形成有序固溶体。

置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。

影响置换固溶体固溶度的因素：原子尺寸，电负性，电子浓度，晶体结构15、何谓固溶强化？置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大？为什么？答：固溶强化：在固溶体中，随着溶质浓度的增强，固溶体的强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降的现象。

间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。

缘故：溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大，所引起的晶格畸变也越大，强化效果越好。

间隙固溶体晶格畸变大于置换固溶体的晶格畸变16、何谓间隙相？它与间隙固溶体及复杂晶格间隙化合物有何区别？答：间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，形成的容易的晶体结构称为间隙相。

《金属学原理》各章习题及解答(第一章晶体题解)

11.某正交晶系单胞中，在如下位置有单原子存在：①(0, 1/2, 0)，(1/2, 0, 1/2)两种位置都是同类原子；②([1/2, 0,0])，(0, 1/2, 1/2)上是 A 原子，(0, 0, 1/2)，(1/2, 1/2, 0)是 B 原子。问上两种晶胞各属于哪一种布喇菲点阵？解：①右图 a 中黑实线是一个正交单胞，a 和 b 分别是两个晶轴，两个带影线的圆代表给定的原子位置，应该注意到在与此等效的所有位置都有原子。根据题意，一个单胞含两个原子，如果把黑线所定的晶轴向-b 平移 b/2，把现在的 ABCDD'A'B'C'六面体看成是单胞，可以知道这是 I 点阵。 ②右图 b 中黑实线是一个正交单胞，a 和 b 分别是两个晶轴，两个带影线的圆代表 A 原子位置，两个黑色的圆代表 B 原子位置，应该注意到在与这些位置等效的所有位置都有相应的各类原子。如果把黑线所定的晶轴向-a 平移 a/2，把现在的 CDEFF'C'D'E'六面体看成是单胞，看出这是 I 单胞，其中结构基元由一个 A 原子和一个 B 原子构成。
8. 画出图 1-60 中四种平面点阵（它是无限大的）除平移外的所有对称元素及其所在位置（在有限个阵点画出就可以了）。解：把对称元素直接画在图 1-60 中，如下图所示。图 a 中过每个阵点并垂直纸面的轴都是 2 次轴；根据上题的结果，在平行的 2 次轴中间又有 2 次轴，所以在四个相邻阵点中间出现新的 2 次轴；因为α=90°，所以过 a1 以及过 a2 轴并垂直纸面的面是镜面，根据上题的结果，在平行的 2 个镜面中间应是镜面，故在那里又出现新的镜面。图 c 中过每个阵点并垂直纸面的轴都是 2 次轴；因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴，所以在阵点中间出现新的 2 次轴，在这些新的 2 次轴之间又出现新的 2 次轴；在图中看到一个复式单胞的轴之间夹角是 90°，所以过复式单胞两根轴并垂直纸面的两个面是镜面，同样在每一组平行镜面之间又应是新的镜面。图 b 中 a1=a2，并且α=90°，所以过每个阵点并垂直纸面的轴都是 4 次轴，4 次轴隐含 2 次轴，因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴，故在两个 4 次轴的中间出现

金属学与热处理课后习题汇编第一章

第一章：金属与合金的晶体结构1.什么是金属键？请用金属键解释金属的特性。

2.画图用双原子模型说明金属中原子为什么呈周期性规则排列，而且趋于紧密排列。

3.填表晶格类型晶胞参数晶胞原子数n原子半径r配位数间隙类型间隙半径间隙数目举例原子密排面堆垛方式bccfcchcp4.什么是晶体结构？什么是晶格？什么是晶胞？5.作图表示立方晶系（102）、（021）、（421）晶面和[021]、[112]、[346]晶向。

6.立方晶系的｛111｝晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并说明各晶面的晶面指数。

7.已知Fe和Cu在室温下的晶格常熟分别为0.286nm和0.3607nm，求1CM ³中Fe 和Cu 的原子数各为多少？8.钛在冷却到883℃时从bcc 转变为hcp 结构，此时其原子半径增加2%，求单位质量的钛发生此转变时体积变化的百分比。

9.在立方晶系中画出｛112｝的所有晶面。

10.已知面心立方晶格的晶格常数为a ，为别试算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出[100]、[110]和[111]晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）。

11.何谓多晶型转变？以Fe 为例说明之；Fe 加热至912℃会发生多晶型转变，如果原子半径不变，试求出此时的体积变化。

12.何谓晶带？何谓晶带轴？画出以[001]为晶带轴的共带面。

13.六方晶系中的（1211）、（1121）、（2113）、（2211）晶向中哪些属于[3211]晶带？14.何谓组元？何谓相？何谓固溶体？固溶体的晶体结构有何特点？何谓置换固溶体？影响其固溶度的因素有哪些？15.何谓固溶强化？置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大？为什么？16.何谓间隙相？它与间隙固溶体及复杂晶格间隙化合物有何区别？17.Ag 和Al 都具有面心立方晶格，原子半径接近，但它们再固态下却不能无限互溶，试解释其原因。

金属学第1章答案

第一章思考题与习题及答案1-1 注释下列力学性能指标。

σb、δ、ψ、HBW、HRC、HV、αk、KⅠC答：σb——抗拉强度指标。

反映零件在外力作用下抵抗断裂的能力。

δ——断后伸长率。

表示试样被拉断后，伸长的长度同试样原始长度之比的百分率。

ψ——断面收缩率。

表示试样被拉断后，断面缩小的面积与原始截面积之比的百分率。

HBW——硬度指标。

是由布氏硬度试验测定的。

HRC——硬度指标。

是由洛氏硬度试验测定的。

HV——硬度指标。

是由维氏硬度试验测定的。

αk——冲击韧度指标。

反映材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

KⅠC——断裂韧度指标。

反映材料抵抗脆性断裂的能力。

1-2 何为金属的强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度？答：强度——是指材料在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

塑性——是指金属材料产生塑性变形而不破坏的能力。

硬度——表示金属局部表面抵抗更应物体压入的能力。

冲击韧度——反映材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

断裂韧度——反映材料抵抗脆性断裂的能力。

1-3 为什么机械零件大多以σs为设计依据？答：由于大多数机械零件在设计时都以不发生塑性变形为原则，σs反映了材料抵抗塑性变形的能力，因此，机械零件大多以σs为设计依据。

1-4 什么叫屈强比？它有何实际意义？答：在工程上使用的金属材料，不仅要求高的屈服强度σs ，同时还要求具有一定的屈强比，即σs/σb。

屈强比愈小，零件的可靠性愈高。

在超载的情况下，由于塑性变形使材料的强度提高而不至立刻断裂，但屈强比太小，材料的强度利用率太低，造成浪费。

对于弹簧钢来说，要求高的屈强比。

1-5 什么是疲劳破坏？如何提高零件的疲劳抗力？答：金属材料在远低于其屈服强度的交变应力的长期作用下，发生的断裂现象，称为金属的疲劳。

绝大多数机械零件的破坏主要是疲劳破坏。

影响材料疲劳强度的因素很多，除了材料本身的成分、组织结构和材质等内因外，还与零件的几何形状、表面质量和工作环境等外因有关。

金属材料学第二版戴起勋第一章课后题答案

金属材料学第二版戴起勋第一章课后题答案第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，咼温蠕变时的晶界脆断。

S能形成FeS,其熔点为989 C,钢件在大于1000C的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成FeP,性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。

2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好；复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。

3.简述合金钢中碳化物形成规律。

答：①当r c/r M>0.59时，形成复杂点阵结构；当r』r 时，形成简单点阵结构；M<0.59②相似者相溶：完全互溶：原子尺寸、电化学因素均相似；有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成复合碳化物。

③N/N C比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难；⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。

4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：A形成元素均使S、E点向________ 动，F形成元素使S、E点向______ 动。

S点左移意味着_____ 减小，E点左移意味着出现_______ 降低。

（左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同合金元素的分布状况。

答：退火态：非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。

优先形成碳化物，余量溶入基体。

淬火态：合金元素的分布与淬火工艺有关。

溶入A体的因素淬火后存在于M B中或残余A中，未溶者仍在K中。

回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布；＞400C, Me开始重新分布。

非K 形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度取决于回火温度和时间。

第一章金属的晶体结构习题答案

第一章金属的晶体结构(一)填空题3．金属晶体中常见的点缺陷是金属晶体中常见的点缺陷是空位、间隙原子和置换原子，最主要的面缺陷是最主要的面缺陷是。

4．位错密度是指．位错密度是指单位体积中所包含的位错线的总长度，其数学表达式为VL =r 。

5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格，而晶胞是指而晶胞是指从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元。

6．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是 [111] ，而面心立方晶格是晶格是 [110] 。

7 晶体在不同晶向上的性能是晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的这就是单晶体的各向异性现象。

一般结构用金属为多晶体，在各个方向上性能晶体，在各个方向上性能相同，这就是实际金属的，这就是实际金属的伪等向性现象。

现象。

8 实际金属存在有实际金属存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。

位错是三种缺陷。

位错是线缺陷。

缺陷。

9．常温下使用的金属材料以．常温下使用的金属材料以细晶粒为好。

而高温下使用的金属材料在一定范围内以晶粒为好。

而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗粗晶粒为好。

晶粒为好。

10．金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、密排六方。

11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB 晶向指数为10]1[-，OC 晶向指数为[221] ，OD 晶向指数为晶向指数为 [121] 。

12．铜是铜是面心结构的金属，它的最密排面是它的最密排面是｛111｝，若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排面上原子间距为那么最密排面上原子间距为 0.509nm 。

13 α-Fe 、γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Cr 、V 、Mg 、Zn 中属于体心立方晶格的有中属于体心立方晶格的有 α-Fe 、Cr 、V ，属于面心立方晶格的有属于面心立方晶格的有 γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 、，属于密排六方晶格的有属于密排六方晶格的有 Mg 、Zn 。

金属工艺学各章习题答案

第一章习题答案1．何谓金属的力学性能？金属的力学性能包括那些？答：力学性能又称机械性能，是指金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力。

常用的力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。

2．何谓强度？衡量强度的常用指标有那些？各用什么符号表示？答：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度。

工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度σs和抗拉强度σb3．何谓塑性？衡量塑性的指标有哪些？各用什么符号表示？答：塑性是指断裂前材料产生永久变形的能力。

常用的塑性指标是断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。

4．某厂购进出一批40钢材，按国家标准规定，其力学性能指标应不低于下列数值：σS=340MPa,σb=540MPa，δ=19%，ψ=45%。

验收时，用该材料制成d0=1×10－2m的短试样（原始标距为5×10－2m）作拉伸试验：当载荷达到28260N时，试样产生屈服现象；载荷加至45530N时，试样发生缩颈现象，然后被拉断。

拉断后标距长为6.05×10－2m，断裂处直径为7.3×10－3m。

试计算这批钢材是否合格。

答;实际σs = 360MPa >国家标准规定σS=340MPa实际σb = 580MPa>国家标准规定σb=540MPa实际δ＝21％>国家标准规定δ=19%实际ψ= 46.8％>国家标准规定ψ=45%因此，这批40钢材合格5．何谓硬度？常用的硬度指标有哪三种？各用什么符号表示？HB与HRB有什么区别？答：硬度是指材料表面上抵抗局部变形或破坏的能力。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

布氏硬度HB，洛氏硬度HR，维氏硬度HV。

HB是布氏硬度指标HRB洛氏硬度。

6．何谓疲劳破坏？其产生的原因是什么？答：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳破坏。

(完整版)金属学及热处理习题参考答案(1-9章)

第一章金属及合金的晶体结构一、名词解释:1 •晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。

2•非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。

3 •晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。

4•晶胞：构成晶格的最基本单元。

5. 单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。

6•多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。

7•晶界：晶粒和晶粒之间的界面。

8. 合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。

9. 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。

10. 相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。

11. 组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。

12. 固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相二、填空题：1 .晶体与非晶体的根本区别在于原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。

2•常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。

3•实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。

4•根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。

5•置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。

6 •合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。

7. 同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光—泽，正的电阻温度系数。

8. 金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。

9. 位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。

10. 在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)> (201)、(201)、(012)、(012)、(021)、(021)、等晶面。

第一章金属的晶体结构习题答案

第一章金属得晶体结构(一)填空题3．金属晶体中常见得点缺陷就是空位、间隙原子与置换原子，最主要得面缺陷就是。

4．位错密度就是指单位体积中所包含得位错线得总长度，其数学L。

表达式为??V5．表示晶体中原子排列形式得空间格子叫做晶格，而晶胞就是指从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征得最小几何单元。

6．在常见金属晶格中，原子排列最密得晶向，体心立方晶格就是[111]，而面心立方晶格就是[110] 。

7 晶体在不同晶向上得性能就是不同得，这就就是单晶体得各向异性现象。

一般结构用金属为多晶体，在各个方向上性能相同，这就就是实际金属得伪等向性现象。

8 实际金属存在有点缺陷、线缺陷与面缺陷三种缺陷。

位错就是线缺陷。

9．常温下使用得金属材料以细晶粒为好。

而高温下使用得金属材料在一定范围内以粗晶粒为好。

10．金属常见得晶格类型就是面心立方、体心立方、密排六方。

11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，-晶，OC D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为1/2)1，，10]1[。

晶向指数为[121] 向指数为[221] ，OD，｛111｝面心结构得金属，它得最密排面就是12．铜就是、0那么最密排面上原子间距为若铜得晶格常数a=0、36nm,。

509nm中属于体心立方Zn、Mg、Ni、Cr、V-Fe13 α-Fe、γ、Al、Cu、、-Feγ，属于面心立方晶格得有晶格得有α-Fe、Cr、V。

，属于密排六方晶格得有Mg、Zn CuAl、、Ni、。

．256nm，那么铜得晶格常数为．14已知Cu得原子直径为03。

1mm Cu中得原子数为三点，这个晶，1/2)与0)(1/2，0，(0，00)、(1/2、1/4、．晶面通过15 、面得晶面指数为轴上得截距为y轴上得截距为2，在16．在立方晶系中，某晶面在x 、（140）；与1/2z轴平行，则该晶面指数为塑性与金属光泽主要就是因为导热性、17．金属具有良好得导电性、得结合方式。

金属学与热处理原理(第三版)课后答案全

金属学与热处理课后答案第一章金属键？并用其解释金属的特性答：金属键就是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，可以决定金属的很多物理性质。

金属的延展性就是由于在金属被锻造的时候，只是引起了金属阳离子的重新排布，而由于自由电子可以在整块金属内自由流动，金属键并未被破坏。

再如由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发生跃迁，发出特定波长的光波，因而金属往往有特定的金属光泽。

金属中的自由电子沿着电场定向运动，导电性；自由电子的运动及正离子的震动，使之具有导热性；温度升高，正离子或原子本身振动的幅度加大，阻碍电子的通过，使电阻升高，具有正的电阻温度系数用双原子模型说明金属中原子为什么会呈现周期性规则排列，并趋于紧密排列答：当大量金属原子结合成固体时，为使体系能量最低，以保持其稳定，原子间必须保持一定的平衡距离，因此固态金属中的原子趋于周期性规则排列。

原子周围最近邻的原子数越多，原子间的结合能越低（因为结合能是负值），把某个原子从平衡位置拿走，克服周围原子对它的作用力所需做的功越大，因此固态金属中的原子总是自发地趋于紧密排列。

3.填表：晶格类型原子数原子半径配位数致密度间隙类型间隙半径间隙数目举例原子堆垛方式体心立方2a438 68% 八面体 a 18 α—Fe ABABAB四面体 a 24面心立方4a4212 74% 八面体 a 13 γ—Fe ABCABC四面体 a 8密排六方6a2112 74% 八面体 a 6 Mg ABABAB四面体8a 194什么是晶体结构？什么是晶格？什么是晶胞？答：晶体结构：指晶体中原子（离子，原子，分子集团）的具体的排列情况，也就是指晶体中这些质点在三维空间内有规律的周期性重复排列；晶格：将阵点用一系列平行的直线连接起来构成的空间格架。

晶胞：构成点阵的最基本单元。

5、作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向6立方晶系的{1 1 1}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注明各晶面的晶面指数。

金属学答案

2、Wc=0.6%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算转变过程：1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金处按匀晶转变析出奥氏体，L≒γ，组织为液相+奥氏体。

2）继续冷却，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。

4）当合金冷却至与铁素体先共析线相交时，从奥氏体中析出先共析铁素体α，组织为奥氏体+先共析铁素体5）当合金冷却至共析温度（727℃）时，奥氏体碳含量沿铁素体先共析线变化至共析点，发生共析转变γ≒α+Fe3C，此时组织为先共析铁素体+珠光体6）珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。

所以室温下的组织为：先共析二次渗碳体+珠光体组织含量计算：Wα（先））=（0.77-0.6）/（0.77-0.0218）×100%≈22.7%，Wp=1- Wα（先）≈77.3% 相含量计算：Wα=（6.69-0.6）/（6.69-0.0218）×100%≈91.3%，W Fe3C= 1- Wα≈8.7%3、 Wc=1.2%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算转变过程：1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金处按匀晶转变析出奥氏体，L≒γ，组织为液相+奥氏体。

2）继续冷却，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。

3）当合金冷却至与渗碳体先共析线（碳在奥氏体中的溶解度曲线）相交时，从奥氏体中析出先共析二次渗碳体，组织为奥氏体+先共析二次渗碳体4）当温度冷却至共析温度（727℃）时，奥氏体碳含量沿溶解度曲线变化至共析点碳含量，发生共析转变γ≒α+Fe3C，组织为珠光体+先共析二次渗碳体5）珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。

所以室温下的组织为：先共析二次渗碳体+珠光体组织含量计算：WFe3C（先）=（1.2-0.77）/（6.69-0.77）×100%≈7.3%，Wp=1- W Fe3C（先）≈92.7% 相含量计算：Wα=（6.69-1.2）/（6.69-0.0218）×100%≈82.3%，W Fe3C= 1- Wα≈16.7%4-2分析Wc=3.5%，Wc=4.7%的铁碳合金从液态到室温的平衡结晶过程，画出冷却曲线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物。

金属学-彭老师习题解答

金属学-彭老师习题解答第一部分晶体结构和晶体缺陷1.一次键和二次键？一次键和二次键的类型答：一次键定义：依外层电子转移或形成电子对而形成稳定的电子结构，使原子相互结合起来的结合方式。

类型：金属键、离子键、共价键。

二次键定义：是依靠原子之间的偶极吸引力结合起来的结合方式。

类型：范德瓦尔键、氢键。

2.金属键的特点答：金属键特点：金属键既无方向性有无饱和性，配位数大，强键。

3.固溶体的分类；固溶体对金属的力学性能和电学性能有什么影响？为什么？力学性能方面影响：a点阵产生畸变原因：由于溶质与溶剂的原子大小差异引起点阵畸变和晶格常数的变化。

对于置换固溶体：rB>rA，溶质原子周围点阵膨胀，平均点阵常数增大；rB<rA，溶质原子周围点阵收缩，平均点阵常数减小。

间隙固溶体：点阵常数总是增大；b产生固溶强化原因：通过溶入某种元素形成固熔体,而使金属强度、硬度升高。

电学性能方面影响：一般固溶体的电阻率升高，同时降低电阻温度系数原因：随着固溶度的增加，点阵畸变增大。

4.固溶强化机理答：强化机理：通过溶入某种元素形成固熔体,而使金属强度、硬度升高的现象，称为固溶强化。

固溶强化机理体现在溶质原子与位错的相互作用，原因是溶质原子造成点阵畸变，溶质原子对位错的钉扎形成气团，和溶质原子与溶剂原子尺寸差异而引起的弹性应力场阻碍了位错运动，即晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。

5.什么是一次固溶体、二次固溶体？什么是无限固溶体、有限固溶体？什么间隙固溶，有何条件、何类型？置换固溶的条件？什么是超点阵？答：一次固溶体：位于相图端的合金和纯组元相连接，它的晶体结构保持纯组元的晶体结构的固溶体。

二次固溶体：中间相中有一定固溶度的固溶体。

无限固溶体：溶质和溶剂可以任意比例互溶的固溶体。

有限固溶体：溶质溶解度有限度的固溶体。

间隙固溶体：溶质尺寸很小的原子溶入溶剂基体时处在晶胞的间隙位置而形成的。

金属的晶体结构习题答案

第一章金属的晶体结构（一）填空题3.金属晶体中常见的点缺陷是空位、间隙原子和置换原子，最主要的面缺陷是。

4.位错密度是指单位体积中所包含的位错线的总长度，其数学表达式为一。

V 5.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格，而晶胞是指从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元。

6.在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是[111],而面心立方晶格是」110]。

7晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的各向异性现象。

一般结构用金属为多晶体,在各个方向上性能相同，这就是实际金属的伪等向性现象。

8实际金属存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。

位错是线缺陷。

9.常温下使用的金属材料以细晶粒为好。

而高温下使用的金属材料在一定范围内以>晶粒为好。

10.金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、密排六方。

11.在立方晶格中，各点坐标为：A（1,0,1）,B（0,1,1）,0（1,1,1/2）,D（1/2,1,1/2）,-那么AB晶向指数为[110],OC晶向指数为[221]—,OD晶向指数为[121]。

12.铜是面心结构的金属,它的最密排面是7111},若铜的晶格常数a=，那么最密排面上原子间距为。

13a-Fe丫-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有_a-Fe、Cr、V_,属于面心立方晶格的有丫-FeAl、Cu、Ni、,属于密排六方晶格的有_Mg、Zn。

14.已知Cu的原子直径为0.256nm,那么铜的晶格常数为。

1mm3Cu中的原子数为。

15.晶面通过（0,0,0）、（1/2、1/4、0）和（1/2,0,1/2）三点，这个晶面的晶面指数为.16.在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2,在y轴上的截距为1/2;与z轴平行，则该晶面指数为（140）.17.金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。

18.同素异构转变是指当外部条件（如温度和压强）改变时，金属内部由一种金属内部由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变。

第一章 金属学答案