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〈材料科学基础〉部分复习题

(适用：金属材料工程复习应该以教材为主)

1、金属的晶体结构：

名词解释：金属键、晶体结构、晶体、非晶体、晶格、晶胞、晶格常数、原子半径、配位数、致密度、晶血指数、晶向指数、各向异性、同索异晶转变、晶界、晶体缺陷、晶格畸变、能量起伏、单晶体、多晶体、亚晶等基本概念。

晶体：原了或分子的排列具令三维空间的周期性。

晶格常数：晶胞的边长。

同索异晶转变：当外部条件(温度和压强)改变时，金属内部山一种晶体结构向另一种晶体结构的转变称为多晶型转变或同索异晶转变。

各向异性：沿晶格的不同方向，原了排列的周期性和疏密程度不尽相同

金属有哪些特性?如何解释这些特性?常见金属的晶体结构有哪儿种？

晶体与非晶体的的概念、区别。晶体物质有何特性？

晶体具有各向异性的原因？工业上使用的金属材料为什么不显示各向异性？

面心立方晶格(fee),体心立方晶格(bcc),密排六方晶格(hep)结构中哪一个晶血和晶向的原子排列密度最大？

寧握原子半径、原子密度的计算方法与配位数的确定。

熟悉晶面指数、晶向指数的确定方法

作图表示［111］、［110］、［010］、［001］； (111)、(110)、(010)、(011)晶向和晶面。若晶面指数与晶向指数相同，它们之间存在什么关系？

金属材料的性能取决于什么？

常见u—Fe、卩一Fc、Cr、Au、Ag、Al、Cu、Zn、Ni、W等金属是属于哪种晶体结构？

(ID金属存在的实际晶体缺陷有哪些？

(12)在立方晶系中，晶向ruvwJ与晶面(hkl)互相平行的条件是什么?

⑬晶格常数为a的面心立方,其原子数为多少?原子半径是多少？配位数是多少？致密度是多少?

04)a-Fe和Mg金属晶格的致密度、配位数、滑移系数分别为多少？

2、 .纯金属的结晶

名词解释：结晶、过冷现彖、过冷度、远程有序、近程有序、均匀形核、菲均匀形核、临界晶核、形核率、正温度梯度、负温度梯度、成分过冷、变质处理、结构起伏、晶粒、晶界

成分过冷：在正的温度梯度卜.，山于同液界血前沿液相中的成分仃所差别，导致同液界ilii前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷

变质处理：变质处理就是向金属液体屮加入…些细小的形核剂(形成菲自发晶核，从而获得细小的铸适晶粒

结构起伏：类似晶体结构的、时人时小、时长时消的原了令序集团，这种现象称为“结构起伏”。而比在毎一温度下，结构起伏都有一极限尺寸，温度越低，该极限尺寸越大

晶粒：内部晶胞方向与位置基木一致闻外形不规则的小品体，称之为晶粒

均匀形核：液相屮各个区域出现晶核的几率相同。

临界晶核：既可能消失又可能成长为稳定的晶核的半径称为临界晶核半径-打过冷度成反比。

简述液态金属结晶的基本过程，熟悉金属结晶的热力学条件、结构条件：

为什么金属结晶时一定要有过冷度？彩响过冷度的因索有哪些？

彰响形核率的因素有哪些？

1.过冷度

2.1占|体杂质形貌

3.过热度

4.其他因素

铸锭分儿个晶区？各晶区形成原因分析。

1.表层细晶区

2.柱状晶区

3.屮心等轴晶区

彰响晶粒大小的因素、控制晶粒大小的方法主要采用的措施是什么？

人小取决于形核率和长人速度的相对人小，主要通过控制铸造和悍接时的结晶条件來控制晶粒度的兴小

电磁搅拌、机械振动在液态金属的结晶过程中主要起什么作用？并作简明扼要的分析。

一方面是依靠从外面输入能戢促使晶核提前形成，另一方面是使成长屮的枝晶破碎，增加晶核数H

铸锭有哪些缺陷？生产实际屮怎样减轻和消除？

（1）缩孔（包括集屮缩孔，分散缩孔）（2）气孔（3）夹杂物

1•改变结晶时的冷却条件和铸锭的形状（加快底部的冷却速度，在铸锭顶部加保温WI I）

2.减少液体金属的吸气最或对液体金属进行除气处理，铸件内部气孔在压力加T时一般可以焊合

3、二元合金的相结构与结晶

名词解释：合金、相、组织、合金系、固溶体、置换固溶体、间隙固溶体、有限固溶体、无限固溶体、金属化

合物（屮间相）、间隙相、间隙化合物、平衡结晶、非平衡结晶、固溶强化、枝晶偏析、共晶反应、包晶反应、共析反应、组织组成物、相组成物、伪共晶、离异共晶

相：合金屮结构相同，成分和技能均一并以界血相互分开的组成部分。

组织：宋观组织和显微组织。

固溶体：合金组元之间以不同比例相互混合后形成的尚相。通常为基体相。

固溶强化:随若溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性，韧性下降。溶质原了与溶剂原了的尺寸相差

越大，强化效果越好。

金属化合物:超过固溶度极限时，形成中间相。

枝晶偏析：枝干与枝间化学成分不同。

成分过冷：结晶时，溶质组元匝新分布，在周液界面形成溶质的浓度梯度，形成成分过冷。

伪共晶：菲共晶成分的合金所紂到的共晶组织叫做伪共晶组织。

离异共晶：先共晶相数昴较多，共晶组织很少的情况下，共晶相中场先共晶相相同的那一相，会依附/先共晶相

上生长，共晶组织的特性消失。

影响固溶体IAI溶度大小的四个因索？

1.原了尺寸

2.电负性

3.电子浓度

4.晶体结构

固溶体合金的性能怎样？•

生产实际屮利用什么方法消除枝晶偏析？

采用均匀化退火

根据教材P55 图3-19分析含Sn量为30%的铅锡合金的结晶过程，并利用杠杆定律计算该合金在

室温下的组织组成物和相组成物的相对百分量

能较好地利用己学过的知识改正相图屮的错谋，完成相图屮按组织组成物和相组成物的填场。

掌握合金性能与相图之间的关系

掌握杠杆定理的应用。

在多相合金中固溶体是作为什么相？金属化合物是作为什么相？

•纯金属与固溶体合金平衡结晶有什么相同点和不同点？

1.异分结晶

2.—定的温度范围

4、铁碳合金

名词解释：铁索体、奥氏体、渗碳体、珠光体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、高温莱氏体、变态莱

氏体、同素异（构）晶转变

熟悉铁碳合金相图，各点、线的意义，各相区的组成相和组织组成物。（说明：不能自己命名各点、线的符号）分析含碳最为：0.10%、0.30%、0.77%、0.90%、3.0%的铁碳合金的结晶过程、同时绘制出冷却］III线和组织转

变示意图，并利用杠杆定律计算合金在共析反应完毕和室温下的相组成物和组织组成物的相对百分数量。

铁碳合金随看含碳量的増加或减少组织组成物和相组成物的变化情况