物理冶金学习题答案
冶金原理 课后题答案
第一章 冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。
2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。
8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
物理冶金学五六章习题答案
第五章 钢的塑性应力和流动应力5-1 屈服效应：（是指在拉伸曲线上出现上屈服点、下屈服点和屈服延伸区的现象）屈服现象与间隙的碳、氮原子被位错吸引有关。
溶质原子或间隙原子、置换原子倾向于聚集到位错周围形成柯氏气团，使位错被钉扎住，当外加应力超过一个临界值（上屈服点）时，位错冲破柯氏气团的钉扎并在一个较低的应力（下屈服点）作用下运动。
应变时效：（通过预变形而消除了屈服效应的材料在高温或室温下搁置以后又出现屈服效应的现象）在搁置期间，杂质原子向位错扩散，在位错附近重新形成柯氏气团，使位错重新被钉扎。
5-2 第I 阶段是易滑移阶段，滑移仅在一个滑移系上进行，运动位错在很长距离内没碰到障碍。
第II 阶段滑移在若干滑移系上同时进行，位错彼此交截，使许多位错被钉扎加工硬化强烈。
第III 阶段位错通过交滑移绕过障碍，加工硬化速度随变形增σ加而逐渐降低。
5-3 ''',A s D p s s σσσσσ+++=’‘，'Aσ—晶体点阵对单晶体的流动应力的贡献 ',s s σ—溶质原子对单晶体流动应力的贡献'p σ—第二相微粒子对单晶体流动应力的贡献'Dσ—位错之间相互作用对单晶体流动应力的贡献5-4 扩展的霍尔-佩奇公式：2/1,-++++++=kd T s D p s s A s σσσσσσσ ，与单晶体相比多了s σ—亚晶界对流动应力的贡献，T σ—织构对流动应力的贡献，2/1-kd —晶界对流动应力的贡献。
5-5 （1）多晶体材料通常有较高的弹性极限和较高的加工硬化率。
（2）多晶材料应力—应变曲线无第I 阶段，仅由第II 、III 阶段组成。
（3）在有的多晶材料中，塑性变形可能引起其他组织结构的变化，从而使应力—应变曲线呈现为其他形状。
5-6 略（见教材P78）5-7 提高金属屈服强度方法有两个：（1）尽量减少金属中的缺陷，使之接近理想的完整晶体，让所有原子同时参加抵抗外加应力的作用。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
冶金物理化学习题解
θ
3 O2= Mn2O3 2 1mol O2 条件下：
2Mn+
⇒
4 3 Mn+ O2= Mn2O3 3 2
2 2 ∆Gθ Mn2O3 = ∆ f Gθ Mn2O3 = × (969640 + 254.18T ) J / mol 3 3
代入 T=1000K
3 MnO2 ○
则有
∆GMn2O 3 θ = −47.7 KJ / mol
M= ln 0 T 298 298 + −= 1 ln T − 4.7 + 298 T T
(T − 298) 2 T 1 M1 = = − 298 + 44402 × 2T 2 T
代入上式可得：
∆Gθ T = −1673600 + 313.315T − T × [28.49 × ln T + T 1 −18.265 ×10−3 × ( − 298 + 44402 × )] 2 T
J/mol J/mol J/mol J/mol J/mol
2Mn+O2=2 MnO 1mol O2 条件下： ∆GMnOθ =2∆ f GMnOθ =−2 × (−38490 + 76.36T )
代入 T=1000K
2 Mn2O3 ○
则有 ∆GMnO = −617.140 J / mol = 61.7 KJ / mol
⇒ ∆H 0 =1681280
3 ∆S θ = S θ 298( Al2O3 ) − 2 S θ 298( Al ) − S θ 298(O2 ) 298 2 = 51.04 − 28.33 × 2 − 105.13 × 1.5
=-313.315
∆Gθ 298 = ∆H θ 298 − T ∆S θ 298
冶金原理试卷与答案
精品文档《冶金原理》试题一 解释下列名词①氧势：体系中氧气的相对化学位，RT ln P O 2 。
②选择性氧化：对于金属熔体，用控制温度及体系压力的方法，控制熔体中元素的氧化，达到保留某些元素或者氧化富集某些元素的目的，称为选择性氧化。
二 简答题 (共 30 分)① ( 6 分 ) 炉渣的熔点是如何定义的？炉渣的半球点温度是如何定义的？二者是否一致？为什么？炉渣熔点定义：加热时固态完全转变为均匀液相的温度，也就是炉渣相图的液相线或液相面的温度。
半球点温度：渣柱试样在加热过程中高度降低一半时所对应的温度，实际上此时炉渣未完全熔化，因此不等于理论上定义的炉渣熔点。
② ( 5 分 ) 在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用哪种标准态？对于熔渣中的组元，一般采用哪种标准态？在进行冶金中的相关反应计算时，对于金属熔体中的组元，一般采用服从亨利定律，重量 1%浓度溶液为标准态；对于熔渣中的组元，一般采用纯物质为标准态。
③ ( 6 分 ) 写出化学反应速率常数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对反应速率常数随温度变化的影响关系。
化学反应速率常数与温度的关系式为：Ekz e RT式中： k — 化学反应速率常数； R — 理想气体常数； T －温度E —活化能； z — 频率因子。
在频率因子一定的条件下，活化能 E 越大，则 k 越小。
反之，活化能E 越小，则 k 越大。
因为：ln k Eln zRT 所以：d ln kEdTRT 2E 越大，d ln k值越大，当温度升高时， k 随温度升高而增大得多； E 越小，d ln k值越小，当温度升高dTdT时， k 随温度升高而增大得少。
④ ( 8 分 ) 对于 H 2 还原 FeO 的过程，采用一界面未反应核描述时，其速率的积分式为：0 rR r 0 232R31R 3c 0 c 平36 D eK111R 3当过程处k 1K于动力学范围时，写出相应的速率积分式，计算反应完全所需的时间；内扩散是限制环节时，写出相应的速率积分式，计算反应完全所需的时间。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括 __________ 、_______ 和________ 。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指_________ 、 _______ 。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用 ________ 的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关 ______ 问题、开拓___ 的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为 ______________ 、 _____ 、_______ 、____ 四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为 _______ 冶金原理及 ____ 冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为 ______________ 、_______ 、、四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是 ______ 和 _______ 的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种 ______ 熔合而成的熔体。
氧化物。
7、_______ 的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、______ 的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的 _______ 、_____ 和_______ 。
粘度、密度、渣 - 锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的 . 物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择 ____________ ，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶金原理课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
(完整word版)物理冶金学第四章习题及答案
（1）判断位错线上各段位错的类型。
（2）有一切应力施加于滑移面，且与柏氏矢量平行时两条位错线的滑移特征有何差异？
解：（1）在两根位错线上，除1～2、3～4段为刃型位错以外，其余各段均为螺型位错。
（3）在足够大的切应力 的作用下，位错环将如何运动？晶体将如何变形？
（4）在足够大的拉应力 的作用下，位错环将如何运动？它将变成什么形状？晶体将如何变形？
解：（1）AB是右螺型位错，CD是左螺型位错；根据右手法则，BC是正刃型位错，DA是负刃型位错。
（2）设想在完整晶体中有一个贯穿晶体的上、下表面的正四棱柱，它和滑移面MNPQ交于ABCDA。现让ABCDA上部的柱体相对于下部的柱体滑移 ，柱体外的各部分晶体均不滑移。这样，ABCDA就是在滑移面上已滑移区（环内）和未滑移区（环外）的边界，因而是一个位错环。
当两根异号刃型位错无限靠近时，相遇相消，其总能量为零。
7.在如图所示的立方体形晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量 平行于AC。
（1）指出位错环各部分的位错类型。
（2）指出使位错环向外运动所需施加的切应力的方向。
（3）位错环运动出晶体后晶体外形如何变化？
解：（1）1点为正刃型位错，2点为右螺型位错，3点为负刃型位错，4点为左螺型位错，其余均为混合位错。
3.证明位错线不能终止在晶体内部。
解：设有一位错C终止在晶体内部，如图所示，终点为A。绕位错C作一柏氏回路L1，得柏氏矢量b。现把回路移动到L2位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b。但从另一角度看，L2内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。这二者是矛盾的，所以这时不可能的。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
物理冶金原理课件阶段复习知识与及习题参考答案
热力学基础
题目1
简述热力学第一定律的内容及其在物理冶金中的应用。
答案1
热力学第一定律指出，在一个封闭系统中，能量不能消失或产生，只能从一种形 式转化为另一种形式。在物理冶金中，这一原理用于指导金属材料的熔炼、凝固 和相变过程，通过控制温度、压力等条件实现能量的有效利用和转化。
热力学基础
题目2
解释热力学第二定律中熵的概念，并说明其在冶金过程中的应用。
结果分析
根据实验数据，对实验结果进行分析 和解释，探讨实验现象的本质和规律 。
实验结果与讨论
实验结果
总结实验的主要结果，包括观察到的现象、测量的数据等。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探讨可能的误差来源、实验条件的优化等，并提出进一步的 研究方向。
05 习题参考答案
热力学部分习题答案
总结词
掌握热力学基本概念和原理，能够解决实际 问题。
04 物理冶金原理实验与实践
实验设备与实验方法
实验设备
介绍实验所需的设备，如高温炉 、真空炉、金相显微镜等，以及 这些设备的主要功能和使用方法 。
实验方法
详细说明实验的操作流程，包括 实验前的准备、实验过程、实验 后处理等，以及实验中需要注意 的事项。
实验数据处理与分析
数据处理
介绍实验数据的收集、整理、处理和 分析的方法，包括数据的图表表示、 统计分析等。
动力学基础
题目4
解释固态相变过程中动力学控制的相变机制，并说明 其对金属材料性能的影响。
答案4
固态相变过程中，相变机制受到动力学控制。根据动力 学条件的不同，相变机制可以是扩散控制或界面控制的 。扩散控制的相变机制涉及原子在固溶体中的长程扩散 ，如调幅分解和有序化过程；而界面控制的相变机制则 涉及新旧相之间的界面移动，如马氏体相变和贝氏体相 变等。这些相变机制对金属材料的性能具有重要影响， 如通过控制相变速率可以调控材料的力学性能和物理性 能。
物理冶金学试题答案补充
19．试说明电化学腐蚀的条件，分析氢和氧在电化学腐蚀中的作用金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。
在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。
直接造成金属材料破坏的是阳极反应。
(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)负极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+正极(杂质)：2H+＋2eˉ=H2电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)负极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+正极：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。
20．分析常见的特殊腐蚀的形成原因及防止措施腐蚀的分类（1）均匀腐蚀以任何形式使金属整个表面都受到同样程度腐蚀的情况称为均匀腐蚀。
这是最普遍的，在这种情况下，材料的使用寿命是容易估算的，因而不必担心材料发生意外的损坏。
(2)晶间腐蚀①当晶粒边界和合金的其余部分的化学反应性能存在着显著的差别时，就要发生晶间腐蚀。
②把不锈钢加热到480℃～760℃范围内，碳化铬在晶界形成时发生这种差别。
晶界区域因富铬的碳化铬的析出而贫铬，对于周围的合金而言，它便成为了阳极。
于是腐蚀变能在晶界发生，见图11.9.③为了防止铬的贫化，一种方法是应用含碳量很低（0.03％碳）的钢。
另一种是加钛或者铌的方法使之形成钛的碳化物和铌的碳化物，在钢中几乎不留下可能与铬化和的碳。
《冶金原理》课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
冶金培训考试题及答案
冶金培训考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 冶金工业中，下列哪种金属不属于黑色金属？A. 铁B. 锰C. 铬D. 铜答案：D2. 以下哪种炉型不属于钢铁冶炼的主要炉型？A. 高炉B. 转炉C. 电炉D. 回转窑答案：D3. 钢铁冶炼过程中，下列哪种元素不属于有害元素？A. 硫B. 磷C. 硅D. 氮答案：C4. 炼钢过程中，下列哪种操作不属于脱氧过程？A. 加入铁合金B. 加入石灰C. 加入铝D. 加入碳粉答案：D5. 钢铁材料的热处理过程中，下列哪种热处理方法不属于表面处理？A. 渗碳B. 氮化C. 正火D. 退火答案：C6. 钢铁材料的金相组织中，下列哪种组织不属于铁素体？A. 奥氏体B. 珠光体C. 马氏体D. 贝氏体答案：A7. 在钢铁材料的力学性能测试中，下列哪种性能不是通过拉伸试验来测定的？A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 硬度D. 延伸率答案：C8. 冶金工业中，下列哪种材料不属于耐火材料？A. 氧化铝B. 氧化镁C. 氧化钙D. 聚乙烯答案：D9. 钢铁冶炼过程中，下列哪种操作不属于炉渣处理？A. 脱硫B. 脱磷C. 脱碳D. 脱氧答案：C10. 钢铁材料的腐蚀类型中，下列哪种腐蚀不属于局部腐蚀？A. 点蚀B. 应力腐蚀C. 均匀腐蚀D. 晶间腐蚀答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 冶金工业中，下列哪些因素会影响钢铁材料的力学性能？A. 化学成分B. 热处理C. 加工工艺D. 环境因素答案：ABCD12. 钢铁材料的热处理过程中，下列哪些热处理方法属于退火？A. 完全退火B. 不完全退火C. 正火D. 淬火答案：ABC13. 钢铁材料的金相组织中，下列哪些组织属于铁素体基体？A. 珠光体B. 马氏体C. 贝氏体D. 奥氏体答案：A14. 钢铁材料的腐蚀类型中，下列哪些腐蚀属于局部腐蚀？A. 点蚀B. 应力腐蚀C. 均匀腐蚀D. 晶间腐蚀答案：ABD15. 冶金工业中，下列哪些材料属于耐火材料？A. 氧化铝B. 氧化镁C. 氧化钙D. 氧化铁答案：ABC三、判断题（每题2分，共20分）16. 钢铁材料的硬度越高，其塑性越好。
物理冶金学习题答案
2、被激发的氢原子中的电子能量从E2状态降到状态E1时，释放的辐射能量的频率是多少？相应的辐射波长是多少？其中E=hv，λv=c3、一束强烈的绿光（λ=0.5μm）不足以从金属镁中打出一个内层电子，但用一个波长为1Å的极弱的x射线却可以实现这一点。
用量子物理解释这种明显异常现象。
4、一个电荷为-e的电子与电荷为+e的核离开的距离为r时，电子的位能为W，试据此推导方程：5、电子的总能量E由位能W和动能K相加求得，位能的表达式为，动能的常用表达式为,将动能的表达式改用ｅ和ｒ来表示，求出Ｅ的表达式。
６、试证明：立方晶系的[111]晶向垂直于（111）晶面7、求出立方晶系中[321晶向与[401]晶向的夹角。
8、试利用计算简单立方晶体的(100)，(110)，(111)等晶面间距，并指出晶面间距最大的晶面。
9 如果γls=2.0J/m2和γss=0.4J/m2，试估算下列条件时的系统能量的差值a）一个10-12m2的液体颗粒位于固体的晶界上b）一个10-12m2的液体颗粒位于晶粒中心6.27如下：10 将两块垂直放置，相距为d=2×10-4m的铜板在1000℃进行银焊，求银液上升的高度h，银在1000℃时的表面张力γ=0.923J/m;银的密度ρ=10.5g/m3.运用公式11渗碳钢部件在870℃（1600℉）渗碳比在927℃（1700℉）渗碳的优点是可以得到晶粒更细小的成品。
a）计算在870℃下碳在γ-Fe中的扩散系数（D0=2.0×10-5m2/s，Q=140×103J/mol)b)为达到927℃10小时渗碳同样的效果，在870℃渗碳需要多少时间（碳溶解度的变化不计算）c）取0.3%C作为渗碳层的测量基点，取1.2%C作为870℃渗碳最高溶解度，并且不计算温度对奥氏体中最低溶碳量的影响。
求870℃渗碳10小时的渗层厚度是927℃渗碳10小时渗层厚度的百分之几？12公式可用来近似地算出脱碳的程度。
物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案
熔点越高扩散激活能越大扩格奇变越小扩散系数越小
化学亲和力越高（原子间结合力越强）扩散激活能越大扩散系数越小
• 溶剂金属性质：晶体结构、熔点、结合能
晶体结构致密度越高（BCC与 FCC相差1500倍) 原子扩散激活能越高、扩散系数越小
• 当溶质原子足够小，可以填充溶剂结构的间隙 时可以形成间隙固溶体。由于金属大多是密堆 积结构，间隙的尺寸与金属原子直径相比是很 小的，故只有氢、硼、碳、氮等非金属元素的 原子才能形成间隙固溶体。间隙原子使晶格严 重变形，能够极大地提够材料的强度。
1-6、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因 素
➢ 晶体学基础
➢ 金属的晶体结构 ➢ 合金的相结构 ➢ 晶体缺陷（位错、界面） ➢ 固体中原子的扩散
晶体学基础
➢ 空间点阵、晶胞及点阵常数 ➢晶面指数及晶向指数的求法 ➢晶面族及晶向族 ➢晶带、晶带轴及晶带定理
晶带轴[u v w]，晶带的晶面(h k l) hu+kv+lw=0
1-2、在面心立方晶胞中，ABCD四点构成一个正四面体，四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)， 写出该四面体中四个面的晶面指数及 六条边的晶向指数。
向，即位错运动导致晶体滑移的方向，模表示 畸变程度，即位错强度。 • 柏氏矢量的守恒性决定了一根位错线具有唯一 的柏氏矢量，柏氏矢量不仅决定位错的组态及 运动方向，对位错的一系列属性，如位错的应 力场、应变能、位错的受力状态、位错的增殖 与交互作用，位错的反应(几何、能量条件)等 都有影响。
3-1 位错的定义及基本性质
滑移 攀移 • 形状： 直线、平面曲线 平面折线、环状
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、被激发的氢原子中的电子能量从E2状态降到状态E1时，释放的辐射能量的频率是多少？相应的辐射波长是多少？
其中E=hv，λv=c
3、一束强烈的绿光（λ=0.5μm）不足以从金属镁中打出一个内层电子，但用一个波长为1Å的极弱的x射线却可以实现这一点。
用量子物理解释这种明显异常现象。
4、一个电荷为-e的电子与电荷为+e的核离开的距离为r时，电子的位能为W，试据此推导方程：
5、电子的总能量E由位能W和动能K相加求得，位能的表达式为，动能的常用表达式为,将动能的表达式改用ｅ和ｒ来表示，求出Ｅ的表达式。
６、试证明：立方晶系的[111]晶向垂直于（111）晶面
7、求出立方晶系中[321晶向与[401]晶向的夹角。
8、试利用计算简单立方晶体的(100)，(110)，(111)等晶面间距，并指出晶面间距最大的晶面。
9 如果γls=2.0J/m2和γss=0.4J/m2，试估算下列条件时的系统能量的差值
a）一个10-12m2的液体颗粒位于固体的晶界上b）一个10-12m2的液体颗粒位于晶粒中心
6.27如下：
10 将两块垂直放置，相距为d=2×10-4m的铜板在1000℃进行银焊，求银液上升的高度h，银在1000℃时的表面张力γ=0.923J/m;银的密度ρ=10.5g/m3.
运用公式
11渗碳钢部件在870℃（1600℉）渗碳比在927℃（1700℉）渗碳的优点是可以得到晶粒更细小的成品。
a）计算在870℃下碳在γ-Fe中的扩散系数（D0=2.0×10-5m2/s，Q=140×103J/mol)
b)为达到927℃10小时渗碳同样的效果，在870℃渗碳需要多少时间（碳溶解度的变化不计算）
c）取0.3%C作为渗碳层的测量基点，取1.2%C作为870℃渗碳最高溶解度，并且不计算温度对奥氏体中最低溶碳量的影响。
求870℃渗碳10小时的渗层厚度是927℃渗碳10小时渗层厚度的百分之几？
12公式可用来近似地算出脱碳的程度。
用下表（8.2）中的数据，绘制含
1.3%C碳钢脱碳10小时后的碳浓度曲线，设表面碳浓度为零。
由于表8.2未给出下题仅作为参考答案：
13 考虑铜—锌固溶体的均匀化问题
A）试问铜—锌合金的不均匀度是否能在实用的时间内通过扩散予以完全消除？为什么？B）用下表（8.1）数据，计算815℃时锌在铜中的扩散系数
C）设最高锌含量与平均含锌量之差为5%Zn,最高含锌量区与最低含锌量区之间的距离为
0.1mm，用估算上述含锌量之差降低到1%Zn所需的时间。
D)在高温均匀化退火处理之前，对铸造合金施以冷加工，将加速还是减慢均匀化速率？为什么？
14 溶质原子与位错间的吸引力强度可用交互作用能（结合能）Eb表示。
溶质原子在位错
中心附近3︱b︱范围内的浓度C也可以用波茨曼分布来描述：
式中C0为溶质的平均浓度，T为绝对温度，k=1.38×10-23为波茨曼常数。
今有含碳量为0.05% (原子)的钢，其位错密度为1014m-2，如Eb=0.5ev,试计算进入位错处的碳原子占全部碳原子的百分数。
15 a）在图10.33所示的部分Cu-Al相图中，有两个共析反应。
试指出每个共析点的大致温度与成分
B）工业上常用的铝青铜有两种铝含量，5%和10.5%。
试分析那种合金可采用热处理强化。
C）对含铝10.5%的铝青铜在下列温度达到平衡时进行相分析：（1）900℃；（2）700℃；（3）570℃；（4）560℃，并画出相应的显微组织示意图。
16 一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？有人说：“一种析出硬化型合金可通过从适当温度用水淬冷的方法予以软化”。
这种说法对吗？解释之。
17退火纯铁在晶粒平均直径为1/4mm时，其下屈服强度σs为100MN﹒m-2,而当晶粒晶粒平均直径为1/64mm时，其下屈服强度σs为250MN﹒m-2,试求晶粒大小为1/16mm时纯铁的下屈服强度。
18一个合金系能沉淀硬化的条件与过程是什么？沉淀硬化经常用于那哪些种类的合金。
21．如何控制金属的氧化和腐蚀
1、防止不同的金属相互接触
相互接触而产生的电偶将使腐蚀局限于电化学上较活泼的金属，而另一金属实际上受到保护。
腐蚀常常又进一步局限于邻近不同金属接触之处。
在这方面拙劣设计的一个极端例子是用阳极（活泼）金属做小件，而阴极金属却面积大的多。
好的设计是用同样的金属，如果用不同金属直接连结是不可避免的话，在他们之间绝缘起来，以防止产生电接触点。
2、防止产生不均匀性
要防止金属和腐蚀环境二者中产生不均匀性，这种不均匀性是引起局部腐蚀的潜在原因。
要避免缝隙，因为缝隙会产生浓度差别。
由于这个道理，因而不要采用螺杆和铆钉连结，而宁愿采用对焊连结。
腐蚀液体的均匀流动也是设计时考虑的一个方面。
因为腐蚀液体停滞而不流动的区域和受液体冲去的区域都会加速腐蚀。
3、尽量消除腐蚀环境应用构件的应力
在决定必须在腐蚀环境中工作的机器部件的工作应力时，应该考虑可能产生腐蚀疲劳或应力腐蚀的情况。
必须避免使用一些危险的配合。
如，奥氏体不锈（氧的水溶液），淬火硬化的合金钢（硫化氢水溶液），铝合金（氧的水溶液），黄铜（氨溶液）。
如果在非用不可的情况下，合金的消除应力处理或改善腐蚀环境都能适当的控制腐蚀。
22．a) 利用电动势序列，对铁-锌电偶求出铁-锌电极电位的值
b) 用反应式描述在这种情况下的阳极和阴极反应
25．晶态与非晶态合金的主要差别是什么（从结构与性能上加以阐述）？
答：结构上：晶态合金中原子按一定的规律周期性地重复排列；而非晶态合金，原子在三维空间呈拓扑无序状排列，不存在长程周期性，但在几个原子间距的范围内，原子的排列仍然有着一定的规律，因此可以认为非晶态合金的原子结构为“长程无序，短程有序”。
性能上：1）晶态合金具有一定的熔点；非晶态合金没有确定的熔点。
2）晶态合金具有各向异性，而非晶态合金不具有各向异性。
3）非晶态合金的硬度、强度、韧性和耐磨性明显高于晶态合金，非晶态合金的延伸率一般较低，但其韧性很好。
4）非晶态合金具有较好的耐蚀性，较高的导磁率。
26．中间相按结构分为几类？有何特点？
1.间隙化合物
当以间隙形式溶解的元素超过其固态溶解度时，就可形成以这些元素再次处于间隙位置的中间相。
如TiN，WC等。
2．化合价化合物
两种化学性能不同的金属倾向于形成显示普通化合价的化合物。
如Mg2Si，Mg2Pb等。
3．电子相
在某些二元相图中于一定成分出现的中间相取决于该成分处的电子数和原子数的比率（电子浓度）。
4．有序相
原固溶体向较大成分范围的扩展有时被固溶体的有序化形式所阻止，这样一个有序相，在机械性能和物理性能上与原来的（无序）固溶体大致相似。
5．缺陷相
少数几种金属间相在某些浓度范围内含有数量很大的点阵空位，并被称为缺陷相，NiAl就是一个例子。