第二章 纯金属结晶作业答案
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。
金属材料及热处理课后习题参考答案
第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。
如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
第二章 纯金属的结晶答案
第二章纯金属的结晶(一) 填空题1．金属结晶两个密切联系的基本过程是形核和长大2 在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为凝固，通常把金属从一种结构的固态向另一种结构的固态的转变称为固态相变。
3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是变质剂的作用在于增加晶核的数量或者阻碍晶核长大。
钢中常用的变质剂为V,Ti,Al。
变质处理常用于大铸件，实际效果较好。
4．铸锭和铸件的区别是。
铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的。
凝固之后，这些锭（或棒料、板坯或方坯，根据容器而定）被进一步机械加工成多种新的形状。
用铸造方法获得的金属物件，即把熔炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经落砂、清理和后处理，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。
5．液态金属结晶时，获得细晶粒组织的主要方法是控制过冷度、变质处理、振动、搅动6．金属冷却时的结晶过程是一个放热过程。
7．液态金属的结构特点为短程有序。
8．如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的细，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的粗，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的细，薄铸件的晶粒比厚铸件细。
9．过冷度是金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。
一般金属结晶时，过冷度越大，则晶粒越细。
(二) 判断题1 凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。
即先形核，形核停止以后，便发生长大，使晶粒充满整个容积。
N2．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
N3．近代研究表明：液态金属的结构与固态金属比较接近，而与气态相差较远。
( Y ) 4．金属由液态转变成固态的过程，是由近程有序排列向远程有序排列转变的过程。
( N ) 金属玻璃---如果液体金属急速地降温，获得极大过冷度，以至没有形核就将温到原子扩散难以进行的温度，得到固体金属，它的原子排列状况与液态金属相似，这种材料称为非晶态金属，又称金属玻璃。
5．当纯金属结晶时，形核率随过冷度的增加而不断增加。
金属材料与热处理第六版习题册答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题1、成分、组织、热处理、性能之间。
2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、人工合成材料时代。
3、成分、热处理、性能、性能。
二、选择题：1、A2、B3、C三、简答题1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？答：机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理后相关知识，对我们工作中正确合理地使用这些工具，根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。
2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？答：在学习过程中，只要认真掌握重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和实验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构和结晶1-1金属的晶体结构一、填空题1、非晶体晶体晶体2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方3、晶体缺陷点缺陷面缺陷二、判断题1、√2、√3、×4、√三、选择题1、A2、C3、C四、名词解释1、晶格与晶胞：P5答：将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
3、单晶体与多晶体答：只由一个晶粒组成称为单晶格，多晶格是由很多大小，外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。
五、简答题书P6□1-2纯金属的结晶一、填空题1、液体状态固体状态2、过冷度3、冷却速度冷却速度4、晶核的产生长大5、强度硬度塑性二、判断题1、×2、×3、×4、×5、√6、√三、选择题1、C、B、A2、B3、A4、A四、名词解释1、结晶与结晶潜热(P8)答：（1）结晶：是金属从高温液体状态，冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。
最新机械制造基础第二章习题及答案资料
第二章习题及答案2-1晶体和非晶体的主要区别是什么？答：晶体是指其原子呈周期性规则排列的固态物体。
晶体具有周期性规则的原子排列，主要是由于各原子之间的相互吸引力与排斥力相平衡的结果。
晶体还具有固定的熔点和各向异性的特征。
非晶体则原子排列无规则，没有固定的熔点，且各向同性。
2-2试述纯金属的结晶过程。
答：纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所对应的时间内发生的，实质上是金属原子由不规则排列过渡到规则排列而形成晶体的过程，它是一个不断形成晶核和晶核不断长大的过程。
1）形核当液态金属的温度下降到接近T1时，液体的局部会有一些原子规则地排列起来，形成极细小的晶体，这些小晶体很不稳定，遇到热流和振动就会消失，时聚时散，此起彼伏。
当低于理论结晶温度时，稍大一点的细小晶体，有了较好的稳定性，就有可能进一步长大成为结晶核心，称为晶核。
晶核的形成有两种方式：一种为自发形核，即如前所述的，液态金属在过冷条件下，由其原子自己规则排列而形成晶核；一种为非自发形核，即依靠液态金属中某些现成的固态质点作为结晶核心进行结晶的方式。
非自发形核在金属结晶过程中起着非常重要的作用。
2）长大晶核形成之后，会吸附其周围液体中的原子不断长大，在晶核长大的同时，液体中又会产生新的晶核并长大，直到液态金属全部消失，晶体彼此接触为止。
2-3何谓为过冷度？影响过冷度大小的因素是什么？答：实际结晶温度低于理论结晶温度的现象，称为过冷现象。
理论结晶温度与实际结晶温度的差值，称为过冷度。
过冷度与金属液体的冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度越大。
2-4晶粒粗细对金属的力学性能有何影响？细化晶粒可采取哪些措施？答：晶粒越细小，晶界越多、越曲折，晶粒与晶粒之间相互咬合的机会就越多，越不利于裂纹的传播和发展，增强了彼此间的结合力。
不仅使强度、硬度提高，而且塑性、韧性也越好。
为了能够获得细晶组织，实际生产中常采用增大过冷度⊿T、变质处理和附加振动等方法。
2-5什么是合金相图？什么是共晶转变和共析转变？答：合金相图是通过实验方法建立的。
第二章 纯金属的结晶(金属学与热处理崔忠圻课后答案)
金属学与热处理第二版（崔忠圻）答案第二章纯金属的结晶2-1 a）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gk与其体积V之间关系式为△Gk=V△Gv/2b）当非均匀形核形成球冠状晶核时，其△Gk与V之间的关系如何？答：2-2 如果临界晶核是边长为a的正方体，试求出△Gk和a之间的关系。
为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大。
答：2-3 为什么金属结晶时一定要由过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？答：金属结晶时需过冷的原因：如图所示，液态金属和固态金属的吉布斯自由能随温度的增高而降低，由于液态金属原子排列混乱程度比固态高，也就是熵值比固态高，所以液相自由能下降的比固态快。
当两线相交于Tm温度时，即Gs=Gl，表示固相和液相具有相同的稳定性，可以同时存在。
所以如果液态金属要结晶，必须在Tm温度以下某一温度Tn，才能使Gs＜Gl，也就是在过冷的情况下才可自发地发生结晶。
把Tm-Tn的差值称为液态金属的过冷度影响过冷度的因素：金属材质不同，过冷度大小不同；金属纯度越高，则过冷度越大；当材质和纯度一定时，冷却速度越大，则过冷度越大，实际结晶温度越低。
固态金属熔化时是否会出现过热及原因：会。
原因：与液态金属结晶需要过冷的原因相似，只有在过热的情况下，Gl＜Gs，固态金属才会发生自发地熔化。
2-4 试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。
答：相同点：形核驱动力都是体积自由能的下降，形核阻力都是表面能的增加。
具有相同的临界形核半径。
所需形核功都等于所增加表面能的1/3。
不同点：非均匀形核的△Gk小于等于均匀形核的△Gk，随晶核与基体的润湿角的变化而变化。
非均匀形核所需要的临界过冷度小于等于均匀形核的临界过冷度。
两者对形核率的影响因素不同。
非均匀形核的形核率除了受过冷度和温度的影响，还受固态杂质结构、数量、形貌及其他一些物理因素的影响。
2-5 说明晶体生长形状与温度梯度的关系。
答：液相中的温度梯度分为：正温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况。
第二章 纯金属的结晶
第二章纯金属的结晶一．名词解释结晶、过冷度、临界过冷度、结晶潜热、结构起伏、能量起伏、晶胚、晶核、枝晶、晶粒度、均匀形核、非均匀形核、形核功、形核率、光滑界面、粗糙界面、正温度梯度、负温度梯度、变质处理二．填空题1．在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为，而把金属从一种结构的固态向另一种结构的固态的转变称为。
2．金属实际结晶温度与理论结晶温度之差称为。
3．金属冷却时的结晶过程是一个热过程。
4．过冷是金属结晶的条件。
5．过冷度是。
一般金属结晶时，过冷度越大，则晶粒越。
6．液态金属结晶时，结晶过程的推动力是，阻力是。
7．金属结晶两个密切联系的基本过程是和。
8．纯金属结晶必须满足的热力学条件为__________ _ 。
9．液态金属结晶时，获得细晶粒组织的主要方法是和。
液态金属的结构特点为。
10．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是。
11．如果其它条件相同，则金属模浇注铸件的晶粒比砂模浇注的__________，高温浇注铸件的晶粒比低温浇注的_____________，采用振动浇注铸件的晶粒比不采用振动的，薄铸件的晶粒比厚铸件。
12．影响非晶体凝固的主要因素是和。
三．选择题1．液态金属结晶的基本过程是_____________。
A、边形核边长大B、先形核后长大C、自发形核和非自发形核D、突发相变2．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将____________。
A、比理论结晶温度越低B、比理论结晶温度越高C、越接近理论结晶温度D、同理论结晶温度相等3．液态金属结晶时，___________越大，结晶后金属的晶粒越细小。
A、形核率NB、长大率GC、比值N/GD、比值G/N4．纯金属结晶过程中，过冷度越大，则_____________。
A、形核率增大、长大率减少，所以晶粒细小B、形核率增大、长大率增大，所以晶粒细小C、形核率增大、长大率增大，所以晶粒粗大D、形核率减少、长大率减少，所以晶粒细小5．若纯金属结晶过程处在液－固相平衡共存状态下，此时的温度同理论结晶温度相比_____________。
金属材料与热处理(第七版)习题册 答案
金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1. 石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3. 40 5% 金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。
为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。
2.答：3. 答：要弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构与结晶§1—1 金属的晶体结构1.非晶体晶体晶体2.体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√ 2．√ 3．×4．×三、选择题1．A 2．C 3．C四、名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。
五、思考与练习答：三种常见的金属晶格的晶胞名称分别为：（体心立方晶格）（面心立方晶格）（密排六方晶格）§1—2 纯金属的结晶一、填空题1.液体状态固体状态2.过冷度3.冷却速度冷却速度低4.形核长大5.强度硬度塑性二、判断题1．×2．×3．×4．√ 5．√6．√1．CBA 2．B 3．A 4．A四、名词解释1．答：结晶指金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。
在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。
2．答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。
结晶化学第2章习题答案
结晶化学第2章习题答案结晶化学第2章习题答案结晶化学·第二章习题与思考题1.单形的概念。
★★★★答：单形是对称要素联系起来的一组晶面的组合。
2.分别列出要求掌握的16种几何单形的名称和几何特征。
3.将16个单形（掌握）中特征相似的单形归成一组（至少3组）；当你遇到其中一个时，请准确说出它的名称和特征。
★答：面类：单面、平行双面；柱类：斜方柱、四方柱、三方柱、六方柱、立方体；锥类：斜方双锥、四方双锥、六方双锥、八面体；面体类：斜方四面体、四方四面体、四面体、菱面体、菱形十二面体。
4.解释单形中一般形和特殊形的概念，以及两者的关系。
★答：一般形是指晶面与晶体中的对称要素以任意角度相交的单形；特殊形是指晶面垂直或平行于晶体中的任何一种对称要素，或与相同对称要素等角度相交。
一般形和特殊形是根据晶面与对称要素的相对位置来划分的，一个对称型中，只可能有一种一般形，晶类即以其一般形的名称来命名。
5.说明单形和结晶单形两概念的异同。
答：在概念上，单形包含了几何单形和结晶单形，一般泛指几何单形；而结晶单形同时考虑了单形的对称性和几何形态。
6.举例说明为什么中、低级晶族的晶体上必然会存在聚形现象。
★答：晶体的自限性指出晶体不可能有敞开的空间，因此，开形类的单形不可能独立地出现在晶体上，如柱类和单锥类，它们必须与低级晶族的平行双面或单面或者与其它单形相聚合构成一个封闭的空间。
例如低级晶族的斜方柱，利用对称要素组合定理，分别推导出常见的10个对称型。
★★答：① L2×P⊥=L2PC，根据定理2。
② L2×L2⊥=3L2，（定理1）；L2×P⊥=L2PC （定理2）；L2×P//=L22P（定理3)，得3L23PC。
③ L33P = L3×P//，（定理3）。
④L33L2= L3×L2⊥，（定理1）。
⑤L66L27PC：L6×L2⊥= L66L2（定理1）；L6×P⊥=L6PC（定理2）；L6×P//=L66P（定理3)。
金属材料结晶试题及答案
金属材料结晶试题及答案一、单选题1. 金属材料在固态下由无定形转变为有定形的过程称为：A. 凝固B. 熔化C. 相变D. 结晶答案：D2. 金属结晶过程中，晶核的形成方式有：A. 均匀形核B. 非均匀形核C. 以上都是D. 以上都不是答案：C3. 金属晶体中，晶格常数的单位是：A. 米B. 厘米C. 毫米D. 纳米答案：D4. 金属结晶时，晶粒生长的驱动力是：A. 温度差B. 压力差C. 浓度差D. 以上都不是答案：C5. 金属结晶过程中，影响晶粒大小的主要因素是：A. 冷却速度B. 冷却时间C. 冷却介质D. 以上都是答案：D二、多选题1. 金属结晶过程中，影响晶核数量的因素包括：A. 冷却速度B. 冷却介质C. 合金元素D. 原始晶粒数量答案：ABCD2. 金属结晶过程中，影响晶粒生长的因素包括：A. 冷却速度B. 冷却介质C. 晶体缺陷D. 晶体取向答案：ABC三、判断题1. 金属结晶过程中，冷却速度越快，晶粒越粗大。
（错误）2. 金属结晶时，晶格常数越大，晶格缺陷越少。
（错误）3. 金属结晶时，晶核的形成和生长是同时进行的。
（正确）4. 金属结晶过程中，晶粒大小与冷却速度无关。
（错误）5. 金属结晶时，非均匀形核比均匀形核更容易发生。
（正确）四、简答题1. 简述金属结晶的基本原理。
答案：金属结晶是指金属在冷却过程中，由无定形状态转变为有定形的晶体状态的过程。
这一过程包括晶核的形成和晶粒的生长两个阶段。
晶核的形成可以是均匀形核或非均匀形核，而晶粒的生长则是在晶核的基础上，通过原子的有序排列形成的。
2. 金属结晶过程中，冷却速度对晶粒大小有何影响？答案：冷却速度对晶粒大小有显著影响。
冷却速度越快，晶粒生长的时间就越短，导致晶粒尺寸较小；反之，冷却速度越慢，晶粒生长的时间就越长，晶粒尺寸就越大。
五、计算题1. 已知某金属的冷却速度为10℃/s，初始晶粒尺寸为0.1mm，冷却介质为水。
计算在冷却过程中，晶粒尺寸的变化。
金属学与热处理—第二章1-4节
教学要求：
1 了解金属结晶过程的形核、长大
2 理解金属铸锭的组织与缺陷
3 掌握金属结晶的热力学条件和结构条件
重点：金属结晶的热力学条件和结构条件 难点：金属结晶过程的形核、长大 学时数：共4学时
§1
金属的结晶现象
注意结晶和凝固的 区别
结晶： 液体 --> 晶体——金属生产的第一步
θ=0 a)
θ b) 不同湿润角的晶核形状
θ c)
2、影响非均质形核率的因素
⑴ 过冷度的影响：∵形核功小；
∴ΔT=0.02Tm
~0.2Tm ⑵
┗ 远小于均匀形核 ⑵ 固体杂质结构的影响：
~0.02Tm
⑴
△T 非均匀形核率⑴与均匀形核率 ⑵随过冷度变化的比较
LB B cos L
温度
Tm
△T
急冷
非晶态材料
非均匀形核
1、临界形核半径和形核功
液相L
1 3 V r (2 3 cos cos3 ) 3
σLα σLβ θ
晶核α
S1
S1 2r 2 (1 cos )
S2
σαβ
L L cos
基底β
r
S 2 r 2 sin2
结晶的结构条件
相起伏
能量起伏
晶胚
晶核
§4 晶核的形成
形核方式：
不是所有的晶坯均能 形成晶核，为什么？
均匀形核
非均匀形核
是指完全依靠液态金属中稳定的原
子集团（相起伏）形核的过程，液
相中各区域出现新相晶核的几率都 是相同的。——理想情况
均匀形核
非均匀形核
是指晶胚依附于液态金属中现 成的微小固相杂质质点或器壁 的表面形核的过程。——实际 液态金属结晶情况均属此类。
第三章 纯金属的结晶、匀晶相图(含答案)
第二章纯金属的结晶、二元匀晶相图（含答案）一、填空题（在空白处填上正确的内容）1、纯金属的结晶过程是由________和________这两个基本过程所组成的。
答案：形核、晶粒长大2、金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象叫做________，理论结晶温度与实际结晶温度之差叫做________。
答案：过冷、过冷度3、晶核的生成、存在有两种方式，即________和________。
答案：自发形核、非自发形核4、控制金属结晶后晶粒大小的主要途径有________、________和________三种。
答案：增大过冷度、变质处理、振动与搅拌5、生产中，在金属进行结晶时辅以机械振动，其目的是________。
答案：细化晶粒6、相图是表示平衡条件下物质的状态与________和________之间关系的简明图解。
答案：温度、成份7、一般来说金属的结晶是指金属由________转变为________的过程，也就是原子由不规则排列逐步过渡到规则排列的过程。
答案：液体、晶体（固体）8、金属结晶的过程为________和________。
答案：形核、晶粒长大9、在二元合金相图上，横坐标为________，纵坐标为________，图中的区域为________。
答案：成份、温度、相10、金属结晶的过程为________和________。
答案：形核、长大11、生产中，当金属进行结晶时辅以机械振动，其目的是________。
答案：细化晶粒12、在金属结晶过程中，细化晶粒的主要方法有________、________和________。
答案：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌13、纯金属的结晶过程是由________和________这两个基本过程所组成的。
答案：形核、晶粒长大14、生产中常见的细化晶粒的方法有________、________和________三种。
答案：增大过冷度、变质处理、振动与搅拌15、合金相图是表示在平衡条件下，合金的状态有规律地随________和________的变化而变化的图解。
习题册参考答案-《金属材料与热处理(第七版)习题册》-A02-3671
金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1.石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3.405% 金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。
为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。
2.答：3.答：要弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构与结晶§1—1 金属的晶体结构1.非晶体晶体晶体2.体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√ 2．√ 3．×4．×三、选择题1．A 2．C 3．C四、名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。
五、思考与练习答：三种常见的金属晶格的晶胞名称分别为：（体心立方晶格）（面心立方晶格）（密排六方晶格）§1—2 纯金属的结晶一、填空题1.液体状态固体状态2.过冷度3.冷却速度冷却速度低4.形核长大5.强度硬度塑性二、判断题1．×2．×3．×4．√ 5．√6．√1．CBA 2．B 3．A 4．A四、名词解释1．答：结晶指金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。
在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。
2．答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。
金属材料结晶试题答案
金属材料结晶试题答案一、填空题1. 金属材料的结晶过程中，晶粒的长大是通过______方式进行的。
2. 在金属材料的冷却曲线上，晶粒生长的阶段对应的是______部分。
3. 金属材料的显微组织对其______性能有直接影响。
4. 金属的熔点是指金属从液态转变为固态时的______温度。
5. 金属的过冷度是指实际结晶温度低于其理论熔点的______温度差。
6. 金属的晶粒度可以通过改变______条件来调控。
7. 金属的冷加工和退火处理可以改善其______性能。
8. 金属的相图中，共晶组织是由______组成的。
9. 金属的晶粒度对其______强度有显著影响。
10. 金属的热处理过程中，正火是为了获得______的组织状态。
二、简答题1. 请简述金属结晶的基本过程及其特点。
2. 金属的晶粒度对其力学性能有何影响？3. 什么是金属的过冷现象？过冷度的大小对金属结晶有何影响？4. 金属的相图有哪些类型，它们各自的特点是什么？5. 金属的热处理包括哪些基本工艺？请简述它们的作用。
三、计算题1. 已知某金属的熔点为1500℃，在冷却过程中，实际结晶温度为1460℃，求该金属的过冷度。
2. 某金属棒材经过热处理后，其晶粒度为0.2mm，若要通过改变冷却速度来细化晶粒至0.1mm，理论上需要多快的冷却速度？3. 根据铁-碳相图，计算含碳量为0.8%的铁碳合金在室温下的组织组成。
四、论述题1. 论述金属的晶粒度对其耐腐蚀性能的影响。
2. 分析金属的热处理对提高其疲劳强度的作用机制。
3. 探讨金属的冷加工和退火处理对改善其塑性变形能力的作用。
4. 根据金属的相图，解释共晶组织的形成过程及其对材料性能的影响。
五、案例分析题1. 描述一个金属材料在实际生产中的应用案例，并分析其结晶过程对最终产品性能的影响。
2. 通过一个金属零件的热处理工艺案例，讨论不同热处理参数对零件性能的具体影响。
3. 针对一种特定的金属材料，分析其在特定工作条件下可能出现的失效模式，并提出相应的改进措施。
第二章 纯金属的结晶
其它
固相杂质形貌不同，形核率也不同，凹面有 利于形核，形核效能最高。
④ DT=DTk时，晶胚尺寸正好达到临界晶核半径，这些晶胚可能转 变为晶核。纯金属均匀形核时临界过冷度大约为0.2Tm。 ⑤ DT>DTk时，晶胚半径超过了晶核临界尺寸，此时液态金属的结 晶容易进行。 ⑥ 过冷度越大，超过临界晶核的晶胚数量越多，结晶越易进行。
C. 形核功
右图中，当rc<r <r0时，
2.2、金属结晶的结构条件 • 金属的结晶是晶核的形成和长大的过程，而晶 核是由晶胚生成的，那么，晶胚又是什么呢？ 它是怎样转变成晶核的？这些问题都涉及到液 态金属的结构条件，因此，了解液态金属的结 构，对深入理解结晶时的形核和长大过程十分 重要。
2.2、金属结晶的结构条件
液体的原子排列： ① 短程有序，长程无序。 ② 短程有序集团不断出现 和消失，处于变化之中。 ③ 这些瞬间出现、消失的 有序集团称为结构起伏 或相起伏。
决定晶体长大方式和长大速度的主要因素是 晶核的界面结构、界面前沿的温度梯度。
4.2、界面结构
原子尺度下，界面为平整的原子表面。 一般为密排晶面。界面两侧固液原子 截然分开，没有过渡层。光学显微镜 下，光滑界面由若干曲折的小平面构 成，所以又称小平面界面。 原子尺度下，界面两侧有几个原子层 厚度的过渡层，固液原子犬牙交错排 列。光学显微镜下，这类界面是平直 的，所以又称非小平面界面。
HL-HS=DHf >0， DHf 为相变潜热，T＝Tm时，DGv =0，因此有：
第2章 2.1纯金属的结晶、2.2 二元合金的结晶(I)
课题：第2章 2.1纯金属的结晶、2.2二元合金的结晶（I）目的要求：1了解纯金属结晶的条件、理解其结晶过程，掌握细化铸态金属晶粒的措施；2掌握二元合金的结晶。
教学重点：纯金属结晶的过程、细化铸态金属晶粒的措施、二元合金的结晶、相图。
教学难点：匀晶相图、共晶相图、包晶相图。
教学课时：2教学方法：多媒体，板书教学内容与步骤：本章介绍金属材料组织和性能的影响因素及其控制方法。
重点阐明铁碳相图、铁碳合金平衡结晶过程、铁碳合金的成分-组织-性能关系。
重点阐明钢的热处理原理和热处理工艺。
简要阐述纯金属的结晶、金属的塑性加工、钢的合金化。
本章是工程材料课程的重点章。
着重掌握：铁碳相图，铁碳合金的平衡结晶过程，铁碳合金的成分-组织-性能关系。
过冷奥氏体的转变，钢的淬透性、淬硬性。
常用热处理等热处理工艺。
合金元素对钢的热处理、钢的机械性能的影响。
熟悉纯金属、合金的结晶，金属的塑性加工、再结晶对金属组织和性能的影响规律。
2.1纯金属的结晶2.1.1 纯金属的结晶金属材料要经过液态和固态的加工过程。
钢材经过冶炼、注锭、锻造、轧制、机加工和热处理等工艺过程。
金属浇注、冷却后，液态金属转变为固态金属，获得一定形状的铸锭或铸件。
液态金属中金属原子作不规则运动。
在小范围内，原子会出现规则排列，称短程有序。
短程有序的原子集团是不稳定的，瞬时出现瞬时消失。
通常的固态金属属于晶体材料，金属原子规则排列，叫长程有序。
金属从液态到固体晶态的转变称为一次结晶。
简称金属结晶。
一、纯金属结晶的条件纯铜的冷却曲线中T0为纯铜的熔点(理论结晶温度), Tn为开始结晶温度。
自发转变的能量条件：自然界的一切自发转变过程，总是由一种较高能量状态趋向于能量最低的稳定状态。
在一定温度条件下，只有引起体系自由能（即能够对外作功的那部分能量）降低的过程才能自发进行。
液态金属结晶条件：液态金属要结晶，温度必须低于理论结晶温度T0，要有一定的过冷度ΔT ，使金属在液态和固态之间存在自由能差ΔF 。
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第二章纯金属的结晶
(一) 填空题
1．金属结晶两个密切联系的基本过程是形核和长大。
2 在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为结晶，通常把金属从一种结构的固态向另一种结构的固态的转变称为相变。
3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是增加非均质形核的形核率来细化晶粒
4．液态金属结晶时，获得细晶粒组织的主要方法是控制过冷度、加入结构类型相同的形核剂、振动、搅动
5．金属冷却时的结晶过程是一个放热过程。
6．液态金属的结构特点为长程无序，短程有序。
7．如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的细小，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的粗大，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的细小，薄铸件的晶粒比厚铸件细小。
8．过冷度是金属相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变，即平衡相变温度与该实际转变温度之差。
一般金属结晶时，过冷度越大，则晶粒越细小。
9、固态相变的驱动力是新、旧两相间的自由能差。
10、金属结晶的热力学条件为金属液必须过冷。
11、金属结晶的结构条件为在过冷金属液中具有尺寸较大的相起伏，即晶坯。
12、铸锭的宏观组织包括外表面细晶区、中间等轴晶区和心部等轴晶区。
(二) 判断题
1 凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。
即先形核，形核停止以后，便发生长大，使晶粒充满整个容积。
( ×)
2．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
( ×)
3．近代研究表明：液态金属的结构与固态金属比较接近，而与气态相差较远。
( √)
4．金属由液态转变成固态的过程，是由近程有序排列向远程有序排列转变的过程。
( √)
5．当纯金属结晶时，形核率随过冷度的增加而不断增加。
( ×) P41+7
6．在结晶过程中，当晶核成长时，晶核的长大速度随过冷度的增大而增大，但当过冷度很大时，晶核的长大速度则很快减小。
( √) P53 图2-33 7．金属结晶时，冷却速度愈大，则其结晶后的晶粒愈细。
( √) P53-12 8．所有相变的基本过程都是形核和核长大的过程。
( √)
9．在其它条件相同时，金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的铸件晶粒更细(√) 10．在其它条件相同时，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的铸件晶粒更细。
( ×)
11．在其它条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更细。
( √) 12. 金属的理论结晶温度总是高于实际结晶温度。
( √)
14．在实际生产条件下，金属凝固时的过冷度都很小(<20℃)，其主要原因是由于非均匀形核的结果。
(√)
15．过冷是结晶的必要条件，无论过冷度大小，均能保证结晶过程得以进行。
(×)
(三) 选择题
1 液态金属结晶的基本过程是A
A．边形核边长大B．先形核后长大
C．自发形核和非自发形核D．枝晶生长
2．液态金属结晶时， C 越大，结晶后金属的晶粒越细小。
A．形核率N B．长大率G C．比值N／G D．比值G／N 3．过冷度越大，则A
A．N增大、G减少，所以晶粒细小B．N增大、G增大，所以晶粒细小
C N增大、G增大，所以晶粒粗大D．N减少、G减少，所以晶粒细小4．纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将B 。
A．越高 B 越低C．越接近理论结晶温度D．没有变化
5．若纯金属结晶过程处在液—固两相平衡共存状态下，此时的温度将比理论结晶温度C P35-3
A．更高B．更低C；相等D．高低波动
6．在实际金属结晶时，往往通过控制N／G比值来控制晶粒度。
在下列 B 情况下将获得粗大晶粒。
A．N／G很大B．N／G很小C．N／G居中D．N／G＝1 1、简述凝固过程的宏观特征，叙述凝固过程中晶体成长的机理。
凝固时宏观特征是：要有一定的过冷度，会放出明显的结晶潜热。
成长机理有三种：连续式成长、二维形核及借助台阶侧向生长、借螺旋位错生长。
2、叙述钢锭或连铸坯中常见的宏观组织缺陷，消除或改善方法。
宏观缺陷有：宏观偏析(如正常偏析、反常偏析、比重偏析)和带状组织以及缩孔、疏松、气泡等。
严格讲，也包括三晶区的组织不均匀性。
宏观缺陷(化学不均匀性、物理不均匀性和组织不均匀性)往往是相互联系的，一般希望尽可能多而细的中心等轴晶，可采用加孕育剂、加大冷速、加强液体运动(如电磁搅拌、机械搅拌)等方法，细化晶粒，消除柱状晶，这样与柱状晶／枝状晶区相伴随的宏观偏析和缩孔、气泡也就明显改善了。