《金属学及热处理》第四章复习题

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金属学与热处理复习题

第一章复习题晶向指数相同，符号相反的为同一条直线原子排列相同但空间位向不同的所有晶向晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl ）平行时hu+kv+lw=0当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl ）垂直时h=u ，K=v ，l=w晶体的各向异性原因: 在不同晶面上的原子紧密程度不同纯铁冷却时在912e 发生同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密度降低，晶体体积，原子半径发生。

面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向刃型位错的四个特征（作业）螺型位错的四个特征（作业）面心立方（FCC ）体心立方（BCC ）密排六方（HCP ）晶胞原子数原子半径配位数致密度同素异构转变定义--18页晶体缺陷的分类：常见的点缺陷：常见的面缺陷：第二章复习题一、填空1、金属结晶两个密切联系的基本过程是和2 、金属结晶的动力学条件为3 、金属结晶的结构条件为4 、铸锭的宏观组织包括5、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晶粒更细，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的晶粒粗大，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的晶粒更细，薄铸件的晶粒比厚铸件晶粒更细。

二、问答1、金属的结晶形核45页2、金属的长大的要点52页2、铸锭三晶区名称及形成过程（柱状晶为重点）3、影响柱状晶生长的因素56-57页三、名词解释：1、细晶强化2、变质处理3、铸造织构第三章二元合金的相结构与结晶作业题（复习题）1、概念合金、相、固溶体、固溶强化、、离异共晶、伪共晶2、填空1）固溶体按照溶质原子在晶格中所占位置分为和。

2）固溶体按照固溶度不同分为和。

3）置换固溶体溶解度的影响因素有、、、、和温度。

4）置换固溶体中原子半径相对差别Δr 8%且两者的晶体结构相同时才有可能形成无限固溶体。

5）间隙固溶体形成无限固溶体（填“有可能”“不可能”）6）正温度梯度下：随成分过冷程度增大分别形成、和。

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第一章金属的晶体结构1-1作图表示出立方晶系（ 1 2 3[-2 1 1]、[3 4 6]等晶向。

）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、答：1-2 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。

答：{1 1 1} 晶面共包括（ 1 1 1 ）、（-1 1 1 ）、（1 -1 1 ）、（1 1 -1 ）四个晶面，在一个立方晶系中画出上述四个晶面。

1-3某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数为a=b≠ c,c=2/3a 。

今有一晶面在 X、Y、Z 坐标轴上的结局分别为 5 个原子间距、 2 个原子间距和 3个原子间距，求该晶面的晶面指数。

答：由题述可得： X 方向的截距为×2a/3=2a 。

取截距的倒数，分别为1/5a ，1/2a ，1/2a5a， Y 方向的截距为2a，Z 方向截距为3c=3化为最小简单整数分别为故该晶面的晶面指数为（2，5，5 255 ）1-4 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 ）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

答：H（ 1 0 0） ==a/2 H（ 1 1 0） ==√2a/2H）==√3a/6（111面间距最大的晶面为（ 1 1 0 ）1-5 面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（ 1 0 0 ）、（ 1 1 0 ）、（1 1 1 ）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

答：H（ 1 0 0） ==a/2H（ 1 1 0） ==√2a/4H（ 1 1 1） ==√3a/3面间距最大的晶面为（ 1 1 1 ）注意：体心立方晶格和面心立方晶格晶面间距的计算方法是：1、体心立方晶格晶面间距：当指数和为奇数是H=，当指数和为偶数时 H=2、面心立方晶格晶面间距：当指数不全为奇数是H=，当指数全为奇数是H=。

1-6 试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。

金属学及热处理练习题答案

第一章金属的晶体结构马氏体沉淀硬化不锈钢,它是美国 ARMCO 钢公司在1949年发表的,其特点是强度高,耐蚀性好,易焊接,热处理工艺简单,缺点是延韧性和切削性能差,这种马氏体不锈钢与靠间隙元素碳强化的马氏体钢不同,它除靠马氏体相变外并在它的基体上通过时效处理析出金属间化合物来强化。

正因为如此而获得了强度高的优点,但延韧性却差。

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 ）。

金属学与热处理课后重点习题

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。 2. 试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。相同点： ① 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。 ② 具有相同的临界形核半径。 ③ 所需形核功都等于所增加表面能的 1/3。不同点： ① 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
在表层细晶区形成的同时，一方面型壁的温度被高温金属液体和细晶区所释放的结晶潜热加热而迅速升高，另一方面由于金属凝固后的收缩，使细晶区和型壁脱离，形成一层空气层，以上都给液体金属的散热造成困难，使液体金属冷却减慢，温度梯度变得平缓。此时，固液界面前沿过冷度减小，无法满足形核的条件，不能形成新的晶核，结晶只能依靠靠近液相的某些小晶粒继续长大来进行，由于垂直于型壁的方向散热最快，因此晶体沿其反方向择优生长，晶体在向液体中生长的同时，侧面受到彼此的限制而不能生长，因此只能沿散热方向的反方向生长，从而形成柱状晶区。
此晶区晶粒长大时彼此交叉，枝叉间的搭接牢固，裂纹不易扩展；该晶区晶粒较大，树枝晶发达，因此显微缩孔较多，力学性能较差。 5. 为了得到发达的柱状晶区应该采取什么措施？为了得到发达的等轴晶区应
该采取什么措施？其基本原理如何？得到柱状晶区的措施及其原理： ① 提高液态金属过热度。增大固液界面前沿液态金属的温度梯度，有利于增大
3. 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）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。
4. 面心立方晶格的晶格常数为 a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

（完整版）《金属学及热处理》复习习题及答案

（完整版）《金属学及热处理》复习习题及答案1第一章金属及合金的晶体结构复习题一、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. 空间点阵：描述晶体中原子（离子、分子或原子集团）规律排列的空间格架称为空间点阵。

4. 晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。

5. 晶胞：构成晶格的最基本单元。

6. 晶界：晶粒和晶粒之间的界面。

7. 单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。

8 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。

9. 晶粒：组成多晶体的各个小单晶体的外形一般为不规则的颗粒状，故通常称之为晶粒。

10. 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。

11. 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。

12. 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。

13. 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。

14. 固熔体：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I .晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。

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. 晶体与非晶体最根本的区别是原子（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，而非晶体则不是。

金属学及热处理试题总结

金属学及热处理试题总结金属学及热处理试题1、过冷奥氏体是指过冷到（）温度以下，尚未转变的奥氏体。

A、MsB、MrC、A12、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是（）。

A、C曲线B、铁碳相图C、钢的Ms线3、淬火介质的冷却速度必须（）临界冷却速度。

A、大于B、小于C、等于4、T12钢的淬火加热温度为（）。

A、Ac cm+30-50°CB、Ac3+30-50°CC、Ac1+30-50°C5、钢的淬透性主要取决于钢的（）。

A、含硫量B、临界冷却速度C、含碳量D、含硅量6、钢的热硬性是指钢在高温下保持（）的能力。

A、高抗氧化性B、高强度C、高硬度和高耐磨性7、钢的淬硬性主要取决于钢的（）。

A、含硫量B、含锰量C、含碳量D、含硅量8、一般来说，碳素钢淬火应选择（）作为冷却介质。

A、矿物油B、20°C自来水C、20°C的10%食盐水溶液9、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力，称为( ).A、淬硬性B、淬透性C、耐磨性10、钢的回火处理在（）后进行。

A、正火B、退火C、淬火11、调质处理就是（）的热处理。

A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火12、化学热处理与其热处理方法的主要区别是（）。

A、加热温度B、组织变化C、改变表面化学成分13、零件渗碳后一般须经（）处理，才能使表面硬而耐磨。

A、淬火+低温回火B、正火C、调质14、用15钢制造的齿轮，要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用（）热处理A、淬火+低温回火B、表面淬火+低温回火C、渗碳+淬火+低温回火15、用65Mn钢做弹簧，淬火后应进行（）；A、低温回火B、中温回火C、高温回火二、判断题（在题号前作记号“√”或“×”）1、（）实际加热时的临界点总是低于相图的临界点。

2、（）珠光体向奥氏体的转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。

3、（）珠光体、索氏体、托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体的混合物，所以它们的力学性能相同。

《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 1 1]、[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，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=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-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=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。

b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。

金属学与热处理习题

九章、
1．解释下列名词：固溶处理，时效强化。
2．铝合金可通过哪些途径达到强化的目的？
习题：
1、淬透性与淬硬性有无关系？
2、常用碳钢的退火、正火、淬火热处理加热工艺参数？
5、说明共析碳钢C曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。
6、vk值大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？
1、碳的质量分数：
结构钢—用两位数表示万分之几
工具钢—＜1％时，用一位数表示干分之几，
＞1％时，不标。（但高速钢多少都不标，含钨高。）
特殊性能钢—用一位数表示含碳干分之几，
当含碳少时：≤0、08%C用0表示；≤0、03%C用00表示。
2、合金元素的质量分数：（除滚动轴承钢中的Cr表示干分之几外）都表示百分之几。
（2）珠光体、马氏体；奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；
（3）退火、正火、淬火、回火、调质处理；
（4）淬火临界冷却速度（vk）、淬透性、淬硬性；
12.珠光体类型组织有哪几种？组织形态和性能有何特点？
答:珠光体类型组织有:①P: A 1～650℃；
②S: 650～600℃；③T: 600～550℃
珠光体类型组织的形态均为片层状，只是片的粗细不同。形成温度越低，片越细，且强度硬度越高。
三、下例说法是否正确？为什么？
1、过冷A的冷却速度大于Vk时，则冷却速度愈快，冷却后钢的硬度更高;
2、钢中合金元素越多，则淬火后硬度就越高;
3、淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度；
1．.说明共析碳钢C曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。
4．vk值大小与钢的淬透性有何关系？
3．为什么铸造合金常选用有共晶成分或接近共晶成分的合金？用于压力加工的合金选用何种成分的合金为好？

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《金属学与热处理》复习题绪论基本概念：工艺性能，使用性能，组织，结构。

第一章基本概念：金属，金属键，晶体，晶体特性，晶胞，配位数，晶面族，晶向族，多晶型性，晶体缺陷，空位，位错，柏氏矢量，晶粒，各向异性，伪各向同性，小角度晶界，大角度晶界。

基础知识：1?三种典型金属结构的晶体学特点。

(点阵常数，原子半径，晶胞内原子数，配位数，间隙种类及大小)2. 立方晶系晶面指数和晶向指数的确定方法。

3. Bcc和fee晶胞三个主要晶面和三个主要晶向的原子排列状况和密度。

4. 刃型位错、螺型位错、混合位错中位错线与柏氏矢量的关系。

思考题：位错密度对力学性能有什么影响。

2. 在立方晶系晶胞中画出：(001)和[001] ； (110)和⑴0] ； (111)和口“] ； (211)教科书习题：5,.9. 10 ,11, 13, 14o和[211] ； (121)和[121]，说明相同指数的晶面和晶向之间的关系。

弟一早基本概念：结构起伏，能量起伏，过冷，晶坯，晶核，均匀形核，非均匀形核，临界晶核半径，临界过冷度，光滑界面，粗糙界面。

思考题：1?什么是接触角？分析接触角的大小对非均匀形核的作用，如何减小接触角。

2. 什么是细晶强化？细化铸件晶粒应米取什么措施？教科书习题：5. 6 。

第三章基本概念：合金，固溶体，中间相，不平衡结晶，晶内偏析，枝晶偏析，区域偏析，伪共晶，离异共晶。

基础知识：1. 形成无限固溶体的条件是什么？2. 固溶体非平衡结晶会产生哪些缺陷？为什么？3. 共晶合金在快冷条件下会出现哪些非平衡组织？4. 共晶合金室温相和组织组成物的种类及数量。

教科书习题：1 O第四章基本概念：铁素体，奥氏体，珠光体，莱氏体，变态莱氏体。

基础知识；1?画出铁碳合金相图，并标出各个成分合金的室温组织。

2.铁碳相图中沿三条溶解度曲线和两条水平线析出的五种渗碳体在组织形态上有什么特点？为什么？教科书习题：1, 3 , 5 o弟五早基本概念：滑移，滑移线。

金属学及热处理复习思考题与期末考试题型特征

《金属学及热处理》复习资料第1章金属的性能1、名词解释强度、塑性、韧性、硬度。

强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。

塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。

指标为伸长率3和断面收缩率2。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

硬度：指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。

是材料力学性能的一个综合物理量。

第2章金属与合金的结构1、名词解释空间点阵、晶格、晶胞、晶体缺陷、合金、组元、相、组织、固溶体、固溶强化、中间相、同素异构转变。

空间点阵：将构成晶体的原子等抽象为几何点（阵点），得到一个由无数阵点在三维空间规则排列而成的阵列，阵点的周围环境必须相同。

晶格：描述原子或原子团在晶体中排列方式的几何空间格架。

晶胞：从晶格中选取出来的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元晶体缺陷：实际晶体中原子组合（原子、分子、离子或原子团）排列在局部区域的某些不规则现象。

合金：由一种金属元素跟其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。

组元：组成合金的最基本的独立的物质。

可以是元素，也可以是化合物。

相：指合金中具有同一聚集状态、结构相同、成分和性能均一，并有明确界面与其他部分分开的均匀组成部分。

合金在固态下相即为合金相。

组织：用肉眼或显微镜所观察到的组成相的形状、分布及各相之间的组合状态。

固溶体：以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其它组元原子（溶质）后所形成的一种合金相。

仍然保持溶剂的晶体结构。

固溶强化：溶质元素产生晶格畸变，使固溶体强度、硬度升高的现象。

中间相：当溶质含量超过固溶体的溶解度时，将出现晶体结构和任一组元都不相同的新相，即金属间化合物。

由于金属间化合物在二元合金相图中总是处于两个组元或端际固溶体区域之间的中间部位，故又称之为中间相。

多晶型转变或同素异构转变：具有多晶型性的金属在温度或压力变化时，由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。

2、金属有哪几种常见的晶体结构？晶胞内原子数和致密度各为多少？a-Fe、Y -Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg W Mo Zn各属何种晶体结构？答：体心立方结构：a -Fe、Cr、V W和Mo等30多种纯金属。

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理(第五版)练习题及答案第一章金属的结构与结晶一、判断题1、非晶体具有各同性的特点。

(V )2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。

(V )3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。

(X )4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。

(X )5、单晶体具有各向异性的特点。

( V )6 、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。

( V )7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。

( V )8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。

( V )9、钢水浇铸前加入钛、硼、铝等会增加金属结晶核，从而可细化晶粒。

( X )10、非晶体具有各异性的特点。

( X )11 、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。

( V )12 、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。

( V )13 、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。

(V)14 、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的勺物质。

(V)15 、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。

(V)16 、金属材料是金属及其合金的总称。

(V)17 、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。

(V)18 、金是属于面心立方晶格。

(V)19 、银是属于面心立方晶格。

(V)20 、铜是属于面心立方晶格。

(V)21 、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。

(V)22 、晶粒间交接的地方称为晶界。

(V)23 、晶界越多，金属材料的性能越好。

(V)24 、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程(V)25 、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。

(V)26 、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成D(V)27 、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。

(V)28 、晶体缺陷有点、线、面缺陷。

(V)29 、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。

(V)30 、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。

（完整版）《金属学与热处理》复习题参考答案

（完整版）《⾦属学与热处理》复习题参考答案《⾦属学与热处理》复习题绪论基本概念：1.⼯艺性能:⾦属材料适应实际加⼯⼯艺的能⼒。

（分类）2.使⽤性能：⾦属材料在使⽤时抵抗外界作⽤的能⼒。

（分类）3.组织：⽤⾁眼，或不同放⼤倍数的放⼤镜和显微镜所观察到的⾦属材料内部的情景。

宏观组织：⽤⾁眼或⽤放⼤⼏⼗倍的放⼤镜所观察到的组织。

（⾦属内部的各种宏观缺陷）显微组织：⽤100-2000倍的显微镜所观察到的组织。

（各个组成相的种类、形状、尺⼨、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原⼦的排列⽅式。

第⼀章基本概念：1.⾦属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升⾼⽽增加。

2.⾦属键；⾦属正离⼦和⾃由电⼦之间相互作⽤⽽形成的键。

3.晶体：原⼦（离⼦）按⼀定规律周期性地重复排列的物质。

4.晶体特性：(原⼦)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则⼏何外形。

5.晶胞：组成晶格的最基本的⼏何单元。

6.配位数:晶格中任⼀原⼦周围与其最近邻且等距的原⼦数⽬。

7.晶⾯族：原⼦排列相同但空间位向不同的所有晶⾯称为晶⾯族。

8.晶向族：原⼦排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。

9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些⾦属会由⼀种晶体结构向另⼀种晶体结构转变。

⼜称为同素异构转变。

10.晶体缺陷：实际晶体中原⼦排列偏离理想结构的现象。

11.空位：晶格结点上的原⼦由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。

12.位错：晶体中有⼀列或若⼲列原⼦发⽣了有规则的错排现象，使长度达⼏百⾄⼏万个原⼦间距、宽约⼏个原⼦间距范围内的原⼦离开其平衡位置，发⽣了有规律的错动。

13.柏⽒⽮量：在实际晶体中沿逆时针⽅向环绕位错线作⼀个闭合回路。

在完整晶体中以同样的⽅向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引⼀⽮量，该⽮量即为这条位错线的柏⽒⽮量。

14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全⼀致，⽽相互之间位向不相同的⼩晶体。

(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。

金属学与热处理课后习题答案第四章

精心整理第四章铁碳合金4-1分析Wc=0.2%，Wc=0.6%，Wc=1.2%，的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物及组织组成物的含量。

答：1、Wc=0.2%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算转变过程：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：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%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{（6.69-3.5）/（6.69-2.11）}×100%≈19.2%W Fe3C（共）={（4.3-2.11）/（6.69-2.11）}×{（3.5-2.11）/（4.3-2.11）}×100%≈30.6%W L’d=1-W Fe3C（共）-W Fe3CⅡ=≈50.2%相含量计算：Wα={（6.69-0.77）/（6.69-0.0218）}×W L’d×100%≈44.6%，W Fe3C=1-Wα≈55.4%转变过程：1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金中按匀晶转变析出粗大的渗碳体，称为一次渗碳体，L≒Fe3CⅠ，组织为液相合金+Fe3CⅠ。

《金属学及热处理》第四章复习题

第四章铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图复习题一、名词解释：1．铁素体：2．渗碳体：3．奥氏体：4．珠光体：5．莱氏体：6．α-Fe ：7．Fe －Fe3C 相图：8．同素异构转变：9．Fe -α、Fe -γ、Fe -δ：（提示：铁在不同的温度范围具有不同的晶体结构，即具有同素异构转变）10．变态莱氏体：二、填空题：1．根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为三种，分别为、、。

2．分别填出下列铁碳合金基本组织的符号，铁素体：，奥氏体：，珠光体：，渗碳体：，高温莱氏体：，低温莱氏体：。

3．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有，属于金属化合物的，属于机械混合物的有和。

4．一块纯铁在912℃发生α-Fe →γ-Fe 转变时，体积将发生。

5．F 的晶体结构为；A 的晶体结构为。

6．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是。

7．用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量为。

三、判断题：1．所有金属都具有同素异构转变现象。

（）2．碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。

（）3．纯铁在780°C时为体心立方晶格的Feδ。

（）-4．金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。

（）5．铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。

（）6．20钢比T12钢的碳含量要高。

（）7．在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。

（）8．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。

（）四、选择题：1．C-相图上的共析线是（），共晶线是（）。

FeFe3a．ABCD；b．ECF；c．HJB；d．PSK。

2．碳的质量分数为（）％的铁碳合金称为共析钢。

a．0.0218%；b．0.77%；c．2.11%；d．4.3%。

3．亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，由奥氏体转变成（）。

a．珠光体；b．铁素体；c．莱氏体。

《金属学和热处理》崔忠圻[第二版]课后答案解析[完整版]

第一章金属的晶体结构1-1 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 1 1]、[3 4 6]等晶向。

答：1-2 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。

答：{1 1 1}晶面共包括（1 1 1）、（-1 1 1）、（1 -1 1）、（1 1 -1）四个晶面，在一个立方晶系中画出上述四个晶面。

1-3 某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数为a=b≠c,c=2/3a。

今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的结局分别为5个原子间距、2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面指数。

答：由题述可得：X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，Z方向截距为3c=3×2a/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）1-4 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）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

答：H==a/2（1 0 0）==√2a/2H（1 1 0）==√3a/6H（1 1 1）面间距最大的晶面为（1 1 0）1-5 面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

答：==a/2H（1 0 0）H==√2a/4（1 1 0）==√3a/3H（1 1 1）面间距最大的晶面为（1 1 1）注意：体心立方晶格和面心立方晶格晶面间距的计算方法是：1、体心立方晶格晶面间距：当指数和为奇数是H=，当指数和为偶数时H=2、面心立方晶格晶面间距：当指数不全为奇数是H=，当指数全为奇数是H=。

1-6 试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。

答：1-7 证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633。

金属学热处理4-11思考题

第四章铁碳合金(一)填空题1．Cr、V在γ-Fe中将形成置换固溶体。

C、N则形成间隙固溶体。

2．渗碳体的晶体结构是复杂正交晶系，按其化学式铁与碳原子的个数比为3:1 3．当一块质量一定的纯铁加热到912℃温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积将发生缩小。

4．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为α+ Fe3C，组织成物为P。

5．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至γ单相区。

6．当铁碳合金冷却时发生共晶反应的反应式为，其反应产物在室温下被称为。

7．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度，强度。

8．当W(C)＝0．77％一2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析出，其分布特征是。

9．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为，含二次渗碳体最多的合金成分点为。

10．对某亚共析碳钢进行显微组织观察时，若估计其中铁素体约占10％，其W(C) = ，大致硬度为11．奥氏体是在的固溶体，它的晶体结构是。

12．铁素体是在的固溶体，它的晶体结构是。

13．渗碳体是和的金属间化合物。

14．珠光体是和的机械混合物。

15．莱氏体是和的机械混合物，而变态莱氏体是和的机械混合物。

16．在Fe—Fe3C相图中，有、、、、五种渗碳体，它们各自的形态特征是、、、、。

17．钢中常存杂质元素有、、、等，其中、是有害元素，它们分别使钢产生、。

18．纯铁在不同温度区间的同素异晶体有(写出温度区间) 、、。

19．碳钢按相图分为、、；按W(C)分为(标出W(C)范围) 、、。

10．在铁—渗碳体相图中，存在着四条重要的线，请说明冷却通过这些线时所发生的转变并指出生成物。

ECF水平线、；PSK水平线、；ES 线、；GS线、。

21 标出Fe—Fe3C相图(图4—3)中指定相区的相组成物：①，②，③，④，⑤。

；22．铁碳合金的室温显微组织由和两种基本相组成。

23．若退火碳钢试样中先共析铁素体面积为41．6％，珠光体的面积为58．4％，则其W(C)＝。

(完整版)金属学与热处理考点总结及课后答案第二版

金属学与热处理总结一、金属的晶体结构重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。

基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。

位错的柏氏矢量具有的一些特性：①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。

刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。

晶界具有的一些特性：①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。

二、纯金属的结晶重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。

基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。

铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。

相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。

过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。

变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。

过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。

从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。

根据 T R k ∆∝1可知当过冷度T ∆为零时临界晶核半径R k 为无穷大，临界形核功（21T G ∆∝∆）也为无穷大。