练习题及参考答案

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第一章

1-1. 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性而实际金属表现为各向同性？

（1）晶体中的质点在空间作有规则的排列，而非晶体内部的质点排列不规则 （2）因为不同的晶面及晶向上，原子的排列情况不同，所以晶体表现为各向异性，

而实际金属是由很多方向各异的单晶体杂乱排列而成，所以整体表现为各向同性。

1-4. 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286n m 和0.3607n m ，求1c m 3铁和铜中的原子数。 1n m (n a n o m e t e r )=10--99

m =10A (a n g s t r o n g ) 铜的晶格常数＝0.286 x 10--77

c m 铁的晶格常数＝0.3607 x 10--77c m

1c m 3铜的原子数＝

3

)710286.0(3

1cm x cm - x 4 ＝ 1.71x 1023

1c m 3 铁的原子数＝3

)7103607.0(3

1cm x cm -x 2 = 4.26x 1022

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1-5. 常见的金属晶体典型结构有哪几种？α－F e , γ－F e , C u , A l , N i , P b , C r , V , M o , M g , Z n , W 各属于何种晶体结构？

面心立方结构、体心立方结构、密排六方结构 γ－F e , C u , A l , N i , P b - 面心立方结构 α－F e , C r , V , M o , W - 体心立方结构 M g , Z n - 密排六方结构

1 作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[211]、[123]晶向。 解：如图所示。（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面：

（211） （112） （210）

1.2★作图表示立方晶系（211）、（11

2）、（210）、（32

1）、（223）、（236）晶面与[111]、[1

11]、[02

1]、[11

2]、[2

11]、[123]晶向。

解．：如图所示。（211）、（11

2）、（210）、（32

1）、（223）、（236）晶面：

（211）（11

2）（2

1

0）

3

X

（32

1）（223）（236）

[111]、[1

11]、[02

1]、[11

2]、[2

11]、[123]晶向：

1.3★立方晶系中，{110}、{120}、{123}晶面族包括哪些晶面？其中平行于X轴、Y轴、Z轴的晶面各为哪些?

解：{120}晶面族包括的晶面图示如下。

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{110}晶面族包括的晶面为： 平行于X 轴的晶面：(011), (011) 平行于Y 轴的晶面：(101), (101) 平行于Z 轴的晶面：（110），(110) {120}晶面族包括的晶面为：

平行于Z 轴的晶面有：)120(、)210(、)201(、)102( 平行于Y 轴的晶面有：)102(、)201(、)021(、)012( 平行于X 轴的晶面有：)012(、)021(、)210(、)120(

{123}晶面族包括的晶面，其中任何一个晶面也不平行于X 轴、Y 轴、Z 轴。

)

210(

)

(、)

123

1(、)321(、)321(；

23

(、)

132

)

1(、)231(、)231(；

32

(、)

213

)

2(、)312(、)312(；

13

(、)

231

)

2(、)132(、)132(；

31

(、)

312

)

3(、)213(、)213(；

12

(、)

321

)

3(、)123(、)123(；

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1.12★发动机曲轴毛坯的加工方法为锻造，试问锻造前为什么要将坯料加热？

⑴加热的目的是为了得到单一的奥氏体组织，不加热为铁素体组织；

⑵奥氏体为面心立方晶格，铁素体为体心立方晶格；

⑶奥氏体比铁素体塑性好，原因是塑性变形的实质是滑移，而滑移容易与否决定于滑移系，

尤其决定于滑移方向；

⑷奥氏体和铁素体都有12个滑移系，而滑移方向，奥氏体为3个，铁素体为2个。

⑸所以加热比不加热塑性好。

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1-15.简述滑移和孪生的区别？

1）变形距离－滑移的距离是原子间距的整数倍，而孪晶带中相邻原子面的相对位移是原子间距的分数倍。2）变形方向－滑移时晶体位向不变，而孪晶位向发生变化，与未变形部分形成镜面对称。

3）所需临界切应力－孪生比滑移大得多

4）变形速度－孪生的变形速度比滑移大得多，接近声速。

5）变形量－孪生变形量小（＜10%

6)变形种类－面心立方结构一般不发生孪生，而易滑移。密排六方结构易发生孪生变形。

1-10.试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系

布氏硬度用于低硬度材料硬度测定

洛氏硬度用于高硬度材料硬度测定

维氏硬度一般用于实验室精密硬度测定

H B≈H V≈10H R C，H B≈H V≈6H S

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