金属学课后习题答案
金属工艺学课后答案(3篇)

第1篇一、选择题1. 金属工艺学的研究对象是()A. 金属材料的加工工艺B. 金属材料的性能与结构C. 金属材料的制备与应用D. 金属材料的力学性能答案:A解析:金属工艺学主要研究金属材料的加工工艺,包括铸造、锻造、焊接、热处理等。
2. 金属材料的性能主要包括()A. 强度、塑性、硬度B. 热稳定性、抗氧化性、耐腐蚀性C. 磁性、导电性、导热性D. 磁性、磁性、磁性答案:A解析:金属材料的性能主要包括强度、塑性、硬度等力学性能。
3. 金属材料的制备方法主要有()A. 冶炼、铸造、锻造、焊接B. 冶炼、烧结、热处理、电镀C. 冶炼、铸造、热处理、焊接D. 冶炼、烧结、电镀、焊接答案:A解析:金属材料的制备方法主要包括冶炼、铸造、锻造、焊接等。
4. 热处理工艺包括()A. 退火、正火、淬火、回火B. 退火、正火、氧化、回火C. 退火、正火、电解、回火D. 退火、正火、烧结、回火答案:A解析:热处理工艺主要包括退火、正火、淬火、回火等。
5. 焊接方法主要有()A. 焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、激光焊B. 焊条电弧焊、气体保护焊、钎焊C. 焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、钎焊D. 焊条电弧焊、气体保护焊、激光焊答案:A解析:焊接方法主要包括焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、激光焊等。
二、填空题1. 金属工艺学是研究()的科学。
答案:金属材料的加工工艺2. 金属材料的性能主要包括()、()、()等。
答案:强度、塑性、硬度3. 金属材料的制备方法主要包括()、()、()、()等。
答案:冶炼、铸造、锻造、焊接4. 热处理工艺主要包括()、()、()、()等。
答案:退火、正火、淬火、回火5. 焊接方法主要包括()、()、()等。
答案:焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、激光焊三、简答题1. 简述金属材料的加工工艺流程。
答案:金属材料的加工工艺流程主要包括以下步骤:(1)冶炼:将金属矿石提炼成金属。
(2)铸造:将熔融金属浇铸成所需形状的铸件。
金属工艺学课后题答案(3篇)

第1篇一、选择题1. 金属工艺学是研究什么内容的学科?A. 金属材料的制备B. 金属材料的加工C. 金属材料的性能D. 以上都是答案:D解析:金属工艺学是研究金属材料的制备、加工、性能及其应用的一门学科。
2. 金属材料的加工方法有哪些?A. 锻造B. 焊接C. 铸造D. 以上都是答案:D解析:金属材料的加工方法包括锻造、焊接、铸造、切割、成形、热处理等。
3. 金属材料的性能主要有哪些?A. 硬度B. 延展性C. 抗拉强度D. 以上都是答案:D解析:金属材料的性能主要包括硬度、延展性、抗拉强度、耐腐蚀性、耐热性等。
4. 金属材料的制备过程包括哪些步骤?A. 原材料的选择B. 原材料的熔炼C. 金属材料的铸造D. 以上都是答案:D解析:金属材料的制备过程包括原材料的选择、熔炼、铸造、热处理等步骤。
5. 金属材料的加工方法中,哪一种方法对金属材料的性能影响最大?A. 锻造B. 焊接C. 铸造D. 切割答案:A解析:锻造是一种将金属加热至一定温度后,利用外力使金属产生塑性变形,从而改善金属组织和性能的加工方法。
因此,锻造对金属材料的性能影响最大。
二、填空题1. 金属工艺学是研究__________、__________、__________及其应用的一门学科。
答案:金属材料的制备、加工、性能解析:金属工艺学是研究金属材料的制备、加工、性能及其应用的一门学科。
2. 金属材料的加工方法主要包括__________、__________、__________等。
答案:锻造、焊接、铸造解析:金属材料的加工方法主要包括锻造、焊接、铸造等。
3. 金属材料的性能主要包括__________、__________、__________等。
答案:硬度、延展性、抗拉强度解析:金属材料的性能主要包括硬度、延展性、抗拉强度等。
4. 金属材料的制备过程包括__________、__________、__________等步骤。
答案:原材料的选择、熔炼、铸造解析:金属材料的制备过程包括原材料的选择、熔炼、铸造等步骤。
金属学与热处理课后习题答案第二章

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G s<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<G s,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: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而变化。
2、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。
3、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。
金属学与热处理课后答案(哈工大第3版)

金属学与热处理课后答案第一章填表:晶格类型原子数原子半径配位数致密度体心立方2a43868%面心立方4a421274%密排六方6a211274%5、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10、已知面心立方晶格常数为a,分离计算(100)、(110)、和(111)晶面的晶面间距;并求出【100】、【110】和【111】晶向上的原子罗列密度(某晶向上的原子罗列密度是指该晶向上单位长度罗列原子的个数)第1 页/共18 页答:(100):(110):(111):14、何谓组元?何谓相?何谓固溶体?固溶体的晶体结构有何特点?何谓置换固溶体?影响其固溶度的因素有哪些?答: 组元:组成合金最基本的、自立的物质。
相:合金中结构相同、成分和性能均一并以界面互相分开的组成部分。
固溶体:合金组元之间以不同的比例互相混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。
固溶体的晶体结构特点:固溶体仍保持着溶剂的晶格类型,但结构发生了变化,主要包括以下几个方面:1)有晶格畸变,2)有偏聚与有序,3)当低于某一温度时,可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在囫囵晶体中都按—定的顺序罗列起来,改变为长程有序,形成有序固溶体。
置换固溶体:溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。
影响置换固溶体固溶度的因素:原子尺寸,电负性,电子浓度,晶体结构15、何谓固溶强化?置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大?为什么?答:固溶强化:在固溶体中,随着溶质浓度的增强,固溶体的强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降的现象。
间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。
缘故:溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大,所引起的晶格畸变也越大,强化效果越好。
间隙固溶体晶格畸变大于置换固溶体的晶格畸变16、何谓间隙相?它与间隙固溶体及复杂晶格间隙化合物有何区别?答:间隙相:当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时,形成的容易的晶体结构称为间隙相。
《金属学原理》各章习题及解答(第一章晶体题解)

11.某正交晶系单胞中,在如下位置有单原子存在:①(0, 1/2, 0),(1/2, 0, 1/2)两种位置都是同 类原子;②([1/2, 0,0]),(0, 1/2, 1/2)上是 A 原子,(0, 0, 1/2),(1/2, 1/2, 0)是 B 原子。问上两 种晶胞各属于哪一种布喇菲点阵? 解:①右图 a 中黑实线是一个正交单 胞,a 和 b 分别是两个晶轴,两个带影 线的圆代表给定的原子位置,应该注 意到在与此等效的所有位置都有原 子。根据题意,一个单胞含两个原子, 如果把黑线所定的晶轴向-b 平移 b/2, 把现在的 ABCDD'A'B'C'六面体看成 是单胞,可以知道这是 I 点阵。 ②右图 b 中黑实线是一个正交单胞,a 和 b 分别是两个晶轴,两个带影线的圆代表 A 原子 位置,两个黑色的圆代表 B 原子位置,应该注意到在与这些位置等效的所有位置都有相应 的各类原子。如果把黑线所定的晶轴向-a 平移 a/2,把现在的 CDEFF'C'D'E'六面体看成是 单胞,看出这是 I 单胞,其中结构基元由一个 A 原子和一个 B 原子构成。
8. 画出图 1-60 中四种平面点阵(它是无限大的)除平移外的所有对称元素及其所在位置(在 有限个阵点画出就可以了)。 解:把对称元素直接画在图 1-60 中,如下图所示。图 a 中过每个阵点并垂直纸面的轴都 是 2 次轴;根据上题的结果,在平行的 2 次轴中间又有 2 次轴,所以在四个相邻阵点中间 出现新的 2 次轴;因为α=90°,所以过 a1 以及过 a2 轴并垂直纸面的面是镜面,根据上题的 结果,在平行的 2 个镜面中间应是镜面,故在那里又出现新的镜面。图 c 中过每个阵点并 垂直纸面的轴都是 2 次轴;因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴,所以在阵点中间出现新的 2 次轴,在这些新的 2 次轴之间又出现新的 2 次轴;在图中看到一个复式单胞的轴之间夹 角是 90°,所以过复式单胞两根轴并垂直纸面的两个面是镜面,同样在每一组平行镜面之 间又应是新的镜面。图 b 中 a1=a2,并且α=90°,所以过每个阵点并垂直纸面的轴都是 4 次 轴,4 次轴隐含 2 次轴,因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴,故在两个 4 次轴的中间出现
金属学与热处理课后习题答案

金属学与热处理课后习题答案Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#第七章金属及合金的回复和再结晶7-1 用冷拔铜丝线制作导线,冷拔之后应如何如理,为什么答:应采取回复退火(去应力退火)处理:即将冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度,并保温足够时间,然后缓慢冷却到室温的热处理工艺。
原因:铜丝冷拔属于再结晶温度以下的冷变形加工,冷塑性变形会使铜丝产生加工硬化和残留内应力,该残留内应力的存在容易导致铜丝在使用过程中断裂。
因此,应当采用去应力退火使冷拔铜丝在基本上保持加工硬化的条件下降低其内应力(主要是第一类内应力),改善其塑性和韧性,提高其在使用过程的安全性。
7-2 一块厚纯金属板经冷弯并再结晶退火后,试画出截面上的显微组织示意图。
答:解答此题就是画出金属冷变形后晶粒回复、再结晶和晶粒长大过程示意图(可参考教材P195,图7-1)7-3 已知W、Fe、Cu的熔点分别为3399℃、1538℃和1083℃,试估算其再结晶温度。
答:再结晶温度:通常把经过严重冷变形(变形度在70%以上)的金属,在约1h的保温时间内能够完成超过95%再结晶转变量的温度作为再结晶温度。
≈δTm,对于工业纯1、金属的最低再结晶温度与其熔点之间存在一经验关系式:T再金属来说:δ值为,取计算。
2、应当指出,为了消除冷塑性变形加工硬化现象,再结晶退火温度通常要比其最低再结晶温度高出100-200℃。
=,可得:如上所述取T再W=3399×=℃再=1538×=℃Fe再Cu=1083×=℃再7-4 说明以下概念的本质区别:1、一次再结晶和二次在结晶。
2、再结晶时晶核长大和再结晶后的晶粒长大。
答:1、一次再结晶和二次在结晶。
定义一次再结晶:冷变形后的金属加热到一定温度,保温足够时间后,在原来的变形组织中产生了无畸变的新的等轴晶粒,位错密度显着下降,性能发生显着变化恢复到冷变形前的水平,称为(一次)再结晶。
金属学课程-第4章 习题答案

第4章 习题4-1 分析w C =0.2%、w C =0.6%、w C =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和组织组成物的含量。
解:在室温下,铁碳合金的平衡相是α-Fe (碳的质量分数是0.008%)和Fe 3C (碳的质量分数是6.69%),故(1) w C =0.2%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.690.2%100%97.13%6.690.008%197.13% 2.87%Fe C α-=⨯=-=-= w C =0.2%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe 和P ,其组织可近似看做和共析转变完时一样,在共析温度下α-Fe 碳的成分是0.0218%,P 的碳的成分为0.77%,故w C =0.2%的合金在室温时组织中P 和α的相对量分别为0.20.0218%100%23.82%0.770.0218%123.82%76.18%P α-=⨯=-=-= (2)w C =0.6%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.690.6%100%91.14%6.690.008%191.14%8.86%Fe C α-=⨯=-=-= w C =0.6%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe 和P ,在室温时组织中P 和α的相对量为0.60.0218%100%77.28%0.770.0218%177.28%22.72%P α-=⨯=-=-= (3)w C =1.2%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.69 1.2%100%82.16%6.690.008%182.16%17.84%Fe C α-=⨯=-=-= w C =1.2%的合金在室温下平衡态下的组织是P 和Fe 3C ,在室温时组织中P 的相对量为3 6.69 1.2%100%92.74%6.690.77%192.74%7.3%P Fe C -=⨯=-=-=4-2 分析w C =3.5%、w C =4.7%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的平衡结晶过程,画出冷却曲线和组织变化示意图,并计算室温下的组织组成物和相组成物的含量。
金属材料学课后答案(较全)

金属材料学课后答案(较全)第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的?答:S、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚,导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS,其熔点为989℃,钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化,所以易产生热脆;P能形成Fe3P,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?各有什么特点?答:简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答:①当rC/rM>0.59时,形成复杂点阵结构;当rC/rM<0.59时,形成简单点阵结构;②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?答:A形成元素均使S、E点向_____移动,F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小,E点左移意味着出现_______降低。
(左下方;左上方)(共析碳量;莱氏体的C量)5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。
答:退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中,而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物,余量溶入基体。
淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A中,未溶者仍在K中。
回火态:低温回火,置换式合金元素基本上不发生重新分布;>400℃,Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中,K形成元素逐步进入析出的K中,其程度取决于回火温度和时间。
金属学与热处理课后习题-参考答案

第十一章参考答案11-1试述影响材料强度的因素及提高强度的方法答:(1)影响材料强度的因素:化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。
以钢为例,合金元素的加入可能产生固溶强化、沉淀强化、细品强化,对提高钢材的强度有利。
对于同一化学成分的合金而言,组织结构不同,其力学性能也不相同。
为了提高其强度,可通过改变热处理工艺或加工工艺来实现。
一般情况下,降低形变温度或提高应变速率,合金的强度会增大。
(2)提高材料强度的途径:加工硬化/形变强化、固溶强化、第二相强化(沉淀强化和弥散强化)、细晶强化/晶界强度(较低温度)。
11-2试述影响材料塑性的因素及提高塑性的方法答:(1)影响材料塑性的因素:化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。
杂质元素通常对塑性不利,合金元素的加入一般对提高材料的强度有贡献,在等强温度下,只有晶界强化可以提高强度的同时,提高其韧性,使材料获得细品组织结构可提高其塑性。
一般而言,形变温度的降低或应变速率的提高对强度有利,而对提高塑性不利。
(2)提高材料塑性的途径:降低材料中杂质的含量、细化晶粒、加入韧化元素、加入细化晶粒元素、提高变形温度、降低应变速率。
11-4试就合金元素与碳的相互作用进行分类,指出1)哪些元素不形成碳化物?2)哪些元素为弱碳化物形成元素,性能特点如何?3)哪些元素为强碳化物形成元素,性能特点如何?4)何谓合金渗碳体,与渗碳体相比,其性能如何?答:1)非碳化物形成元素:Ni、Si、Co、Al、Cu等。
2)Mn为弱碳化物形成元素,除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外,几乎都溶于铁素体和奥氏体中。
3)Zr、Nb、V、Ti为强碳化物形成元素,与碳具有极强的亲和力,只要有足够的碳,就形成碳化物,仅在缺少碳的情况下,才以原子状态融入固溶体中。
4)合金元素溶入渗碳体中即为合金渗碳体,它是合金元素溶入渗碳体中并置换部分铁原子而形成的碳化物,合金渗碳体比一般渗碳体稳定,硬度高,可以提高耐磨性。
金属学热处理课后答案

1、原子中的电子按照什么规则排列?什么是泡利不相容原则?答:原子核外电子的排列是随原子序数的增加呈周期性变化。
把所有元素按相对原子质量及电子分布方式排列称为元素周期表。
一个原子中不可能存在四个量子数完全相同的两个电子为泡利不相同原理。
2、典型的金属晶体具体有那三种晶体结构?晶体结构中原子半径受那些因素而变化?答:典型金属具有面心立方、体心立方和密排六方三种晶体结构。
原子半径并非固定不变,除与温度、压力等外界条件有关外、还受结合键、配位数以及外层电子结构等因素的影响。
3、根据缺陷在空间的几何图形,将晶体缺陷分为那三类?晶体的面缺陷具体包括那些内容?表面吸附在工业中有什么意义?答:晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
面缺陷包括晶体的外表面(表面或自由界面)和内界面(晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界)两类。
表面吸附是净化和分离技术的重要机理之一,广泛应用与三废治理、轻工、食品及石油、化工工业等。
4、晶体中位错有那两种基本类型?位错在晶体中主要运动方式有那两种?答:晶体中位错的基本类型是刃型位错和螺型位错,实际位错往往是两种类型的混合,称为混合位错。
位错在晶体中运动方式有两种:滑移和攀移。
其中滑移最重要。
5、控制铸件晶粒尺寸的有那些途径?铸锭的主要缺陷是什么?答:控制铸件晶粒尺寸的主要途径:增加环境冷却能力,化学变质法和增加液体流动。
铸锭的主要缺陷:宏观偏析(正常偏析、反偏析、比重偏析、夹杂和气孔、缩孔与疏松)和微观偏析(枝晶偏析和胞状偏析)。
6、根据轴的工作条件及失效方式,轴的材料应具备那些特征?答;根据轴的工作条件及失效方式,轴的材料应具备如下性能:a高的疲劳强度,防止轴的疲劳断裂b优良的综合力学性能,即较高的屈服强度和抗拉强度,较高的韧性,防止塑形变形及过载火冲击载荷下的折断和扭断c局部承受摩擦的部位具有较高的硬度和耐磨性,防止磨损失效d在特殊条件下工作的轴的材料应具备特殊性能,如蠕变抗力,耐蚀性等7、零件选材的基本原则是什么?答:零件选材的基本原则:根据材料的使用性能选材;根据材料的工艺性能选材;根据材料的经济性选材;在满足使用性能条件的前提下,充分考虑材料的工艺性能,同时要使生产零件的成本降低。
金属学及热处理课后习题答案解析第六章

⾦属学及热处理课后习题答案解析第六章第六章⾦属及合⾦的塑性变形和断裂2)求出屈服载荷下的取向因⼦,作出取向因⼦和屈服应⼒的关系曲线,说明取向因⼦对屈服应⼒的影响。
答:1)需临界临界分切应⼒的计算公式:τk=σs cosφcosλ,σs为屈服强度=屈服载荷/截⾯积需要注意的是:在拉伸试验时,滑移⾯受⼤⼩相等,⽅向相反的⼀对轴向⼒的作⽤。
当载荷与法线夹⾓φ为钝⾓时,则按φ的补⾓做余弦计算。
2)c osφcosλ称作取向因⼦,由表中σs和cosφcosλ的数值可以看出,随着取向因⼦的增⼤,屈服应⼒逐渐减⼩。
cosφcosλ的最⼤值是φ、λ均为45度时,数值为0.5,此时σs为最⼩值,⾦属最易发⽣滑移,这种取向称为软取向。
当外⼒与滑移⾯平⾏(φ=90°)或垂直(λ=90°)时,cosφcosλ为0,则⽆论τk数值如何,σs均为⽆穷⼤,表⽰晶体在此情况下根本⽆法滑移,这种取向称为硬取向。
6-2 画出铜晶体的⼀个晶胞,在晶胞上指出:1)发⽣滑移的⼀个滑移⾯2)在这⼀晶⾯上发⽣滑移的⼀个⽅向3)滑移⾯上的原⼦密度与{001}等其他晶⾯相⽐有何差别4)沿滑移⽅向的原⼦间距与其他⽅向有何差别。
答:解答此题⾸先要知道铜在室温时的晶体结构是⾯⼼⽴⽅。
1)发⽣滑移的滑移⾯通常是晶体的密排⾯,也就是原⼦密度最⼤的晶⾯。
在⾯⼼⽴⽅晶格中的密排⾯是{111}晶⾯。
2)发⽣滑移的滑移⽅向通常是晶体的密排⽅向,也就是原⼦密度最⼤的晶向,在{111}晶⾯中的密排⽅向<110>晶向。
3){111}晶⾯的原⼦密度为原⼦密度最⼤的晶⾯,其值为2.3/a2,{001}晶⾯的原⼦密度为1.5/a24)滑移⽅向通常是晶体的密排⽅向,也就是原⼦密度⾼于其他晶向,原⼦排列紧密,原⼦间距⼩于其他晶向,其值为1.414/a。
6-3 假定有⼀铜单晶体,其表⾯恰好平⾏于晶体的(001)晶⾯,若在[001]晶向施加应⼒,使该晶体在所有可能的滑移⾯上滑移,并在上述晶⾯上产⽣相应的滑移线,试预计在表⾯上可能看到的滑移线形貌。
金属学课后习题答案完整版

金属学课后答案第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的?答:S、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚,导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS,其熔点为989℃,钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化,所以易产生热脆;P能形成Fe3P,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?各有什么特点?答:简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答:①当rC/rM>0.59时,形成复杂点阵结构;当rC/rM<0.59时,形成简单点阵结构;②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?答:A形成元素均使S、E点向_____移动,F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小,E点左移意味着出现_______降低。
(左下方;左上方)(共析碳量;莱氏体的C量)5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。
答:退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中,而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物,余量溶入基体。
淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A中,未溶者仍在K中。
回火态:低温回火,置换式合金元素基本上不发生重新分布;>400℃,Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中,K形成元素逐步进入析出的K中,其程度取决于回火温度和时间。
(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。
北科大余永宁金属学原理课后解答

2-1第2章 晶体结构习 题 题 解1.计算面心立方、体心立方结构的(100)、(110)、(111)等晶面的面密度,计算密排六方结构的(0001)、(0110)晶面的面密度。
(面密度定义为原子数/单位面积)解:体心立方、面心立方和密排六方结构的晶胞分别如下图(a)、(b)和(c)。
设立方结构的晶胞棱长为a 。
对于体心立方结构,在一个晶胞中的(001)面的面积是a 2,在这个面积上有1个原子,所以其面密度为1/a 2;在一个晶胞中的(110)面的面积是2a 2,在这个面 积上有2个原子,所以其面密度为2/a 2;在一个晶胞中的(111)面的面积是3a 2/2,在这个面积上有两个原子,所以其面密度为3/2a 2。
对于面心立方结构,在一个晶胞中的(001)面的面积是a 2,在这个面积上有2个原子,所以其面密度为2/a 2;在一个晶胞中的(110)面的面积是2a 2,在这个面积上有2个原子,所以其面密度为2/a 2;在一个晶胞中的(111)面的面积是3a 2/2,在这个面积上有1.5个原子,所以其面密度为3/a 2。
对于密排六方结构,设晶胞的轴长为a 和c ,在一个晶胞中的(0001)面的面积是3a 2/2,在这个面积上有1个原子,所以其面密度为23/3a 2;在一个晶胞中的(0110)面的面积是a 2c ,在这个面积上有次个原子,所以其面密度为1/a 2c 。
2. 钛具有hcp 结构,在20°C 时单胞体积为0.106nm 3,c /a =1.59,求a 和c 。
求在基面上的原子半径。
解:因为密排六方单胞的体积是a 2c sin60°=0.106nm 3,而c /a =1.59,把它代入体积的式子,得1.59a 3sin60°=0.106nm 3,故a =(0.106/1.59sin60°)1/3nm=0.4254nm ;c=1.59a=1.59×0.4254nm =0.6764nm 。
金属学材料学课后习题答案全

1-1. 为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下是有害的答:S容易和Fe结合形成熔点为989℃的FeS相,会使钢在热加工过程中产生热脆性;P与Fe结合形成硬脆的Fe3P相,使钢在冷变形加工过程中产生冷脆性。
1-2. 钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类各有什么特点答:可以分为简单点阵结构和复杂点阵结构,简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
1-3. 简述合金钢中碳化物形成规律。
答:①当r C/r M>时,形成复杂点阵结构;当r C/r M<时,形成简单点阵结构;②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③强碳化合物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
④N M/N C比值决定了碳化物类型⑤碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难。
1-4. 合金元素对Fe –Fe3C 相图的S、E 点有什么影响这种影响意味着什么答:凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动;凡是封闭γ相区的元素均使S、E 点向左上方移动。
S点左移,意味着共析碳量减少;E点左移,意味着出现莱氏体的碳含量减少。
1-19. 试解释40Cr13已属于过共析钢,而Cr12钢中已经出现共晶组织,属于莱氏体钢。
答:①因为Cr属于封闭y相区的元素,使S点左移,意味着共析碳量减小,所以钢中含有Cr12%时,共析碳量小于%,所以含%C、13%Cr的40Cr13不锈钢就属于过共析钢。
②Cr使E点左移,意味着出现莱氏体的碳含量减小。
在Fe-C相图中,E点是钢和铁的分界线,在碳钢中是不存在莱氏体组织的。
但是如果加入了12%的Cr,尽管含碳量只有2%左右,钢中却已经出现了莱氏体组织。
·1-21. 什么叫钢的内吸附现象其机理和主要影响因素是什么答:合金元素溶入基体后,与晶体缺陷产生交互作用,使这些合金元素发生偏聚或内吸附,使偏聚元素在缺陷处的浓度大于基体中的平均浓度,这种现象称为内吸附现象。
金属学-彭老师习题解答

金属学-彭老师习题解答第一部分晶体结构和晶体缺陷1.一次键和二次键?一次键和二次键的类型答:一次键定义:依外层电子转移或形成电子对而形成稳定的电子结构,使原子相互结合起来的结合方式。
类型:金属键、离子键、共价键。
二次键定义:是依靠原子之间的偶极吸引力结合起来的结合方式。
类型:范德瓦尔键、氢键。
2.金属键的特点答:金属键特点:金属键既无方向性有无饱和性,配位数大,强键。
3.固溶体的分类;固溶体对金属的力学性能和电学性能有什么影响?为什么?力学性能方面影响:a点阵产生畸变原因:由于溶质与溶剂的原子大小差异引起点阵畸变和晶格常数的变化。
对于置换固溶体:rB>rA,溶质原子周围点阵膨胀,平均点阵常数增大;rB<rA,溶质原子周围点阵收缩,平均点阵常数减小。
间隙固溶体:点阵常数总是增大;b产生固溶强化原因:通过溶入某种元素形成固熔体,而使金属强度、硬度升高。
电学性能方面影响:一般固溶体的电阻率升高,同时降低电阻温度系数原因:随着固溶度的增加,点阵畸变增大。
4.固溶强化机理答:强化机理:通过溶入某种元素形成固熔体,而使金属强度、硬度升高的现象,称为固溶强化。
固溶强化机理体现在溶质原子与位错的相互作用,原因是溶质原子造成点阵畸变,溶质原子对位错的钉扎形成气团,和溶质原子与溶剂原子尺寸差异而引起的弹性应力场阻碍了位错运动,即晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度。
5.什么是一次固溶体、二次固溶体?什么是无限固溶体、有限固溶体?什么间隙固溶,有何条件、何类型?置换固溶的条件?什么是超点阵?答:一次固溶体:位于相图端的合金和纯组元相连接,它的晶体结构保持纯组元的晶体结构的固溶体。
二次固溶体:中间相中有一定固溶度的固溶体。
无限固溶体:溶质和溶剂可以任意比例互溶的固溶体。
有限固溶体:溶质溶解度有限度的固溶体。
间隙固溶体:溶质尺寸很小的原子溶入溶剂基体时处在晶胞的间隙位置而形成的。
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1-1. 为什么说钢中的S、P 杂质元素在一般情况下是有害的?答:S容易和Fe结合形成熔点为989C的FeS相,会使钢在热加工过程中产生热脆性;P与Fe 结合形成硬脆的F&P相,使钢在冷变形加工过程中产生冷脆性。
1-2. 钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?各有什么特点?答:可以分为简单点阵结构和复杂点阵结构,简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
1-3. 简述合金钢中碳化物形成规律。
答:①当r C r M>0.59时,形成复杂点阵结构;当r C r x0.59时,形成简单点阵结构;② 相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K 都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③强碳化合物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
④N M N C 比值决定了碳化物类型⑤碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难。
1-4.合金元素对Fe - F&C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?答:凡是扩大Y 相区的元素均使S、E点向左下方移动;凡是封闭丫相区的元素均使S E 点向左上方移动。
S 点左移,意味着共析碳量减少; E 点左移,意味着出现莱氏体的碳含量减少。
1-19. 试解释40Cr13 已属于过共析钢,而Cr12 钢中已经出现共晶组织,属于莱氏体钢。
答:①因为Cr属于封闭y相区的元素,使S点左移,意味着共析碳量减小,所以钢中含有Cr12%寸,共析碳量小于0.4%,所以含0.4%C 13%Cr的40Cr13不锈钢就属于过共析钢。
②Cr使E点左移,意味着出现莱氏体的碳含量减小。
在Fe-C相图中,E点是钢和铁的分界线,在碳钢中是不存在莱氏体组织的。
但是如果加入了12%的Cr,尽管含碳量只有2%左右,钢中却已经出现了莱氏体组织。
1-21. 什么叫钢的内吸附现象?其机理和主要影响因素是什么?答:合金元素溶入基体后,与晶体缺陷产生交互作用,使这些合金元素发生偏聚或内吸附,使偏聚元素在缺陷处的浓度大于基体中的平均浓度,这种现象称为内吸附现象。
金属学与热处理原理(第三版)课后答案 全

金属学与热处理课后答案第一章金属键?并用其解释金属的特性答:金属键就是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用,可以决定金属的很多物理性质。
金属的延展性就是由于在金属被锻造的时候,只是引起了金属阳离子的重新排布,而由于自由电子可以在整块金属内自由流动,金属键并未被破坏。
再如由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发生跃迁,发出特定波长的光波,因而金属往往有特定的金属光泽。
金属中的自由电子沿着电场定向运动,导电性;自由电子的运动及正离子的震动,使之具有导热性;温度升高,正离子或原子本身振动的幅度加大,阻碍电子的通过,使电阻升高,具有正的电阻温度系数用双原子模型说明金属中原子为什么会呈现周期性规则排列,并趋于紧密排列答:当大量金属原子结合成固体时,为使体系能量最低,以保持其稳定,原子间必须保持一定的平衡距离,因此固态金属中的原子趋于周期性规则排列。
原子周围最近邻的原子数越多,原子间的结合能越低(因为结合能是负值),把某个原子从平衡位置拿走,克服周围原子对它的作用力所需做的功越大,因此固态金属中的原子总是自发地趋于紧密排列。
3.填表:晶格类型原子数原子半径配位数致密度间隙类型间隙半径间隙数目举例原子堆垛方式体心立方2a438 68% 八面体 a 18 α—Fe ABABAB四面体 a 24面心立方4a4212 74% 八面体 a 13 γ—Fe ABCABC四面体 a 8密排六方6a2112 74% 八面体 a 6 Mg ABABAB四面体8a 194什么是晶体结构?什么是晶格?什么是晶胞?答:晶体结构:指晶体中原子(离子,原子,分子集团)的具体的排列情况,也就是指晶体中这些质点在三维空间内有规律的周期性重复排列;晶格:将阵点用一系列平行的直线连接起来构成的空间格架。
晶胞:构成点阵的最基本单元。
5、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6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。
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第一章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。
解:a)令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别为V面、V踢与a面、a体,钢球的半径为r,由晶体结构可知,对于面心晶胞有4r=√2a面,a面=2√2/2r,V面=(a面)3=(2√2r)3对于体心晶胞有4r=√3a体,a体=4√3/3r,V体=(a体)3=(4√3/3r)3则由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀△V为△V=2×V体-V面=2.01r3B)按照晶格常数计算实际转变体积膨胀△V实,有△V实=2△V体-V面=2x(0.2892)3-(0.3633)3=0.000425nm3实际体积膨胀小于理论体积膨胀的原因在于由γ-Fe转化为α-Fe时,Fe原子的半径发生了变化,原子半径减小了。
10.已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,求1cm3中铁和铜的原子数。
解:室温下Fe为体心立方晶体结构,一个晶胞中含2个Fe原子,Cu 为面心立方晶体结构,一个晶胞中含有4个Cu原子1cm3=1021nm3令1cm3中含Fe的原子数为N Fe,含Cu的原子数为N Cu,室温下一个Fe的晶胞体积为V Fe,一个Cu晶胞的体积为V Cu,则N Fe=1021/V Fe=1021/(0.286)3=3.5x1018N Cu=1021/V Cu=1021/(0.3607)3=2.8X101811.一个位错环能不能各个部分都是螺型位错或者刃型位错,试说明之。
解:不能,看混合型位错13.试计算{110}晶面的原子密度和[111]晶向原子密度。
解:以体心立方 {110}晶面为例{110}晶面的面积S=a x √2a{110}晶面上计算面积S内的原子数N=2则{110}晶面的原子密度为ρ=N/S= √2a-2[111]晶向的原子密度ρ=2/√3a15.有一正方形位错线,其柏式矢量如图所示,试指出图中各段线的性能,并指出任性位错额外串排原子面所在的位置。
D CbA BAD、BC段为刃型位错;DC、AB段为螺型位错AD段额外半原子面垂直直面向里BC段额外半原子面垂直直面向外第二章1.证明均匀形核时,形成临界晶粒的ΔGk 与其体积 V 之间的关系为ΔG k = V/2△G v证明:由均匀形核体系自由能的变化(1)可知,形成半径为r k的球状临界晶粒,自由度变化为(2)对(2)进行微分处理,有(3)将(3)带入(1),有(4)由于,即3V=r k S (5)将(5)带入(4)中,则有2.如果临界晶核是边长为 a 的正方形,试求其△Gk 和 a 的关系。
为什么形成立方晶核的△G k比球形晶核要大?3.为什么金属结晶时一定要有过冷度,影响过冷度的因素是什么,固态金属融化时是否会出现过热,为什么?答:由热力学可知,在某种条件下,结晶能否发生,取决于固相的自由度是否低于液相的自由度,即 ?G =GS-GL<0;只有当温度低于理论结晶温度 Tm 时,固态金属的自由能才低于液态金属的自由能,液态金属才能自发地转变为固态金属,因此金属结晶时一定要有过冷度。
影响过冷度的因素:影响过冷度的因素:1)金属的本性,金属不同,过冷度大小不同;2)金属的纯度,金属的纯度越高,过冷度越大;3)冷却速度,冷却速度越大,过冷度越大。
固态金属熔化时会出现过热度。
原因:由热力学可知,在某种条件下,熔化能否发生,取决于液相自固态金属熔化时会出现过热度。
原因:由度是否低于固相的自由度,即 ?G = GL-GS<0;只有当温度高于理论结晶温度 Tm 时,液态金属的自由能才低于固态金属的自由能,固态金属才能自发转变为液态金属,因此金属熔化时一定要有过热度。
4.试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。
相同点:均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径,非均匀形核的临界形核功也等于三分之一 .不同点:非均匀形核要克服的位垒比均匀形核的小得多,在相变的形核过程通常都是非均匀形核优先进行。
核心总是倾向于以使其总的表面能和应变能最小的方式形成,因而析出物的形状是总应变能和总表面能综合影响的结果。
5.说明晶体成长形状与温度梯度的关系(1)、在正的温度梯度下生长的界面形态:光滑界面结晶的晶体,若无其它因素干扰,大多可以成长为以密排晶面为表面的晶体,具有规则的几何外形。
粗糙界面结构的晶体,在正的温度梯度下成长时,其界面为平行于熔点等温面的平直界面,与散热方向垂直,从而使之具有平面状的长大形态,可将这种长大方式叫做平面长大方式。
(2)、在负的温度梯度下生长的界面形态粗糙界面的晶体在负的温度梯度下生长成树枝晶体。
主干叫一次晶轴或一次晶枝。
其它的叫二次晶或三次晶。
对于光滑界面的物质在负的温度梯度下长大时,如果杰克逊因子α不太大时可能生长为树枝晶,如果杰克逊因子α很大时,即使在负的温度梯度下,仍有可能形成规则形状的晶体。
6.简述三晶区形成的原因及每个晶区的性能特点形成原因:1)表层细晶区:低温模壁强烈地吸热和散热,使靠近模壁的薄层液体产生极大地过冷,形成原因形成原模壁又可作为非均匀形核的基底,在此一薄层液体中立即产生大量的晶核,并同时向各个方向生长。
晶核数目多,晶核很快彼此相遇,不能继续生长,在靠近模壁处形成薄层很细的等轴晶粒区。
2)柱状晶区:模壁温度升高导致温度梯度变得平缓;过冷度小,不能生成新晶核,但利于细晶区靠近液相的某些小晶粒长大;远离界面的液态金属过热,不能形核;垂直于模壁方向散热最快,晶体择优生长。
3)中心等轴晶区:柱状晶长到一定程度后,铸锭中部开始形核长大---中部液体温度大致是均匀的,每个晶粒的成长在各方向上接近一致,形成等轴晶。
性能特点:1)表层细晶区:组织致密,力学性能好;2)柱状晶区:组织较致密,存在弱面,力学性能有方向性;3)中心等轴晶区:各晶粒枝杈搭接牢固,无弱面,力学性能无方向性。
7.为了得到发达的柱状晶区应采用什么措施,为了得到发达的等轴晶区应采取什么措施?其基本原理如何?答:为了得到发达的柱状晶区应采取的措施:1)控制铸型的冷却能力,采用导热性好与热容量大的铸型为了得到发达的柱状晶区应采取的措施:材料,增大铸型的厚度,降低铸型的温度。
2)提高浇注温度或浇注速度。
3)提高熔化温度。
基本原理:基本原理:1)铸型冷却能力越大,越有利于柱状晶的生长。
2)提高浇注温度或浇注速度,使温度梯度增大,有利于柱状晶的生长。
3)熔化温度越高,液态金属的过热度越大,非金属夹杂物溶解得越多,非均匀形核数目越少,减少了柱状晶前沿液体中的形核的可能,有利于柱状晶的生长。
为了得到发达的等轴晶区应采取的措施:为了得到发达的等轴晶区应采取的措施:1)控制铸型的冷却能力,采用导热性差与热容量小的铸型材等轴晶区应采取的措施料,增大铸型的厚度,提高铸型的温度。
2)降低浇注温度或浇注速度。
3)降低熔化温度。
基本原理:基本原理:1)铸型冷却能力越小,越有利于中心等轴晶的生长。
2)降低浇注温度或浇注速度,使温度梯度减小,有利于等轴晶的生长。
3)熔化温度越低,液态金属的过热度越小,非金属夹杂物溶解得越少,非均匀形核数目越多,增加了柱状晶前沿液体中的形核的可能,有利于等轴晶的生长。
第三章1.在正温度梯度下,为什么纯金属凝固时不能呈树枝状生长,而固溶体合金却能呈树枝状成长?纯金属凝固时,要获得树枝状晶体,必需在负的温度梯度下;在正的温度梯度下,只能以平面状长大。
而固溶体实际凝固时,往往会产生成分过冷,当成分过冷区足够大时,固溶体就会以树枝状长大。
2.何谓合金平衡相图,相图能给出任一条件下的合金显微组织吗?合金平衡相图是研究合金的工具,是研究合金中成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础,也是制定各种热加工工艺的依据。
其中二元合金相图表示二元合金相图表示在平衡状态下,合金的组成相或组织状态与温度、成分、压力之间关系的简明图解。
平衡状态:合金的成分、质量份数不再随时间而变化的一种状态。
合金的极缓慢冷却可近似认为是平衡状态。
三元合金相图是指独立组分数为3的体系,该体系最多可能有四个自由度,即温度、压力和两个浓度项,用三维空间的立体模型已不足以表示这种相图。
若维持压力不变,则自由度最多等于3,其相图可用立体模型表示。
若压力、温度同时固定,则自由度最多为2,可用平面图来表示。
通常在平面图上用等边三角形(有时也有用直角坐标表示的)来表示各组分的浓度。
不能,相图只能给出合金在平衡条件下存在的合金显微组织4.何谓成分过冷?成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式和铸锭组织有何影响?在固溶体合金凝固时,在正的温度梯度下,由于固液界面前沿液相中的成分有所差别,导致固液界面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。
这种过冷完全是由于界面前沿液相中的成分差别所引起的。
温度梯度增大,成分过冷减小。
成分过冷必须具备两个条件:第一是固~液界面前沿溶质的富集而引起成分再分配;第二是固~液界面前方液相的实际温度分布,或温度分布梯度必须达到一定的值。