金属学复习题

第二章纯金属的结晶

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。

基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。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。临界晶核半径R k 与临界形

核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大

也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。细化晶粒的方法：

增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。

什么是过冷度？为什么金属结晶一定要有过冷度？

过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。

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。临界晶核半径R k 与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液

态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需

要过冷度

选择题：

1.通常实际液态金属结晶时________。

a以自发形核为主 b以非自发形核为主 c边形核边长大

d待各处都有晶格形成后，再以核晶方式长大。

2.通常，实际液态金属结晶时，过冷度越大，则_________。

a 形核率N越大，生长速度G越小，所以晶粒越细小

b 形核率N越小，生长速度G越大，所以晶粒越细小

c 形核率N增长越快，但生长速度G增长较慢，所以晶粒越细小

d 生长速度G增长越快，但形核率N增长较慢，所心晶粒越细小

3.液态金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将_________。

a 越接近理论结晶温度

b 越低于理论结晶温度

c 越高于理论结晶温度

d 越来不及变化。

判断题：

1.凡是液体凝固成固体的过程都是结晶过程。( )

2.在实际金属结晶时，自发形核常常起着主要作用。( )

3.在实际金属结晶时，冷却速度越大，则过冷度越大，导致N/G越大，金属结晶后的晶粒就越细小。( )

4．凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。即先形成晶核，待各处形核停止后，便发生各晶核的同时长大，最终使晶粒充满整个容积。( )

第3章二元合金相图和合金的凝固复习题纲

重点：二元相图的结晶过程（冷却曲线、组织变化示意图）；填写相组成物、组织组成物；杠杆定律的计算；铸锭的三个晶区。一、选

择题

1.二元合金在进行共晶反应时为__c______相平衡共存。

a单 b双 c三 d多

2.铸造性能最佳的合金应该是__c_______成分的合金。

a 固溶体 b亚共晶 c共晶 d过共晶

3.在金属或合金中凡是具有___b______并与其他部分有界面分开的，均匀的组成部分，均称之为相。

a相同成分，不同晶体结构 b相同成分，相同晶体结构

c 不同成分，相同晶体结构

4.相图是表示合金系中合金在___b______条件下各相的存在状态与温度，成分间的关系的图解。

a 常压 b平衡 c 较慢冷却 d较慢加热

5.在实际冷却速度____b_____的条件下，以树枝晶方式结晶的固溶体中，先后结晶的树枝状晶体内化学成分不均匀的现象，称为枝晶偏析。 a 较慢 b 较快 c 适中 d极为缓慢

6.在_____b____下，由一定成分的液相，同时结晶出成分一定且不相同的两个固相的较变，称为共晶转变(或共晶反应) a连续降温条件 b一定温度

c 一定冷却速度 d温度变化不大条件

7.在一定温度下，由成分一定的____c_____同时析出两种成分一定

且不相同的____e_____的转变，称为共析转变(或共析反应)

a 气相 b液相 c 固相 d 新液相 e新固相

8.在二元合金相图中，对某已知成分合金应用杠杆定律时，首先必须明确是在_____b____应用?然后必须进一步明确是在该区的___d______求解?接着要确定做为分母线及分子线段的杠杆长度。

a 哪个单相区中

b 哪个两相区中 c哪种成分下 d 哪个温度下 e 什么压力下

9.产生枝晶偏析的原因是由于____d_____。

a 液固相线间距很小，冷却缓慢b液固相线间距很小，冷却速度大c 液固相线间距大，冷却缓慢 d液固相线间距大，冷却速度也大

二、判断题

(1)共晶转变和共析转变都是从单相中产生双相的转变，而且又是在恒温下进行，处于平衡状态的三相的成分都是固定不变的。(∨ ) (2)在二元合金系中，只有共晶成分的合金在结晶时才能发生共晶转变，其它任何成分的合金在结晶时都不可能发生共晶转变。(×) (3)在二元合金系中，只有共析成分的合金在结晶时才能发生共析转变，其它任何成分的合金在结晶时都不可能发生共析转变。(×) (4)二元合金结晶过程中共晶转变和共析转变的反应式和转变产物都是相同的。(× )

(5)在二元合金相图中，液相线与固相线之间的垂直距离(温度间隔)及其水平距离(成分间隔)比较大的合金，铸造时流动性比较好，偏