習(xí)題課作業(yè)答案

1、思考題思考題 1、名詞解釋?zhuān)航Y(jié)合鍵、離子鍵、金屬鍵、共價(jià)鍵 2、下列物質(zhì)含有何種鍵：黃銅（brass）、橡膠（rubber）、 金剛石（diamond）、SiO2、單晶Si、NaCl。 第一章第一章 1、名詞解釋?zhuān)弘x子鍵、金屬鍵、共價(jià)鍵 離子鍵：通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)原子得到或失去電子通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)原子得到或失去電子 而成為離子形成的鍵稱(chēng)為離子鍵而成為離子形成的鍵稱(chēng)為離子鍵 金屬鍵：金屬中的自由電子與金屬正離子相互作用金屬中的自由電子與金屬正離子相互作用 所構(gòu)成的鍵稱(chēng)為金屬鍵所構(gòu)成的鍵稱(chēng)為金屬鍵 共價(jià)鍵：由兩個(gè)或多個(gè)電負(fù)性相差不大的原子間由兩個(gè)或多個(gè)電負(fù)性相差不大的原子間 通過(guò)共用電子對(duì)而形成的鍵稱(chēng)為

2、共價(jià)鍵通過(guò)共用電子對(duì)而形成的鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵 2、下列物質(zhì)含有何種鍵：黃銅（brass）、 金剛石（diamond）、SiO2、單晶Si、NaCl。 黃銅：金屬鍵 ， 金剛石：共價(jià)鍵 SiO2：共價(jià)鍵；單晶Si：共價(jià)鍵； NaCl：離子鍵 第二章第二章 1、鋯（、鋯（Zr，Zirconium）具有）具有HCP結(jié)構(gòu)，密度為結(jié)構(gòu)，密度為6.51 g/cm3， MZr=91.22 g/mol, 阿伏伽德羅常數(shù)：阿伏伽德羅常數(shù)：6.023*1023個(gè)個(gè)/mol （a）計(jì)算晶胞體積；）計(jì)算晶胞體積； （b）如果）如果c/a為為1.593，計(jì)算，計(jì)算c和和a。 2123 3 0 *(6.51*10)*6.02

3、3*10 42.984 91.22 M a N nm M 33 6 /0.13959139.59 42.984 Ca VnnmA 22 3 33 3 (* )(*1.593 )0.13959 22 0.3202 1.5930.5102 C Vacaa anm canm a是原子密度；M是質(zhì)量密度；No是阿伏伽德羅常數(shù)(a) (b) 2、銠（、銠（Rh，Rhodium）的原子半徑為）的原子半徑為0.1345 nm，密度為，密度為12.41 g/cm3。判定其晶體結(jié)構(gòu)屬于。判定其晶體結(jié)構(gòu)屬于FCC，還是，還是BCC？MRh=102.91 g/mol 2123 3 0 *(12.41*10)*6.0

4、23*10 72.63 102.91 M a N nm M 3333 3 3 3 4 2 44 ()(*0.1345)0.0551 22 44*2 2 72.65 4 (4*0.1345) () 2 C a C R a R Vanm n nm R V If FCC If BCC 333 3 3 3 4 3 44 ()(*0.1345) 33 22*3 3 66.74 4 (4*0.1345) () 3 C a C R a R Va n nm R V 3、在立方晶胞中畫(huà)出下列晶向：、在立方晶胞中畫(huà)出下列晶向： 4、在立方晶胞中畫(huà)出下列晶面：、在立方晶胞中畫(huà)出下列晶面： .031;321 ;331

5、 ;210;121;101 ).321();221 ();131 ();210();211();110( X Z Y 110 012 133 121 123 103 X Z Y (011) (011) (102) (122) (123) (112) (131) 5、確定下圖中晶向和晶面的指數(shù)。、確定下圖中晶向和晶面的指數(shù)。 011A 210B 112C 112D (324)A (221)B 6、計(jì)算比較、計(jì)算比較FCC中中100、110、111晶向的線密度。晶向的線密度。 設(shè)原子半徑為設(shè)原子半徑為R，則，則 7、計(jì)算比較、計(jì)算比較BCC中（中（100）、（）、（110）晶面的面密度。）晶面的面

6、密度。 4 2 R a 100 110 111 2 /2 /20.707 4 /21 2 / 31/60.408 KR a KRa KRa 設(shè)原子半徑為設(shè)原子半徑為R，則，則 4 3 R a 22 (100) 2 (110) /3 /160.589 2/( * 2 )3 /8 20.833 KRa KRaa 8、說(shuō)明晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣的差別。、說(shuō)明晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣的差別。 空間點(diǎn)陣是晶體中質(zhì)點(diǎn)排列的幾何學(xué)抽象，用以描述和分析晶體結(jié)構(gòu)的空間點(diǎn)陣是晶體中質(zhì)點(diǎn)排列的幾何學(xué)抽象，用以描述和分析晶體結(jié)構(gòu)的 周期性和對(duì)稱(chēng)性，由于各陣點(diǎn)的周?chē)h(huán)境相同，故它只能有周期性和對(duì)稱(chēng)性，由于各陣點(diǎn)的周?chē)h(huán)境相同，故

7、它只能有14種類(lèi)型；種類(lèi)型； 而晶體結(jié)構(gòu)則是指晶體中實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）的具體排列情而晶體結(jié)構(gòu)則是指晶體中實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）的具體排列情 況，它們能組成各種類(lèi)型的排列，因此，實(shí)際存在的晶體結(jié)構(gòu)是無(wú)限的。況，它們能組成各種類(lèi)型的排列，因此，實(shí)際存在的晶體結(jié)構(gòu)是無(wú)限的。 9、解釋以下基本概念、解釋以下基本概念 空間點(diǎn)陣、晶格、晶胞、空間點(diǎn)陣、晶格、晶胞、7個(gè)晶系、個(gè)晶系、合金、相、固溶體、中間相合金、相、固溶體、中間相 空間點(diǎn)陣空間點(diǎn)陣：將原子抽象為規(guī)則排列于空間的幾何點(diǎn)，稱(chēng)之為陣點(diǎn)，由這些陣：將原子抽象為規(guī)則排列于空間的幾何點(diǎn)，稱(chēng)之為陣點(diǎn)，由這些陣 點(diǎn)在三維空間規(guī)則排列的陣列稱(chēng)

8、為空間點(diǎn)陣。點(diǎn)在三維空間規(guī)則排列的陣列稱(chēng)為空間點(diǎn)陣。 晶格：為了便于描述空間點(diǎn)陣的圖形，用許多平行的直線將所有陣點(diǎn)晶格：為了便于描述空間點(diǎn)陣的圖形，用許多平行的直線將所有陣點(diǎn) 連接起來(lái)，所構(gòu)成的三維幾何格架，稱(chēng)為晶格。連接起來(lái)，所構(gòu)成的三維幾何格架，稱(chēng)為晶格。 晶胞晶胞：在點(diǎn)陣中取出的一個(gè)具有代表性的基本單元（最小平行六面體）作：在點(diǎn)陣中取出的一個(gè)具有代表性的基本單元（最小平行六面體）作 為點(diǎn)陣的組成單元，稱(chēng)為為點(diǎn)陣的組成單元，稱(chēng)為晶胞。晶胞。 7個(gè)晶系個(gè)晶系：三斜、單斜、正交、六方、菱方、四方、立方：三斜、單斜、正交、六方、菱方、四方、立方 合金：兩種或兩種以上金屬元素，或金屬元素與非金屬元

9、素，經(jīng)熔煉、燒結(jié)合金：兩種或兩種以上金屬元素，或金屬元素與非金屬元素，經(jīng)熔煉、燒結(jié) 或其它方法組合而成并具有金屬特性的物質(zhì)。或其它方法組合而成并具有金屬特性的物質(zhì)。 相：是合金中具有同一聚集狀態(tài)、相同晶體結(jié)構(gòu)，成分和性能均一，相：是合金中具有同一聚集狀態(tài)、相同晶體結(jié)構(gòu)，成分和性能均一， 并以界面相互分開(kāi)的組成部分。并以界面相互分開(kāi)的組成部分。 固溶體：合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相。固溶體：合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相。 中間相：合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素的結(jié)構(gòu)均不相同的新相。中間相：合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素的結(jié)構(gòu)均不相同的新相。 10、三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)是什么

10、結(jié)構(gòu)？一個(gè)晶胞中有幾個(gè)原子？原子 半徑與晶格常數(shù)之間有什么關(guān)系？配位數(shù)和致密度各是多少？四面體和八 面體間隙的數(shù)目各是多少？畫(huà)出各晶格類(lèi)型的原子排列方式（晶胞）及舉 例3種典型的金屬。 常見(jiàn)金屬：常見(jiàn)金屬： -Fe、Cr、 W、Mo、 V、Nb等等 常見(jiàn)金屬：常見(jiàn)金屬： -Fe、 Ni、Al、Cu、Pb、 Au等等 常見(jiàn)金屬：常見(jiàn)金屬： Mg、Zn、 Be、Cd等等 Characteristics of BCC, FCC and HCP structures 固態(tài)金屬在不同的溫度和壓力下具有不同的晶體結(jié)構(gòu)，這種 性質(zhì)稱(chēng)為多晶型性。 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 1394912 -Fe

11、-Fe -Fe BCCFCCBCC 11、什么是固體金屬的多晶型性（同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變）？畫(huà)出純Fe的冷卻曲線， 并以此說(shuō)明純Fe的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變過(guò)程。 12、根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置，固溶體分為哪兩類(lèi)？分別 加以說(shuō)明。 置換固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑點(diǎn)陣的陣點(diǎn)所形成的固溶體。 間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體。 13、中間相分為哪三類(lèi)？分別加以說(shuō)明。 （1）正常價(jià)化合物 按照化學(xué)上原子價(jià)規(guī)律所形成的化合物 （2）電子化合物 電子濃度決定晶體結(jié)構(gòu)的化合物 （3）間隙相、間隙化合物、拓?fù)涿芏严?由組成元素的原子尺寸決定的化合物。 14、試、試比較純金屬、固溶體和中間相的力學(xué)性能上

12、的差異。比較純金屬、固溶體和中間相的力學(xué)性能上的差異。 強(qiáng)度、硬度逐漸升高；塑性、韌性逐漸降低。 15、試比較間隙固溶體、間隙相和間隙化合物的結(jié)構(gòu)和性能的異、試比較間隙固溶體、間隙相和間隙化合物的結(jié)構(gòu)和性能的異 同點(diǎn)。同點(diǎn)。 類(lèi)別類(lèi)別間隙固溶體間隙固溶體間隙相間隙相間隙化合物間隙化合物 相同點(diǎn)一般都是由 過(guò)渡金屬與原子半徑較小的C、H、B等 非金屬組元構(gòu)成 不同點(diǎn) 晶體結(jié)構(gòu) 屬于固溶體相， 保持溶劑的晶格 類(lèi)型 屬于金屬間化合 物相，形成不同 其組元的新的簡(jiǎn) 單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu) 屬于金屬間化合 物相，具有復(fù)雜 晶體結(jié)構(gòu) 表達(dá)式、b、用化學(xué)分子式表達(dá) 機(jī)械性能強(qiáng)度、硬度較低， 塑性、韌性較好 極高的熔點(diǎn)

13、和硬 度，同時(shí)其脆性 也很大，是高合 金鋼和硬質(zhì)合金 中的重要強(qiáng)化相 間隙化合物也具 有很高的熔點(diǎn)和 硬度，脆性較大。 略低于間隙相的 性能 16、FeAl為電子化合物，計(jì)算其電子濃度，為電子化合物，計(jì)算其電子濃度，F(xiàn)e、Al的價(jià)電子貢的價(jià)電子貢 獻(xiàn)分別為獻(xiàn)分別為0和和+3。 17、下列合金相為何種類(lèi)型、下列合金相為何種類(lèi)型 Cr7C3 、Mg2Pb、 WC 、FeAl、Cu3Al、Fe4N、Fe3C Cr7C3 、Fe3C ：間隙化合物：間隙化合物 Mg2Pb：正常價(jià)化合物：正常價(jià)化合物 WC 、 Fe4N ：間隙相：間隙相 FeAl 、Cu3Al ：電子化合物：電子化合物 e/a=3/2=

14、1.5 2、解釋以下基本概念、解釋以下基本概念 晶粒、單晶體、多晶體、晶界晶粒、單晶體、多晶體、晶界 肖脫基空位、弗侖克爾空位、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、柏氏矢量、肖脫基空位、弗侖克爾空位、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、柏氏矢量、位錯(cuò)的滑移、位錯(cuò)的滑移、 位錯(cuò)的攀移位錯(cuò)的攀移、位錯(cuò)密度、位錯(cuò)反應(yīng)、擴(kuò)展位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)、單位位錯(cuò)、全位錯(cuò)、位錯(cuò)密度、位錯(cuò)反應(yīng)、擴(kuò)展位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)、單位位錯(cuò)、全位錯(cuò)、 不全位錯(cuò)、部分位錯(cuò)、表面能、孿晶、相界。不全位錯(cuò)、部分位錯(cuò)、表面能、孿晶、相界。 1、晶體缺陷分為哪三類(lèi)？各具體包括哪些？、晶體缺陷分為哪三類(lèi)？各具體包括哪些？ 點(diǎn)缺陷：空位、間隙原子、雜質(zhì)或溶質(zhì)原子 線缺陷：位錯(cuò) 面缺

15、陷：晶界、相界、孿晶界、堆垛層錯(cuò) 第三章第三章 晶粒 指晶格位向基本一致的小晶體。 單晶體 由一個(gè)晶粒組成的晶體。 多晶體 由若干個(gè)位向不同的晶粒組成的晶體。 晶界 晶粒與晶粒之間的交界。 肖脫基空位肖脫基空位 脫離平衡位置的原子遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點(diǎn)位置，而使晶體內(nèi)部留下空脫離平衡位置的原子遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點(diǎn)位置，而使晶體內(nèi)部留下空 位，稱(chēng)為肖脫基空位。位，稱(chēng)為肖脫基空位。 弗侖克爾空位弗侖克爾空位 脫離平衡位置的原子擠入點(diǎn)陣的間隙位置，而在晶體中同時(shí)形成數(shù)目相等的空位和間脫離平衡位置的原子擠入點(diǎn)陣的間隙位置，而在晶體中同時(shí)形成數(shù)目相等的空位和間 隙原子，稱(chēng)為弗侖克爾

16、空位。隙原子，稱(chēng)為弗侖克爾空位。 刃型位錯(cuò)刃型位錯(cuò) 在一個(gè)完整晶體的上半部插入一多余的半原子面，它終止于晶體的內(nèi)部，好像一把刀在一個(gè)完整晶體的上半部插入一多余的半原子面，它終止于晶體的內(nèi)部，好像一把刀 刃插入晶體中，使上下兩部分晶體之間產(chǎn)生了原子錯(cuò)排，稱(chēng)為刃型位錯(cuò)。刃插入晶體中，使上下兩部分晶體之間產(chǎn)生了原子錯(cuò)排，稱(chēng)為刃型位錯(cuò)。 螺型位錯(cuò)螺型位錯(cuò) 位錯(cuò)線附近的原子按螺旋形排列的位錯(cuò)位錯(cuò)線附近的原子按螺旋形排列的位錯(cuò) 柏氏矢量柏氏矢量 采用伯氏回路來(lái)定義位錯(cuò)，借助一個(gè)規(guī)定的矢量揭示位錯(cuò)的本質(zhì)，這個(gè)矢量即為伯氏采用伯氏回路來(lái)定義位錯(cuò)，借助一個(gè)規(guī)定的矢量揭示位錯(cuò)的本質(zhì)，這個(gè)矢量即為伯氏 矢量。矢量。

17、 位錯(cuò)的滑移位錯(cuò)的滑移 在外加切應(yīng)力的作用下，通過(guò)位錯(cuò)中心附近的原子沿伯氏矢量方向在滑移面上不斷地在外加切應(yīng)力的作用下，通過(guò)位錯(cuò)中心附近的原子沿伯氏矢量方向在滑移面上不斷地 作少量的位移作少量的位移 位錯(cuò)的攀移位錯(cuò)的攀移 位錯(cuò)在垂直于滑移面的方向上的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)在垂直于滑移面的方向上的運(yùn)動(dòng) 位錯(cuò)密度：?jiǎn)挝惑w積晶體中所含的位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度位錯(cuò)密度：?jiǎn)挝惑w積晶體中所含的位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度 位錯(cuò)反應(yīng)位錯(cuò)反應(yīng) 位錯(cuò)之間的相互轉(zhuǎn)化（分解或合并）稱(chēng)為位錯(cuò)反應(yīng)位錯(cuò)之間的相互轉(zhuǎn)化（分解或合并）稱(chēng)為位錯(cuò)反應(yīng) 擴(kuò)展位錯(cuò)擴(kuò)展位錯(cuò) 一個(gè)全位錯(cuò)分解為兩個(gè)不全位錯(cuò)，中間夾著一個(gè)堆垛層錯(cuò)的整個(gè)位錯(cuò)組態(tài)稱(chēng)為擴(kuò)展位一個(gè)全位錯(cuò)分解為兩個(gè)不

18、全位錯(cuò)，中間夾著一個(gè)堆垛層錯(cuò)的整個(gè)位錯(cuò)組態(tài)稱(chēng)為擴(kuò)展位 錯(cuò)。錯(cuò)。 堆垛層錯(cuò)堆垛層錯(cuò) 實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中，密排面的正常堆垛順序有可能遭到破壞和錯(cuò)排，稱(chēng)為堆垛層錯(cuò)實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中，密排面的正常堆垛順序有可能遭到破壞和錯(cuò)排，稱(chēng)為堆垛層錯(cuò) 單位位錯(cuò) 伯氏矢量等于單位點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò) 全位錯(cuò) 伯氏矢量等于點(diǎn)陣矢量或其整數(shù)倍的位錯(cuò) 不全位錯(cuò) 伯氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量整數(shù)倍的位錯(cuò) 部分位錯(cuò) 伯氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò) 表面能表面能 晶體表面單位面積自由能的增加稱(chēng)為表面能晶體表面單位面積自由能的增加稱(chēng)為表面能 孿晶孿晶 兩個(gè)晶體（或一個(gè)晶體的兩部分）沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成晶面對(duì)稱(chēng)的位向兩個(gè)晶體（或一個(gè)晶體的兩部分）沿一個(gè)公共

19、晶面構(gòu)成晶面對(duì)稱(chēng)的位向 關(guān)系，兩個(gè)晶體就稱(chēng)為孿晶。關(guān)系，兩個(gè)晶體就稱(chēng)為孿晶。 相界相界 具有不同結(jié)構(gòu)的兩相之間的分界面稱(chēng)為相界。具有不同結(jié)構(gòu)的兩相之間的分界面稱(chēng)為相界。 3、計(jì)算、計(jì)算Fe在在 850o 時(shí)，每立方米體積中的空位數(shù)。時(shí)，每立方米體積中的空位數(shù)。 已知已知Fe在在850o 時(shí)的空位時(shí)的空位 形成能、密度及原子重量分別為形成能、密度及原子重量分別為1.08 eV/atom、7.65 g/cm3、55.85 g/mol。 23 223 0 22628 2824 5 *7.65*6.023*10 8.25*10/ 55.85 *(8.25*10 )*108.25*10 1.08 * *

20、exp(/)8.25*10 *1*exp()1.18*10 8.62*10*1123 M a a V N cm M NV nNAEkT 個(gè) 個(gè) 4 4、如圖，在晶體的滑移面上有一柏氏矢量為、如圖，在晶體的滑移面上有一柏氏矢量為b b的位錯(cuò)環(huán)，并受到均勻切應(yīng)的位錯(cuò)環(huán)，并受到均勻切應(yīng) 力力 和正應(yīng)力和正應(yīng)力s s的作用。的作用。 （1 1）分析該位錯(cuò)環(huán)各段位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型；）分析該位錯(cuò)環(huán)各段位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型； （2 2）在）在 的作用下，該位錯(cuò)環(huán)如何運(yùn)動(dòng)？的作用下，該位錯(cuò)環(huán)如何運(yùn)動(dòng)？ A B CD b s ss s （1 1） AB:AB:右螺型；右螺型；BCBC：正刃型；：正刃型； CDCD：左螺型

21、；：左螺型；DADA：負(fù)刃型：負(fù)刃型 （2 2）在）在 的作用下，位錯(cuò)環(huán)上部分晶體將不斷沿著的作用下，位錯(cuò)環(huán)上部分晶體將不斷沿著x x軸方向軸方向 （即（即b b的方向）運(yùn)動(dòng)，下部分晶體則反向（沿的方向）運(yùn)動(dòng)，下部分晶體則反向（沿-x-x軸方向）運(yùn)軸方向）運(yùn) 動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)必然伴隨著位錯(cuò)環(huán)的各邊向環(huán)的外側(cè)運(yùn)動(dòng)，即動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)必然伴隨著位錯(cuò)環(huán)的各邊向環(huán)的外側(cè)運(yùn)動(dòng)，即 ABAB、BCBC、CDCD和和DADA四段位錯(cuò)分別沿著四段位錯(cuò)分別沿著-z-z、x x、z z和和-x-x軸方向運(yùn)動(dòng)，軸方向運(yùn)動(dòng)， 從而導(dǎo)致位錯(cuò)環(huán)擴(kuò)大。從而導(dǎo)致位錯(cuò)環(huán)擴(kuò)大。 5、說(shuō)明刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)和混合位錯(cuò)的特征 類(lèi)型類(lèi)型柏氏矢

22、量柏氏矢量b 切應(yīng)力切應(yīng)力 方向方向 位錯(cuò)線運(yùn)位錯(cuò)線運(yùn) 動(dòng)方向動(dòng)方向 晶體滑晶體滑 移方向移方向 晶體滑移大晶體滑移大 小與小與b關(guān)系關(guān)系 滑移面滑移面 個(gè)數(shù)個(gè)數(shù) 刃刃 螺螺 混合混合 垂直位錯(cuò)線垂直位錯(cuò)線 平行位錯(cuò)線平行位錯(cuò)線 有夾角有夾角 與與b一致一致 與與b一致一致 與與b一致一致 垂直位錯(cuò)線垂直位錯(cuò)線 垂直位錯(cuò)線垂直位錯(cuò)線 垂直位錯(cuò)線垂直位錯(cuò)線 與與b一致一致 與與b一致一致 與與b一致一致 相等相等 相等相等 相等相等 唯一唯一 多個(gè)多個(gè) 6、判斷下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？、判斷下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？ (1)111111001 22 (2)110121211 266 (3)112111

23、111 362 (4) 100111111 22 aa a aaa aaa aa a 能進(jìn)行能進(jìn)行 能進(jìn)行能進(jìn)行 能量相等，不能進(jìn)行能量相等，不能進(jìn)行 反應(yīng)后能量增加，不能進(jìn)行反應(yīng)后能量增加，不能進(jìn)行 (1)111111001 22 (2)110121211 266 (3)112111111 362 (4) 100111111 22 aa a aaa aaa aa a （1）a/2002=a001 a23/4+ a23/4= a23/2 a2 （2）a/2110=a/6330= a/2110 a21/2a21/6+a21/6=1/3a2 能進(jìn)行能進(jìn)行 能進(jìn)行能進(jìn)行 （3）a/6333=a/21

24、11 a23/4=a23/4能量相等，不能進(jìn)行能量相等，不能進(jìn)行 （4）與（1）反向反應(yīng)后能量增加，不能進(jìn)行反應(yīng)后能量增加，不能進(jìn)行 7、什么是割階和扭折？刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)的割階 和扭折有什么特點(diǎn)？ 割階和扭折：位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在受到阻礙的情況下，可能一 部分線段首先進(jìn)行滑移，并形成曲折線段，該曲折線段在 位錯(cuò)的滑移面上時(shí)，稱(chēng)為扭折；該曲折線段垂直于位錯(cuò)的 滑移面時(shí)，稱(chēng)為割階。 刃型位錯(cuò)的割階部分仍未刃型位錯(cuò)，扭折部分為螺型位錯(cuò)； 螺型位錯(cuò)中的割階和扭折部分均為刃型位錯(cuò) 8、試用Frank-Read源簡(jiǎn)述位錯(cuò)增殖機(jī)制 如圖所示，AB為一刃型位錯(cuò)，兩個(gè)端點(diǎn)固定，在外力作用下，位錯(cuò)線 朝受力方向弓出

25、、擴(kuò)大，如圖(a)-(d)所示；在(d)中，位錯(cuò)相互靠近處為 異號(hào)位錯(cuò)，它們相互吸引、湮滅，最后原位錯(cuò)分成兩部分，一部分是一 個(gè)完整的位錯(cuò)環(huán)，在外力作用下繼續(xù)想外擴(kuò)張；剩下的另一部分位錯(cuò)回 到原來(lái)位置，在外力作用下開(kāi)始重復(fù)上一個(gè)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)就 產(chǎn)生新的位錯(cuò)環(huán)，即位錯(cuò)增殖，這種增殖方式為Frank-Read增殖。 9、簡(jiǎn)述晶界的特點(diǎn) 1)1) 晶粒的晶粒的長(zhǎng)大長(zhǎng)大和晶界的和晶界的平直化平直化能減少能減少晶界面積晶界面積和和晶界能晶界能。 2)2) 晶界處原子排列不規(guī)則，晶界處原子排列不規(guī)則，常溫常溫下對(duì)下對(duì)位錯(cuò)位錯(cuò)的的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)起起阻礙阻礙作用，宏觀上表作用，宏觀上表 現(xiàn)出現(xiàn)出提高強(qiáng)度提

26、高強(qiáng)度和和硬度硬度；而；而高溫高溫下晶界由于起粘滯性，易使下晶界由于起粘滯性，易使晶粒間滑動(dòng)晶粒間滑動(dòng)； 常溫下，晶粒越細(xì)，材料的強(qiáng)度越高常溫下，晶粒越細(xì)，材料的強(qiáng)度越高細(xì)晶強(qiáng)化。細(xì)晶強(qiáng)化。 3) 3) 晶界處有晶界處有較多的缺陷較多的缺陷，如空穴、位錯(cuò)等，具有較高的動(dòng)能，原子，如空穴、位錯(cuò)等，具有較高的動(dòng)能，原子擴(kuò)散擴(kuò)散 速度速度比晶內(nèi)比晶內(nèi)高高； 4) 4) 固態(tài)相變時(shí)，由于晶界能量高且原子擴(kuò)散容易，所以固態(tài)相變時(shí)，由于晶界能量高且原子擴(kuò)散容易，所以新相新相易在易在晶界處晶界處 形核形核； 5) 5) 由于由于成分偏析成分偏析和和內(nèi)吸附內(nèi)吸附現(xiàn)象，晶界容易富集雜質(zhì)原子，晶界現(xiàn)象，晶界容易富

27、集雜質(zhì)原子，晶界熔點(diǎn)低熔點(diǎn)低， 加熱時(shí)易導(dǎo)致晶界先熔化；加熱時(shí)易導(dǎo)致晶界先熔化； 6 6）由于晶界能量較高、原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，以及晶界富集雜質(zhì)原子的由于晶界能量較高、原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，以及晶界富集雜質(zhì)原子的 緣故，緣故，晶界腐蝕比晶內(nèi)腐蝕速率快晶界腐蝕比晶內(nèi)腐蝕速率快晶間腐蝕晶間腐蝕。 10、根據(jù)晶粒的位相差及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，晶界有哪些類(lèi)型？有何、根據(jù)晶粒的位相差及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，晶界有哪些類(lèi)型？有何 特點(diǎn)屬性？特點(diǎn)屬性？ 小角度晶界小角度晶界 大角度晶界大角度晶界 對(duì)稱(chēng)傾斜對(duì)稱(chēng)傾斜 不對(duì)稱(chēng)傾斜不對(duì)稱(chēng)傾斜 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn) 1、概念、概念 回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大、再結(jié)晶溫度?；貜?fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大、再結(jié)晶溫度

28、。 回復(fù)：冷變形后加熱階段，新的無(wú)畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化階段。 再結(jié)晶：無(wú)畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過(guò)程 晶粒長(zhǎng)大：再結(jié)晶結(jié)束之后晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大的過(guò)程 再結(jié)晶溫度：冷變形金屬開(kāi)始進(jìn)行再結(jié)晶的最低溫度。 第五章作業(yè)第五章作業(yè) 2、什么是滑移系，說(shuō)明面心立方、體心立方的滑移面和滑移方向 滑移系：一個(gè)滑移面和此面上的一個(gè)滑移方向合起來(lái)叫做一個(gè)滑移系 面心立方：、110 體心立方：、111 3、金屬材料受力會(huì)產(chǎn)生變形，變形方式主要包括哪三種形式，指出主 要的兩種變形方式的異同點(diǎn)。 金屬材料受力后產(chǎn)生變形的方式主要有滑移、孿生和扭折。 滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于

29、另一部分發(fā)生滑 動(dòng)位移的現(xiàn)象；孿生是指晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)于另 一部分所發(fā)生的切變。主要區(qū)別：A、孿生通過(guò)晶格切變使晶格位向 改變，使變形部分與未變形部分呈鏡面對(duì)稱(chēng)；而滑移不引起晶格位 向改變。B、孿生時(shí)，相鄰原子面的相對(duì)位移量小于一個(gè)原子間距； 而滑移時(shí)滑移面兩側(cè)晶體的相對(duì)位移量是原子間距的整數(shù)倍。C、孿 生所需要的切應(yīng)力比滑移大得多，變形速度大得多。 4、金屬和合金有哪幾種強(qiáng)化方法？其原理是什么？ 固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、加工硬化、彌散強(qiáng)化 固溶強(qiáng)化：隨溶質(zhì)含量的增加，固溶體合金的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低。 機(jī)制：是溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)起了釘扎作用，從而阻礙了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。 細(xì)晶

30、強(qiáng)化：隨合金組織的晶粒逐漸變細(xì)，合金的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性也提 高。 機(jī)制：金屬晶粒越細(xì)，晶界總面積越大，位錯(cuò)障礙越多，使金屬塑性變形的抗力越 高，所以，強(qiáng)度、硬度越高。 彌散強(qiáng)化：合金中第二相顆粒越細(xì)，分布越均勻，合金的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、 韌性略有下降。 機(jī)制：是第二相顆粒阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，提高了變形抗力。 加工硬化：隨冷塑性變形的增加，合金的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低。 機(jī)制：隨變形量增加, 位錯(cuò)密度增加，由于位錯(cuò)之間的交互作用(堆積、纏結(jié))，使得 位錯(cuò)難以繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而使變形抗力增加。 5、什么是加工硬化？說(shuō)明加工硬化導(dǎo)致性能產(chǎn)生什么變化？ 金屬材料經(jīng)冷變形加工后，強(qiáng)度、硬

31、度顯著提高，塑性很快下降的現(xiàn)象。 6、金屬及合金發(fā)生冷加工變形后，若在不同溫度下對(duì)其進(jìn)行加熱，材料將依 次會(huì)經(jīng)歷哪三個(gè)階段？并指出材料性能在每個(gè)階段下的變化。 金屬及合金發(fā)生冷加工變形后，若在不同溫度下對(duì)其進(jìn)行加熱，材料將依 次會(huì)經(jīng)歷回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大這三個(gè)階段。 在回復(fù)階段，材料組織仍保持原有的變形晶粒形貌，材料的強(qiáng)度、硬度 和塑性變化不大，內(nèi)應(yīng)力部分消除，電阻率隨溫度升高而連續(xù)下降。在再結(jié)晶 階段，材料組織由無(wú)畸變的等軸新晶粒取代了原有的變形晶粒，材料強(qiáng)度、硬 度下降，塑性提高，加工硬化現(xiàn)象消除，內(nèi)應(yīng)力全部消除，變形儲(chǔ)能在此階段 釋放最大。在晶粒長(zhǎng)大階段，是再結(jié)晶后在晶界界面能的驅(qū)動(dòng)下

32、，新晶粒會(huì)發(fā) 生合并長(zhǎng)大，最終達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的尺寸，性能變化都趨于平緩。 7、試述熱變形與冷變形的區(qū)別 加工溫度在再結(jié)晶溫度以上的加工是熱變形 加工溫度在再結(jié)晶溫度以下的加工是冷變形 8、什么是動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶？ （1） 動(dòng)態(tài)回復(fù)：在塑變過(guò)程中發(fā)生的回復(fù)。 （ 2 ）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶：在塑變過(guò)程中發(fā)生的再結(jié)晶。 第六章第六章 思思 考考 題題 一、概念：一、概念： 結(jié)晶結(jié)晶 結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、過(guò)冷度、晶胚、臨界晶核、臨結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、過(guò)冷度、晶胚、臨界晶核、臨 界形核功、均勻形核、非均勻形核、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度、光滑界界形核功、均勻形核、非均勻形核、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度、光滑界 面、粗糙界面面、粗糙界面

33、結(jié)晶 由液態(tài)至固態(tài)的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為凝固，如果凝固后的固體是晶體，則稱(chēng)為 結(jié)晶（226） 結(jié)構(gòu)起伏 液體的原子排列是長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序，這種短程原子集團(tuán)不是固 定不變的，它是一種此消彼長(zhǎng)、瞬息萬(wàn)變、尺寸不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這 種現(xiàn)象稱(chēng)為結(jié)構(gòu)起伏（229） 能量起伏能量起伏 指體系中每個(gè)微小體積所實(shí)際具有的能量，會(huì)偏離體系平均能量指體系中每個(gè)微小體積所實(shí)際具有的能量，會(huì)偏離體系平均能量 水平而瞬時(shí)漲落的現(xiàn)象。（水平而瞬時(shí)漲落的現(xiàn)象。（232） 過(guò)冷度過(guò)冷度 熔點(diǎn)與實(shí)際凝固溫度之差（熔點(diǎn)與實(shí)際凝固溫度之差（230） 晶胚晶胚 當(dāng)溫度降到熔點(diǎn)以下，在液體中時(shí)聚時(shí)散的短程有序原子集團(tuán)當(dāng)溫度降到熔點(diǎn)以下，在液體中時(shí)聚

34、時(shí)散的短程有序原子集團(tuán) （231） 臨界晶核臨界晶核 能使晶坯成為晶核的最小晶核半徑。（能使晶坯成為晶核的最小晶核半徑。（231） 臨界形核功臨界形核功 形成臨界晶核所需的功（形成臨界晶核所需的功（232） 均勻形核均勻形核 新相晶核在母相中均勻地生成，即晶核由液相中的一些原子團(tuán)直接形成，不受雜新相晶核在母相中均勻地生成，即晶核由液相中的一些原子團(tuán)直接形成，不受雜 質(zhì)粒子或外表面的影響（質(zhì)粒子或外表面的影響（230） 非均勻形核非均勻形核 新相優(yōu)先在母相中存在的異質(zhì)處形核，即依附于液相中的雜質(zhì)或外來(lái)表面形核。新相優(yōu)先在母相中存在的異質(zhì)處形核，即依附于液相中的雜質(zhì)或外來(lái)表面形核。 （231） 動(dòng)

35、態(tài)過(guò)冷度動(dòng)態(tài)過(guò)冷度 液固界面向液相移動(dòng)時(shí)所需的過(guò)冷度（液固界面向液相移動(dòng)時(shí)所需的過(guò)冷度（238） 光滑界面光滑界面 固相的表面為基本完整的原子密排面，液、固兩相截然分開(kāi)，從微觀上看是光滑固相的表面為基本完整的原子密排面，液、固兩相截然分開(kāi)，從微觀上看是光滑 的界面（的界面（237） 粗糙界面粗糙界面 在固液兩相之間的界面從微觀來(lái)看是高低不平的，存在幾個(gè)原子層厚度的過(guò)渡層，在固液兩相之間的界面從微觀來(lái)看是高低不平的，存在幾個(gè)原子層厚度的過(guò)渡層， 在過(guò)渡層中約有半數(shù)的位置為固相原子所占據(jù)的界面（在過(guò)渡層中約有半數(shù)的位置為固相原子所占據(jù)的界面（237） 1、金屬液體在熔點(diǎn)溫度保溫，則、金屬液體在熔點(diǎn)

36、溫度保溫，則 a 需要很長(zhǎng)時(shí)間才能結(jié)晶；需要很長(zhǎng)時(shí)間才能結(jié)晶； b 到熔點(diǎn)溫度就會(huì)結(jié)晶；到熔點(diǎn)溫度就會(huì)結(jié)晶； c 永不結(jié)晶。永不結(jié)晶。 （C） 2、下述哪些現(xiàn)象結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)？（多選）、下述哪些現(xiàn)象結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)？（多選） a 在低于熔點(diǎn)的溫度下結(jié)晶才能進(jìn)行；在低于熔點(diǎn)的溫度下結(jié)晶才能進(jìn)行； b 結(jié)晶時(shí)有熱量放出；結(jié)晶時(shí)有熱量放出； c 液態(tài)金屬冷卻到熔點(diǎn)時(shí)就開(kāi)始結(jié)晶。液態(tài)金屬冷卻到熔點(diǎn)時(shí)就開(kāi)始結(jié)晶。 （a） （b） 3、形成臨界晶核時(shí)需要的形核功由什么提供？（單選）、形成臨界晶核時(shí)需要的形核功由什么提供？（單選） a由外界加熱提供；由外界加熱提供； b由能量起伏提供；由能量起伏提供； c由體積自由能

37、提供。由體積自由能提供。 （b） （c） 4、臨界晶核有可能繼續(xù)長(zhǎng)大，也有可能消失（熔化）。、臨界晶核有可能繼續(xù)長(zhǎng)大，也有可能消失（熔化）。 a 是是 b 否否 （a） 二、選擇題：二、選擇題： 5、在相同過(guò)冷度的條件下，（下述說(shuō)法哪些正確？）（多選）、在相同過(guò)冷度的條件下，（下述說(shuō)法哪些正確？）（多選） a 非均勻形核比均勻形核的形核率高；非均勻形核比均勻形核的形核率高； b 均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑；均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑； c 非均勻形核比均勻形核的形核功?。环蔷鶆蛐魏吮染鶆蛐魏说男魏斯π?； d 非均勻形核比均勻形核的臨界晶核體積小。非均勻形核比均勻

38、形核的臨界晶核體積小。 （a） （b） （c）（）（d） 6、在負(fù)的溫度梯度下，晶體生長(zhǎng)以平面狀向前推進(jìn)。、在負(fù)的溫度梯度下，晶體生長(zhǎng)以平面狀向前推進(jìn)。(單選單選) a 是是 b 否否 c 不能確定不能確定 （b） 7、形核率越高、晶體生長(zhǎng)速率越小，最后得到的晶粒越細(xì)小。、形核率越高、晶體生長(zhǎng)速率越小，最后得到的晶粒越細(xì)小。(單選單選) a 是是 b 否否 c 不能確定不能確定 （a） 8、快速凝固技術(shù)能獲得的新材料有：非晶態(tài)合金，超細(xì)晶態(tài)金屬或合金。、快速凝固技術(shù)能獲得的新材料有：非晶態(tài)合金，超細(xì)晶態(tài)金屬或合金。a 是是 b 否否 （a） 9、制取單晶體的技術(shù)關(guān)鍵是保證液體結(jié)晶時(shí)只有一個(gè)晶核

39、。、制取單晶體的技術(shù)關(guān)鍵是保證液體結(jié)晶時(shí)只有一個(gè)晶核。 a 是是 b 否否 （a） 1、簡(jiǎn)述結(jié)晶相變的熱力學(xué)條件、動(dòng)力學(xué)條件、能量條件及結(jié)構(gòu)條件、簡(jiǎn)述結(jié)晶相變的熱力學(xué)條件、動(dòng)力學(xué)條件、能量條件及結(jié)構(gòu)條件 熱力學(xué)條件熱力學(xué)條件 實(shí)際凝固溫度應(yīng)低于熔點(diǎn)，即需要過(guò)冷度。實(shí)際凝固溫度應(yīng)低于熔點(diǎn)，即需要過(guò)冷度。只有過(guò)冷，才能使得系統(tǒng)自由能小于只有過(guò)冷，才能使得系統(tǒng)自由能小于0。 動(dòng)力學(xué)條件動(dòng)力學(xué)條件 動(dòng)態(tài)過(guò)冷動(dòng)態(tài)過(guò)冷DTk0。 為液為液-固界面前沿液體的溫度固界面前沿液體的溫度TTm (熔點(diǎn)熔點(diǎn))， 能量條件：能量起伏能量條件：能量起伏 當(dāng)形成一個(gè)臨界晶核時(shí)，還有當(dāng)形成一個(gè)臨界晶核時(shí)，還有1/3的表面能

40、必須由液體中的能量的表面能必須由液體中的能量 起伏來(lái)提供。起伏來(lái)提供。 結(jié)構(gòu)條件：結(jié)構(gòu)起伏結(jié)構(gòu)條件：結(jié)構(gòu)起伏 液體中存在的短程有序結(jié)構(gòu)是結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生晶核的基礎(chǔ)。液體中存在的短程有序結(jié)構(gòu)是結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生晶核的基礎(chǔ)。 2、簡(jiǎn)述純金屬晶體長(zhǎng)大的方式？、簡(jiǎn)述純金屬晶體長(zhǎng)大的方式？ 根據(jù)液固界面微觀結(jié)構(gòu)：連續(xù)長(zhǎng)大、二維形核長(zhǎng)大和借螺位錯(cuò)長(zhǎng)大根據(jù)液固界面微觀結(jié)構(gòu)：連續(xù)長(zhǎng)大、二維形核長(zhǎng)大和借螺位錯(cuò)長(zhǎng)大 三、簡(jiǎn)答題：三、簡(jiǎn)答題： 3、分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系（、分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系（242-243） （1）在正的溫度梯度下，若為光滑界面結(jié)構(gòu)的晶體，其生長(zhǎng)形態(tài)呈臺(tái)階狀，）在正的溫度梯度下，若為

41、光滑界面結(jié)構(gòu)的晶體，其生長(zhǎng)形態(tài)呈臺(tái)階狀， 小平面與溶液等溫面呈一定的角度。若為粗糙界面結(jié)構(gòu)的晶體，其生長(zhǎng)形態(tài)小平面與溶液等溫面呈一定的角度。若為粗糙界面結(jié)構(gòu)的晶體，其生長(zhǎng)形態(tài) 呈平面狀，界面與液相等溫而平行。呈平面狀，界面與液相等溫而平行。 （2）在負(fù)的溫度梯度下，液固界面不可能保持平面狀而會(huì)形成許多伸向液體）在負(fù)的溫度梯度下，液固界面不可能保持平面狀而會(huì)形成許多伸向液體 的分枝，同時(shí)在這些晶枝上又可能會(huì)長(zhǎng)出二次晶枝，在二次晶枝再長(zhǎng)出三次的分枝，同時(shí)在這些晶枝上又可能會(huì)長(zhǎng)出二次晶枝，在二次晶枝再長(zhǎng)出三次 晶枝，即生長(zhǎng)方式為樹(shù)枝狀生長(zhǎng)。樹(shù)枝狀生長(zhǎng)在具有粗糙界面的物質(zhì)（如金晶枝，即生長(zhǎng)方式為樹(shù)枝狀

42、生長(zhǎng)。樹(shù)枝狀生長(zhǎng)在具有粗糙界面的物質(zhì)（如金 屬）中表現(xiàn)最為顯著。而對(duì)于具有光滑界面的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，在負(fù)的溫度梯度下屬）中表現(xiàn)最為顯著。而對(duì)于具有光滑界面的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，在負(fù)的溫度梯度下 雖也出現(xiàn)樹(shù)枝狀生長(zhǎng)的傾向，但往往不甚明顯。雖也出現(xiàn)樹(shù)枝狀生長(zhǎng)的傾向，但往往不甚明顯。 正溫度梯度下的兩種界面形狀正溫度梯度下的兩種界面形狀 4、簡(jiǎn)述液固界面的構(gòu)造（、簡(jiǎn)述液固界面的構(gòu)造（237） 分為光滑界面和粗糙界面分為光滑界面和粗糙界面 光滑界面年以上為液相，以下為固相，固相的表面為基本完整的原子密排面，液光滑界面年以上為液相，以下為固相，固相的表面為基本完整的原子密排面，液 固兩相截然分開(kāi)，所以從微觀上看是光滑的

43、，但在宏觀上它往往由不同位向的小固兩相截然分開(kāi)，所以從微觀上看是光滑的，但在宏觀上它往往由不同位向的小 平面組成。平面組成。 粗糙界面，可以認(rèn)為在固液相之間的界面從微觀來(lái)看是高低不平的，存在幾個(gè)原粗糙界面，可以認(rèn)為在固液相之間的界面從微觀來(lái)看是高低不平的，存在幾個(gè)原 子厚度的過(guò)渡層，在過(guò)渡層中約有半數(shù)的位置為固相原子所占據(jù)。但由于過(guò)渡層子厚度的過(guò)渡層，在過(guò)渡層中約有半數(shù)的位置為固相原子所占據(jù)。但由于過(guò)渡層 很薄，因此從宏觀來(lái)看，界面顯得平直，不出現(xiàn)曲折的小平面。很薄，因此從宏觀來(lái)看，界面顯得平直，不出現(xiàn)曲折的小平面。 5、凝固后獲得細(xì)晶粒的方法有哪些？ 增加過(guò)冷度、加入形核劑、振動(dòng) 第七章 作

44、業(yè) 一、說(shuō)明下列基本概念一、說(shuō)明下列基本概念 工業(yè)純鐵、碳鋼、鑄鐵、工業(yè)純鐵、碳鋼、鑄鐵、包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、鐵素體、奧包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、鐵素體、奧 氏體、氏體、滲碳體、滲碳體、一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、珠光體、萊氏珠光體、萊氏 體。體。 1、工業(yè)純鐵：含碳量小于工業(yè)純鐵：含碳量小于0.0218的鐵碳合金的鐵碳合金 2、碳鋼：含碳量在、碳鋼：含碳量在0.0218-2.11之間的鐵碳合金之間的鐵碳合金 3、白口鑄鐵：含碳量在、白口鑄鐵：含碳量在2.11-6.69之間的鐵碳合金之間的鐵碳合金 4、包晶轉(zhuǎn)變：恒溫下，由一個(gè)液相和一個(gè)

45、固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)固相的轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變：恒溫下，由一個(gè)液相和一個(gè)固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)固相的轉(zhuǎn)變 5、共晶轉(zhuǎn)變：恒溫下，由一個(gè)液相同時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)不同固相的轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變：恒溫下，由一個(gè)液相同時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)不同固相的轉(zhuǎn)變 6、共析轉(zhuǎn)變：恒溫下，由一個(gè)固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱韮蓚€(gè)不同固相的轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變：恒溫下，由一個(gè)固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱韮蓚€(gè)不同固相的轉(zhuǎn)變 7、鐵素體：碳在、鐵素體：碳在-Fe中的固溶體中的固溶體 8、奧氏體：碳在、奧氏體：碳在-Fe中的固溶體中的固溶體 9、滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物。、滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物。 10、一次滲碳體：由液相中形成的滲碳體、一次滲碳體：由液相中形成的滲碳體 二、下列說(shuō)法

46、正確的是：二、下列說(shuō)法正確的是：（多選）（多選） 1、A、鐵素體是碳溶解于、鐵素體是碳溶解于-Fe中形成的固溶體，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)；中形成的固溶體，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)； B、 滲碳體是碳溶解于滲碳體是碳溶解于-Fe中形成的固溶體，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)；中形成的固溶體，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)； C 、奧氏體是碳溶解于、奧氏體是碳溶解于-Fe中形成的固溶體，具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)。中形成的固溶體，具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)。 2、亞共析鋼的含碳量范圍是：、亞共析鋼的含碳量范圍是：（單選）（單選） A、0.0218% 0.77%C；B、0.77% 2.11%C；C、2.11% 4.3%C。 3、共析鋼的

47、室溫組織是：、共析鋼的室溫組織是：（單選）（單選） A、珠光體、珠光體P +二次滲碳體二次滲碳體Fe3CII；B、珠光體、珠光體P（100%）；）； C 萊氏體萊氏體Ld (100%)。 AC A B 11、二次滲碳體：從奧氏體中析出的滲碳體二次滲碳體：從奧氏體中析出的滲碳體 12、三次滲碳體：從鐵素體中析出的滲碳體、三次滲碳體：從鐵素體中析出的滲碳體 13、珠光體：鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物，共析產(chǎn)物、珠光體：鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物，共析產(chǎn)物 14、萊氏體：奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物，共晶產(chǎn)物、萊氏體：奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物，共晶產(chǎn)物 4、計(jì)算、計(jì)算1148共晶轉(zhuǎn)變剛結(jié)束時(shí)萊氏體中滲

48、碳體共晶轉(zhuǎn)變剛結(jié)束時(shí)萊氏體中滲碳體Fe3C的相對(duì)量。的相對(duì)量。（單選）（單選） A、52%；B、60%；C、48%。 5、計(jì)算室溫時(shí)萊氏體中滲碳體計(jì)算室溫時(shí)萊氏體中滲碳體Fe3C的相對(duì)量。的相對(duì)量。 （單選（單選） A、48.23%C；B、52.77%C；C、64.27%。 6、隨著含碳量的增高，亞共析鋼的隨著含碳量的增高，亞共析鋼的 （單選（單選） A 強(qiáng)度、硬度升高，塑性下降；強(qiáng)度、硬度升高，塑性下降； B 塑性升高，強(qiáng)度、硬度下降；塑性升高，強(qiáng)度、硬度下降； C 強(qiáng)度、硬度和塑性都升高。強(qiáng)度、硬度和塑性都升高。 7、對(duì)于過(guò)共析鋼，含碳量越高，對(duì)于過(guò)共析鋼，含碳量越高，（單選（單選） A

49、鋼的強(qiáng)度、硬度越高，塑性越低；鋼的強(qiáng)度、硬度越高，塑性越低； B 鋼的強(qiáng)度、硬度越低，塑性越高；鋼的強(qiáng)度、硬度越低，塑性越高； C 鋼的硬度越高，強(qiáng)度和塑性越低。鋼的硬度越高，強(qiáng)度和塑性越低。 C C A C 三、熟悉最基本的反應(yīng)類(lèi)型及相圖三、熟悉最基本的反應(yīng)類(lèi)型及相圖 四、熟練應(yīng)用杠桿定律四、熟練應(yīng)用杠桿定律 五、熟練掌握鐵碳合金相圖，應(yīng)用杠桿定律五、熟練掌握鐵碳合金相圖，應(yīng)用杠桿定律 六、默畫(huà)出鐵碳相圖（圖、填相區(qū)、標(biāo)注各點(diǎn)），掌握鐵碳相圖中六、默畫(huà)出鐵碳相圖（圖、填相區(qū)、標(biāo)注各點(diǎn)），掌握鐵碳相圖中P、 S、Q、E、C、D的含碳量，的含碳量，寫(xiě)出鐵碳合金狀態(tài)圖中三條水平線上的寫(xiě)出鐵碳合金狀

50、態(tài)圖中三條水平線上的 反應(yīng)類(lèi)型和反應(yīng)式。反應(yīng)類(lèi)型和反應(yīng)式。 七、分析工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、共晶白口鑄鐵、七、分析工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、共晶白口鑄鐵、 亞共晶白口鑄鐵、過(guò)共晶白口鑄鐵從液相冷卻到室溫的組織轉(zhuǎn)變過(guò)亞共晶白口鑄鐵、過(guò)共晶白口鑄鐵從液相冷卻到室溫的組織轉(zhuǎn)變過(guò) 程。程。 八、工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、共晶白口鑄鐵、亞共八、工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、共晶白口鑄鐵、亞共 晶白口鑄鐵、過(guò)共晶白口鑄鐵的成分范圍和室溫組織各是什么？晶白口鑄鐵、過(guò)共晶白口鑄鐵的成分范圍和室溫組織各是什么？ 1. 分別計(jì)算在共析溫度下和室溫時(shí)珠光體中相的相對(duì)重量

51、百分比。分別計(jì)算在共析溫度下和室溫時(shí)珠光體中相的相對(duì)重量百分比。 2. 計(jì)算計(jì)算45鋼鋼(含碳量為含碳量為0.45)在室溫下相和組織組成物的相對(duì)重量百分比。在室溫下相和組織組成物的相對(duì)重量百分比。 2 1 3 3. 計(jì)算含碳量為計(jì)算含碳量為1.0的過(guò)共析鋼在室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比，的過(guò)共析鋼在室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比， 以及在過(guò)共析鋼區(qū)域范圍內(nèi)能夠析出的以及在過(guò)共析鋼區(qū)域范圍內(nèi)能夠析出的Fe3CII的最大百分比。的最大百分比。 課堂練習(xí)課堂練習(xí) K 4. 計(jì)算含碳量為計(jì)算含碳量為3.0的亞共晶白口鑄鐵在室溫下的組織組成物的相對(duì)重的亞共晶白口鑄鐵在室溫下的組織組成物的相對(duì)重 量

52、百分比。量百分比。 4 1. 分別計(jì)算在共析溫度下和室溫時(shí)珠光體中相的相對(duì)重量百分比。分別計(jì)算在共析溫度下和室溫時(shí)珠光體中相的相對(duì)重量百分比。 1 共析溫度下：共析溫度下：Q = SK / PK = (6.69-0.77)/(6.69-0.0218)*100% = 88.8 % QFe3C = 100 % - 88.8% = 11.2 % K 室溫下：室溫下：Q = SK / QK = (6.69-0.77)/(6.69-0.0008)*100% = 88.5 % QFe3C = 100 % - 88.5% = 11.5 % 2. 計(jì)算計(jì)算45鋼鋼(含碳量為含碳量為0.45)在室溫下相和組織組

53、成物的相對(duì)重量百分比。在室溫下相和組織組成物的相對(duì)重量百分比。 2 相組成：相組成：Q = 2K / QK = (6.69-0.45)/(6.69-0.0008)*100% = 93.3 % QFe3C = 100 % - 93.3% = 6.7 % K 組織組成：組織組成：Q = 2S / QS = (0.77-0.45)/(0.77-0.0008)*100% = 41.6 % QP = 100 % - 41.6% = 58.4 % 3 3. 計(jì)算含碳量為計(jì)算含碳量為1.0的過(guò)共析鋼在室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比，以及的過(guò)共析鋼在室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比，以及 在過(guò)共析鋼區(qū)域范圍

54、內(nèi)能夠析出的在過(guò)共析鋼區(qū)域范圍內(nèi)能夠析出的Fe3CII的最大百分比。的最大百分比。 K 組織組成：組織組成：QFe3CII= 3S / SK = (1-0.77)/(6.69-0.77)*100% = 3.9 % QP = 100 % - 3.9 % = 96.1 % Fe3CII最大百分比：最大百分比：QFe3CII= ES / SK = (2.11-0.77)/(6.69-0.77)*100% = 22.6 % 4 4. 計(jì)算含碳量為計(jì)算含碳量為3.0的亞共晶白口鑄鐵在室溫下的組織組成物的相對(duì)重量的亞共晶白口鑄鐵在室溫下的組織組成物的相對(duì)重量 百分比。百分比。 K 組織組成：組織組成：QLe= QLe = E4 / EC = (3.0-2.11)/(4.3-2.11)*100% = 40.6 % QFe3CII = (4C / EC )*(ES / KS) = (4.3-3.0)/(4.3-2.11) * (2.11-0.77)/(6.69-0.77) *100% = 1