《金屬學(xué)與熱處理》復(fù)習(xí)題參考答案

1、 PAGE PAGE 10金屬學(xué)與熱處理復(fù)習(xí)題緒論基本概念：（分類）使用性能：金屬材料在使用時抵抗外界作用的能力。（分類）景。宏觀組織：用肉眼或用放大幾十倍的放大鏡所觀察到的組織。（金屬內(nèi)部的各種宏觀缺陷）顯微組織：用 100-2000 倍的顯微鏡所觀察到的組織。（各個組成相的種類、形狀、尺寸、相對數(shù)量和分布，是決定性能的主要因素） 4：結(jié)構(gòu)：晶體中原子的排列方式。第一章基本概念：金屬：具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)，其電阻隨溫度升高而增加。金屬鍵；金屬正離子和自由電子之間相互作用而形成的鍵。晶體：原子（離子）按一定規(guī)律周期性地重復(fù)排列的物質(zhì)。晶胞：組成晶格的最基本的幾何單元。晶面族：原子排列相同

2、但空間位向不同的所有晶面稱為晶面族。晶向族：原子排列相同但空間位向不同的所有晶向稱為晶向族。多晶型性：當(dāng)外部條件（如溫度和壓強）另一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。又稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。晶體缺陷：實際晶體中原子排列偏離理想結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象?？战Y(jié)點。幾萬個原子間距、寬約幾個原子間距范圍內(nèi)的原子離開其平衡位置，發(fā)生了有規(guī)律的錯動。體中以同樣的方向和步數(shù)作相同的回路，由回路的終點向起點引一矢量，該矢量即為這條位錯線的柏氏矢量。向上的性能有所差異。異性。10o10o基礎(chǔ)知識：三種典型金屬結(jié)構(gòu)的晶體學(xué)特點。（位數(shù)，致密度，間隙種類及大?。┝⒎骄稻嬷笖?shù)和晶向指數(shù)的確定方法。Bccfcc刃型位錯、螺型位錯、混合位錯中位錯線與柏

3、氏矢量的關(guān)系垂直平行既不垂直也不平行思考題：1.位錯密度對力學(xué)性能有什么影響。不含位錯將具有極高的強度。含有較多位錯會降低強度。位錯密度大大提高后強度又提高。一般依靠增加位錯密度來提高金屬強度。2. 在立方晶系晶胞中畫出： (001)和001；(110)和110；(111)和111；(211) 和211；(121)和121，說明相同指數(shù)的晶面和晶向之間的關(guān)系。教科書習(xí)題：5，8. 9. 10，11，13，14。第二章基本概念：此短程有序瞬時形成，又瞬時消失，時聚時散，稱為結(jié)構(gòu)起伏。能量起伏：微小區(qū)域的能量在平均能量上下波動。Tm熔點）晶核的“胚芽”。晶核：在過冷液體中能夠穩(wěn)定存在并長大的小晶體

4、。均勻形核：依靠結(jié)構(gòu)起伏自發(fā)形成晶核。非均勻形核：晶核依附于液態(tài)金屬中微小固相質(zhì)點的表面形成。界晶核半徑。半徑，該過冷度稱為臨界過冷度。光滑界面（小平面界面）：平面；從宏觀角度看，界面呈曲折的臺階狀，由一系列小平面組成。兩相原子犬牙交錯；從宏觀角度看，由于過渡層很薄，反而呈現(xiàn)出平整的界面結(jié)構(gòu)。故又稱非小平面界面。思考題：什么是接觸角？分析接觸角的大小對非均勻形核的作用，如何減小接觸角。接觸角：非自發(fā)形核時，在固相質(zhì)點表面形成球冠狀晶核，球冠表面和固相質(zhì)點的基底之間的夾角。接觸角對非自發(fā)形核作用：非自發(fā)形核的臨界半徑與自發(fā)形核相等，但其晶核是3球冠形，V1 r 3 ( 23 c osc os 3

5、 3功越小，形核率越高。接觸角越小，臨界晶核體積越小，形核（原子大小，原子間的距離）越近似，它們之間的表面能就越小，接觸角也越小。什么是細(xì)晶強化？細(xì)化鑄件晶粒應(yīng)采取什么措施？細(xì)晶強化：常溫下金屬的晶粒越細(xì)小，強度和硬度越高，塑性和韌性也越好。細(xì)化鑄件的措施：（提高形核率）通過加大冷卻速度來增加過冷度，以提高形核率。核的工藝。作用：輸入能量促進(jìn)形核；破碎枝晶增加晶核。教科書習(xí)題65.正溫度梯度條件下，晶體以平界面方式向液體推移長大。原因：液相溫度隨至界面距離增加而提高，界面上偶然的突出部分，進(jìn)入了過冷度較小的液體中，其生長速度會降低或停止生長，因而界面始終以平直界面向液體推進(jìn)。負(fù)溫度梯度下，晶體

6、以樹枝狀生長。液相溫度隨至界面距離增加而降低。界面上偶然的突出部分，進(jìn)入了過冷度更大的液體中，其生長速度會加快，形成一次晶軸，同樣在一次晶軸側(cè)面形成二次晶軸，最終形成多級的分枝，即形成樹枝晶。6.金屬鑄錠由哪三個晶區(qū)組成？每個晶區(qū)的性能特點是什么？金屬鑄錠分為三個晶區(qū)：表層細(xì)晶區(qū)，柱狀晶區(qū)，中心等軸晶區(qū)。每個晶區(qū)性能特點：一、表層細(xì)晶區(qū)：晶粒非常細(xì)小，組織致密，但尺寸太小，一般影響不大。二、柱狀晶區(qū)組織致密，氣孔、縮孔小。三、中心等軸晶區(qū)(1)組織不夠致密，顯微縮孔較多，但經(jīng)過熱壓力加工可焊合。(2)各晶粒取向不相同，性能沒有方向性。(3)各晶粒相互交叉，裂紋不易擴展。第三章基本概念：合金：由

7、兩種或兩種以上金屬、或金屬與非金屬，通過熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成并具有金屬特性的物質(zhì)。固溶體；以某一組元為溶劑，在其晶體點陣中溶入其它組元原子所形成的均勻的固態(tài)溶體。中間相：超過固溶體的固溶度極限后，形成晶體結(jié)構(gòu)和任一組元都不相同的一種新相，因位于相圖中間，又稱為中間相。不平衡結(jié)晶：冷卻速度較大，固相來不及擴散，偏離了平衡結(jié)晶條件的結(jié)晶。晶內(nèi)偏析；一個晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象。枝晶偏析：由于固溶體晶體通常呈樹枝狀，使枝干和枝間的化學(xué)成分不同， 所以晶內(nèi)偏析又稱枝晶偏析。區(qū)域偏析：大范圍內(nèi)的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。偽共晶：非共晶成分的合金所得到的共晶組織。離異共晶：當(dāng)合金中的先共

8、晶相數(shù)量很多而共晶組織的量很少時，共晶組織中的一相與先共晶相依附長大，把另一相孤立出來，形成兩相分離的共晶組織?；A(chǔ)知識：形成無限固溶體的條件是什么？(1)晶體結(jié)構(gòu)因素：晶體結(jié)構(gòu)相同是形成無限固溶體的必要條件。(2)原子尺寸因素:兩個組元的原子尺寸相對大小r70%）1h 內(nèi)能夠完成再結(jié)晶（95%）的最低溫度。條紋，稱作流線。低于再結(jié)晶溫度的加工過程稱為冷加工，有加工硬化現(xiàn)象。高于再結(jié)晶溫度的加工過程稱為熱加工，沒有加工硬化現(xiàn)象。思考題：1.回復(fù)對金屬性能有什么影響？如何進(jìn)行回復(fù)？要達(dá)到什么目的？回復(fù)對性能的影響：(1)內(nèi)應(yīng)力降低:彈性應(yīng)變基本消除;(2)硬度、強度下降不多；(3)電阻率明顯下降

9、。生產(chǎn)中采用去應(yīng)力退火進(jìn)行回復(fù)。目的：保持加工硬化，同時降低應(yīng)力，防止工件變形、開裂，提高耐蝕性。2.影響再結(jié)晶溫度的因素再結(jié)晶溫度趨于穩(wěn)定。合金元素及雜質(zhì)，趨于在位錯、晶界處偏聚，阻礙位錯運動和晶界遷移，提高再結(jié)晶溫度。(5)在一定范圍內(nèi)增加保溫時間，可降低再結(jié)晶溫度。時即形成帶狀組織?？刹捎谜?、擴散退火來消除或減輕。教科書習(xí)題：1，5，8，9。冷拔后應(yīng)采用去應(yīng)力退火，使之發(fā)生回復(fù)。5.組織組織回復(fù)保留形變組織再結(jié)晶通過形核、長大形成同一晶格的等軸晶粒亞結(jié)構(gòu)點缺陷密度降低，位錯密度降低位錯密度大大降低并重新分布形成亞晶性能力大部分消除，電阻率明顯降低全消除，電阻率降至退火態(tài)結(jié)晶，強度大幅度下降，造成斷裂。后，前部晶粒尺寸較大，后部晶粒尺寸教小。第七章基本概念：擴散：由于熱運動而導(dǎo)致原子(分子)在介質(zhì)中遷移的現(xiàn)象.自擴散：沒有濃度變化的擴散，只發(fā)生在純金屬和均勻固溶體中。 下坡擴散：沿濃度降低的方向進(jìn)行的擴散，使?jié)舛融呌诰鶆蚧Ｉ掀聰U散：沿濃度升高的方向進(jìn)行的擴