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1、金属学及热处理复习习题及答案精品文档第一章 金属及合金的晶体结构 复习题一、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 空间点阵：描述晶体中原子（离子、分子或原子集团）规律排列的空间格架称为空间点阵。4 晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。5 晶胞：构成晶格的最基本单元。6 晶界：晶粒和晶粒之间的界面。7 单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。8 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。9 晶粒：组成多晶体的各个小单晶体的外形一般为不规则的颗粒状，故通常称之
2、为晶粒。10 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。11 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。12 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。13 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。14 固熔体：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的排列是否规则。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
3、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 晶体与非晶体最根本的区别是原子（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，而非晶体则不是。9 金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。10 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。11 在立方晶系中，120晶面族包括(120)、(120)
4、、 (120)、(120)等晶面。12 点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。三、判断题1 固溶体具有与溶剂金属相同的晶体结构。（）2 因为单晶体是各乡异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。（）3 金属多晶体是由许多位向相同的单晶体组成的。（）4 因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。（）5 在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。（）6 在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方向都具有相同的跃迁几率。（）7 因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多，所以
5、固态下的扩散比液态下的慢得多。（）8 金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。（）9 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（）四、选择题1 组成合金中最基本的，能够独立存在的物质称为：（b）a相；b组元；c合金。2 正的电阻温度系数的含义是：（b） a随温度升高导电性增大；b随温度降低电阻降低；c随温度增高电阻减小。3 晶体中的位错属于：（c） a体缺陷；b面缺陷；c线缺陷；d点缺陷。4 亚晶界是由：（b） a点缺陷堆积而成；b位错垂直排列成位错墙而构成；c晶界间的相互作用构成。5 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：（b） a；b；c。6 在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是
6、：（b） a100；b110；c111。7 -Fe和-Fe分别属于什么晶格类型：（b） a面心立方和体心立方； b体心立方和面心立方；c均为面心立方； d均为体心立方8 固溶体的晶体结构与 相同。（a）a溶剂； b溶质； c其它晶型。9 间隙相的性能特点是：（c）a熔点高，硬度低； b硬度高，熔点低；c硬度高，熔点高五、问答题1 常见的金属晶格类型有哪几种？回答要点：1）体心立方晶格；其晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和中心各有一个原子。2）面心立方晶格；其晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子。3）密排六方晶格；其晶胞是一个立方六柱体，在六方柱体的各个角上和上下底
7、面中心各排列着一个原子，在顶面和底面间还有三个原子。2 金属化合物具有什么样的性能特点？回答要点：熔点高、硬度高、脆性大。3 指出下面四个晶面和四个晶向的指数填写在对应的括号内。(110) (112) (111) (100) A : 100 B: 110 C: 201 D: 111 BxFDAyCz4 标出图2-1中给定的晶面指数与晶向指数：晶面OOAA、OOBB、OOCC、OABC、AACC、AADD；晶向OA、OB、OC、OD、OC、OD。答：晶面OOAA：（010）；晶面OOBB：（110）；晶面OOCC：（100）；晶面OABC：（001）；晶面AACC：（110）；晶面AADD：（2
8、10）。晶向OA：100；晶向OB：110；晶向OC：010；晶向OD：120；晶向OC：010；晶向OD：122。5 在立方晶胞中标出以下晶面和晶向：晶面DEE D：（210）；晶面DBC：（111）；晶向D E：120；晶向C D：011。第二章 合金的二元相图 复习题一、名词解释1 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。2 枝晶偏析：即晶内偏析。固溶体合金结晶时，如果冷却较快，原子扩散不能充分进行，则形成成分不均匀的固溶体。先结晶的树枝晶晶枝含高熔点组元较多，后结晶的树枝晶晶枝含低熔点组元较多。结果造成在一个晶粒内化学成分分布不均，这种现象称为枝晶偏析。二、填空题1 固溶体的强度和
9、硬度比溶剂的强度和硬度高。2 Cu-Ni合金进行塑性变形时，其滑移面为111。3 固溶体出现枝晶偏析后，可用扩散退火加以消除。45 以电子浓度因素起主导作用而生成的化合物称电子化合物。6 共晶反应式为Ldc+e，共晶反应的特点是发生共晶反应时三相共存，它们各自的成分是确定的，反应在恒温下平衡的进行。三、判断题1 间隙固溶体一定是无限固溶体。（）2 间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。（）3 平衡结晶获得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和强度要高。（）4 在共晶相图中，从L中结晶出来的晶粒与从中析出的晶粒具有相同的晶体结构。（）5 一个合金的室温组织为+（+），
10、它由三相组成。（）四、选择题1 在发生L+共晶反应时，三相的成分：（b） a相同； b确定； c不定。2 共析成分的合金在共析反应+刚结束时，其组成相为：（d） a+； b+； c+； d+3 一个合金的组织为+ +（+），其组织组成物为:（b） a 、； b、 、（+）； c 、 。4 具有匀晶型相图的单相固溶体合金：（b）a铸造性能好； b锻压性能好；c热处理性能好； d切削性能好5 二元合金中，共晶成分的合金：（a）a铸造性能好； b锻造性能好；c焊接性能好； d热处理性能好五、问答题1 熟悉Pb-Sn二元合金相图，1）分析几类成分的合金的平衡结晶过程；画出室温平衡组织式意图；标上各组织
11、组成物。 2）熟悉杠杠定律在合金组织组成物的相对量计算中的运用。 （略）2 画出过共晶合金的结晶过程示意图，分析其结晶过程；写出室温组成物和室温组成相，分别计算他们的相对含量（提示：注意两次运用杠杆定律）。（略）第三章 金属与合金的结晶 复习题一、名词解释1 结晶：纯金属或合金由液体转变为固态的过程。2 重结晶：金属从一种固体晶态改变了晶体结构转变为另一种固体晶态的过程。3 过冷度：理论结晶温度（T0）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差。4 变质处理：在浇注前向金属液中加入少量其他物质（即变质剂）。5 脱溶反应：固溶体合金在结晶过程中，随着温度下降，由于溶质组元在固溶体中的溶解度随温度降低
12、而减小，因此将从初生固溶体相中析出此生相，这一过程成为脱溶或沉淀。6 组织组成物：组织中，由一定的相构成的，具有一定形成机制、一定形态特征的组成部分。二、填空题1 金属结晶时，冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度越大。2 纯金属的结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形核和长大。3 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是促进形核，细化晶粒。4 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是自由能差（F）降低，阻力是自由能增加。5 能起非自发生核作用的杂质，必须符合结构相似、尺寸相当的原则。6 过冷度是指理论结晶温度与实际结晶温度之差，其表示符号为T。7 过冷是结晶的必要条件。8
13、 细化晶粒可以通过增加过冷度、添加变质剂和附加振动等途径实现。9 典型铸锭结构的三个晶区分别为：表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区。三、判断题1 纯金属的结晶过程是一个恒温过程。（）2 液态金属只有在过冷条件下才能够结晶。（）3 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（）4 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（）5 金属由液态转变成固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（）6 纯金属结晶时，生核率随冷度的增加而不断增加。（）7 当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长大的速度很快减小。（）8 当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面
14、状方式长大。（）9 当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个多面体。（）10 在工程上评定晶粒度的方法是在放大100倍的条件，与标准晶粒度图作比较，级数越高、晶粒越细。（）11 过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。（）四、选择题1 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：（b） a越高；b越低；c越接近理论结晶温度。2 为细化晶粒，可采用：（b） a快速浇注；b加变质剂；c以砂型代金属型。3 实际金属结晶时，通过控制生核速率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，在下列情况下获得细小晶粒：（a） a N/G很大时；bN/G很小时；cN/G居中时。4 纯金属
