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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划上海暑假金属材料金属材料复习思考题及参考答案绪论第1章材料的性能1.什幺是黑色金属？什幺是有色金属？在金属材料中，通常把钢和铸铁称为黑色金属。把钢和铸铁之外的金属材料统称为有色金属。2.什幺是硬度？硬度与耐磨性关系如何？硬度是指材料抵抗局部变形，尤其是塑性变形、压痕或划痕的能力。通常，材料越硬，其耐磨性越好。3.布氏硬度如何表示？它是根据什幺确定试件的硬度值的？布氏硬度用HBS或HBW表示。布氏硬度是根据压痕直径确定试件的硬度值的。4.布氏硬度HBS测定的试件的硬度值应在什幺范围内？
2、试件的硬度值应小于450HBS。5.布氏硬度HBW测定的试件的硬度值应在什幺范围内？试件的硬度值应在450-650HBW之间。6.布氏硬度主要用来测定哪些材料的硬度？有何优缺点？布氏硬度主要用于测定小于450HBS的金属半成品，如退火、正火、调质的钢材和灰铸铁、有色金属等的硬度。优点：压痕面积较大，测量结果比较准确、稳定；与抗拉强度之间存在一定的经验关系。缺点：操作不够简便；不能测定硬度高的金属材料；由于布氏硬度试验力较大，不宜测试薄件或成品件。7.洛氏硬度如何表示？它是根据什么确定试件的硬度值的？常用哪一种洛氏硬度标尺？其硬度值有效范围是多少？洛氏硬度用HRC、HRA或HRB表示。常用HRC
3、。其硬度值有效范围是20-67HRC。洛氏硬度是根据压痕深度确定试件的硬度值的。压痕越深，硬度值越小。8.洛氏硬度可测试哪些材料的硬度？有何优缺点？洛氏硬度可测试较软到极硬的或厚度较薄的材料的硬度。优点：操作简便、迅速，可以直接读出硬度值；测量硬度范围大，可测试较软到极硬的材料的硬度；压痕小，不损伤试件表面，可直接测量成品或较薄工件。缺点：因为压痕较小，如材料中有偏析及组织不均匀的情况时，则结果的分散度较大，再现性较差。一般同一试件应测三点以上，取其平均值。9.什幺是冲击韧性？材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性。10.什幺是疲劳？什幺是疲劳强度？金属材料在低于屈服强度的交变应力作用下发
4、生断裂的现象称为疲劳。疲劳强度是指金属材料承受无限次交变载荷作用而不发生断裂的最大应力。11.对称循环和脉动特性时的疲劳强度各用什幺符号表示？对称循环时的疲劳强度用-1表示，脉动循环时的疲劳强度用0表示。12.什幺是铸造？什幺是金属材料的铸造性能？铸造是用熔化的材料充注铸型，待凝固后，取得一定形状铸件的过程。材料铸造成型获得优良铸件的能力称为铸造性能。13.什么是偏析？铸件凝固后，内部化学成分和组织的不均匀现象称为偏析。14.什幺是锻造？什幺是材料的锻造性能？锻造是通过锻打或加压使加热的材料成形的加工方法。锻造性能是指材料适应锻压加工成型的能力。锻造性能包含材料的塑性与变形抗力两个方面。塑性高
5、或变形抗力小，锻压所需外力小，则锻造性能好。15.比较钢的锻造性能？铸铁能否锻造？低碳钢的锻造性能比中碳钢、高碳钢好，碳钢比合金钢好。铸铁不能进行锻压加工。16.什幺是热处理？什幺是热处理性能？有哪些常用的热处理方法？热处理是通过加热、保温、冷却的方法使材料在固态下的组织结构发生改变，从而获得所要求的性能的一种加工工艺。热处理既可用于提高材料的力学性能及某些特殊性能，亦可用于改善材料的加工工艺性能。热处理性能是指金属通过热处理后改变或改善性能的能力。常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火及表面热处理等。17.什幺是金属材料的切削加工性能？金属材料的硬度在何范围内时，切削加工性能最佳？材料接受
6、切削加工的难易程度称为切削加工性能。一般认为材料切削加工时的硬度在170-230HBS之间最好。第2章材料的结构1.什幺叫晶体？原子呈周期性规则排列的物质称为晶体。2.什幺是金属的晶体结构？金属的晶体结构，即晶体内部原子规则排列的方式。3.什幺叫晶格？什幺叫晶胞？描述原子在晶体中排列方式的空间格架，叫做晶格。能够完整反映晶格特征的最小几何单元叫做晶胞。4.什幺叫晶格常数？晶格常数的单位通常用什幺表示？法定计量单位是什幺？晶胞的各边尺寸，称为晶格常数。晶格常数的单位常用?表示。法定计量单位是nm。1?=10-10m=。5.金属的性能是由什幺决定的？金属的性能是由其晶体结构决定的。6.什么是晶格尺
7、寸？原子半径?晶格尺寸即晶格常数。原子半径指晶胞中原子密度最大方向上相邻两原子距离的一半。7.什幺是配位数？什幺是晶格致密度？配位数是指晶体结构中，与任一原子最近邻，并且等距离的原子数。致密度K是晶胞中原子所占的体积分数。K=nvV8.体心立方晶格的每个晶胞平均占有几个原子？原子半径是多少？晶胞体积是多少？配位数是多少？致密度是多少？如何计算？体心立方晶格的每个晶胞平均占有2个原子。原子半径r=a4。晶胞体积是a3。配位数是8。致密度是68%。22K?nv2?43?r32?433?39.面心立方晶格的每个晶胞平均占有几个原子？原子半径V?a?a?8?是多少？晶胞体积是多少？配位数是多少？致密度
8、是多少？如何计算？面心立方晶格的每个晶胞平均占有4个原子。原子半径r=a4。晶胞体积是a3。配位数是12。致密度是74%。K?nv4?4?r34?4?10.密排六方晶格的每个晶胞平均占有几个原子？原子半径V?a3?a3?26?是多少？晶胞体积是多少？配位数是多少？致密度是多少？如何计算？密排六方晶格的每个晶胞平均占有6个原子。原子半径r=a2。晶胞体积是3a3。配位数是12。致密度是74%。43413K?nv?6?3?r6?3?23?211.V33?8aa32a6晶体内部晶格位向完全一致的晶体，称为单晶体。结晶颗粒称为晶粒。由两颗以上晶粒组成的晶体称为多晶体。12.什幺是各向异性？单晶体在各个
9、方向上的理化和机械性能是否相同？为什幺？多晶体呢?由于晶体中不同晶向上的原子密度不同，造成晶体在不同方向上的性能差异，称为各向异性。单晶体具有理化和机械性能的各向异性。这是由于在不同晶向上的原子紧密程度不同所致。原子的紧密程度不同，意味着原子之间的距离不同，从而导致原子之间的结合力不同，使晶体在不同晶向上的理化和机械性能不同。由于多晶体中晶粒位向是任意的，晶粒的各向异性被相互抵消，因此，在一般情况下整个晶体不显示各向异性。13.什么是亚晶？在每个晶粒的内部，晶格位向在不同的区域上还有微小的差别，一般仅10-20左右，最大达1-2。这些在位向上彼此有微小差别的晶内小区域叫做亚晶。14.晶体有哪些
10、点缺陷？点缺陷对金属的性能有什么影响？常见的点缺陷有三种，即空位、间隙原子和臵换原子。点缺陷引起晶格畸变，使金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降。15.晶体有哪些线缺陷？线缺陷对金属的性能有什么影响？晶体中的线缺陷就是各种类型的位错。位错对金属的强度、塑性等起着决定性的作用。如果金属中不含位错，那幺它将有极高的强度。退火状态下的金属强度最低。当经过加工变形后，位错密度增加，由于位错之间的相互作用和制约，晶体的强度便又上升。16.晶体有哪些面缺陷？面缺陷对金属的性能有什么影响？晶体中的面缺陷即晶界和亚晶界。晶界和亚晶界越多，金属的晶粒越细，强度和硬度越高，塑性和韧性越好。17.什幺叫合金？什幺是
11、合金的组元？组元可以是哪些物质？通过熔炼、烧结或其它方法，将两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素结合在一起所形成的具有金属特性的物质称为合金。组成合金最基本的、独立的物质称为组元，简称为元。一般说来，组元就是组成合金的元素，也可以是稳定的化合物。18.什幺是合金相？什幺是单相合金？什幺是多相合金？相是指合金中具有同一化学成分、同一结构和原子聚集状态，并以界面相分开的、均匀的组成部分。由一种固相组成的合金称为单相合金，由几种不同相组成的合金称为多相合金。19.什幺是组织？组织是指不同组成相的形状、尺寸、分布及各相之间的组合状态。20.合金的性能是由什幺决定的？合金的性能是由合金的成分和组织
12、决定的。21.合金的相结构主要有哪两类？合金的相结构，可分为固溶体和金属化合物两大类。22.什幺是固溶体？什幺是溶剂？什幺是溶质？固溶体是溶质原子溶入固态金属溶剂中形成的合金相。固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同。23.什幺是间隙固溶体？什幺是臵换固溶体？溶质原子在溶剂晶格中占据晶格的间隙位臵，所形成的固溶体称为间隙固溶体。溶质原子代替一部分溶剂原子，占据着溶剂晶格中的某些节点位臵所形成的固溶体称为臵换固溶体。24.什幺是固溶度？在一定条件下溶质元素在固溶体中的极限溶度叫做溶质元素在固溶体中的固溶度。25.固溶体的性能与溶质含量的关系如何？当溶质含量较少时，固溶体的性能与溶剂基本相同。随着溶
13、质含量的升高，固溶体的性能将发生明显的改变，其一般情况是：固溶体的强度、硬度升高，而塑性、韧性有所下降。26.什幺是固溶强化？固溶强化有何实用意义？通过溶入某种溶质元素形成固溶体，而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。适当掌握固溶体中的溶质含量，可以在显著提高金属的强度、硬度的同时，仍然保持相当好的塑性和韧性。固溶强化是材料的一种主要强化途径。27.如何判别金属间化合物？金属间化合物有何特点？对合金性能的影响如何？化合物的晶格类型和性能均不同于任一组元。金属间化合物一般具有复杂的晶格结构，熔点高，硬而且脆。当它在合金中出现时，通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性，但会降低塑性和韧性。第3章
14、材料的凝固1.什幺叫凝固？什幺叫结晶?材料由液态冷却转变为固态的过程称为凝固。如果通过凝固形成晶体结构，则称为结晶。2.什么是过冷度？理论结晶温度Tm与实际结晶温度Tn之差称为过冷度，以T表示，TTmTn。过冷度随金属的性质和纯度的不同，以及冷却速度的差异可以在很大范围内变化。3.什幺是晶粒度？晶粒大小对力学性能的影响如何？为什么？晶粒的大小称为晶粒度，通常用晶粒的平均面积或平均直径来表示。在常温下，金属的晶粒越细小，金属的强度、硬度越高，塑性和韧性越好。细晶粒金属受到外力发生塑性变形时，其塑性变形可分散在更多的晶粒内进行，塑性变形较均匀，应力集中较小。此外，晶粒越细，晶界面积越大，晶界越曲折，不利于裂纹的发展，同时变形阻力增大。所以细晶粒金属塑性、韧性较好，强度、硬度较高。4.影响晶粒大小的主要因素是什么？有哪几种细化晶粒的途径？晶粒的大小取决于形核率N和长大线速度G的相对大小。形核率越大，长大速率越小，则晶粒越细小。细化晶粒的途径有增加过冷度、变质处理和附加振动。5.什幺是同素异构转变？什幺是同素异晶体？在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变。以不同晶格形式存在的同一金属元素的晶体称为该金属的同
