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1、工程材材料复习思思考题第一章 金金属的结结构与结结晶1解释释下列名名词点缺陷，线线缺陷，面面缺陷，亚亚晶粒，亚亚晶界，刃刃型位错错，单晶晶体，多多晶体，过冷度，自自发形核核，非自自发形核核，变质质处理，变变质剂。2 常见的金金属晶体体结构有有哪几种种？-Fee 、- FFe 、AAl 、CCu 、NNi 、 Pb 、 CCr 、 V 、MMg、ZZn 各各属何种种晶体结结构？3 配位数和和致密度度可以用用来说明明哪些问问题？4 晶面指数数和晶向向指数有有什么不不同？5 实际晶体体中的点点缺陷，线线缺陷和和面缺陷陷对金属属性能有有何影响响？6 为何单晶晶体具有有各向异异性，而而多晶体体在一般般情
2、况下下不显示示出各向向异性？7 过冷度与与冷却速速度有何何关系？它对金金属结晶晶过程有有何影响响？对铸铸件晶粒粒大小有有何影响响？8 金属结晶晶的基本本规律是是什么？晶核的的形成率率和成长长率受到到哪些因因素的影影响？9 在铸造生生产中，采采用哪些些措施控控制晶粒粒大小？在生产产中如何何应用变变质处理理？第二章 金属属的塑性性变形与与再结晶晶1解释释下列名名词加工硬化化、回复复、再结结晶、热热加工、冷冷加工。2产生生加工硬硬化的原原因是什什么？加加工硬化化在金属属加工中中有什么么利弊？3划分分冷加工工和热加加工的主主要条件件是什么么？ 4与冷冷加工比比较，热热加工给给金属件件带来的的益处有有哪
3、些？5为什什么细晶晶粒钢强强度高，塑塑性，韧韧性也好好？6金属属经冷塑塑性变形形后，组组织和性性能发生生什么变变化？ 7分析析加工硬硬化对金金属材料料的强化化作用？8已知知金属钨钨、铁、铅铅、锡的的熔点分分别为333800、15338、3277、2322，试计计算这些些金属的的最低再再结晶温温度，并并分析钨钨和铁在在11000下的加加工、铅铅和锡在在室温（20）下的加工各为何种加工？9在制制造齿轮轮时，有有时采用用喷丸法法（即将将金属丸丸喷射到到零件表表面上）使使齿面得得以强化化。试分分析强化化原因。第三章 合金金的结构构与二元元状态图图1解释释下列名名词合金，组组元，相相，相图图；固溶溶体，
4、金金属间化化合物，机机械混合合物；枝枝晶偏析析，比重重偏析；固溶强化化，弥散散强化。2指出出下列名名词的主主要区别别1）置换换固溶体体与间隙隙固溶体体；2）相组组成物与与组织组组成物。3下列列元素在在-Fee 中形形成哪几几种固溶溶体?Si、CC、N、Ni、Mn4试述述固溶强强化、加加工强化化和弥散散强化的的强化原原理,并并说明三三者的区区别.5固溶溶体和金金属间化化合物在在结构和和性能上上有什么么主要差差别？6.何谓谓共晶反反应、包包晶反应应和共析析反应?试比较较这三种种反应的的异同点点.7二元元合金相相图表达达了合金金的哪些些关系？8在二二元合金金相图中中应用杠杠杆定律律可以计计算什么么？
5、9.已知知A（熔点点 6000）与BB(5000) 在在液态无无限互溶溶；在固固态 3300时A溶于 B 的的最大溶溶解度为为 300% ，室温时为10%，但B不溶于A；在 300时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应。现要求：1）作出出A-B 合金相相图；2）分析析 200% AA,455%A,800%A 等合合金的结结晶过程程，并确确定室温温下的组组织组成成物和相相组成物物的相对对量。10某某合金相相图如图图所示。1）试标标注空白白区域中中存在相相的名称称；2）指出出此相图图包括哪哪几种转转变类型型；3）说明明合金的平衡衡结晶过过程及室室温下的的显微组组织。11有有形状、尺寸相相同的两
6、两个 CCu-NNi 合合金铸件件，一个个含 990% Ni ，另一一个含 50% Nii,铸后后自然冷冷却，问问哪个铸铸件的偏偏析较严严重？第四章 铁铁碳合金金1何谓谓金属的的同素异异构转变变？试画画出纯铁铁的结晶晶冷却曲曲线和晶晶体结构构变化图图。2为什什么-Fe 和- Fee 的比比容不同同？一块块质量一一定的铁铁发生（-Fe -Fe ）转变时，其体积如何变化？3.何谓谓铁素体体（F）,奥氏体体（A），渗渗碳体（FFe3C），珠珠光体（P）,莱氏体体（Ldd）？它它们的结结构、组组织形态态、性能能等各有有何特点点？4.Fee-Fee3合金相相图有何何作用？在生产产实践中中有何指指导意义义
7、？又有有何局限限性？5.画出出 Fee-Fee3C 相图图，指出出图中 S 、C 、J、 H 、E 、P、N 、G 及及 GSS 、SE 、PQ 、PSKK 各点点、线的意意义，并并标出各各相区的的相组成成物和组组织组成成物。6.简述述 Fee-Fee3C 相图图中三个个基本反反应：包包晶反应应,共晶晶反应及及共析反反应，写写出反应应式，标标出含碳碳量及温温度。7.何谓谓碳素钢钢？何谓谓白口铁铁？两者者的成分分组织和和性能有有何差别别？8.亚共共析钢、共共析钢和和过共析析钢的组组织有何何特点和和异同点点。9.分析析含碳量量分别为为 0.20% 、 0.660% 、 00.800% 、 1.00
8、% 的的铁碳合合金从液液态缓冷冷至室温温时的结结晶过程程和室温温组织.10指指出下列列名词的的主要区区别：1）一次次渗碳体体、二次次渗碳体体、三次次渗碳体体、共晶晶渗碳体体与共析析渗碳体体；2） 热热脆与冷冷脆。11根根据 FFe-FFe3C 相图图，计算算：1）室温温下，含含碳 00.6% 的钢钢中珠光光体和铁铁素体各各占多少少；2）室温温下，含含碳 11.2% 的钢钢中珠光光体和二二次渗碳碳体各占占多少；3）铁碳碳合金中中，二次次渗碳体体和三次次渗碳体体的最大大百分含含量。12某某工厂仓仓库积压压了许多多碳钢（退退火状态态），由由于钢材材混杂，不不知道钢钢的化学学成分，现现找出其其中一根根
9、，经金金相分析析后，发发现其组组织为珠珠光体+铁素体体，其中中铁素体体占 880% ，问此此钢材的的含碳量量大约是是多少？13对对某退火火碳素钢钢进行金金相分析析，其组组织的相相组成物物为铁素素体+渗渗碳体（粒粒状），其其中渗碳碳体占 18% ，问问此碳钢钢的含碳碳量大约约是多少少？14对对某退火火碳素钢钢进行金金相分析析，其组组织为珠珠光体+渗碳体体（网状状），其其中珠光光体占 93% ，问问此碳钢钢的含碳碳量大约约为多少少？15.计计算Fee-1.4%CC合金在在7000下各个个相及其其组分数数量和成成分。16根根据 FFe-FFe3C 相图图，说明明产生下下列现象象的原因因：1）含碳碳量
10、为 1.00% 的的钢比含含碳量为为 0.5% 的钢硬硬度高；2）在室室温下，含含碳 00.8% 的钢钢其强度度比含碳碳 1.2% 的钢高高；3）在 11000，含碳碳 0.4% 的钢能能进行锻锻造，含含碳 44.0% 的生生铁不能能锻造；4）绑轧轧物件一一般用铁铁丝（镀镀锌低碳碳钢丝），而而起重机机吊重物物却用钢钢丝绳（用用 600 、 65 、 770 、 75 等钢制制成）；5）钳工工锯 TT8 ， T100,T112 等等钢料时时比锯 10,20 钢费力力，锯条条容易磨磨钝；6）钢适适宜于通通过压力力加工成成形，而而铸铁适适宜于通通过铸造造成形。17.钢钢中常存存杂质有有哪些？对钢的的
11、性能有有何影响响？18.试试述碳钢钢的分类类及牌号号的表示示方法。19.低低碳钢、中中碳钢及及高碳钢钢是如何何根据含含碳量划划分的？分别举举例说明明他们的的用途？20下下列零件件或工具具用何种种碳钢制制造：手手锯锯条条、普通通螺钉、车车床主轴轴。21.指指出下列列各种钢钢的类别别、符号号、数字字的含义义、主要要特点及及用途：Q2355-AFF、Q2235-C、QQ1955-B、QQ2555-D、440、445、008、220、220R、20G、T8、T10A、T12A第五章 钢的的热处理理1.何谓谓钢的热热处理？钢的热热处理操操作有哪哪些基本本类型？试说明明热处理理同其它它工艺过过程的关关系及
12、其其在机械械制造中中的地位位和作用用。2.解释释下列名名词：1）奥氏氏体的起起始晶粒粒度、实实际晶粒粒度、本本质晶粒粒度；2）珠光光体、索索氏体、屈屈氏体、贝贝氏体、马马氏体；3）奥氏氏体、过过冷奥氏氏体、残残余奥氏氏体；4）退火火、正火火、淬火火、回火火、冷处处理、时时效处理理（尺寸寸稳定处处理）；5）淬火火临界冷冷却速度度（Vkk），淬淬透性,淬硬性性；6）再结结晶、重重结晶；7）调质质处理、变变质处理理。3.指出出 A11、A3、Acm； AC11、AC3、 Acccm ； Arr1、Ar3、Arcmm 各临临界点的的意义。4.何谓谓本质细细晶粒钢钢？本质质细晶粒粒钢的奥奥氏体晶晶粒是否
13、否一定比比本质粗粗晶粒钢钢的细？5.珠光光体类型型组织有有哪几种种？它们们在形成成条件、组组织形态态和性能能方面有有何特点点？6.贝氏氏体类型型组织有有哪几种种？它们们在形成成条件、组组织形态态和性能能方面有有何特点点？7.马氏氏体组织织有哪几几种基本本类型？它们在在形成条条件、晶晶体结构构、组织织形态、性性能有何何特点？马氏体体的硬度度与含碳碳量关系系如何？8.何谓谓等温冷冷却及连连续冷却却？试绘绘出奥氏氏体这两两种冷却却方式的的示意图图。9为什什么要对对钢件进进行热处处理？10.试试比较共共析碳钢钢过冷奥奥氏体等等温转变变曲线与与连续转转变曲线线的异同同点。11.淬淬火临界界冷却速速度 V
14、Vk 的大大小受哪哪些因素素影响？它与钢钢的淬透透性有何何关系？12.将将5mmm的T88钢加热热至7660并保温温足够时时间，问问采用什什么样的的冷却工工艺可得得到如下下组织：珠光体体，索氏氏体，屈屈氏体，上上贝氏体体，下贝贝氏体，屈屈氏体+马氏体体，马氏氏体+少少量残余余奥氏体体；在CC曲线上上描出工工艺曲线线示意图图。13退退火的主主要目的的是什么么？生产产上常用用的退火火操作有有哪几种种？指出出退火操操作的应应用范围围。 14.何何谓球化化退火？为什么么过共析析钢必须须采用球球化退火火而不采采用完全全退火？15.确确定下列列钢件的的退火方方法，并并指出退退火目的的及退火火后的组组织：1
15、）经冷冷轧后的的15钢钢钢板，要要求降低低硬度；2）ZGG35的的铸造齿齿轮3）锻造造过热后后的600钢锻坯坯；4）具有有片状渗渗碳体的的T122钢坯；16.正正火与退退火的主主要区别别是什么么？生产产中应如如何选择择正火及及退火？17.指指出下列列零件的的锻造毛毛坯进行行正火的的主要目目的及正正火后的的显微组组织：（1）220钢齿齿轮 （22）455钢小轴轴 （33）T112钢锉锉刀18.一一批455钢试样样（尺寸寸15*10mmm），因因其组织织、晶粒粒大小不不均匀，需需采用退退火处理理。拟采采用以下下几种退退火工艺艺；（1）缓缓慢加热热至7000，保温温足够时时间，随随炉冷却却至室温温；
16、（2）缓缓慢加热热至8440，保温温足够时时间，随随炉冷却却至室温温；（3）缓缓慢加热热至11100，保温温足够时时间，随随炉冷却却至室温温； 问上述述三种工工艺各得得到何种种组织？若要得得到大小小均匀的的细小晶晶粒，选选何种工工艺最合合适？19. 淬火的的目的是是什么？亚共析析碳钢及及过共析析碳钢淬淬火加热热温度应应如何选选择？试试从获得得的组织织及性能能等方面面加以说说明。20.常常用的淬淬火方法法有哪几几种？说说明它们们的主要要特点及及其应用用范围。21.说说明455钢试样样（10mmm）经经下列温温度加热热、保温温并在水水中冷却却得到的的室温组组织：7700，7600，8400，110
17、00。22.有有两个含含碳量为为1.22%的碳碳钢薄试试样，分分别加热热到7880和8600并保温温相同时时间，使使之达到到平衡状状态，然然后以大大于VKK的冷却却速度至至室温。试试问：（1）哪哪个温度度加热淬淬火后马马氏体晶晶粒较粗粗大？（2）哪哪个温度度加热淬淬火后马马氏体含含碳量较较多？（3）哪哪个温度度加热淬淬火后残残余奥氏氏体较多多？（4）哪哪个温度度加热淬淬火后未未溶碳化化物较少少？（5）你你认为哪哪个温度度加热淬淬火后合合适？为为什么？23.指指出下列列工件的的淬火及及回火温温度，并并说明其其回火后后获得的的组织和和大致的的硬度：（1）445钢小小轴（要要求综合合机械性性能）；（
18、2）660钢弹弹簧；（3）TT12钢钢锉刀。24.为为什么工工件经淬淬火后往往往会产产生变形形，有的的甚至开开裂？减减小变形形及防止止开裂有有哪些途途径？25.淬淬透性与与淬硬层层深度两两者有何何联系和和区别？影响钢钢淬透性性的因素素有哪些些？影响响钢制零零件淬硬硬层深度度的因素素有哪些些？26.钢钢的淬硬硬层深度度通常是是怎规定定的？用用什么方方法测定定结构钢钢的淬透透性？怎怎样表示示钢的淬淬透性值值。27.回回火的目目的是什什么？常常用的回回火操作作有哪几几种？指指出各种种回火操操作得到到的组织织、性能能及其应应用范围围。28.指指出下列列组织的的主要区区别：（1）索索氏体与与回火索索氏体
19、；（2）屈屈氏体与与回火屈屈氏体；（3）马马氏体与与回火马马氏体。29.表表面淬火火的目的的是什么么？常用用的表面面淬火方方法有哪哪几种？比较它它们的优优缺点及及应用范范围。并并说明表表面淬火火前应采采用何种种预先热热处理。30.化化学热处处理包括括哪几个个基本过过程？常常用的化化学热处处理方法法有哪几几种？31.试试述一般般渗碳件件的工艺艺路线，并并说明其其技术条条件的标标注方法法。32.氮氮化的主主要目的的是什么么？说明明氮化的的主要特特点及应应用范围围。33.试试说明表表面淬火火、渗碳碳、氮化化热处理理工艺在在用钢、性性能、应应用范围围等方面面的差别别。34.拟拟用T110制造造形状简简
20、单的车车刀，工工艺路线线为：锻造热热处理机加工工热处理理磨加工工（1） 试写出各各热处理理工序的的名称并并指出各各热处理理工序的的作用；（2） 指出最终终热处理理后的显显微组织织及大致致硬度；（3） 制定最终终热处理理工艺规规定（温温度、冷冷却介质质）35.选选择下列列零件的的热处理理方法，并并编写简简明的工工艺路线线（各零零件均选选用锻造造毛坯，并并且钢材材具有足足够的淬淬透性）：（1）某某机床变变速箱齿齿轮（模模数m=4），要要求齿面面耐磨，心心部强度度和韧性性要求不不高，材材料选用用45钢钢；（2）某某机床主主轴，要要求有良良好的综综合机械械性能，轴轴径部分分要求耐耐磨（HHRC 50-
21、55），材材料选用用45钢钢；（3）镗镗床镗杆杆，在重重载荷下下工作，精精度要求求极高，并并在滑动动轴承中中运转，要要求镗杆杆表面有有极高的的硬度，心心部有较较高的综综合机械械性能，材材料选用用38CCrMooALAA。36.某某型号柴柴油机的的凸轮轴轴，要求求凸轮表表面有高高的硬度度（HRRC550），而而心部具具有良好好的韧性性（Ak400J），原原采用445钢调调质处理理再在凸凸轮表面面进行高高频淬火火，最后后低温回回火，现现因工厂厂库存的的45钢钢已用完完，只剩剩15钢钢，拟用用15钢钢代替。试试说明：（1）原原45钢钢各热处处理工序序的作用用；（2）改改用155钢后，应应按原热热处理
22、工工序进行行能否满满足性能能要求？为什么么？（3）改改用155钢后，为为达到所所要求的的性能，在在心部强强度足够够的前提提下采用用何种热热处理工工艺？37.有有甲、乙乙两种钢钢，同时时加热至至 11150 ，保保温两小小时，经经金相显显微组织织检查，甲甲钢奥氏氏体晶粒粒度为 3 级级，乙钢钢为 66 级。由此能否得出结论：甲钢是本质粗晶粒钢，而乙钢是本质细晶粒钢？38.为为什么用用铝脱氧氧的钢及及加入少少量 TTi ， Zr ， VV ， Nb,W 等等合金元元素的钢钢都是本本质细晶晶粒钢？奥氏体体晶粒大大小对转转变产物物的机械械性能有有何影响响？39.钢钢获得马马氏体组组织的条条件是什什么？
23、与与钢的珠珠光体相相变及贝贝氏体相相变比较较，马氏氏体相变变有何特特点？40.说说明共析析钢 CC 曲线线各个区区,各条条线的物物理意义义，并指指出影响响 C 曲线形形状和位位置的主主要因素素。41.将将 200 钢及及 600 钢同同时加热热至 8860 ，并并保温相相同时间间，问哪哪种钢奥奥氏体晶晶粒粗大大些？第六章 合合金钢1 为什么比比较重要要的大截截面的结结构零件件如重型型运输机机械和矿矿山机器器的轴类类，大型型发电机机转子等等都必须须用合金金钢制造造？与碳碳钢比较较，合金金钢有何何优缺点点？2 合金元素素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni对钢钢的C曲曲线和MMS点有何何影响
24、？将引起起钢在热热处理、组组织和性性能方面面的什么么变化？3 合金元素素对回火火转变有有何影响响？4 解释下列列现象：（1） 在相同含含碳量情情况下，除除了含NNi和MMn的合合金钢外外，大多多数合金金钢的热热处理加加热温度度都比碳碳钢高；（2） 在相同含含碳量情情况下，含含碳化物物形成元元素的合合金钢比比碳钢具具有较高高的回火火稳定性性；（3） 含碳量0.440%、含含铬122%的铬铬钢属于于过共析析钢，而而含碳11.5%、含铬铬12%的钢属属于莱氏氏体钢；（4） 高速钢在在热锻或或热轧后后，经空空冷获得得马氏体体组织。5.何谓谓调质钢钢？为什什么调质质钢的含含碳量均均为中碳碳？合金金调质钢
25、钢中常含含哪些合合金元素素？它们们在调质质钢中起起什么作作用？6.W118Crr4V钢钢的Acc1约为为8200，若以以一般工工具钢AAc1+330-550常规方方法来确确定淬火火加热温温度，在在最终热热处理后后能否达达到高速速切削刃刃具所要要求的性性能？为为什么？W188Cr44V钢刀刀具在正正常淬火火后都要要进行5560三次回回火，又又是为什什么？第七章 铸铁铁1. 白口铸铁铁、灰口口铸铁和和钢，这这三者的的成分、组组织和性性能有何何主要区区别？2. 化学成分分和冷却却速度对对铸铁石石墨化和和基体组组织有何何影响？3. 试述石墨墨形态对对铸铁性性能的影影响。第八章 有色色金属及及其合金金1
26、. 不同铝合合金可通通过哪些些途径达达到强化化目的？2. 何谓硅铝铝明？它它属于哪哪一类铝铝合金？为什么么硅铝明明具有良良好的铸铸造性能能？在变变质处理理前后其其组织及及性能有有何变化化？这类类铝合金金主要用用在何处处？工程材材料复习思思考题参参考答案案第一章 金金属的晶晶体结构构与结晶晶1解释释下列名名词点缺陷，线线缺陷，面面缺陷，亚亚晶粒，亚亚晶界，刃刃型位错错，单晶晶体，多多晶体，过冷度，自自发形核核，非自自发形核核，变质质处理，变变质剂。答：点缺缺陷：原原子排列列不规则则的区域域在空间间三个方方向尺寸寸都很小小，主要要指空位位间隙原原子、置置换原子子等。线缺陷：原子排排列的不不规则区区
27、域在空空间一个个方向上上的尺寸寸很大，而而在其余余两个方方向上的的尺寸很很小。如如位错。面缺陷：原子排排列不规规则的区区域在空空间两个个方向上上的尺寸寸很大，而而另一方方向上的的尺寸很很小。如如晶界和和亚晶界界。亚晶粒：在多晶晶体的每每一个晶晶粒内，晶晶格位向向也并非非完全一一致，而而是存在在着许多多尺寸很很小、位位向差很很小的小小晶块，它它们相互互镶嵌而而成晶粒粒，称亚亚晶粒。亚晶界：两相邻邻亚晶粒粒间的边边界称为为亚晶界界。刃型位错错：位错错可认为为是晶格格中一部部分晶体体相对于于另一部部分晶体体的局部部滑移而而造成。滑滑移部分分与未滑滑移部分分的交界界线即为为位错线线。如果果相对滑滑移的
28、结结果上半半部分多多出一半半原子面面，多余余半原子子面的边边缘好像像插入晶晶体中的的一把刀刀的刃口口，故称称“刃型位位错”。单晶体：如果一一块晶体体，其内内部的晶晶格位向向完全一一致，则则称这块块晶体为为单晶体体。多晶体：由多种种晶粒组组成的晶晶体结构构称为“多晶体体”。过冷度：实际结结晶温度度与理论论结晶温温度之差差称为过过冷度。自发形核核：在一一定条件件下，从从液态金金属中直直接产生生，原子子呈规则则排列的的结晶核核心。非自发形形核：是是液态金金属依附附在一些些未溶颗颗粒表面面所形成成的晶核核。变质处理理：在液液态金属属结晶前前，特意意加入某某些难熔熔固态颗颗粒，造造成大量量可以成成为非自
29、自发晶核核的固态态质点，使使结晶时时的晶核核数目大大大增加加，从而而提高了了形核率率，细化化晶粒，这这种处理理方法即即为变质质处理。变质剂：在浇注注前所加加入的难难熔杂质质称为变变质剂。2.常见见的金属属晶体结结构有哪哪几种？-Fee 、- FFe 、AAl 、CCu 、NNi 、 Pb 、 CCr 、 V 、MMg、ZZn 各各属何种种晶体结结构？答：常见见金属晶晶体结构构：体心心立方晶晶格、面面心立方方晶格、密密排六方方晶格；Fee、Crr、V属属于体心心立方晶晶格；Fee 、AAl、CCu、NNi、PPb属于于面心立立方晶格格；Mg、ZZn属于于密排六六方晶格格；3.配位位数和致致密度可
30、可以用来来说明哪哪些问题题？答：用来来说明晶晶体中原原子排列列的紧密密程度。晶晶体中配配位数和和致密度度越大，则则晶体中中原子排排列越紧紧密。4.晶面面指数和和晶向指指数有什什么不同同？答：晶向向是指晶晶格中各各种原子子列的位位向，用用晶向指指数来表表示，形形式为；晶面是是指晶格格中不同同方位上上的原子子面，用用晶面指指数来表表示，形形式为。5.实际际晶体中中的点缺缺陷，线线缺陷和和面缺陷陷对金属属性能有有何影响响？答：如果果金属中中无晶体体缺陷时时，通过过理论计计算具有有极高的的强度，随随着晶体体中缺陷陷的增加加，金属属的强度度迅速下下降，当当缺陷增增加到一一定值后后，金属属的强度度又随晶晶
31、体缺陷陷的增加加而增加加。因此此，无论论点缺陷陷，线缺缺陷和面面缺陷都都会造成成晶格崎崎变，从从而使晶晶体强度度增加。同同时晶体体缺陷的的存在还还会增加加金属的的电阻，降降低金属属的抗腐腐蚀性能能。6.为何何单晶体体具有各各向异性性，而多多晶体在在一般情情况下不不显示出出各向异异性？答：因为为单晶体体内各个个方向上上原子排排列密度度不同，造造成原子子间结合合力不同同，因而而表现出出各向异异性；而而多晶体体是由很很多个单单晶体所所组成，它它在各个个方向上上的力相相互抵消消平衡，因因而表现现各向同同性。7.过冷冷度与冷冷却速度度有何关关系？它它对金属属结晶过过程有何何影响？对铸件件晶粒大大小有何何
32、影响？答：冷冷却速度度越大，则则过冷度度也越大大。随着冷冷却速度度的增大大，则晶晶体内形形核率和和长大速速度都加加快，加加速结晶晶过程的的进行，但但当冷速速达到一一定值以以后则结结晶过程程将减慢慢，因为为这时原原子的扩扩散能力力减弱。过冷度增大，F大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。8.金属属结晶的的基本规规律是什什么？晶晶核的形形成率和和成长率率受到哪哪些因素素的影响响？答：金金属结晶晶的基本本规律是是形核和和核长大大。受到过过冷度的的影响，随随着过冷冷度的增增大，晶晶核的形形成率和和成长率
33、率都增大大，但形形成率的的增长比比成长率率的增长长快；同同时外来来难熔杂杂质以及及振动和和搅拌的的方法也也会增大大形核率率。9.在铸铸造生产产中，采采用哪些些措施控控制晶粒粒大小？在生产产中如何何应用变变质处理理？答：采采用的方方法：变变质处理理，钢模模铸造以以及在砂砂模中加加冷铁以以加快冷冷却速度度的方法法来控制制晶粒大大小。变质处处理：在在液态金金属结晶晶前，特特意加入入某些难难熔固态态颗粒，造造成大量量可以成成为非自自发晶核核的固态态质点，使使结晶时时的晶核核数目大大大增加加，从而而提高了了形核率率，细化化晶粒。机械振动、搅拌。第二章 金金属的塑塑性变形形与再结结晶1解释释下列名名词：加
34、工硬化化、回复复、再结结晶、热热加工、冷冷加工。答：加工工硬化：随着塑塑性变形形的增加加，金属属的强度度、硬度度迅速增增加；塑塑性、韧韧性迅速速下降的的现象。回复：为为了消除除金属的的加工硬硬化现象象，将变变形金属属加热到到某一温温度，以以使其组组织和性性能发生生变化。在在加热温温度较低低时，原原子的活活动能力力不大，这这时金属属的晶粒粒大小和和形状没没有明显显的变化化，只是是在晶内内发生点点缺陷的的消失以以及位错错的迁移移等变化化，因此此，这时时金属的的强度、硬硬度和塑塑性等机机械性能能变化不不大，而而只是使使内应力力及电阻阻率等性性能显著著降低。此此阶段为为回复阶阶段。再结晶：被加热热到较
35、高高的温度度时，原原子也具具有较大大的活动动能力，使使晶粒的的外形开开始变化化。从破破碎拉长长的晶粒粒变成新新的等轴轴晶粒。和和变形前前的晶粒粒形状相相似，晶晶格类型型相同，把把这一阶阶段称为为“再结晶晶”。热加工：将金属属加热到到再结晶晶温度以以上一定定温度进进行压力力加工。冷加工：在再结结晶温度度以下进进行的压压力加工工。2产生生加工硬硬化的原原因是什什么？加加工硬化化在金属属加工中中有什么么利弊？答：随随着变形形的增加加，晶粒粒逐渐被被拉长，直直至破碎碎，这样样使各晶晶粒都破破碎成细细碎的亚亚晶粒，变变形愈大大，晶粒粒破碎的的程度愈愈大，这这样使位位错密度度显著增增加；同同时细碎碎的亚晶
36、晶粒也随随着晶粒粒的拉长长而被拉拉长。因因此，随随着变形形量的增增加，由由于晶粒粒破碎和和位错密密度的增增加，金金属的塑塑性变形形抗力将将迅速增增大，即即强度和和硬度显显著提高高，而塑塑性和韧韧性下降降产生所所谓“加工硬硬化”现象。金属的的加工硬硬化现象象会给金金属的进进一步加加工带来来困难，如如钢板在在冷轧过过程中会会越轧越越硬，以以致最后后轧不动动。另一一方面人人们可以以利用加加工硬化化现象，来来提高金金属强度度和硬度度，如冷冷拔高强强度钢丝丝就是利利用冷加加工变形形产生的的加工硬硬化来提提高钢丝丝的强度度的。加加工硬化化也是某某些压力力加工工工艺能够够实现的的重要因因素。如如冷拉钢钢丝拉
37、过过模孔的的部分，由由于发生生了加工工硬化，不不再继续续变形而而使变形形转移到到尚未拉拉过模孔孔的部分分，这样样钢丝才才可以继继续通过过模孔而而成形。3划分分冷加工工和热加加工的主主要条件件是什么么？答：主要要是再结结晶温度度。在再再结晶温温度以下下进行的的压力加加工为冷冷加工，产产生加工工硬化现现象；反反之为热热加工，产产生的加加工硬化化现象被被再结晶晶所消除除。4与冷冷加工比比较，热热加工给给金属件件带来的的益处有有哪些？答：（11）通过过热加工工，可使使铸态金金属中的的气孔焊焊合，从从而使其其致密度度得以提提高。（2）通通过热加加工，可可使铸态态金属中中的枝晶晶和柱状状晶破碎碎，从而而使
38、晶粒粒细化，机机械性能能提高。（3）通通过热加加工，可可使铸态态金属中中的枝晶晶偏析和和非金属属夹杂分分布发生生改变，使使它们沿沿着变形形的方向向细碎拉拉长，形形成热压压力加工工“纤维组组织”（流线线），使使纵向的的强度、塑塑性和韧韧性显著著大于横横向。如如果合理理利用热热加工流流线，尽尽量使流流线与零零件工作作时承受受的最大大拉应力力方向一一致，而而与外加加切应力力或冲击击力相垂垂直，可可提高零零件使用用寿命。5为什什么细晶晶粒钢强强度高，塑塑性，韧韧性也好好？答：晶界界是阻碍碍位错运运动的，而而各晶粒粒位向不不同，互互相约束束，也阻阻碍晶粒粒的变形形。因此此，金属属的晶粒粒愈细，其其晶界总
39、总面积愈愈大，每每个晶粒粒周围不不同取向向的晶粒粒数便愈愈多，对对塑性变变形的抗抗力也愈愈大。因因此，金金属的晶晶粒愈细细强度愈愈高。同同时晶粒粒愈细，金金属单位位体积中中的晶粒粒数便越越多，变变形时同同样的变变形量便便可分散散在更多多的晶粒粒中发生生，产生生较均匀匀的变形形，而不不致造成成局部的的应力集集中，引引起裂纹纹的过早早产生和和发展。因因此，塑塑性，韧韧性也越越好。6金属属经冷塑塑性变形形后，组组织和性性能发生生什么变变化？答：晶晶粒沿变变形方向向拉长，性性能趋于于各向异异性，如如纵向的的强度和和塑性远远大于横横向等；晶粒破破碎，位位错密度度增加，产产生加工工硬化，即即随着变变形量的
40、的增加，强强度和硬硬度显著著提高，而而塑性和和韧性下下降；织构现现象的产产生，即即随着变变形的发发生，不不仅金属属中的晶晶粒会被被破碎拉拉长，而而且各晶晶粒的晶晶格位向向也会沿沿着变形形的方向向同时发发生转动动，转动动结果金金属中每每个晶粒粒的晶格格位向趋趋于大体体一致，产产生织构构现象；冷压力力加工过过程中由由于材料料各部分分的变形形不均匀匀或晶粒粒内各部部分和各各晶粒间间的变形形不均匀匀，金属属内部会会形成残残余的内内应力，这这在一般般情况下下都是不不利的，会会引起零零件尺寸寸不稳定定。 7分析析加工硬硬化对金金属材料料的强化化作用？答：随着着塑性变变形的进进行，位位错密度度不断增增加，因
41、因此位错错在运动动时的相相互交割割、位错错缠结加加剧，使使位错运运动的阻阻力增大大，引起起变形抗抗力的增增加。这这样，金金属的塑塑性变形形就变得得困难，要要继续变变形就必必须增大大外力，因因此提高高了金属属的强度度。8已知知金属钨钨、铁、铅铅、锡的的熔点分分别为333800、15338、3277、2322，试计计算这些些金属的的最低再再结晶温温度，并并分析钨钨和铁在在11000下的加加工、铅铅和锡在在室温（20）下的加工各为何种加工？答：T再再=0.4T熔熔；钨TT再=0.44*（33880+2273）-2773=11888.22; 铁TT再=0.44*（15338+2273）-2773=45
42、11.4; 铅TT再=0.44*（3277+2773）-2773=-33; 锡TT再=0.44*（2322+2773）-2773=-71.由于于钨T再为11888.2211000，因此此属于热热加工；铁T再为4511.411000，因此此属于冷冷加工；铅T再为-33320，属于于冷加工；锡T再为-71120，属于于冷加工。9在制制造齿轮轮时，有有时采用用喷丸法法（即将将金属丸丸喷射到到零件表表面上）使使齿面得得以强化化。试分分析强化化原因。答：高速速金属丸丸喷射到到零件表表面上，使使工件表表面层产产生塑性性变形，形形成一定定厚度的的加工硬硬化层，使使齿面的的强度、硬硬度升高高。第三章 合金金的
43、结构构与二元元状态图图1解释释下列名名词：合金，组组元，相相，相图图；固溶溶体，金金属间化化合物，机机械混合合物；枝枝晶偏析析，比重重偏析；固溶强强化，弥弥散强化化。答：合金金：通过过熔炼，烧烧结或其其它方法法，将一一种金属属元素同同一种或或几种其其它元素素结合在在一起所所形成的的具有金金属特性性的新物物质，称称为合金金。组元：组组成合金金的最基基本的、独独立的物物质称为为组元。相：在金金属或合合金中，凡凡成分相相同、结结构相同同并与其其它部分分有界面面分开的的均匀组组成部分分，均称称之为相相。相图：用用来表示示合金系系中各个个合金的的结晶过过程的简简明图解解称为相相图。固溶体：合金的的组元之
44、之间以不不同的比比例混合合，混合合后形成成的固相相的晶格格结构与与组成合合金的某某一组元元的相同同，这种种相称为为固溶体体。金属间化化合物：合金的的组元间间发生相相互作用用形成的的一种具具有金属属性质的的新相，称称为金属属间化合合物。它它的晶体体结构不不同于任任一组元元，用分分子式来来表示其其组成。机械混合合物：合合金的组组织由不不同的相相以不同同的比例例机械的的混合在在一起，称称机械混混合物。枝晶偏析析：实际际生产中中，合金金冷却速速度快，原原子扩散散不充分分，使得得先结晶晶出来的的固溶体体合金含含高熔点点组元较较多，后后结晶含含低熔点点组元较较多，这种种在晶粒粒内化学学成分不不均匀的的现象
45、称称为枝晶晶偏析。比重偏析析：比重偏偏析是由由组成相相与溶液液之间的的密度差差别所引引起的。如如果先共共晶相与与溶液之之间的密密度差别别较大，则则在缓慢慢冷却条条件下凝凝固时，先先共晶相相便会在在液体中中上浮或或下沉，从从而导致致结晶后后铸件上上下部分分的化学学成分不不一致，产产生比重重偏析。固溶强化化：通过溶溶入某种种溶质元元素形成成固溶体体而使金金属的强强度、硬硬度升高高的现象象称为固固溶强化化。弥散强化化：合金金中以固固溶体为为主再有有适量的的金属间间化合物物弥散分分布，会会提高合合金的强强度、硬硬度及耐耐磨性，这这种强化化方式为为弥散强强化。2指出出下列名名词的主主要区别别：1）置换换固溶体体与间隙隙固溶体体；答：置换换固溶体体：溶质质原子代代替溶剂剂晶格结结点上的的一部分分原子而而组成的的固溶体体称置换换固溶体体。间隙固溶溶体：溶溶质原子子填充在在溶剂晶晶格的间间隙中形形成的固固溶体，即即间隙固固溶体。2）相组组成物与与组织组组成物；相组成物物：合金金的基本本组成相相。组织组成成物：合合金显微微组织中中的独立立组成部部分。3下列列元素在在-Fee 中形形成哪几几种固溶溶体?Si、CC、N、Cr、Mnn