第二章金属组织结构(2017)

第一章 原子结构与键合1、说明量子力学中有关原子结构的玻尔模型和几率波模型。

2、给出下列离子的电子组态：Fe 2+, Fe 3+, Cu +, Ba 2+, Br -, S 2-。

3、对于K +—Cl -离子对，吸引能E A 和排斥能E R 分别表示为：计算平衡距离r 0和结合能E 0。

（提示：净能对原子间距r 的微分为0时，r= r 0。

r 的单位为nm ） 4、净能有时可表示为其中，r 为离子间距，C ，D 和r 为常数。

试推出结合能E 0对于平衡距离r 0的表达式。

5、计算下列化合物中，离子键的百分含量：TiO ，ZnTe ，CsCl ，InSb ，MgCl 。

6、下列物质含有何种键：黄铜（brass ）、橡胶（rubber ）、金刚石（diamond ）、SiO 2、单晶Si 、NaCl 。

7、 HF （hydrogen fluoride ）的分子量小于 HCl （hydrogen chloride ），为什么HF 具有比HCl 更高的沸点。

8、画出下列物质单体单元的结构图：（1）聚乙烯（polyethylene PV ）；（2）聚四氟乙烯（polytetrafluorethylene PTFE ）；（3）聚苯乙烯（polystyrene PS ）；（4）聚甲基丙烯酸甲酯 [俗]有机玻璃（polymethyl methacrylate PMMA ）。

9、（1）计算聚乙烯结构单元的分子量；（2）聚乙烯的数均分子重量为1,000,000 g/mol ，计算其数均聚合度。

10、两种聚四氟乙烯样品的密度及其晶化率如下：i) 2.144 g/cm 3, 51.3%; ii) 2.215 g/cm 3, 74.2%.计算晶态聚四氟乙烯和非晶态聚四氟乙烯的密度。

简述高分子链结构的形态特征以及与性能的定性关系。

r E A 436.1-=961086.5r E R -⨯=)exp(ρr D r C E N -+-=第二章 固体结构1、锆（Zr ，Zirconium ）具有HCP 结构，密度为6.51 g/cm 3，（a ）计算晶胞体积；（b ）如果c /a 为1.593，计算c 和a 。

GJB9001C2017 质量管理体系要求 (转载)范本1（正式、严谨）：第一章介绍及范围1.1 介绍1.1.1 文档目的本文档旨在规范组织的质量管理体系，确保组织的产品和服务符合相关法规和客户要求。

1.1.2 适用范围本文档适用于所有实施GJB9001C2017质量管理体系的组织。

1.2 规范引用1.2.1 国家标准GJB9001C2017《质量管理体系要求》1.3 术语和定义1.3.1 术语1.3.1.1 组织指实施和维护质量管理体系的企业或机构。

1.3.1.2 客户指购买组织产品或服务的实体或组织。

第二章质量管理体系2.1 质量方针2.1.1 定义质量方针是组织在质量管理方面的目标和方向，是贯彻质量管理体系的基本原则。

2.1.2 要求组织需制定和实施适合自身的质量方针，并将其传达给全体员工和相关合作伙伴。

2.2 质量目标2.2.1 定义质量目标是为了实现质量方针而设定的具体的、可衡量的目标。

2.2.2 要求组织需制定合适的质量目标，并确保其与质量方针一致。

...6.4 设备管理6.4.1 定义设备管理是指对组织内使用的设备进行维护、校准和管理的过程。

6.4.2 要求组织需确保所使用的设备符合相关法规和标准要求，并制定相应的维护和校准计划。

7. 完善的文档管理7.1 定义文档管理是指对组织内所有文件进行分类、存储、传递和管理的过程。

7.2 要求组织需制定文档管理程序，并确保文件的版本控制和适时更新。

附件：1. GJB9001C2017 质量管理体系要求全文2. 质量管理体系文件模板法律名词及注释：1. 质量管理体系：根据GJB9001C2017《质量管理体系要求》实施的组织管理系统。

2. 质量方针：组织在质量管理方面的目标和方向。

3. 质量目标：为了实现质量方针而设定的具体的、可衡量的目标。

范本2（轻松、简洁）：第一章介绍及范围1.1 介绍本文档是GJB9001C2017质量管理体系要求的详细解读和实施指南，旨在组织建立符合该标准的质量管理体系。

第二章 金属的晶体结构与结晶不同的金属材料具有不同的力学性能；同一种金属材料，在不同的条件下其力学性能也是不同的。

金属性能的这些差异，完全是由金属内部的组织结构所决定的。

因此，研究金属的晶体结构及其变化规律，是了解金属性能，正确选用金属材料，合理确定加工方法的基础。

第一节 金属的晶体结构一、晶体与非晶体固态物质按其原子(或分子)的聚集状态可分为晶体和非晶体两大类。

晶体：凡原子(或分子)按一定的几何规律作规则的周期性重复排列的物质，称为晶体；非晶体：原子(或分子)无规则聚集在一起的物质则称为非晶体。

自然界中，除少数物质(如松香、普通玻璃、石蜡等)属于非晶体外，大多数固态物质都是晶体。

由于晶体内部原子(或分子)的排列是有规则的，所以自然界中许多晶体都具有规则的外形，如结晶盐、水晶、天然金刚石等。

但晶体的外形不一定都是有规则的，如金属和合金等，这与晶体的形成条件有关。

因此，晶体与非晶体的根本区别还在于其内部原子(或分子)的排列是否有规则。

晶体与非晶体的区别还表现在许多性能方面，如晶体具有固定的熔点(或凝固点)、具有各向异性的特征。

而非晶体则没有固定的熔点(或凝固点)，具有各向同性的特征。

显然，气体和液体都是非晶体。

特别是在液体中，虽然其原子(或分子)也是处于紧密聚集的状态，但不存在周期性排列，所以固态的非晶体可以看成是一种过冷状态的液体，只是其物理性质不同于通常的液体而已，玻璃就是一个典型的例子，故往往将非晶体称为玻璃体。

非晶体在一定条件下可以转化为晶体，如玻璃经高温长时间加热后能形成晶态玻璃。

而通常呈晶态的物质，如果将它从液态快速冷却下来，也可能成为非晶体，如金属液的冷却速度超过10℃／s时，可得到非晶态金属。

二、金属晶体的特性晶体又分为金属晶体和非金属晶体两类。

金属晶体除具有晶体所共有的特征外，还具有独特的性能，如金属具有金属光泽、良好的导电性和导热性、良好的塑性及正的电阻温度系数等。

这主要与金属的原子结构及原子问的结合方式有关。

金属材料基础知识1. 引言金属材料是人类使用最广泛的材料之一，应用于各种领域，如建筑、航空、汽车、电子等。

本文将介绍金属材料的基础知识，包括金属的特性、组织结构、合金等方面。

2. 金属的特性金属具有许多独特的特性，如良好的导热性、导电性、延展性和塑性。

这些特性使得金属成为制造各种器件和构件的理想选择。

此外，金属还具有良好的强度和硬度，能够承受较大的载荷。

3. 金属的组织结构金属的组织结构是由金属原子的排列方式和晶体结构决定的。

常见的金属组织结构包括等轴晶粒、柱状晶粒和层状晶粒。

这些结构对金属的性能有着重要影响，不同的结构具有不同的力学性能和导电性能。

4. 金属的力学性能金属的力学性能包括强度、硬度、韧性和延展性等。

强度是指金属抵抗外力破坏的能力，硬度是指金属表面抵抗变形和划伤的能力，韧性是指金属在断裂前能吸收外部能量的能力，而延展性是指金属的拉伸或扭曲变形能力。

5. 金属的热处理金属的热处理是通过控制金属的加热和冷却过程来改变金属的性能。

常见的热处理方法包括退火、淬火和回火。

退火可以提高金属的韧性和延展性，淬火可以提高金属的硬度和强度，回火可以降低金属的脆性。

6. 金属的腐蚀与保护金属容易遭受腐蚀，导致金属的性能下降甚至损坏。

为了保护金属材料，可以采取物理防护和化学防护措施。

物理防护包括涂层和电镀等，化学防护包括阳极保护和缓蚀剂等。

7. 合金的应用合金是由两种或更多种金属元素混合而成的材料。

通过改变合金的成分和比例，可以获得不同的性能。

合金常用于耐高温、耐磨损等特殊环境的应用，如航空发动机、汽车发动机等。

8. 小结金属材料是具有特殊特性和广泛应用的材料。

了解金属材料的基础知识对于正确选择和使用金属材料至关重要。

本文介绍了金属的特性、组织结构、力学性能、热处理、腐蚀与保护以及合金的应用等方面的知识，希望对读者有所帮助。

通过深入学习和研究金属材料，我们可以更好地利用金属的优势，推动技术和社会的发展。

第一章材料的种类与性能1．强度：强度是指在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。

2．屈服强度：材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值。

3．弹性极限：产生的变形是可以恢复的变形的点对应的弹性变形阶段最大应力称为弹性极限。

4．弹性模量：材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。

5．抗拉强度：抗拉强度是试样拉断前所能承受的最大应力值。

6．塑性：断裂前材料产生的塑性变形的能力称为塑性。

7．硬度：硬度是材料抵抗硬物压入其表面的能力。

8．冲击韧度：冲击韧度是材料抵抗冲击载荷的能力。

9．断裂韧度：断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。

10．疲劳强度：疲劳强度是用来表征材料抵抗疲劳的能力。

11．黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，其实质是接触面在接触压力作用下局部发生黏着，在相对运动时黏着处又分离，使接触面上有小颗粒被拉拽出来，反复进行造成黏着磨损。

12．磨粒磨损：磨粒磨损是当摩擦副一方的硬度比另一方大的多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子是所产生的磨损。

13．腐蚀磨损：腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表面的腐蚀物剥落，与金属表面之间的机械磨损相结合而出现的磨损。

14．功能材料：是具有某种特殊的物理性能，化学性能，生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料。

15．使用性能：是指在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，包括材料的力学性能，物理性能，化学性能等。

16．工艺性能：是指材料的可加工性，包括可锻性，铸造性能，焊接性，热处理性能及切削加工性。

17．交变载荷：大小，方向随时间呈周期性变化的载荷作用。

18．疲劳：是机械零件在循环或交变载荷作用下，经过较长时间的工作而发生断裂的现象。

20．蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。

21．脆断：在拉应力状态下没有出现塑性变形而突然发生脆性断裂的现象。

22．应力松弛：是指承受弹性应变的零件在工作过程中总变形量保持不变，但随时间的延长，工作应力自行逐渐衰减的现象。

《工程材料及机械制造基础》习题参考答案第一章材料的种类与性能（P7）１、金属材料的使用性能包括哪些？力学性能、物理性能、化学性能等。

２、什么是金属的力学性能？它包括那些主要力学指标？金属材料的力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能。

主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。

第二章材料的组织结构（P26）1、简述金属三种典型结构的特点。

体心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子。

每个体心立方晶格的原子数为：2个。

塑性较好。

面心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。

每个面心立方晶格的原子数为：4个。

塑性优于体心立方晶格的金属。

密排六方晶格：晶格属于六方棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子，两个端面的中心各有一个原子，晶胞内部有三个原子。

每个密排六方晶胞原子数为：6个，较脆2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。

使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度、硬度提高，但防腐蚀能力下降。

3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种？各具备什么特性？存在的形式有固溶体和金属化合物两种。

合金固溶在金属中引起固溶强化，使合金强度、硬度提高，塑性、韧性下降。

金属化合物提高合金的强度和硬度。

4、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？固溶强化：因溶质原子的溶入引起合金强度、硬度升高的现象。

原因：固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态。

３、金属结晶的基本规律是什么？金属结晶由形核和长大两部分组成，并存在过冷度。

４、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小。

（1）金属型浇注与砂型浇注。

金属型浇注晶粒小。

（2）铸成薄件与铸成厚件。

铸成薄件晶粒小。

（3）浇注时采用振动与不采用振动。

采用振动晶粒小。

10、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？冷却速度越快过冷度越大，使晶核生长速度大于晶粒长大速度，铸件晶粒得到细化。

第二章纯金属与合金的基本知识第一节纯金属与合金的晶体结构一、金属的性能取决于化学成分和组织结构：1、态度确定性格——组织确定性能。

2、不同的材料组织不同，性能不同。

3、同种材料，采用不同的加工工艺、热处理改变组织了组织，进而改变了性能。

二、纯金属（理想金属）的晶体结构物质是由原子组成，根据原子在空间中的排列的特征不同，固体物质可分为晶体和非晶体。

1、晶体：原子作有序排列；有固定的熔点；各向异性非晶体：原子作无序排列；没有固定的熔点；各向同性。

所有金属和合金都是晶体2、晶格：把原子看成刚性小球，再将钢球视为一个点，用线条连接起来，形成空间格架。

原子排列形成的空间格子。

3、晶胞：原子的排列具有周期性变化特点，为了方便，选取一个能够完全反应晶格特征的最小的几个单元。

组成晶格最基本单元。

（实际上，整个晶格就是有许多大小、形状、位向相同的晶胞在空间重复排列而成的）4、晶格常数：为了描述晶胞的结构，选取晶胞角上一个节点，作坐标原点，三条棱边作为X、Y、乙棱边的长度a、b、c,夹角a、B、Y。

单位1A=1X 10-1°=0.1 nm5、金属中常见的晶格类型：原子的排列方式不同，晶格类型也不同。

①体心立方晶格：立方体，中心一个原子，八个角上各有一个原子。

晶格常数a=b=c,棱边夹角a = B = Y =90°。

典型金属：Cr、Mo W V、a -Fe。

②面心立方晶格：立方体，每一个面的中心和八个角各有一个原子。

晶格常数a=b=c,棱边夹角a *二丫=90°。

典型金属：Cu Ni、Ag、Au 。

③密排六方晶格：六方柱体，六个呈长方形的侧面和两个呈六边形的底面组成。

十二个节点、上下底面中心各一个原子，晶胞中间还有三个原子。

晶格常数a=b^ c,棱边夹角a =B =90°, 丫=120°。

典型金属：Mg Be Zn、a -Ti、［3 -Cr。

原子排列不同，晶格类型不同，组织不同。

江西省2017年定额总说明 (2)第一章土石方工程 (6)第二章地基处理与基坑支护工程 (14)第三章桩基工程 (19)第四章砌筑工程 (25)第五章混凝土及钢筋混凝土工程 (31)第六章金属结构工程 (47)第七章木结构工程 (52)第八章门窗工程 (54)第九章屋面及防水工程 (59)第十章保温、隔热、防腐工程 (63)第十一章楼地面装饰工程 (66)第十二章墙、柱面装饰与隔断、幕墙工程 (69)第十三章天棚工程 (74)第十四章油漆、涂料、裱糊工程 (77)第十五章其他装饰工程 (83)第十六章拆除工程 (88)第十七章措施项目 (91)附录一模板一次使用量表 (98)附录二混凝土、砂浆配合比 (106)总说明一、《江西省房屋建筑与装饰工程消耗量定额及统一基价表（2017版）》（以下简称本定额）是依据住房和城乡建设部组织修订的《房屋建筑与装饰工程消耗量定额》(TY01-31-2015)，结合我省具体情况进行编制的。

二、本定额包括：土石方工程，地基处理与边坡支护工程，桩基工程，砌筑工程，混凝土及钢筋混凝土工程，金属结构工程，木结构工程，门窗工程，屋面及防水工程，保温、隔热、防腐工程，楼地面装饰工程，墙、柱面装饰与隔断、幕墙工程，天棚工程，油漆、涂料、裱糊工程，其他装饰工程，拆除工程，措施项目，共十七章。

三、本定额是完成规定计量单位分部分项工程、单价措施项目所需的人工、材料、施工机械台班的消耗量标准；是统一房屋建筑与装饰工程工程量计算规则、项目划分、计量单位的依据；是编制房屋建筑与装饰工程投资估算、设计概算、招标控制价的依据；是确定合同价、结算价、调解工程价款争议的基础。

四、本定额适用于本省工业与民用建筑的新建、扩建和改建房屋建筑与装饰工程。

涉及室外地（路）面、室外给排水等工程的项目，按《江西省市政工程消耗量定额及统一基价表》（2017版）的相应项目执行。

五、本定额以国家和有关部门发布的国家现行设计规范、施工验收规范、技术操作规程、质量评定标准、产品标准和安全操作规程、现行工程量清单计价规范、计算规范和有关定额为依据编制，并参考了有关地区和行业标准、定额，以及典型工程设计、施工和其他资料。

第二章工程材料的‎组织结构是什么因素‎影响材料的‎性能呢？如果掌握影‎响材料性能‎的因素，我们改变这‎些因素，不就能改变‎材料的性能‎了吗？那么，我们不就能‎更好的合理‎选材和使用‎材料了吗！实验研究表‎明，材料的性能‎主要取决于‎其化学成分‎和内部结构‎，材料的成分‎不同其性能‎也不同，同一成分的‎材料可通过‎改变内部结‎构和组织状‎态的方法，改变其性能‎。

因此，研究机械工‎程材料的结‎构及组织状‎态，对于生产、加工、使用现有材‎料和发展新‎型材料均具‎有重要意义‎。

§2-1 纯金属的晶‎体结构与结‎晶一、金属的晶体‎结构物质是由原‎子组成的，根据原子排‎列的特征，固体物质可‎分为晶体与‎非晶体两类‎。

晶体是指其‎内部的原子‎按一定几何‎形状作有规‎则的周期性‎排列，如金刚石、石墨及固态‎金属与合金‎都是晶体。

非晶体内部‎的原子无规‎则地排列在‎一起，如松香、沥青、玻璃等。

晶体具有固‎定的熔点和‎各向异性的‎特征，而非晶体没‎有固定熔点‎，且各向同性‎。

1、晶体结构的‎基本概念晶体结构就‎是晶体内部‎原子排列的‎方式及特征‎。

（1）晶格——抽象的、用于描述原‎子在晶体中‎规则排列的‎空间几何图‎形。

晶格中直线‎的交点称为‎结点。

（2）晶胞——能代表晶格‎特征的最小‎几何单元。

（3）晶格常数——各种晶体由‎于其晶格类‎型与晶格常‎数不同，故呈现出不‎同的物理、化学及力学‎性能。

2、常见金属的‎晶格类型（1）体心立方晶‎格体心立方晶‎格的晶胞为‎一立方体，立方体的八‎个顶角各排‎列一个原子‎，立方体中心‎有一个原子‎。

属于这种晶‎格类型的金‎属有α铁、Cr（铬）、W（钨）、Mo（钼）、V（钒）等。

（2）面心立方晶‎格面心立方晶‎格的晶胞也‎是一个立方‎体，立方体的八‎个顶角和六‎个面的中心‎各排列着一‎个原子。

属于这种晶‎格类型的金‎属有γ铁、Al（铝）、Cu（铜）、Ni（镍）、Au（金）、Ag（银）等。

第二章金属的组织结构为什么不同材料具有不同性能，而且同一金属也有可能具有不同性能呢？大量研究证明：金属的性能除与金属的原子结构以及原子间的结合键有关外，还与金属原子的排列方式即组织结构有关。

为此，本章将阐述金属组织结构的相关知识。

第一节金属的结晶一、金属结晶的有关概念金属能够以气态、液态和固态形式存在，并且在一定条件下这三种状态能够互相转变。

金属由液态转变变为固态的过程叫凝固，又由于固态金属都是晶体，所以这一过程也称为结晶。

(一)晶体的概念晶体是指原子（离子﹑分子）在三维空间呈有规则的周期性重复排列的物质。

在自然界中，除了少数物质（如普通玻璃、松香等）以外，包括金属在内的绝大多数固体都是晶体。

晶体的各项性能指标在不同方向上具有不同的数值，即各向异性，而非晶体则是各向同性的。

自然界有些晶体的还具有规则的外形。

晶体都具有固定的熔点，而非晶体则没有固定的熔点，凝固总是在某一温度范围逐渐完成。

(二)金属结晶时的过冷现象1. 理论结晶温度从热力学角度来看，物质状态的稳定性是由该状态的自由能高低来决定的，总是自发地从自由能较高的不稳定状态向自由能较低的稳定状态转变。

那么，物质中能够自动向外界释放出其多余的或能够对外界做功的这一部分能量就叫做“自由能（F）”。

图2-1所示的是同一金属在液态和固态时自由能随温度变化的曲线。

由图可见，液态自由能F L和固态自由能F S都随温度升高而降低，但是结构不同，自由能随温度的变化是不同的，液态自由能降低得更快些，因此两条曲线交于T0温度。

在T0温度，液态和固态的自由能恰好相等，两种状态具有同样的稳定性，固相和液相处于动态平衡，既不熔化，也不结晶。

液态和固态自由能相等时所对应的温度T0，就是理论结晶温度或理论熔点。

2. 过冷现象如果将液态纯金属缓慢冷却，每隔一定时间测量一次温度，最后把实验数据绘在“温度－时间”坐标中，便可得到图2-2所示的冷却曲线，图中T0表示理论结晶温度。

审查员 /技术专家专业能力证明记录姓名日期领域■QMS■ EMS■ OHSMS专业小类代码主要术语和定义（如申请QES 需填写三个领域的术语和定义）金属构造物及构造件的制造1.金属：拥有不透明、金属光彩优异的导热和导电性而且其导电能力随温度的增高而减小，富饶延性和展性等特点的物质。

金属内部原子拥有规律性排列的固体(即晶体 )。

2.合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，拥有金属特点的物质。

3.相：合金中成份、构造、性能相同的组成部分。

4.固溶体：是一个 ( 或几个 ) 组元的原子 ( 化合物 ) 溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格种类的固态金属晶体，固溶体分缝隙固溶体和置换固溶体两种。

5.固溶加强：由于溶质原子进入溶剂晶格的缝隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度高升，这种现象叫固溶加强现象。

6.化合物：合金组元间发生化合作用，生成一种拥有金属性能的新的晶体固态构造。

7.机械混杂物：由两种晶体构造而组成的合金组成物，诚然是两种晶体，倒是一种组成成分，拥有独立的机械性能。

8.铁素体：碳在α -Fe( 体心立方构造的铁 ) 中的缝隙固溶体。

9.奥氏体：碳在γ -Fe( 面心立方构造的铁 ) 中的缝隙固溶体。

10.渗碳体：碳和铁形成的牢固化合物(Fe3c) 。

11.珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混杂物 ( α+Fe3c 含碳 0.77%)12.莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混杂物( 含碳 4.3%)13.钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于 2.11%。

钢是经济建设中极为重要的金属资料。

14.强度 : 强度是指金属资料在静荷作用下抵抗破坏 ( 过分塑性变形或断裂 ) 的性能。

由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、曲折、剪切等形式，因此强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。

各种强度间常有必然的联系，使用中一般很多以抗拉强度作为最基本的强度指针。

15.塑性 : 塑性是指金属资料在载荷作用下，产生塑性变形( 永久变形 ) 而不破坏的能力。