工程材料课后练习答案集
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⼯程材料习题集及参考答案⼯程材料习题集⼀.名词解释题间隙固溶体:溶质原⼦分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
再结晶:⾦属发⽣重新形核和长⼤⽽不改变其晶格类型的结晶过程。
淬透性:钢淬⽕时获得马⽒体的能⼒。
枝晶偏析:⾦属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
时效强化:固溶处理后铝合⾦的强度和硬度随时间变化⽽发⽣显著提⾼的现象。
同素异构性:同⼀⾦属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
临界冷却速度:钢淬⽕时获得完全马⽒体的最低冷却速度。
热硬性:指⾦属材料在⾼温下保持⾼硬度的能⼒。
⼆次硬化:淬⽕钢在回⽕时硬度提⾼的现象。
共晶转变:指具有⼀定成分的液态合⾦,在⼀定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
⽐重偏析:因初晶相与剩余液相⽐重不同⽽造成的成分偏析。
置换固溶体:溶质原⼦溶⼊溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。
变质处理:在⾦属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或⼤⼩的处理⽅法。
晶体的各向异性:晶体在不同⽅向具有不同性能的现象。
固溶强化:因溶质原⼦溶⼊⽽使固溶体的强度和硬度升⾼的现象。
形变强化:随着塑性变形程度的增加,⾦属的强度、硬度提⾼,⽽塑性、韧性下降的现象。
残余奥⽒体:指淬⽕后尚未转变,被迫保留下来的奥⽒体。
调质处理:指淬⽕及⾼温回⽕的热处理⼯艺。
淬硬性:钢淬⽕时的硬化能⼒。
过冷奥⽒体:将钢奥⽒体化后冷却⾄A1温度之下尚未分解的奥⽒体。
本质晶粒度:指奥⽒体晶粒的长⼤倾向。
C曲线:过冷奥⽒体的等温冷却转变曲线。
CCT曲线:过冷奥⽒体的连续冷却转变曲线。
马⽒体:含碳过饱和的α固溶体。
热塑性塑料:加热时软化融融,冷却⼜变硬,并可反复进⾏的塑料。
热固性塑料:⾸次加热时软化并发⽣交连反应形成⽹状结构,再加热时不软化的塑料。
回⽕稳定性:钢在回⽕时抵抗硬度下降的能⼒。
可逆回⽕脆性:⼜称第⼆类回⽕脆性,发⽣的温度在400~650℃,当重新加热脆性消失后,应迅速冷却,不能在400~650℃区间长时间停留或缓冷,否则会再次发⽣催化现象。
第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的?1) 按合金元素分类:低合金钢,含有合金元素总量低于5%;中合金钢,含有合金元素总量为5%-10%;中高合金钢,含有合金元素总量高于10%。
2) 按冶金质量S、P含量分:普通钢,P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢,P、S均≤0.03%;高级优质钢,P、S均≤0.025%。
3) 按用途分类:结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化,铁素体稳定化的元素有哪些?奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些(强-弱),其形成碳化物的规律如何?1) 碳化物形成元素:Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ,在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。
2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小,大部分溶入α-Fe或γ-Fe中,少部分溶入Fe3C中,置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体(Mn,Fe)3C; Mo、W、Cr少量时,也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时,形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时,碳的直径小于间隙,不改变原金属点阵结构,形成简单点阵碳化物(间隙相)MC、M2C。
ii. 当rc/rMe>0.59时,碳的直径大于间隙,原金属点阵变形,形成复杂点阵碳化物。
★4、钢的四种强化机制如何?实际提高钢强度的最有效方法是什么?1) 固溶强化:溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属;2) 晶界强化:晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化,晶格越细,晶界越细,阻碍位错运动作用越大,从而提高强度;3) 第二相强化:有沉淀强化和弥散强化,沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子;弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子;4) 位错强化:位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶,引起位错缠结,因此造成位错运动困难,从而提高了钢强度。
工程材料习题集及参考答案工程材料习题集一.名词解释题间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
再结晶:金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
淬透性:钢淬火时获得马氏体的能力。
枝晶偏析:金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
时效强化:固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
同素异构性:同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
临界冷却速度:钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
热硬性:指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
二次硬化:淬火钢在回火时硬度提高的现象。
共晶转变:指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
比重偏析:因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。
置换固溶体:溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。
变质处理:在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
晶体的各向异性:晶体在不同方向具有不同性能的现象。
固溶强化:因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
形变强化:随着塑性变形程度的增加,金属的强度、硬度提高,而塑性、韧性下降的现象。
残余奥氏体:指淬火后尚未转变,被迫保留下来的奥氏体。
调质处理:指淬火及高温回火的热处理工艺。
淬硬性:钢淬火时的硬化能力。
过冷奥氏体:将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。
本质晶粒度:指奥氏体晶粒的长大倾向。
C曲线:过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
CCT曲线:过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。
马氏体:含碳过饱和的α固溶体。
热塑性塑料:加热时软化融融,冷却又变硬,并可反复进行的塑料。
热固性塑料:首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构,再加热时不软化的塑料。
回火稳定性:钢在回火时抵抗硬度下降的能力。
可逆回火脆性:又称第二类回火脆性,发生的温度在400~650℃,当重新加热脆性消失后,应迅速冷却,不能在400~650℃区间长时间停留或缓冷,否则会再次发生催化现象。
1-5在下面几种情况下,该用什么方法来测试硬度?写出硬度符号。
(1)检查锉刀、钻头成品硬度;(2)检查材料库中钢材硬度;(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层;(4)黄铜轴套;(5)硬质合金刀片;(1)检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
(2)检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。
(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
(4)黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。
(5)硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
2-4单晶体和多晶体有何差别?为什么单晶体具有各向异性,多晶体具有各项同性?单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的;多晶体是由很多个小的单晶体所组成的,每个晶粒的原子位向是不同的。
因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。
2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。
理想晶体中原子完全为规则排列,实际金属晶体由于许多因素的影响,使这些原子排列受到干扰和破坏,内部总是存在大量缺陷。
如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。
因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加。
同时晶体缺陷的存在还会. 专业.专注.增加金属的电阻,降低金属的抗腐蚀性能。
2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。
间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。
间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元,它是以分子式来表示其组成。
3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。
《工程材料》习题集参考答案一.判断题×√1、细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性。
(×)2、结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大。
(×)3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。
(√)4、置换固溶体必是无限固溶体。
(×)5、单晶体必有各向异性。
(√)6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。
(×)7、过热钢经去应力退火后能显著细化晶粒。
(×)8、表面淬火主要用于高碳钢。
(×)9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。
(×)10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。
(√)11、铁素体是置换固溶体。
(×)12、晶界是金属晶体的常见缺陷。
(√)13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。
(×)14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。
(√)15、金属的晶粒越细小,其强度越高,其塑性越好。
(√)16、比重偏析不能通过热处理来消除。
(√)17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。
(×)18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。
(×)19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。
(√)20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。
(×)21、氮化件的变形远比渗碳件的小。
(√)22、马氏体转变是非扩散性转变。
(√)23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。
(×)24、无限固溶体必是置换固溶体。
(√)25、金属的晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差。
(×)26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。
(√)27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。
(×)28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。
(×)29、弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。
(×)30、凡单相固溶体均能进行形变强化。
工程材料习题集答案《工程材料》习题集一.选择正确答案1、为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理(D)A、等温退火B、完全退火C、球化退火D、正火2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而(B)A、增大VKB、增加淬透性C、减小其淬透性D、增大其淬硬性3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的(C)A、晶粒的相对滑动B、晶格的扭折C、位错的滑移D、位错类型的改变4、高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其(A)A、强度硬度下降,塑性韧性提高B、强度硬度提高,塑性韧性下降C、强度韧性提高,塑性韧性下降D、强度韧性下降,塑性硬度提高5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在(A)A、Acl+30—50CB、Ac3+30—50CC、Accm+30—50CD、T再+30—50C6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是(D)A、调质B、淬火+低温回火C、渗碳D、渗碳后淬火+低温回火7、常见的调质钢大都属于(B )A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢9、下列合金钢中,耐蚀性最好的是(D)A、20CrMnTiB、40CrB、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti10、感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素(D)A、淬透性B、冷却速度C、感应电流的大小D、感应电流的频率11、下列材料中耐热性最好的是(C)A、GCr15B、W18Cr4VC、1Cr18Ni9TiD、9SiCr12、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造,其可能的最终热处理工艺应该是(B )A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火+低温回火C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火13、为了提高45钢的综合机械性能,应进行(B )A、正火B、调质C、退火D、淬火+中温回火14、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是(B)A、消除残余奥氏体,使碳化物入基体B、消除残余奥氏体,使碳化物先分析出C、使马氏体分解,提高其韧性D、消除应力,减少工件变形15、钢中的二次渗碳体是指从(B)中析出的渗碳体A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的16、碳钢的下列各组织中,哪个是复相组织(A )A、珠光体B、铁素体C、渗碳体D、马氏体17、下列诸因素中,哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因(A)A、加强温度低于Ac3B、加热温度高于AC3C、保温时间过长D、冷却速度大于VK18、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时,可用下列哪种工艺消除(D)A、完全退火B、等温退火C、球化退火D、正火19、下列诸材料中淬透性最好的是(A )A、20CrMnTiB、40CrC、GCr15D、Q23520.下列诸材料中热硬性最好的是(C )A.T12B.9SiCrC.W18Cr4VD.YG321.下列各工程塑料中,属于热固性塑料的是(D )A.聚氯乙烯B.ABS塑料C.聚四氟乙烯D.氨基塑料22.40Cr钢的碳含量范围是(C )A.约40%B.约4%C.约0.4%D.约0.04%23.马氏体的硬度主要决定于其(A )A.碳含量B.合金元素含量C.冷却速度D.过冷度24.下列合金中,铬元素含量最少的是(A )A.GCr15B. W18Cr4VC.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti25.下列铝合金中,被称为硅铝明的是(A)A.ZL102B.ZL202C.ZL301D.ZL402二.填空题1.灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其含碳量和铸后冷却速度,一般而言,含碳量越高,越有利于石墨化,.2.普通钢,优质钢的区分是以其中S 和P 元素的原子的含量来区分的, S 含量高易使钢产生热脆性,而P 含量高易使钢产生冷脆性3.钢的淬透性决定于其成份,当加入除Co之外的合金元素时均能使钢的淬透性增加。
1-5在下面几种情况下,该用什么方法来测试硬度?写出硬度符号。
(1)检查锉刀、钻头成品硬度;(2)检查材料库中钢材硬度;(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层;(4)黄铜轴套;(5)硬质合金刀片;(1)检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
(2)检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。
(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
(4)黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。
(5)硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
2-4单晶体和多晶体有何差别?为什么单晶体具有各向异性,多晶体具有各项同性?单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的;多晶体是由很多个小的单晶体所组成的,每个晶粒的原子位向是不同的。
因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。
2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。
理想晶体中原子完全为规则排列,实际金属晶体由于许多因素的影响,使这些原子排列受到干扰和破坏,内部总是存在大量缺陷。
如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。
因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加。
同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻,降低金属的抗腐蚀性能。
2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。
间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。
间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元,它是以分子式来表示其组成。
3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。
《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。
3、一根直径10mm的钢棒,在拉伸断裂时直径变为8.5mm,此钢的抗拉强度为450Mpa,问此棒能承受的最大载荷为多少?断面收缩率是多少?F=35325N ψ=27.75%4、简述洛氏硬度的测试原理。
以压头压入金属材料的压痕深度来表征材料的硬度。
5、什么是蠕变和应力松弛?蠕变:金属在长时间恒温、恒应力作用下,发生缓慢塑性变形的现象。
应力松弛:承受弹性变形的零件,在工作过程中总变形量不变,但随时间的延长,工作应力逐渐衰减的现象。
6、金属腐蚀的方式主要有哪几种?金属防腐的方法有哪些?主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防腐方法:1)改变金属的化学成分;2)通过覆盖法将金属同腐蚀介质隔离;3)改善腐蚀环境;4)阴极保护法。
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。
工程材料习题习题一1-10抗拉强度:是材料在破断前所能承受的最人应力。
屈服强度:是材料开始产牛明妊掣性变形时的最低应力。
塑性:是指材料在载荷作用F,产生永久变形而不破坏的能力韧性:材料变形时吸收变形)J的能力硬度:硬度是衡量材料软硬程度的指标,材料表面抵抗更硬物体压入的能力,刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
疲劳强度:经无限次循环而不发生疲劳破坏的破火应力。
冲击韧性:材料在冲击载荷作用一下抵抗破坏的能力。
断裂韧性:材料抵抗裂纹扩展的能力。
2、材料的弹性模量与塑性无关。
3 四种不同材料的应力应变曲线,试比较抗拉强度,屈服强度,刚度和塑性。
材料的应力应变曲线由大到小的顺序,抗拉强度:2、l、3、4。
屈服强度:1、3、2、4。
刚度:l、3、2、4。
塑性:3、2、4、l。
4、常用的硬度测试方法有几种?这些方法测出的硬度值能否进行比较?伽氏、洛氏、维氏和显微硬度。
由于各神硬度测试方法的原理不同,所以测…的硬度值不能直接进行比较。
5、以下工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度?(1)锉刀:洛氏或维氏硬度(2)黄铜轴套:布氏硬度(3)供应状态的各种碳钢铡材:布氏硬度(4)硬质合金)J片:洛氏或维氏硬度(5)耐磨1件的表面硬化版:妊微硬度6、反映材料承受冲击载荷的性能指标是什么?不同条件下测得的这些指标能否进行比较?怎样应用这些性能指标?冲击功或冲击韧性。
由于Fli;h功或冲击韧性代表-J,在指定温度下,材料在缺口和冲击载荷共同作用下.脆化的趋势及其程度,所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。
冲击韧性是一个对成分、组织、结构极敏感的参数,在冲击试验中很容易揭示}lj材料tl的某些物理现象,如晶粒粗化、冷脆、热脆和州火脆性等,故H前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。
此外,不同温度下的冲击试验可以测定材料的冷脆转变温度。
同时,冲击韧性对哪些零件【如装甲板等)抵抗少数几次人能量冲击的设计有一定的参考意义。
7、疲劳破坏时怎样形成的?提高零件疲劳寿命的方法有哪些?产牛疲劳断裂的原因一般认为是由f在零件应)集r11的部位或材料-本身强度较低的部位,如原有裂纹、软点、脱碳、夹杂、刀痕等缺陷,在交变应力的作用下产生丁疲劳裂纹,随着应力循环朋次的增加,疲劳裂纹小断扩腱,使零件承受载荷的有效面积不断减小,;‘1减小到1i能承受外加载荷的作用时,零件即发生突然断裂。
N‘以通过以一下途径来提高其疲劳抗力。
改蒋零件的结构形状以避免应力集中;提高零件表面加:I一光洁度:尽可能减少各种热处理缺陷(如脱碳、氧化、淬火裂纹等):采用表面强化处群,如化学热处理、表面淬火、表面喷丸和表面滚瓜等强化处理,使零件表面产生残余昧廊力,从而能显著提高零件的疲劳抗力。
8、断裂韧性是表示材料何种性能的指标?为什么要在设计中要考虑这些指标?断裂韧性表示材料抵抗裂纹扩展的能力。
断裂韧性的实用意义在十:从要测出材料的断裂韧性,用无损探伤法确定零件中实际存在的缺陷尺寸,就可以判断零件在1作过程中有无脆性开裂的危险:测得断裂韧性和半裂纹长度后,就可以确定材料的实际承载能力。
所以,断裂韧性为设计、无损伤探伤提供了定最的依据。
<习题二>1、晶体:物质的原子(分子,离子)在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质非晶体:是指组成物质的质点不呈空间有规则周期性排列的的固体。
2-1晶格:表示晶体中原子排列形式的空问格子叫做晶格晶格晶胞:从晶格中确定一个最基本的几何单元来表达其排列形式的特征,组成晶格的这种最晶胞基本的几何单元晶格常数:晶胞的各边尺寸a,b,c叫做晶格常数致密度:致密度是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之比。
晶面指数:表示晶面的符号叫做晶面指数晶向指数:表示晶向的符号叫做晶向指数晶向指数晶体的各向异性:由于晶体中不同晶面和晶向上原子的密度不同,因此在晶体上不同晶面晶体的备向异性和晶向上原子结合力就不同,从而在不同晶面和晶向上显示出不同的性能。
点缺陷:是指在晶体中形成的空位和间隙原子面缺陷:其特征是在一个方向尺寸上报小,另外两个方向上扩展很大,面缺陷也称二维缺陷,晶界、相界、挛晶界和堆垛层错都属于面缺陷。
线缺陷:晶格中一部分晶体相对另一部分晶体局部滑移,已滑移部分的交界线为位错线,即线缺陷。
亚晶界:相邻弧晶粒之间的界面称为亚晶界。
位错:晶格11-部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移。
已滑移部分和未滑移部分的交界线成为位错亚晶粒:是实际金属晶体中,一个晶粒的内部,其晶格位向并不是像理想晶体那样完全-lF晶粒致,而是存在许多尺寸更小,位向差也很小的小晶块,它们相互镶嵌成一颗晶粒,这些小晶块称为弧晶粒。
单晶体:单晶体:当一块晶体内部位向完全一致时。
我们称这块晶体为单晶体多晶体:由许多彼此位向不同的晶粒组成的晶体结构成为多晶体固溶体:同溶体:当合金由液态结晶为固态时,组成元素间会像合金溶液那样相互溶解。
形成一种在某种元素的晶格结构中包含有其他元素原子的新相,成为阎溶体金属间化合物:金属间化合物:凡是由相当程度的金属键结合,并具有明显金属特性的化合物,成为金属化合物圃溶强化:通过溶入某种溶质元素形成同溶体而使金属的强度,硬度升高的现象叫做同溶阎溶强化强化结合键:是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小,结合键分为化学键和物理键结合键:两大类,化学键包括金属键、离子键和共价键;物理键即范德华力。
1-2、3金属键,离子键,共价键及分子键结合的材料其性能有何特点?金属键,大量由由电子,良好导电导热性,又因金属键的饱和性无方向性,结构高度对称,故有良好的延展性。
离子键,正负离子的较强电吸引,导致高硬度,高熔点,高脆性,因无自由电子,固态导电性差。
共价键,通过共用电'子对实现搭桥联系,键能高,高硬度,高熔点,高介电性。
分子键,因其结合键能低,低熔点,低强度,高柔顺性。
2-2常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点?ɑ-Fe,δ-Fe,Cr,V,Y-Fe,Cu,Ni,Pb,Mg,Zn各属何种晶体结构?有体心立方,面心.讧方,密排六方三种,体心立方晶格的晶胞通常只用一个晶格常数a表示,它的每个角下和晶胞中心都排列一个原子,面心立方晶格也只用一个晶格常数a表示,它的每个角上和晶胞的六个面的中心都排列一个原子。
密排六方晶格有两个晶格常数,一个是柱体的高度c,另一个是六边形的边长a,它的每个角上和上下底面的中心都排列一个原子,另外在晶胞中心还有三个原子。
ɑ-Fe,δ-Fe,Cr,V,属体心,Y-Fe.Cu,Ni,Pb属面心.Mg,Zn属密排六方。
2-9、已知Fe的原子直径为2.54~10-lOm,求Fe的晶格常数。
并计算Imm Fe中的原子数。
由√3/4a=r有a=(2.54*10 /2)/√3/4=2. 933~10(m)故ɑ-Fe的晶格常数为2.933*10 m。
1mm 中ɑ-Fe的原子数(l*l0)*2/ (2.933*l0)-3 3-10 3 3-10 -10 -10 3=7. 927*l0 19个。
5、注意晶面指数与晶向指数的求法:晶面对各轴的截距,倒数,比例晶向在原点引…,随意一点坐标,比例6、画出立方晶格中(110)晶面与(lll)晶面。
并画出在晶格中和(110) (lll)晶面原子排列情况完全相同而空问位向小同的几个晶面。
2-10、为什么单晶体具有符向异性?而多晶体在一般情况下不显示备向异性?这是因为单晶体在各个晶面和晶向上原子排列密度是有差异的,所以在晶体中不同晶面和晶向原子结合力不同,从而在不同晶面和晶向上显示出晶体的各向异性。
而多晶体是由众多细小的晶粒所构成的集合体,各个晶粒的晶轴取向是随机分布的。
这样,通常测出多晶体的性能在各个方向上表示是不同晶粒的平均性能,所以不显示并向异性的。
8、试比较.1 -Fe Jj Y-Fe晶格的原子排列紧密程度和容碳能力。
o-Fe的原了排列密度为0. 68,Y-re的原子持列密度为0.74,由于Y-Fe的晶格问隙较人,所以,Y -Fe的渗碳能力人.j 二a-Fe。
9、金属的晶体结构由面心.移方转变为体心立方时,其体秋变化如何?为什么?金属的晶体结构由面心立方转变为体心.盘方时,其体秘变化如何?为什么?体积会膨胀,这是因为o -Fe的体心致密度小于Y -Fe。
10、实际金属晶体rf1存在那些晶体缺陷,对性能有什么影响?10、实际金属晶体中存在那些晶体缺陷,对性能有什么影响?有点缺陷(空位、问隙原子).是金属中原子扩散的l:要方式之…,对热处理过程很熏要线缺陷(位错)金属晶体中的位锚线往往火带存在,相II:连接呈刚状分稚面缺陷(晶界、业晶界)会引起晶格能龄的提高,并使金属的物理化学和机械性能发生显著地变化。
一般来说,缺陷密度越高,位错滑移m 力越人,材料强度、硬度越高,塑性、韧性越低。
1 1、简述同溶体和金属问化合物在晶体结构.‘j机械性能方砸的区别。
I l、简述同溶体和金属问化合物在晶体结构jj机械性能方面的区别。
同溶体形成的是一种在某种元素的晶格结构中色含有其他元素原子的新丰H,金属问化合物魁由相当程度的金属问结合,并贝有明显金属特性的化合物。
同溶体的强度韧性和塑性之间能有较好的配合,所以对综合机械性能要求较高的结构材料,金属化合物通常能提高合金的强度,硬度和耐廒tF,会降低塑性和韧性。
12、同溶体可分为几种类型?形成同溶体后对合金的性能有什么影响?为什么?两种。
置换型和间隙型。
形成同溶体后,由于溶质原子造成的晶格畸变,同溶体会产牛所谓同溶强化现象,即强度、硬度上升,塑性、韧性‘F降。
电FI1率逐渐升高,导电性逐渐l-降,磁矫顽力升高等等,同溶强化的产生是由于溶质原子融入后,要引起溶剂金属的晶格产生畸变,进而使位错移动时所收到的阻力增大的缘故。
13、金属问化合物有几种类犁?它们存钢中起什么作用?有正常价化合物(离了化合物、兆价化合物),电彳化合物和问隙化合物。
正常价化合物和电i-化合物存合金ffl一般可作为强化相。
能提高钢的强度,硬度和耐磨性,但会降低塑性和韧性。
问隙化合物起细化晶粒的住j伺14、商分r】:化合物存结构下有哪些特点?14、高分子化合物在结构一F有哪砦特点?了化合物在结构上有哪些特点I.-般高分了化合物的分了谖都十分l i人.2.。
高分子化合物的分了是由许许多多结构相同的链节所组成。
3组成高分子链的所有原子之间的结合键都属共价键15、陶瓷材料的主要键住有哪些?荇有什么特点?1i要键型有离T-键Jj共价键的混合键,构成陶瓷的的是晶相,玻璃相,气相晶丰H:由某些同溶休或化合物组成,晶向常常不止一个,i(r是多相多晶体玻璃相:非晶态的低熔点吲体卡H气柑:陶瓷内孔隙中的7t体晶tH分类及特点:氧化物的特点是较人的氧离子紧密堆积(如六角紧密堆积alj,7方紧密堆积),较小的正离子则填充它们的孔隙内。