《金属材料与热处理》教材习题答案
第七章有色金属及硬质合金
1. 纯铜的性能有何特点？纯铜的牌号如何表示？
答：铜的密度为8.96 ×103 kg/m3，熔点为1083℃，其导电性和导热性仅次于金和银，是最常用的导电、导热材料。它的塑性非常好，易于冷、热压力加工，在大气及淡水中有良好的抗蚀性能，但纯铜在含有二氧化碳的潮湿空气中表面会产生绿色铜膜，称为铜绿。纯铜强度低，虽然冷加工变形可提高其强度，但塑性显著降低，不能制作受力的结构件。
按化学成分不同可分为工业纯铜和无氧铜两类，我国工业纯铜有三个牌号：即一号铜（99.95%Cu）、二号铜（99.90%Cu），三号铜（99.7%Cu），其代号分另为T1、T2、T3；无氧铜，其含氧量极低，不大于0.003%，其代号有TU1、TU2，“U”是“无”字汉语拼音字首。
2. 铜合金有哪几类？它们是根据什么来区分的？
答：常用的铜合金有黄铜、青铜、白铜三大类。黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金，白铜是以镍为主加合金元素的铜合金，除了黄铜和白铜外，所有的铜基合金都称为青铜。按主加元素种类的不同，青铜又可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。
3. 锌的含量对黄铜的性能有何影响？
答：锌含量在32％以下时，随锌含量的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当锌含量达到30％一32％时，黄铜的塑性最好。当锌含量超过39％以后，强度继续升高，但塑性迅速下降。当锌含量大于45％以后，强度也开始急剧下降，所以工业上所用的黄铜Zn含量一般不超过47％。
4. 青铜按生产方式分为哪两类？它们的牌号如何表示？
答：按生产方式也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。
压力加工青铜的代号由“Q”＋主加元素的元素符号及含量＋其他加人元素的含量组成，如QSn4一3。铸造青铜的牌号表示方法由“ZCu”+主加元素符号+主加元素含量+其他加入元素的元素符号及含量组成。如ZCuSn5Pb5Zn5等。
5. 含锡量对锡青铜的性能有何影响？
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 【关键字】加工
《金属材料学》习题第一章 金属材料的性能
1.在设计机械零件时多用哪两种强度指标？为什么？
2.在设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料。采用何种材料为宜？材料的E越大，其塑性越差，这种说法是否正确？为什么？
3.常用的硬度试验方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？
4.标锯不相同的伸长率能否进行比较？为什么？
5.反映材料的受冲击载荷的性能指标是什么？不同条件下测得的这种指标能否比较？怎样应用这种性能指标？
6.疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳强度值减小？
7.断裂韧度是表明材料何种性能的指标？为什么要求在设计零件时考虑这种指标？
第二章 金属的结构与结晶
1.解释下列名词：
晶体，非晶体，金属键；
晶格，晶胞，晶格常数，致密度，配位数；
晶面指数，晶向指数；
晶体的各向异性，同素异构（晶）转变；
点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，位错；
单晶体，多晶体；
过冷度，形核率，成长率，自由能差；
蜕变处理，蜕变剂。
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？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？
3.已知Cu的原子直径为2.56，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu中的原子数。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
2文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 4.在立方晶体结构中，一平面通过y＝1/2、z＝3并平行于X轴，它的晶面指数是多少？试绘图表示。
5.在面心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大？
6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？
金属学与热处理第二版（崔忠圻）答案
第八章 扩散
8-1 何为扩散？固态扩散有哪些种类？
答：扩散是物质中原子（或）分子的迁移现象，是位置传输的一种方式。
根据扩散过程是否发生浓度变化可分为：自扩散、互扩散
根据扩散方向是否与浓度梯度的方向相同可分为：下坡扩散、上坡扩散
根据扩散过程是否出现新相可分为：原子扩散、反应扩散
8-2 何为上坡扩散和下坡扩散？举例说明。
答：
下坡扩散：原子或分子沿浓度降低的方向进行扩散，使浓度趋于均匀化。比如铸件的均匀化退火、工件的表面渗碳过程均属于下坡扩散。
上坡扩散：原子或分子沿浓度升高的方向进行扩散，即由低浓度向高浓度方向扩散，使浓度趋于两极分化。例如奥氏体向珠光体转变过程中，碳原子从浓度较低的奥氏体中向浓度较高的渗碳体中扩散。
8-3 扩散系数的物理意义是什么？影响因素有哪些？
答：扩散系数的物理意义：浓度梯度为1时的扩散通量。D越大，扩散速度越快。
影响因素：
1、温度：扩散系数与温度呈指数关系，随温度升高，扩散系数急剧增大。
2、键能和晶体结构：键能高，扩散激活能大，扩散系数减小；不同的晶体结构具有不同的扩散系数：例如从晶体结构来考虑，碳原子在铁素体中的扩散系数比在奥氏体中的大。
3、固溶体类型：不同类型的固溶体，扩散激活能不同，间隙原子的扩散激活能比置换原子的小，扩散系数大。
4、晶体缺陷：晶体缺陷处，自由能较高，扩散激活能变小，扩散易于进行。
5、化学成分：当合金元素提高合金熔点，扩散系数减小；若降低合金熔点，扩散系数增加
8-4 固态合金中要发生扩散必须满足那些条件？为什么？
答：
1、扩散需有驱动力。扩散过程都是在扩散驱动力的作用下进行的，如没有扩散驱动力，也就不能发生扩散。
2、扩散原子要固溶。扩散原子在基体中必须由一定的固溶度，形成固溶体，才能进行固态扩散。
3、温度要足够高。固态扩散是依靠原子热激活而进行的，温度越高，原子的热振动越激烈，原子被激活发生迁移的可能性就越大。
第八章 热处理原理
(一)填空题
1 起始晶粒度的大小决定于 及 。
2 在钢的各种组织中，马氏体的比容 ，而且随着w(C)的增加而 。
3．热处理后零件的力学性能决定于奥氏体在不同过冷度下的 及其 。
4．板条状马氏体具有高的 及一定的 与 。它的强度与奥氏体 有关， 越细则强度越高。
5. 淬火钢低温回火后的组织是 和 ；中温回火后的组织是 ，一般用于高 的结构件；高温回火后的组织是 ，用于要求足够高的 及高的 的零件。
6．钢在加热时，只有珠光体中出现了 和 时，才有了转变成奥氏体的条件，奥氏体晶核才能形成。
7．马氏体的三个强化包括 强化、 强化、 强化。
8．第二类回火脆性主要产生于含 、 、 等合金元素的钢中，其产生的原因是钢中晶粒边界的 增加的结果，这种脆性可用 冷来防止，此外在钢中加入 和Mo及 热处理等方法也能防止回火脆性。
9．共析钢加热至稍高于727℃时将发生 的转变，其形成过程包括 、 、 等几个步骤。
10 根据共析钢转变产物的不同，可将C曲线分为 、 、 三个转变区。
11 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属于 转变，贝氏体转变属于 转变，马氏体转变属于 转变。
12．马氏体按其组织形态主要分为 和 两种。
