清华大学工程材料金属结晶凝固共40页
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清华大学《工程材料》第5版教材简介《工程材料》第5版教材由清华大学材料学院朱张校教授、姚可夫教授主编,清华大学出版社出版。
《工程材料》第5版教材目录如下:绪论0.1中华民族对材料发展的重大贡献0.2材料的结合键0.3工程材料的分类第1章材料的结构与性能特点1.1金属材料的结构与组织1.2金属材料的性能特点1.3高分子材料的结构与性能特点1.4陶瓷材料的结构与性能特点第2章金属材料组织和性能的控制2.1纯金属的结晶2.2合金的结晶2.3金属的塑性加工2.4钢的热处理2.5钢的合金化2.6表面技术第3章金属材料3.1碳钢3.2合金钢3.3铸钢与铸铁3.4有色金属及其合金第4章高分子材料4.1工程塑料4.2合成纤维4.3合成橡胶第5章陶瓷材料5.1普通陶瓷5.2特种陶瓷第6章复合材料6.1复合材料的复合原则6.2复合材料的性能特点6.3非金属基复合材料6.4金属基复合材料第7章功能材料及新材料7.1电功能材料7.2磁功能材料7.3热功能材料7.4光功能材料7.5隐形材料及智能材料7.6纳米材料第8章零件失效分析与选材原则8.1机械零件的失效8.2机械零件失效分析8.3机械零件选材原则第9章典型工件的选材及工艺路线设计9.1齿轮选材9.2轴类零件选材9.3弹簧选材9.4刃具选材第10章工程材料的应用10.1汽车用材10.2机床用材10.3仪器仪表用材10.4热能设备用材10.5化工设备用材10.6航空航天器用材附录1金属材料室温拉伸试验方法新、旧国家标准性能名称和符号对照表附录2金属热处理工艺的分类及代号(摘自GB/T 12603—2005) 附录3常用钢的临界点附录4钢铁及合金牌号统一数字代号体系(摘自GB/T 17616—1998)附录5国内外常用钢号对照表附录6常用铝及铝合金状态代号与说明(摘编自GB/T 16475—2008)附录7若干物理量单位换算表附录8工程材料常用词汇中英文对照表参考文献本教材有以下特点:(1)体系科学合理,内容丰富新颖,实例丰富。
清华⼤学-—⼯程材料综合题答案第⼀章6、实际⾦属晶体中存在哪些缺陷?它们对性能有什么影响?答:点缺陷:空位、间隙原⼦、异类原⼦。
点缺陷造成局部晶格畸变,使⾦属的电阻率、屈服强度增加,密度发⽣变化。
线缺陷:位错。
位错的存在极⼤地影响⾦属的机械性能。
当⾦属为理想晶体或仅含极少量位错时,⾦属的屈服强度σs很⾼,当含有⼀定量的位错时,强度降低。
当进⾏形变加⼯时,为错密度增加,σs将会增⾼。
⾯缺陷:晶界、亚晶界。
亚晶界由位错垂直排列成位错墙⽽构成。
亚晶界是晶粒内的⼀种⾯缺陷。
在晶界、亚晶界或⾦属内部的其他界⾯上,原⼦的排列偏离平衡位置,晶格畸变较⼤,位错密度较⼤(可达1016m-2以上)。
原⼦处于较⾼的能量状态,原⼦的活性较⼤,所以对⾦属中的许多过程的进⾏,具有极为重要的作⽤。
晶界和亚晶界均可提⾼⾦属的强度。
晶界越多,晶粒越细,⾦属的塑性变形能⼒越⼤,塑性越好。
8、什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?答:形成固溶体使⾦属强度和硬度提⾼的现象称为固溶强化。
固溶体随着溶质原⼦的溶⼊晶格发⽣畸变。
晶格畸变随溶质原⼦浓度的提⾼⽽增⼤。
晶格畸变增⼤位错运动的阻⼒,使⾦属的滑移变形变得更加困难,从⽽提⾼合⾦的强度和硬度。
9、间隔固溶体和间隔相有什么不同?答:合⾦组元通过溶解形成⼀种成分和性能均匀的,且结构与组元之⼀相同的固相称为固溶体。
间隙固溶体中溶质原⼦进⼊溶剂晶格的间隙之中。
间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。
第⼆章1、⾦属结晶的条件和动⼒是什么?答:液态⾦属结晶的条件是⾦属必须过冷,要有⼀定的过冷度。
液体⾦属结晶的动⼒是⾦属在液态和固态之间存在的⾃由能差(ΔF)。
2、⾦属结晶的基本规律是什么?答:液态⾦属结晶是由⽣核和长⼤两个密切联系的基本过程来实现的。
液态⾦属结晶时,⾸先在液体中形成⼀些极微⼩的晶体(称为晶核),然后再以它们为核⼼不断地长⼤。
在这些晶体长⼤的同时,⼜出现新的品核并逐渐长⼤,直⾄液体⾦属消失。