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复习思考题第一章材料中的晶体结构（1）要求学生课后复习并巩固晶体的性质以及原子间相互作用力与原子之间距离的关系方面的教学内容（2）说明为何十四种布拉菲点阵中底心四方点阵和面心四方点阵？（3）画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向。
（4）何谓晶带定律？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。
（5）分别计算晶格常数为a的面心和体心立方晶体{110}晶面的面间距（6）分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度。
（7）分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。
（8）何谓金属的多晶型性？（9）.分别计算面心立方和体心立方结构中八面体和四面体间隙的大小。
（10）何谓间隙固溶体？何谓置换固溶体？（11）M g2Si、Mg2Sn、Mg2Pb、Cu3Al、Cu5Si、Cu5Zn8、CuZn3、Au5Zn8化合物中，哪些属于正常价化合物？哪些属于电子浓度化合物？（12）F e4N、Cr2N、VC、TiH2、Fe3C、Cr7C3、Cr23C6化合物中，哪些属于间隙相？哪些属于间隙化合物？（13）指出间隙相和间隙化合物之间的主要区别。
第2章晶体缺陷（1）按空间几何特征，晶体缺陷共分为几种类型？列举出每种类型晶体缺陷的具体实例。
（2）何谓点缺陷的热力学平衡性？（3）指出刃型位错与螺型位错在结构方面的不同之处。
（4）一个环形位错能否各部分均为刃型位错或螺型位错？为什么？（5）面心立方晶体中（111）晶面上的[]10121=b螺型位错在滑移过程中受阻时，将通过交滑移转移到哪一个{111}晶面上继续滑移？为什么？※（6）何谓位错的滑移与攀移？其实质各是什么？※（7）何谓位错交割？（8）分析柏氏矢量互相垂直的两个刃型位错的交割过程。
第3章固体中的扩散（1）扩散第二定律表达式的推导过程（2）针对实际渗碳问题，根据已知条件计算达到一定渗层深度所需要的时间或计算经过一定渗碳时间后所达到的渗层深度。
材料科学基础习题与答案-第⼆章思考题与例题1. 离⼦键、共价键、分⼦键和⾦属键的特点，并解释⾦属键结合的固体材料的密度⽐离⼦键或共价键固体⾼的原因2. 从结构、性能等⽅⾯描述晶体与⾮晶体的区别。
3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性⽽多晶体⼀般情况下不显⽰各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数4. ⽐较三种典型晶体结构的特征。
（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并⽐较它们塑性的好坏并解释。
）何谓配位数何谓致密度⾦属中常见的三种晶体结构从原⼦排列紧密程度等⽅⾯⽐较有何异同5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。
何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以⾦属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么6. 已知Cu 的原⼦直径为A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原⼦数。
（7. 已知Al 相对原⼦质量Ar （Al ）=，原⼦半径γ=，求Al 晶体的密度。
8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。
当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分⽐为多少9. 何谓⾦属化合物常见⾦属化合物有⼏类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何10. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出[012]和[123]晶向。
在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出（012）和（123）晶⾯。
11. 设晶⾯（152）和（034）属六⽅晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表⽰。
反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表⽰。
（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。
12.在⼀个⽴⽅晶胞中确定6个表⾯⾯⼼位置的坐标，6个⾯⼼构成⼀个正⼋⾯体，指出这个⼋⾯体各个表⾯的晶⾯指数，各个棱边和对⾓线的晶向指数。
13. 写出⽴⽅晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶⾯族包括的等价晶⾯，请分别画出。
《材料科学基础》习题附答案第⼆章思考题与例题1. 离⼦键、共价键、分⼦键和⾦属键的特点，并解释⾦属键结合的固体材料的密度⽐离⼦键或共价键固体⾼的原因？2. 从结构、性能等⽅⾯描述晶体与⾮晶体的区别。
3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性⽽多晶体⼀般情况下不显⽰各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. ⽐较三种典型晶体结构的特征。
（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并⽐较它们塑性的好坏并解释。
）何谓配位数？何谓致密度？⾦属中常见的三种晶体结构从原⼦排列紧密程度等⽅⾯⽐较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。
何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以⾦属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu 的原⼦直径为2.56A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原⼦数。
7. 已知Al 相对原⼦质量Ar （Al ）=26.97，原⼦半径γ=0.143nm ，求Al 晶体的密度。
8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm 3；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm 3。
当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分⽐为多少？9. 何谓⾦属化合物？常见⾦属化合物有⼏类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出[012]和[123]晶向。
在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出（012）和（123）晶⾯。
11. 设晶⾯（152）和（034）属六⽅晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表⽰。
反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表⽰。
（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。
12.在⼀个⽴⽅晶胞中确定6个表⾯⾯⼼位置的坐标，6个⾯⼼构成⼀个正⼋⾯体，指出这个⼋⾯体各个表⾯的晶⾯指数，各个棱边和对⾓线的晶向指数。
Ch1 习题及思考题1．名词解释晶体液晶非晶体长程有序短程有序等同点空间点阵结构基元晶体结构晶体点阵空间格子布拉菲点阵单胞(晶胞) 点阵常数晶系2．体心单斜和底心正方是否皆为新点阵？3．绘图说明面心正方点阵可表示为体心正方点阵。
4．试证明金刚石晶体不是布拉菲点阵，而是复式面心立方点阵。
金刚石晶体属于立方晶系，其中碳原子坐标是（000）、（0 1/2 1/2）、（1/2 1/2 0）、（1/20 1/2）、（1/4 1/4 1/4）、（3/4 1/4 3/4）、（1/4 3/4 3/4）、（3/4 3/4 1/4）。
5．求金刚石结构中通过（0，0，0）和（3/4，3/4，1/4）两碳原子的晶向，及与该晶向垂直的晶面。
6．画出立方晶系中所有的｛110｝和｛111｝。
7．写出立方晶系中属于｛123｝晶面族的所有晶面和属于〈110〉晶向族的所有晶向。
8．画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：（130）、（211）、（131）、（112）、（321）晶面和[210]、[111]、[321]、[121]晶向。
9．试在完整的六方晶系的晶胞中画出（1012）晶面和[1120]、[1101]，并列出｛1012｝晶面族中所有晶面的密勒指数。
10．点阵平面（110）、（311）和（132）是否属于同一晶带？如果是的话，试指出其晶带轴，另外再指出属于该晶带的任一其它点阵平面；如果不是的话，为什么？11．求（121）和（100）决定的晶带轴与（001）和（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。
12．计算立方晶系[321]与[120]夹角，（111）与（111）之间的夹角。
13．写出镍晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。
镍的点阵常数为0.3524nm。
14． 1）计算fcc结构的（111）面的面间距（用点阵常数表示）；2）欲确定一成分为18%Cr，18%Ni的不锈钢晶体在室温下的可能结构是fcc还是bcc，由X射线测得此晶体的（111）面间距为0.21nm，已知bcc铁的a=0.286nm，fcc铁的a=0.363nm，试问此晶体属何种结构？Ch2.1-2 习题及思考题1．分别说明什么是过渡族金属、镧系金属和锕系金属？2．什么是一次键、二次键？它们分别包括哪些键？3．什么是离子键、共价键和金属键？它们有何特性，并给予解释。
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能中，下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力？A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系？A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程？A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题（每题1分，共5分）1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。
（错）2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低，因此容易发生断裂。
（对）3. 材料的熔点越高，其热稳定性越好。
（对）4. 晶体中的位错密度越高，材料的强度越高。
（错）5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。
（错）三、填空题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能包括：____、____、____、____。
2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为：____。
3. 金属材料在塑性变形过程中，位错的运动方式主要有：____、____、____。
4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括：____、____、____。
5. 材料的热处理工艺主要包括：____、____、____。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述晶体与非晶体的区别。
2. 什么是位错？它在材料中的作用是什么？3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。
4. 什么是材料的疲劳？影响材料疲劳寿命的因素有哪些？5. 简述材料表面改性的目的和方法。
五、应用题（每题2分，共10分）1. 已知某金属的屈服强度为200MPa，求在拉伸过程中，当应力达到150MPa时，该金属的塑性应变是多少？2. 一块玻璃在室温下受到外力作用，为什么容易发生脆性断裂？3. 有一块铝合金，其熔点为660℃，现将其加热至700℃，请分析其组织结构可能发生的变化。
第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。
3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。
（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。
）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。
何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为 2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。
7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。
8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。
当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。
在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。
11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。
反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。
（练习），上题中均改为相应晶向指数，求12相互转换后结果。
12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。
13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。
第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。
3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。
（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。
）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。
何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。
7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。
8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。
当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。
在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。
11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。
反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。
（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相12互转换后结果。
12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。
13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(rAu=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径rNa+=0.097，rCl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。
3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。
（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。
）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。
何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。
7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。
8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。
当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。
在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。
11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。
反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。
（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相12互转换后结果。
12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。
13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。
《材料科学基础》复习思考题第一章：材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。
二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）。
2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成（）。
3、我们把原子在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。
4、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。
5、体心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有体心立方晶格的常见金属有（）。
6、面心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有面心立方晶格的常见金属有（）。
7、密排六方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），具有密排六方晶格的常见金属有（）。
8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为（）和（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
12、金属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），（），（）。
材料科学基础思考题第二章1.什么是点阵参数？正方晶系和立方晶系的空间点阵的特征是什么？点阵参数是描述点阵单胞几何形状的基本参数，由六个参数组成，即三个边长a、b、c和它们之间的三个夹角αβγ。
正方晶系的点阵参数特征是a≠b≠c，α＝β＝γ＝90立方晶系的点阵参数特征是a＝b＝c α＝β＝γ＝902.划分大角度晶界和小角度晶界的依据是什么？并讨论构成小角度晶界的结构模型？依据是按界面两侧晶粒间的取向差，小于15度称小角度晶界，大于15度称大角度晶界。
小角度晶界的结构模型是位错模型，比如对称倾转晶界用一组平行的刃位错来描述。
3.为什么固溶体的强度常比纯金属高？因为合金中两类原子尺寸不同，引起点阵畸变，阻碍位错运动，造成固溶强化。
4.固溶体与中间相的主要差异固溶体保持纯金属的晶体结构，中间相的结构一般与两组元的结构都不同；固溶体原子间以金属键为主，中间相以共价键以及离子键为主；固溶体塑韧性好，，中间相的强度高，韧性较差。
5.小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由刃型位错构成，扭转晶界由螺型位错构成。
第三章1.晶体中若是有较多的线缺陷、面缺陷，其强度会明显上升，这些现象称为什么？强度提高的原因？称为形变强化和晶界强化。
原因是两类缺陷的增多都明显阻碍位错的运动，从而提高强度。
2.第四章1.写出非稳态扩散方程式的表达式，说明影响方程式中扩散系数的主要原因，扩散系数的物理意义扩散系数——表示气体（或固体）扩散程度的物理量。
扩散系数是指当浓度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量,影响方程中扩散系数的主要原因有温度、晶体结构、晶体结构、晶体缺陷、固溶体类型、扩散元素性质、扩散组元浓度。
2.扩散系数的物理意义？扩散系数的一般表达式，指出各个符号的意义，并指出固溶体类型和晶体类型对扩散有和影响？扩散系数的物理意义是：第五章1、指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。
要获得细小的再结晶晶粒，有哪些主要的措施？①变形程度的影响：随着冷变形程度的增加，储能也增加，再结晶的驱动力就越大，因此再结晶温度越低，同时等温退火时的再结晶速率也越快。
注意：在给定温度下发生再结晶需要一个最小变形量（临界变形度）。
低于此温度，不再发生再结晶。
②原始晶粒尺寸：在其他条件相同的情况下，金属的原始尺寸晶粒越细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量较高，再结晶温度则较低。
③微量溶质原子：微量溶质原子的存在能显著提高再结晶温度。
（原因是：可能是溶质原子与位错及晶界间存在这交互作用，使溶质原子倾向于在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移和攀移和晶界的迁移起着阻碍作用，从而不利于再结晶的形核和长大，阻碍了再结晶的过程）④第二相粒子：第二相粒子的存在既可能促进基体金属的再结晶，也可能阻碍再结晶，这主要取决于基体上分散相粒子的大小及其分布。
⑤再结晶退火工艺参数：加热速度、加热温度、保温时间对再结晶都有不同程度的影响。
若加热速度过于缓慢时，变形金属在加热过程中有足够的时间进行回复，使点阵畸变度降低，再结晶温度上升，但是，极快速度的加热也会因在各温度下停留时间过短而来不及形核和长大，致使再结晶温度上升。
在变形程度和退火保温时间一定时，退火温度越高，再结晶速度越快，产生一定体积分数的再结晶所需要的时间也越短，再结晶后的晶粒越粗大。
措施：加大冷变形程度、加入魏亮元素、提高加热速度、采用细晶粒金属。
2.再结晶和二次再结晶的区别再结晶将冷压力加工以后的金属加热到一定温度后，在变形的组织中重新产生新的无畸变的等轴晶粒，性能恢复到冷压力加工前的软化状态过程。
二次再结晶是指再结晶退火后的金属在更高的温度或者更长的时间的保温下，会有极少数的晶粒迅速吞并其他晶粒长大，结果整个金属由少数比再结晶后晶粒大几十倍至几百倍的特大晶粒所组成的现象。
二者的本质区别：再结晶时形核与长大的过程，二次再结晶只是长大过程。
发生再结晶的驱动力为储存能，二次再结晶为界面能。
再结晶后强度，硬度下降而塑韧性提高，二次再结晶后材料的强度、塑韧性都会下降。
3.简述形变金属在加热时的回复和再结晶过程及其组织与性能的变化。
①强度和硬度：回复阶段的硬度变化很小，约占总变化的五分之一，而再结晶阶段则下降较大，强度具有和硬度相似的变化。
②电阻：变形金属的电阻在回复阶段一表现明显的下降趋势。
③内应力：在回复阶段，大部和全部的宏观内应力可以消除，而微观内应力则只是通过再结晶方可全部消除。
④亚晶粒尺寸：在回复的前期，亚晶粒尺寸变化不大，，但是在后期，尤其在接近再结晶时，亚晶粒尺寸就显著增大。
⑤密度：变形金属的密度在再结晶阶段发生急剧增加。
⑥储能释放：当冷变形金属加热到足以引起应力松弛的温度时，储能就被释放出来。
4.金属材料的变形金属材料在拉伸变形中通常经历弹性变形、塑性变形、最终可能断裂。
金属材料的每一个单晶体中主要变形形式以滑移为主，部分金属在变形中也会出现孪生变形。
滑移和孪生变形的微观机制可以用位错的观点进行解释。
多晶体材料则是由于晶界的阻滞作用和相邻晶粒位相差的不同通常会影响位错运动，导致多晶体材料变形相对单晶体材料困难。
单相固溶体合金则因为溶质原子的作用出现固溶强化，体心立方金属在拉伸过程中有屈服现象和应变时效现象。
多相合金第的塑性变形特点与第二相的数量、尺寸和分布有关，一般细小弥散、均匀分布的第二相会增强合金强度，是变形困难。
5.二次再结晶造成二次再结晶的原因是：原料粒径不均匀、烧结温度偏高、烧结速率太快。
防止二次再结晶的方法：控制烧结温度，烧结时间，控制原料粒径的均匀性，引入烧结添加剂。
6.低碳钢出现屈服现象的原因是当拉伸试样开始屈服时，应力随即突然下降，并在应力基本恒定的情况下继续发生屈服伸长，所以拉伸曲线出现应力平台区。
开始屈服与下降时所对应的应力值分别是上下屈服点，在发生屈服延伸阶段，试样的应变是不均匀的。
当应力达到下屈服点时，首先在试样的应力集中处开始塑性变形，并在试样表面产生一个与拉伸轴成45度交角的变形带----吕德斯带，与此同时，应力下降到屈服点，随后，这种变形带沿试样长度方向不断形成与扩展，从而产生拉伸曲线平台的屈服伸长。
六章1．论述纯金属与固溶体合金在凝固过程中表现出的异同点，并解释原因纯金属在结晶时其界面是粗糙的，在正温度梯度下进行长大。
由于晶体长大时通过固相模壁散热，固液界面是等温的，若取得动态过冷度界面就向前移动。
如果面局部有小的凸起伸向过热的液相中，小凸起将被融化，界面一直保持平直，晶体以平面状长大。
固溶体结晶时会出现成分过冷，固液界面前出现成分过冷区，此时界面如有任一小的凸起，它将伸入成分过冷区面获得过冷就能继续长大下去。
界面不能保持平稳而出现树枝晶。
2.凝固过程中形核和长大与再结晶过程中形核和长大主要区别是什么？简述再结晶过程中核心的产生方式。
凝固时形核和长大的驱动力是新、旧相化学位差，再结晶形核和长大的驱动力只是形变储存能。
凝固时的形核常为均匀形核；再结晶形核常在现有的形变不均匀区中，如晶界附近、切变带、形变带、第二相粒子周围；凝固长大时与母相不会有取向关系，再结晶长大时可能有一定的取向关系。
3.简述凝固过程的宏观特征凝固时宏观特征是：要有一定的过冷度，会放出明显的结晶潜热。
4.相同过冷度下比较均匀形核与非均匀形核的临界半径、临界形核功、临界晶核体积，哪个大？临界半径相同；临界形核功是均匀形核高；临界晶核体积也是均匀形核时大。
5.金属材料的凝固过程金属结晶通常分为两个阶段，即形核和形核后的长大阶段。
金属的形核通常在金属熔体中的小尺寸有序原子集团基础上，通过原子扩散而形成能够稳定长大的晶核，即纯金属的形核过程一般需要满足能量条件和结构条件，而合金的形核还要一定的成分条件。
金属形核后的长大通常需要一个较小的过冷度，原子向晶核扩散而长大，在长大过程中结晶界面是粗糙界面，因此金属长大速度一般很快，而结晶界面结构、温度梯度和结晶速度会影响到长大后的晶核形状和大小，，对于合金通常还会造成合金结晶后出现成分偏析等问题。
6.为什么多元合金凝固时候会出现成分过冷多元合金凝固过程中熔点高的元素先凝固，如果合金搅拌不够充分，将会降低熔点的元素富集在凝固界面前沿，降低凝固界面前沿液相的实际凝固温度，这时即使是正的温度梯度，凝固界面前沿也可能出现过冷度随离开界面距离增加而增大的现象，这种现象称为成分过冷现象。
成分过冷现象的出现将使国院金属即使在正的温度梯度下也可能出现胞状组织或者枝晶组织。
7.简述铸锭表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区产生的机理和性能特点。
答：①表面细晶区：组织是很细小的等轴晶粒，形成原因是型壁形成很大的过冷。
主要影响因素有模壁形核能力和模壁处所能达到的过冷度。
性能特点：该区晶粒十分细小，组织致密，机械性能好，但是很薄，没有多大的实际意义。
②柱状晶区：组织是垂直于模壁的柱状晶，形成的原因主要是晶粒的择优生长，外因：传热的方向性。
内因：晶体生长的各向异性。
生长方向垂直模壁指向中心区。
也可以答：①金属凝固后的收缩，空气层，冷却减缓。
②过冷度小，形核困难，依附原有晶核，继续长大。
③横向发展困难，纵向发展。
性能特点：组织致密，有方向性，但易形成杂质、气泡等脆弱界面。
③中心等轴晶区：组织是等轴晶，形成原因一方面是心部液态金属温度低，另一方面杂质原子在结晶时被排斥到结晶前沿分布中心形成晶核。
生长方式是枝晶间相互交叉。
性能特点：性能好，各向同性，无明显脆弱界面，但易产生缩孔、缩松等缺陷。
第七章1.离异共晶：失去共晶组织，特征的两粗大晶粒的混合体。
（可能在平衡凝固得到，也可能在非平衡凝固得到）出现：成分点远离共晶点的亚共晶合金。
2. 若是退火前预先进行变形加工，是否有助于加速均匀化过程，为什么？冷加工会造成铸件表层加工硬化，合金存储了畸变能，这是一种不稳定的热力学状态，在高温下，原子获得了足够的活动能力，开始扩散，这种畸变能应该是扩散的动力之一，所以是加速了均匀化的过程。
但是，由于均匀化退火的时间长、温度高，合金被氧化的很严重，所以表层都被氧化掉了。
从这个角度说，影响非常有限吧。
3.平衡分配系数平衡分配系数k0定义为平衡凝固时固相的质量分数w s和液相质量分数w t 之比。
如图图一是k0＜1的情况，也就是随着溶质增加合金凝固的开始温度和终结温度降低；随溶质的增加，合金凝固的开始温度和终结温度升高，此时k0＞1。
4.伪共晶在平衡条件下，只是共晶成分的合金才能得到全部的共晶组织。
然而在非平衡凝固的条件下，某些亚共晶或者过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金说得到的共晶组织成为伪共晶。
随着过冷度的增加，伪共晶区也扩大。
伪共晶区在相图中的配置对于不同的合金可能有很大的差别，。
若当合金中两组元熔点相近时，伪共晶区一般呈现对称分布；若合金中两住院熔点相差很大时，则伪共晶区将偏向高熔点组元一侧，一般认为其原因是，由于共晶中两组成相的成分和液态合金不同，它们的形核和长大都需要两组元的扩散，而以低熔点为基的组成相的成分与液态合金成分差别较小，则通过扩散而能达到该组成的成分较为容易，其结晶速度较大，所以，在共晶点偏于低熔点相时，为满足两组成相形成对扩散的要求，伪共晶区的位置必须偏向高熔点相一侧。
