第2章 金属材料的组织结构
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(一)名词解释晶体、非晶体(一)名词解释空间点阵、晶格、晶胞、致密度、空位、刃型位错、固溶体、间隙相(二)填空题1.金属晶体中最主要的面缺陷是_______。
2 .γ -Fe、α -Fe 的一个晶胞内的原子数分别为___、____。
(三)选择题1.晶体中的位错属于_______。
a.体缺陷b.面缺陷c.线缺陷d.点缺陷2.两组元组成固溶体,则固溶体的结构_______。
a.与溶剂相同b.与溶剂、溶质都不相同c.与溶质相同d.是两组元各自结构的混合3.间隙固溶体与间隙化合物的_________。
a.结构相同,性能不同b.结构不同,性能相同c.结构相同,性能也相同d.结构和性能都不相同(四)是非题1 .金属多晶体是由许多结晶方向相同的多晶体组成。
2 .形成间隙固溶体的两个元素可形成无限固溶体。
3 .间隙相不是一种固溶体,而是一种金属间化合物。
(五)综合题1.实际晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?(一)名词解释弹性变形、塑性变形、冲击韧性、疲劳强度、、、 、HB、HRCb s(二)填空题1.材料常用的塑性指标有_______和_______两种,2.检测淬火钢成品件的硬度普通用_______硬度,检测退火件、正火件和调质件的硬度常用_______硬度。
1.材料的工艺性能是指_______、_______、_______、_______、_______。
(三)选择题1.在作疲劳试验时,试样承受的载荷为______。
a.静载荷b.冲击载荷c.交变载荷2.洛氏硬度C 标尺使用的压头是______。
a.淬硬钢球b.金刚石圆锥体c.硬质合金球(四)是非题1 .材料的强度高,其硬度就高,所以刚度大。
2 .碳的质量分数越高,焊接性能越差。
3 .钢的铸造性能比铸铁好,故常用来铸造形状复杂的工件。
(五)综合题b1.某种钢的抗拉强度=5.38×108MPa,某一钢棒直径为10mrn,在拉伸断裂时直径变为8mm,问此棒能承受的最大载荷为多少?断面收缩率是多少?2.一根直径为2.3mm、长3m 的钢丝、受载荷4900N 后有多大的变形。
金属材料的微观组织与力学性能金属材料是当今工业制造的重要材料之一。
金属材料具有优异的力学性能,这得益于其微观组织和晶粒结构的调控。
而了解金属材料的微观组织与力学性能的关系,对于控制和提升金属材料的性能具有重要意义。
一、金属材料的微观组织金属材料的微观组织主要包括晶粒、晶界、位错和相等组织。
其中,晶粒是材料中最基本的结构单元,其大小、形状和方向会直接影响材料的力学性能。
晶界则是晶粒之间的分界面,对于材料的强度、韧性、塑性等力学性能也有重要的影响。
位错则是晶体中的缺陷,会影响材料的力学性能和变形行为。
相等组织则是金属中的不同相之间的分布和相对应的组织结构,对于材料的力学性能也有一定的影响。
二、金属材料的力学性能金属材料的力学性能包括强度、塑性、韧性、硬度和疲劳性能等。
其中,强度是指材料在受力下抵御破坏的能力,通常分为屈服强度和抗拉强度。
塑性是指金属在受力下产生的塑性变形,即材料可以在一定程度上发生形变,而不发生破坏。
韧性则是材料在弯曲和撕裂等断裂形式下抗破坏的能力。
硬度是材料对于切割、磨削和钻孔等形变的难易程度,通常用比例尺表示。
而疲劳性能则是指材料在循环载荷下承受疲劳破坏的能力。
三、微观组织对力学性能的影响微观组织对金属材料性能的影响是多方面的。
对于晶粒大小,晶粒越小,则材料的塑性和韧性越大,韧性和强度之间的折中点也越低。
对于位错密度,位错越多,材料的局部塑性、刚度和韧性越大。
对于晶界密度,晶界越密,则材料的强度和韧性越大,但可能会导致材料的塑性降低。
而对于相等组织,不同的相等组织对材料的性能有不同的影响,如铸态组织和冷轧组织等。
四、常见的金属材料常见的金属材料包括钢铁、铝、铜、镁和钛等。
钢铁是一种含铁的合金,具有优异的机械强度和塑性,广泛应用于建筑、制造和交通等领域。
铝是一种轻量、耐腐蚀的金属材料,可用于汽车、飞机、建筑和电子工业等领域。
铜是导电、导热和耐蚀性能较好的金属,广泛应用于电子、建筑和制造等领域。
【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。
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?7.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?8.金属结晶的基本规律试什么?晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响?9.在铸造生产中,采用哪些措施控制晶粒大小?在生产中如何应用蜕变处理?举例说明。
10.简述铸钢锭的组织和缺陷。
11.为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区?而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区?12.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)金属模浇注与沙模浇注;(2)高温浇注与低温浇注;(3)铸成薄件与铸成厚件;(4)浇注时采用震动与不采用震动。
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。