工程材料1,2章作业

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1、工程材料作业A>!f第一早1.常见的金属晶体结构有哪些？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格2.配位数和致密度可以用来说明哪些问题?答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则品体屮原子排列越紧密。3.晶面指数和晶向指数有什么不同？答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，确定晶向指数的方法和步骤如下：①选定任一结点作为空间坐标原点，通过坐标原点引一条平行所求晶向的直线;②求出该直线上任一点的三个坐标值a、P、y;③把这三个坐标值a、p、丫按比例化为最小整数w、r、『，再将£/、r、『不

2、加标点写入［］内，就得到晶向指数的一般形式［i/wr］。;晶面是指通过晶体中原子中心的平面，用晶面指数来表示，就是用晶面（或者平面点阵）在三个晶轴上的截数的倒数的互质整数比来标记。确定晶面指数的方法和步骤如下：①选定不在所求品面上的晶格屮的任一个结点为空间坐标原点，以品格的三条棱边为坐标轴，以晶格常数&么e分别作为相应坐标轴上的度量单位；②计算出所求晶面在各坐标轴上的截距，并取截距的倒数；③将这三个截距的倒数按比例化为最小整数/?、h7,再将//、々、J不加标点写入（）内，就得到晶面指数的一般形式（狄/）。如（100）、（010）、（111）、等

3、。4.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？答：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，金属的强度又随品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，晶体缺陷破坏了晶体的完整性，使晶格畸变、能量增高、金属的晶体性质发生偏差，对金属性能有较大的影响。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。5.产生加工硬化的原是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊?答：加工硬化的产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒

4、发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，产生许多细碎的亚晶粒。而亚晶粒随着晶粒的拉账而拉账，同时晶粒破碎和位错密度的提高使得金属塑性和韧性下降而强度和硬度提高的的现象。加工硬化在一定程度上可以提高金属强度和硬度；金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，导致后续加工工艺困难，需退火处理。6.划分冷加工和热加工的主要条件是什么？答：结晶温度。在再结晶温度以下的塑性变形加工是冷加工，在再结晶温度以上的塑性变形加工是热加工。7.与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？答：a.热加工可使金属中的气孔、裂纹、疏松焊合，从而使其致密度

5、得以提高。b.热加工可使金属中的枝晶和柱状晶破碎细化，从而使其机械性能提高。c.热加工可使金属屮的枝晶偏析、夹杂物和第二相等沿塑性变形方向被拉长，形成纤维组织的流线，使得金属的力学性能具有方向性，使纵向的强度、塑性和韧性显著大于横向，进而提高零件的使用寿命。8.什么是异质成核和均质成核？他们对铸件结晶和晶粒大小有什么影响？答：均质形核一一依靠液态金属本身在过冷条件下形成晶核（自发形核）；异质形核一一金属原子依附于固态杂质微粒的表面形成晶核（非自发形核）；在实际生产过程屮，异质形核和均质形核同时存在，，但是异质形核更为重要，往往起到了优先和主导的作

6、用。所以，实际金属凝同结晶的过冷度AT都不会超过20°C,而由于形成的晶粒越多，生成的晶粒就越细，故过冷度的大小会影响到晶粒的大小和粗细。所以，所以，均质形核和异质形核会阻碍晶粒的细化。9.何谓过冷度？它对冷却速度和铸件晶粒大小有什么影响？答：a.过冷度degreeofundercooling熔融金展平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。纯金属的过冷度等于其熔点与实际结晶温度的差值。b.冷却速度越大，则过冷度也越大。过冷度增大，AF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶

7、粒细化不利，结晶发生困难。10.进行细晶强化的措施有哪些？答：a.增加过冷度形核率N,长大速率G都随过冷度AT的增加而增大。AT越大，N/G越大。使单位体积中的晶粒数目越多，故晶粒越细化。b.变质处理在液态金属结晶前，加入一些细小的变质剂，使结晶时的形核率N增加或降低长大速率G,这种方法称为变质处理。c.附加振动振动能使液态金属在铸模中运动，造成枝晶破碎，破碎的枝晶尖端又KT起晶核作用。d.对于冷变形的金属可以通过控制变形度，退火温度来细化晶粒。11寞静钢锭和沸腾钢锭的缺陷有哪些?答：镇静钢的宏观组织是由细晶区、柱状晶区、等轴晶区组成。此外，镇静

8、钢还有缩孔、疏松、气泡、成分偏析等缺陷。沸腾钢的疏松、气泡、成分偏析等缺陷比镇静钢严重，力学性质也不如镇静钢。12溶体与金属间化合物在结