工程材料经典例题

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1、1单晶体和多晶体有何差别为什么？单晶体具有各向异性多晶体具有各项同性单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的多晶体是由很多个小的单晶体所组成的每个晶粒的原子位向是不同的。因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同造成原子间结合力不同因而表现出各向异性而多晶体是由很多个单晶体所组成它在各个方向上的力相互抵消平衡因而表现各向同性。2简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元它是以分子式来表示其组成。3简述晶粒人小对金属力学

2、性能的影响，并列举儿种实际生产中细化铸造品粒的方法。晶粒大小对金属力学性能和工艺性能有很大影响。在一般情况下晶粒愈细小金属的强度、塑性、韧性及抗疲劳能力愈好所以细化晶粒是强化金属材料的最重要途径之一。为了细化铸件晶粒以改善其性能常采用以下方法增加过冷度进行变质处理孕育处理振动和搅拌。4说叨金属实际凝固时铸锭的3种宏观组织的形成机制。金属铸锭凝固时由于表面和中心的结晶条件不同其结构是不均匀的整个体积中明显的分为三种晶粒状态区域细等轴晶区、柱状晶区和粗等轴晶区。1液体金属注入锭模时由于锭模温度不高传热快外层金属受到激冷过冷度大生成大量的晶核。同时模壁也

3、能起非自发晶核作用。结果在金属的表层形成一层厚度不大、晶粒很细的细晶区。2细晶区形成的同时锭模温度升高液体金属的冷却速度降低过冷度减小生核速率降低但此时长大的速度受到的影响较小结晶过程进行的方式主要是优先长大方向与散热最快方向的反方向一致的晶核向液体内部平行长大结果形成柱状晶区。3随着柱状晶区的发展液体金属的冷却速度很快降低过冷度大大减小温度差不断降低趋于均匀化散热逐渐失去方向性所以在某个时候剩余液体中被推来的杂质及从柱状晶上被冲下来的晶枝碎块可能成为晶核向各个方向均匀长大最后形成粗大的等轴晶区。5生产中常把加热到淬火温度的钳工扁铲的刃部款入水中急

4、冷片刻后出水停留一•段时间在整体投入水屮冷却。说明两次水冷的作用及水冷后的组织。分级淬火的目的是使工件内部温度趋于一致减少在后续冷却过程中的内应力及变形和开裂倾向。淬火后产生马氏体组织。6对一批45钢零件进行热处理时不慎将淬火件和调质件弄混如何通过最简单的方法将他们区分开为什么？淬火加高温回火的热处理过程称为调质处理调质处理后的钢件具有优良的综合力学性能强度和韧性均好于直接淬火零件微观组织也更细化所以可以测硬度、进行冲击试验、观察微观组织来进行区分调质工件的硬度更大韧性更好微观晶粒更细化7在硬度相同条件下为什么经调质处理的工件比正火后的工件具有较好

5、的力学性能？因为正火得到的索氏体中的渗碳体是片状的而调质处理得到的索氏体索氏体中的渗碳体是粒状的粒状渗碳体阻止断裂过程的发展比片状渗碳体有利。9lg铁在室温和1000°C时各含有多少个晶胞（虫的相对原子质量56）111在室温：铁为体立方结构，每个晶胞中的原子数为2个，所以lg铁含有的阳胞数为N=——X-NA=——N.5621121111000-C时：铁为向心立方结构，毎个胡甩中的原子数为4个，所以1g铁含有的阳胞数为N=—X-N=——N.564224'10为什么金属结晶时必须过冷由热力学第二定律可知在等温等压条件下过程自动进行的方向总是向着系统自由

6、能降低的方向。金属在过冷的条件下那些处于能量较低状态的原子集团就可能成为自发形核的晶胚这是结晶的必要阶段。所以结晶的热力学条件是有一定的过冷度。11为什么金属结晶时常以枝晶方式长人在不平衡凝固过程中固相中溶质浓度分布不均匀凝固结束时晶体中成分也不均匀即有成分偏析现象。而当成分过冷很大时固溶体晶体以树枝状生长时先结晶的枝晶主干溶质浓度低枝晶外围部分溶质浓度高形成树枝状偏析。12现有两种鉄碳合金其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%铁索体量占25%另一种合金的显微组织中珠光体量占92%二次渗碳体量占8%这两种合金各属于哪一类合金其含碳量各为多少答第一

7、种是亚共析钢含碳量为0.0218%到0.77%之间后面一种是过共析钢碳含量为0.77%到2.11%o13为什么室温卜•金属的晶粒越细强度硬度越高塑性与韧性也越好晶界是阻碍位错运动的而各晶粒位向不同互相约束也阻碍晶粒的变形。因此金属的晶粒愈细其晶界总面积愈大每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多对塑性变形的抗力也愈大。因此金属的晶粒愈细强度愈高。同时晶粒愈细金属单位体积中的晶粒数便越多变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发生产生较均匀的变形而不致造成局部的应力集中引起裂纹的过早产生和发展。因此塑性韧性也越好。14用手来回玩着一根铁丝时开始感觉省劲后来

8、逐渐感觉有些费劲最后铁丝被折断试解釋该过程演变的原因。不断来回折的过程使铁丝产生了塑性变形开始时发生的是可恢复的弹性变形后