机械工程材料课后题答案

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1、P24：1、名词解释1）相——材料中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一组织结构，并于其它部分有界面分开的均匀组成部分。•相组分——组成合金的相。如铁碳合金是由α相Fe3C和组成的。名词解释.1•组织——直接用肉眼观察到的，或借助于放大镜、显微镜观察到的材料内部的晶粒或相的集合状态（微观形貌图像）。•组织组分——组成合金显微组织的独立部分，它可以是单相，也可以是复相。如铁碳合金中的亚共析组织，就是由铁素体和珠光体两相组成。名词解释.22）单晶体——内部原子具有规则排列的理想单一晶体。•多晶体——由许多晶格位向不同小晶粒组成的实际晶体。名词解释.33）晶格——为了更清楚的表明原子在空间

2、排列的规律性，把晶体中原子进一步抽象为几何“点”，用一些假想的空间直线按一定规律把这些“点”连接起来，所构成的三维空间构架。•晶胞——晶体中反映晶体特征的最基本的几何单元。名词解释.4•晶格常数——表征晶胞特征的参数，如立方晶胞中的三条棱边的长度a、b、c，及三条棱边之间的夹角α、β、γ。4)晶界——多晶体中不同晶格位向的小晶粒之间的分界面。•亚晶界——亚晶粒之间的交界。名词解释.55）位错——晶体中二维尺度很小，而第三维尺度较大的缺陷。•位错密度——单位体积中所包含的位错线的总长度或穿过单位截面积的位错线数目。名词解释.66）组元——组成材料最基本的独立物质。•固溶体——溶质原子溶

3、入溶剂晶格中所形成的均一的、保持溶剂晶体结构的结晶相。•金属化合物——由相当程度的金属键结合形成具有金属特性的化合物。名词解释.77）各向异性——晶体内部不同的晶面和晶向上，原子的密度不同，相互之间的作用力不同，晶体在不同的方向上表现出了不同的性能。•同素异晶转变——随着外界条件（温度和压力）的变化，物质在固态时所发生的晶体结构的转变。画出立方晶系的下列晶面与晶向画出立方晶系的下列晶面与晶向（011）xzyo（231）oxyz（011）（231）画出下列晶向[111][231]yxzoP24：13、说明晶体缺陷的类型、主要内容，以及对性能的影响答：1）点缺陷——晶体内在三维方向上尺度

4、都很小的缺陷。•主要有晶格空位、间隙原子和置换原子。•点缺陷会使晶格扭曲，造成晶格畸变，使材料的电阻率增大，强度提高。2）线缺陷——晶体中二维尺度很小，而第三维尺度较大的缺陷。•它主要是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。其主要形式为刃形位错和螺形位错。•线缺陷对材料性能的影响比点缺陷更大，生产中常用增加位错密度的措施来提高材料的强度，但塑性也会随之降低。3）面缺陷——晶体中一维尺度很小而其它二维尺度很大的缺陷。•主要是指晶界和亚晶界。•由于晶界和亚晶界处原子处于不规则排列，晶格处于畸变状态，阻碍了金属的塑性变形，提高了材料的强度和硬度。•晶粒越细小，晶界就越多，对

5、塑性变形的阻碍作用就越大，强度、硬度就越高，塑性、韧性会越好。P57：2、说明金属结晶的充分与必要条件各是什么？答：金属结晶的充分条件是液态金属内部原子在短距离微小范围内呈现短程有序排列，并不断变动，不断形成，又不断消失，产生结构起伏；•金属结晶的必要条件是“过冷”，其实际结晶温度总是低于理论结晶温度。P58：3、金属结晶的基本规律、决定因素、控制措施是什么？答：金属结晶的基本规律是一个不断形成晶核和晶核不断长大的连续过程。•决定金属结晶后晶粒度的主要因素是形核的数目和晶核长大的速率。具体控制晶粒度的方法有：（1）控制过冷度；（2）化学变质处理；（3）增加液体的流动，通过机械、搅拌、

6、电磁、超声波处理等，促进形核并破碎枝晶。P55：13解：(1)、合金成分wB=50%①、Qα=（75%－50%）/（75%－15%）×100％=58.33％Q（α＋β)=（50%－15%）/（75%－15%）×100％＝41.67％②、Qα=（95%－50%）/（95%－15%）×100％=56.25％Qβ=（50%－15%）/（95%－15%）×100％=43.75％13题图13题图AB15%75%95%α＋βLL+ααL+ββ50%X(2)、设合金的成分为xQβ初晶=(95%－x)/(95%－75%)×100％=50％或Q（α＋β）共晶=(x－75%)/(95%－75%)×100

7、％=50％解之得x=85％P56：15解：1）QF=(0.77%-0.6%)/(0.77%-0.0008%)×100％=22.1%QP=(0.6%-0.0008%)/(0.77%-0.0008%)×100％=77.9%2）QP=(6.69%-1.2%)/(6.69%-0.77%)×100％=92.7%QFe3cⅡ=(1.2%-0.77%)/(6.69%-0.77%)×100％=7.3%P0.02181148CLd4.30E2.11727SP0.77HQ91