[精品]金属材料学复习1 (2).doc

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1、金属材料学复习1材料科学的基础知识1-1分别说明以下概念：（1）晶格；为了便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架。（2）晶胞；组成晶格的最小几何组成单元。（3）晶格常数；晶胞的大小和形状可用晶胞的棱边长度a,b,c和棱边夹角a,0,Y来表示，长度为10A-10m.（4）单晶体：原子排列的位向或方式均相同的晶体。（5）多晶体；由若干个小的单晶体组成，（6）晶粒；这些小的单晶体称晶粒（7）晶界；在多晶体屮，各晶粒的位向各不相同，晶粒间的过渡区称晶界（8）各向异性；晶体屮不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的,所以不同方向上原子结

2、合力也不同，晶体在不同方向上的物理，化学，力学的性能也有一定的差异，此特性称为晶体的各向异性（9）同素异构。少数金属固态下的晶体结构随外界条件（如温度、压力）而变化的现象，称为同素异构转变。1-2金属常见的晶格类型有哪几种？体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格1-3何谓凝固？通常把物质从液态转化成固态的过程。何谓结晶？物质从一种原子排列状态（晶态或非晶态）过渡为另一种原子规则排列状态（晶态）的转变过程。1-4什么是过冷度？理论结晶温度TO与实际结晶温度Tn的差称过冷度。液态金属结晶时为什么必须过冷？过冷度愈大，液态和固态之间能量状态差就愈大,促使液体结晶的驱动力就愈大，只有当

3、结晶的驱动力达到一定值时，结晶才能进行，过冷是结晶的必要条件。1-5何谓自发形核与非自发形核？自发形核：晶体核心是从液体内部H发长出的；非自发形核：晶核依附于金属内存在的各种固态的杂质微粒而生成。它们在结晶条件上有何差别?1-6过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响?过冷度愈人，形核率和长人速度就愈人。过冷度较小时，长大速度的增加程度快于形核率；过冷度较大时，则形核率的增大程度快于长大速度。1-7在实际生产中，常采用哪些措施控制晶粒大小？1）增大过冷度（如用金属型代替砂型，如采用高温熔化并低温浇注）2）变质处理（就是有意地向液态金属屮加入某些变质剂，以细化晶粒

4、和改善组织，达到提高材料性能的H的）1-8为什么室温下钢的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性也越好?晶粒越细，过冷度愈大，形核率增长愈快，晶粒愈小，金属的强度、硬度越高,塑性、韧性也越好2材料的力学行为2-1工程材料是如何分类的？金属材料：（钢铁材料，非铁金属）；非金属材料:（高分子材料，陶瓷材料，复合材料）。2-2材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？材料受力时抵抗弹性变形的能力应力与应变Z比，亦叫刚度。衡量材料抵抗弹件变形能力的扌旨标。,2-3说明以下符号的意义和单位。（1）Oe；材料能保持弹性变形的最大应力。e=Pe/F（）（MPa）⑵5（5.2）;材

5、料开始产生屈服时的应力os=Ps/Fo（MPa）⑶5;材料能承受最大载荷时的应力ob=Pb/Fo（MPa）（4）5；（塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力）伸长率。（5）W；断面收缩率（6）材料在交变应力作用下不发生疲劳断裂所能承受的最大应力。⑺冲击韧度指标，以材料受冲击断裂时单位面积上所消耗的能量来表示的。ak=Ak/F1-4比较布氏、洛氏硬度的压头、载荷、测量原理及应用范E1）布氏硬度:（120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120）HBS压头为淬火钢球，适用于布氏硬度值在450

6、以下的材料。IIBWH头为硬质合金球，适用于布氏硬度值在650以下的材料。测量原理：布氏硬度试验是以一定的载荷户把直径为D的淬火钢球或破质合金球压入试样表面，保持规定的吋间后卸载。布氏破度值与抗拉强度的关系ob=0・36HB。适用范围：HBS适用于测量退火、正火、调质钢及铸铁、有色合金等硬度小于450HB的较软金属；HBW适用于测量硬度值在650HB以下的材料。特点：测出硬度值准确、可靠；床痕人，不宜成詁检验；测量过程速度慢2）洛氏破度：（60HRC数字：破度值HR：洛氏破度C：标尺）HRA用于测量高破度材料，如破质合金、表淬层和渗碳层°HRB用于测量低破度材料，如有色金属和退火

7、、正火钢等。HRC用于测量屮等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。测量原理：洛氏硬度试验是用一定的载荷将规定的钢球或颤角为120〜的金刚石圆锥体床入试样表而，根据压痕的深度在洛氏硬度计上直接读出其硬度值。特点：试验简便、方便。压痕小，适用成检。测出硕度值不很准确1-5金属塑性变形的主要方式是什么？解释其含义1）单晶体燃性变形方式滑移：晶体在切应力的作用下，一部分沿一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）相对于另一部分产生运动。挛生：在切应力作用下，晶体的一部分对应于一定的晶面（挛晶面）产