金属凝固学课程考试试题(个人整理版)
河南科技大学
2014级硕士研究生课程考试试题
一、名词解释（每个3分，共30分）
(1)共晶团；（2)小晶面相；（3)均质形核；（4)生长过冷度；（5)溶质平衡分配系数；
(6)临界晶核；（7)等轴枝晶；（8)成分过冷；（9)溶质再分配；（10)形核速率
二、问答题（每题5分，共10分）
1.铸造铝硅合金变质处理，可以使共晶硅相细化和钝化，但只能使初生硅相细化，而不能改变其形态，为什么？
2.凝固过程中晶体的生长方式有哪些？不同生长方式的长大速度与生长过冷度的关系是怎
样的？
三、计算分析题（每题10分，共20分）
1.在成分为含GalOppm的Ge-Ga熔液中生长Ge-Ga晶体，对流边界层厚δ=0.005厘米，设液相扩散系
数D L=5×10-5厘米2/秒,溶质分配系数k=0.1，凝固速度为8×10-3厘米/秒。问凝固到50%时形成的固相成分为多少？试绘制出凝固后沿锭子轴向的成分分布图。
2.通过热分析实验测得某共晶Zn-Al合金试样从开始结晶到结晶结束的时间为2s,对该试样进行定量
金相统计，得到共晶团最大直径为0.22mm，层片间距为0.0023mm。另有一共晶Zn-Al合金试样，由于冷却速度太快，在热分析实验所得的冷却曲线上分辨不出试样开始结晶和结晶结束的时刻，但对该试样进行定量金相统计，得到共晶团最大直径为0.05mm, 层片间距为0.0005mm，试推算该试样从开始结晶到结晶结束的时间（Zn-Al合金中的共晶组织为“非小晶面相一非小晶面相”共晶
四、综述题（每人选做一题，不能同题，40分）
1.查阅文献资料，综述有关液态金属结构的理论与实验结果。
2.查阅文献资料，综述有关金属液固相变物理机制的研究成果。
3.论述形核的热力学原理，以此为基础阐述孕育剂的作用。
4.解析形核的动力学规律，以此为基础阐述孕育剂的作用。
5.论述决定小晶面与非小晶面两种生长方式的热力学原理，以此为基础阐述变质剂改变晶体生长方式的
机理。
6.论述影响小晶面与非小晶面两种生长方式的动力学因素，以此为基础阐述变质剂改变晶体生长方式的
机理。
7.论述晶体生长方式及其长大速度，对二维形核生长方式的长大速度进行物理数学解析。
8.论述铸铁中石墨相的生长方式，以及变质处理改变石墨相形态的物理机制。
9.论述铸造铝硅合金中硅相的生长方式，以及变质处理改变硅相形态的物理机制。
10.试推导固相无扩散，液相均匀混合情况下球形晶生长的溶质再分配解析式。
11.试推导固相无扩散，液相中有限扩散而无对流情况下，球形晶生长的溶质再分配解析式。
12.试推导固相无扩散，液相中有限对流情况下，球形晶生长的溶质再分配解析式。
13.试推导固相有限扩散，液相均匀混合情况下，球形晶生长的溶质再分配解析式。
14.论述固液界面稳定性的成分过冷理论，给出相应的界面形态判据的解析分析。
15.论述固液界面稳定性的微扰理论，给出相应的界面形态判据的解析分析。
16.论述晶体生长方式及其长大速度，对螺旋位错生长方式的长大速度进行物理数学解析。
17.论述非小晶面相树枝晶生长的尖端演化过程，分析枝晶尖端稳态生长速度。
18.对金属凝固过程中枝晶间渗流进行理论解析，给出枝晶间渗透率表达式，在此基础上阐述影
响枝晶间补缩的因素。
19.综述金属凝固过程中枝晶间渗透率的现有成果，对宽结晶温度范围合金的在半无限大铸型中
的凝固传热进行分析，在此基础上阐述枝晶间补缩的工艺因素。
20.查阅文献，综述铸锭凝固过程中固液两相流理论的研究成果（包括两相流方程、定解条件及
参数、获得的重要结果、适用的场合等)。
21.运用凝固过程中固液两相流理论对大型圆柱形直立铸锭的宏观偏析进行解析（给出两相流方
程、定解条件及参数、求解的结果等），据此分析改善铸锭均匀性的工艺措施。
22.对非小晶面-非小晶面共晶单向生长过程进行理论解析，解出曾片间距表达式，据此分析影响
共晶组织层片间距的因素。
23.对非小晶面-非小晶面共晶球状生长过程进行理论解析，解出曾片间距表达式，据此分析'?影响共
晶组织层片间距的因素。
24.对包晶反应单向生长进行理论解析，解出晶体间距表达式，据此分析影响包晶组织粗细的因素。
25.对包晶反应球状生长进行理论解析，解出单位体积晶粒数表达式，据此分析包晶细化晶粒的影响
因素。
26.对球墨铸铁离异共晶生长进行理论解析，解出单位体积石墨球数表达式，据此分析改善球化质量
的途径。
27.对选区凝固过程的溶质再分配进行理论解析，解出铸锭轴向溶质分布表达式，据此分析提高铸锭
提纯程度的措施，列举现有的选区凝固技术及其优缺点。
28.对纯金属热型连铸过程进行传热分析，解出固液界面两侧铸锭轴向温度分布表达式，分析铸型温
度、拉铸速度、温度梯度等工艺参数之间的关系。
29.综述快速凝固技术的发展与应用，并通过样品的集总传热分析讨论快速凝固的冷却速度极限。
金属工艺学复习资料__考试必备_重要的简答题1
《金属工艺学》复习资料 一、填空： 1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。 2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。 3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。 4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。 5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。 6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。 7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。 8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。 9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。 10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。 11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。 12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。 14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。 15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。 17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。 20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。 21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。 二、名词解释： 1.充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，成为液态合金的充型能力。2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。
(完整版)《金属学与热处理》复习题参考答案
《金属学与热处理》复习题 绪论 基本概念： 1.工艺性能:金属材料适应实际加工工艺的能力。（分类） 2.使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。（分类） 3.组织：用肉眼，或不同放大倍数的放大镜和显微镜所观察到的金属材料内部的情景。 宏观组织：用肉眼或用放大几十倍的放大镜所观察到的组织。 （金属内部的各种宏观缺陷） 显微组织：用100-2000倍的显微镜所观察到的组织。 （各个组成相的种类、形状、尺寸、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原子的排列方式。 第一章 基本概念： 1.金属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升高而增加。 2.金属键；金属正离子和自由电子之间相互作用而形成的键。 3.晶体：原子（离子）按一定规律周期性地重复排列的物质。 4.晶体特性：(原子)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则几何外形。 5.晶胞：组成晶格的最基本的几何单元。 6.配位数:晶格中任一原子周围与其最近邻且等距的原子数目。
7.晶面族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶面称为晶面族。 8.晶向族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。 9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。又称为同素异构转变。 10.晶体缺陷：实际晶体中原子排列偏离理想结构的现象。 11.空位：晶格结点上的原子由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。 12.位错：晶体中有一列或若干列原子发生了有规则的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。 13.柏氏矢量：在实际晶体中沿逆时针方向环绕位错线作一个闭合回路。在完整晶体中以同样的方向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引一矢量，该矢量即为这条位错线的柏氏矢量。 14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全一致，而相互之间位向不相同的小晶体。 15.各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶体在不同方向上的性能有所差异。 16.伪各向同性：由于多晶体中各个晶粒的位向不同，所以不表示出单晶体的各向异性。 17.小角度晶界：相邻晶粒位向差小于10o的晶界。 18.大角度晶界：相邻晶粒位向差小于10o的晶界。 基础知识： 1.三种典型金属结构的晶体学特点。（点阵常数，原子半径，晶胞内原子数，配位数，致密度，间隙种类及大小）
金属工艺学重点知识点
属 工 -艺 学 第 五 版 上 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（b s）、抗拉强度（b b）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（S）、断面收缩率（ 3 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。 1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW （硬质合金球） 指标：-2洛氏硬度：HR （金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？
答：b b:抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 （7 S :屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 6：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 7 -1 ：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 S：延伸率，衡量材料的塑性指标。 a k :冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC洛氏硬度，HBS压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW压头为硬质合金球的布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。 原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。 M提高冷却速度，以增加晶核的数目。 J 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 U、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体。 铁碳合金组织可分为：2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质 （渗 < 碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
金属凝固原理复习资料
金属凝固原理复习题部分参考答案 （杨连锋2009年1月） 2004年 二 写出界面稳定性动力学理论的判别式，并结合该式说明界面能，温度梯度，浓度梯度对界面稳定性的影响。 答：判别式, 2 01()()2 (1)m c v D s g m v D g G T k ωωωω * *??- ??? =-Γ- ++?? -- ??? ，()s ω的正负决定 着干扰振幅是增长还是衰减，从而决定固液界面稳定性。第一项是由界面能决定的，界面能不可能是负值，所以第一项始终为负值，界面能的增加有利于固液界面的稳定。第二项是由温度梯度决定的，温度梯度为正，界面稳定，温度梯度为负，界面不稳定。第三项恒为正，表明该项总使界面不稳定，固液界面前沿形成的浓度梯度不利于界面稳定，溶质沿界面扩散也不利于界面稳定。 三 写出溶质有效分配系数E k 的表达式，并说明液相中的对流及晶体生长速度对E k 的影 响。若不考虑初始过渡区，什么样的条件下才可能有0s C C * = 答：0 00 (1)N L s v E D C k k C k k e δ*- = = +- 可以看出，搅拌对流愈强时，扩散层厚度N δ愈小， 故s C * 愈小。生长速度愈大时，s C * 愈向0C 接近。（1）慢的生长速度和最大的对流时，N L v D δ《1，0E k k = ；（2）大的生长速度或者液相中没有任何对流而只有扩散时，N L v D δ》1，E k =1 （3）液相中有对流，但属于部分混合情况时，0 1E k k <<。1E k =时，0 s C C * = ，即在 大的生长速度或者液相中没有任何对流而只有扩散时。 四 写出宏观偏析的判别式，指出产生正偏析，负偏析，和不产生偏析的生长条件。 答：0 1s q q C k C k = -+，s C 是溶质的平均浓度，0C 是液相的原始成分，q 是枝晶 内溶质分布的决定因素，它是合金凝固收缩率β，凝固速度u 和流动速度v 的函数， (1)(1)v q u β=-- 。0s C C =，即 1p u v β β =- -时，q=1，无宏观偏析。0s C C >时，对于01k <的合金来说，为正偏析，此时 1p u v β β >- -。0s C C <时，对于01k <的合金来 说，为负偏析，此时 1p u v β β <- -。 五 解：用2m m m m r m m k r T V T V T H H σσ?=- ?=- ? ??计算
(完整版)金属学及热处理习题参考答案(1-9章)
第一章金属及合金的晶体结构 一、名词解释： 1．晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。2．非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。 3．晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。 4．晶胞：构成晶格的最基本单元。 5．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。 6．多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。 7．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。 8．合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。 9．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 10．相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。 11．组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。 12．固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。 二、填空题： 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。 2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。 6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 8．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
广西大学金属工艺学复习重点教学教材
广西大学金属工艺学 复习重点
铸造 1金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课。是2铸造到今天为止仍然是毛坯生产的主要方法。是 3铸造生产中，最基本的工艺方法是离心铸造。否 4影响合金的流动性因素很多，但以化学成分的影响最为显著。是 5浇注温度过高，容易产生缩孔。是 6为防止热应力，冷铁应放在铸件薄壁处。否 7时效处理是为了消除铸件产生的微小缩松。否 8浇注温度越高，形成的缩孔体积就越大。是 9热应力使铸件薄壁处受压缩。是 10铸造中，手工造型可以做到三箱甚至四箱造型。是 二、单选题 1液态合金的流动性是以（ 1）长度来衡量的． ①. 螺旋形试样②. 塔形试样 ③. 条形试样④. 梯形试样 2响合金的流动性的最显著的因素是（2 ） ①. 浇注温度②. 合金本身的化学成分 ③. 充型压力④. 铸型温度 3机器造型（ 1） ①. 只能用两箱造型②. 只能用三箱造型 ③. 可以用两箱造型，也可以用三箱造型④. 可以多箱造型
4铸件的凝固方式有（ 1） ①. 逐层凝固，糊状凝固，中间凝固②. 逐层凝固，分层凝固，中间凝固③. 糊状凝固，滞留凝固，分层凝固④. 过冷凝固，滞留凝固，过热凝固5缩孔通常是在（4） ①. 铸件的下部②. 铸件的中部 ③. 铸件的表面④. 铸件的上部 6（3 ）不是铸造缺陷 ①. 缩松②. 冷裂 ③. 糊状凝固④. 浇不足 7浇注车床床身时，导轨面应该（1） ①. 放在下面②. 放在上面 ③. 放在侧面④. 可随意放置 8三箱造型比两箱造型更容易（2 ） ①. 产生缩孔和缩松②. 产生错箱和铸件长度尺寸的不精确 ③. 产生浇不足和冷隔④. 产生热应力和变形 9关于铸造，正确的说法是（ 2） ①. 能加工出所有的机械零件②. 能制造出内腔形状复杂的零件 ③. 只能用铁水加工零件④. 砂型铸造可加工出很薄的零件 10关于热应力，正确的说法是（3 ） ①. 铸件浇注温度越高，热应力越大②. 合金的收缩率越小，热应力越大
金属学考试题
金属学及热处理 一、单选题：(1-30)题，请选择正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题0.5分,共15分,) 1.下列金属中不能进行锻轧的是( ). A.纯铁 B. 碳钢 C. 生铁 2.45钢中的平均含碳量为（ ）。 A. 45% B.0.45% C.4.5% 3.T12钢中的平均含碳量为（ ）。 A. 0.12% B.12% C.1.2% 4.普通、优质和高级优质钢是按钢的（ ）进行划分的。 A.力学性能的高低 B.硫、磷含量的多少 C.硅、锰含量的多少 5.在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有（ ） A.T8A B.08F C.Q235-A.F 6.在下列牌号中属于碳素工具钢的有（ ） A.T8A B.08F C.Q235-A.F 7.硫造成钢的( )。 A.热脆 B.冷脆 C.白点 D.龟裂 8.磷造成钢的 ( )。 A.热脆 B.冷脆 C.白点 D.龟裂 9.适合制造冷冲压件。 A.08F B.45 C.65Mn 10. ( )适合制造小弹簧。 A.08F B.45 C.65Mn 11.适合制造錾子。 A.08F B.45 C.T8 12.确定碳钢淬加热温度的主要依据是（ ）。 A.C 曲线 B.Fe-Fe3C 相图 C.钢的Ms 线 13. ( )是碳素钢完全退火的组织。 A.马氏体 B.回火索氏体 C.铁素体+珠光体 14. ( )是碳钢正火的组织。 A.回火马氏体 B.索氏体 C.莱氏体 15. ( )是低温回火的组织。 A.回火马氏体 B.回火索氏体 C.莱氏体 16.回火索氏体中的渗碳体为（ ）状。 A.网 B.细片 C.细粒 17.（ ）是钢加热过程中的转变。 A. 珠光体向奥氏体转变 B.奥氏体向珠光体转变 C. 奥氏体向渗碳体转变 18.( )钢加热过程中发生渗碳体溶入奥氏体的转变。 A.共析钢 B.亚共析钢 C.过共析钢 19.（ ）钢冷却过程中发生奥氏体析出渗碳体的转变。 A.共析钢 B.亚共析钢 C.过共析钢 20.用放大100~200倍的金相显微镜观察到的组织称为( )。 A 、宏观组织 B 、显微组织 C 、晶体结构 21.钢在加热时，（ ）现象称为过烧。 A.表面氧化 B.奥氏体晶界发生氧化或熔化 C.奥氏体晶粒粗大 22.钢在加热时，奥氏体晶粒粗大的现象称为（ ）。 A. 过热 B.过烧 C.脱碳 23.生铁不能进行轧制，主要是由于它不具有良好的（ ）。 A.弹性 B.脆性 C.塑性 24.下列说法正确的是（ ）. A.塑性好的金属一定柔软 B. 塑性好的金属一定不柔软 C. 塑性与柔软性不存在必然联系 25.金属的塑性不好在轧钢中可能出现的问题是（ ） A.变形量较大时便出现裂纹 B. 变形量很大也不出现裂纹 C.变形时要用很大的力才能压动 培训单位：_________________ 准考证号：___________________姓名：____________ ------------------------------- 线------------------------------------ 封--------------------------------- 密-------------------- 职业技能鉴定试卷
金属工艺学复习要点
第一篇金属材料材料导论 第一章金属材料的主要性能 第一节金属材料的力学性能 力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出的性能。 一、强度与塑性 概念：应力；应变 拉伸实验 F（ k· F ?L（mm） ?L e 1.强度： 定义：塑性变形、断裂的能力。 衡量指标：屈服强度、抗拉强度。 （1）屈服点： 定义：发生屈服现象时的应力。 公式：σs＝F s/A o（MPa） （2）抗拉强度： 定义：最大应力值。 公式：σb＝F b/A o 2.塑性： 定义：发生塑性变形，不破坏的能力。 衡量指标：伸长率、断面收缩率。 （1）伸长率： 定义： 公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％ （2）断面收缩率： 定义： 公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％ 总结：δ、Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。
二、硬度 硬度： 定义：抵抗更硬物体压入的能力。 衡量：布氏硬度、洛氏硬度等。 1.布氏硬度：HB （1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。 （2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。 2.洛氏硬度：HRC用的最多 一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。 （1）应用范围：钢及合金钢。 （2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。 总结：数值越大，硬度越高。 第二章铁碳合金 第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 一、金属的结晶 结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。 实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。一、金属结晶的过冷现象： 金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn 哈工大 2008 年 秋 季学期 《金属学与热处理》试题B 一、单项选择题（每小题1分，共10分） 1．图1所示三元合金系中Ｇ点对应合金 成分为___________。 A 、40%A+10%B+50%C ； B 、10%A+50%B+40% C ； C 、10%A+40%B+50%C ； D 、50%A+10%B+40%C ； 图 1 三元共晶相图 2．利用三元相图的等温截面，可___________。 A 、分析三元合金的相平衡 B 、确定三元合金平衡相的成分 C 、确定三元合金平衡相的含量 D 、确定三元合金室温下的组织 3．某三元共晶相图如右图2所示， 则 E 3温度点的等温截面为____。 A 、 B 、 B 、 图2 三元共晶相图 C 、 D 、 A B C D E F G H 4．体心立方金属的滑移系为_____________。 A、<111>{110} ； B、<110>{111} ； C、<100>{110} ； D、<100>{111} 5．变形金属再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，该过程_____。 A、发生了固态相变； B、发生了多晶型转变； C、发生了重结晶； D、无新晶型生成 6．制造汽车半轴的下列方法中，较为理想的成型方法是_____________。 A、由钢液精密铸造成轴； B、用粗钢棒经车削加工成轴； C、由钢液浇注成铸锭再机械加工成轴； D、由圆钢棒先热锻，再车削加工成轴 7．钢中的下贝氏体是。 A、两相机械混合物； B、一种间隙化合物 C、一种过饱和固溶体； D、一种以铁为基的单晶体 8．共析钢过冷奥氏体在Ms Mf的温度区间转变所形成的组织为_____。 A、马氏体; B、索氏体； C、下贝氏体； D、上贝氏体 9．合金时效过程中，硬度达到极值前随时效时间延长而上升的现象，称为。 A、冷时效； B、欠时效；； C、峰时效； D、过时效 10．各种成分碳钢的回火处理应在。 A、退火后进行； B、正火后进行； C、淬火后进行； D、再结晶后进行 二、判断题（正确的将题号后标注字母“T”, 错误的将题号后标注字母“F”, 每小题1分，共6分） 1.滑移是金属塑性变形基本过程之一，不会引起金属晶体结构的变化。（） 2.共析钢过冷奥氏体在等温冷却过程中，既可能发生珠光体型转变和贝氏体型转变，也可能发生马 氏体型转变。（） 3.金属晶体中，原子排列最密集的晶面间的距离最小，所以滑移最困难。（） 4.原始组织为片状珠光体的碳钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体 的奥氏体化速度快。( ) 5.碳素钢中的过冷奥氏体发生马氏体转变时，体积要收缩。( ) 6.经淬火再高温回火的碳钢，可得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。（） 金 属 工 艺 学 第 五 版 上 册纲要 强度：金属材料在里作用下，抵抗塑性变形和断裂能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。 塑性：金属材料在力作用下产生不可逆永久变形能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕能力。 1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上拉称为应力，试样单位长度上伸长量称为应变。 5、下列符号所示力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂最大应力。 δ：延伸率，衡量材料塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸取冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。 纯金属结晶涉及晶核形成和晶核长大。 同一成分金属，晶粒越细气强度、硬度越高，并且塑性和韧性也越好。 因素：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列过度，晶界上排列是犬牙交错，变形是靠位错变移或位移来实现，晶界越多，要跃过障碍越多。 1提高冷却速度，以增长晶核数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质解决，以增长外来晶核，还可以采用热解决或塑性加工办法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具备金属特性新物质。构成元素成为成员。 1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型金属晶体。铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各成员按一定整数比结合而成、并具备金属性质 均匀物质（渗碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成两相混合组织。 金属材料的基本知识习题 1. 当材料单位面积上所受的应力在什么条件下，只产生微量的塑性变形。在什么条件下，材料将产生明显的塑性变形。 2 在什么条件下，材料将断裂。 3 布氏硬度和洛氏硬度硬度各有什么优缺点? 4下列零件用哪种硬度法测量 1. 硬质合金刀头 2 锻件 5 水、油混装在一个瓶子里，是几个相？ 将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？ 6 写出GPS AEC CFD 的组织 7 碳对钢的力学性能有什么影响 8 比较同一钢件正火和退火后的强度和硬度 9 正火的目的 钢的种类正火主要目的 消除过热组织、细化晶粒、改善切削性 低碳 低合金钢 中碳钢消除组织缺陷、保持硬度、为调质做准备 过共析钢消除网状二次渗碳体、为球化退火和淬火做准备 高合金钢淬火作用（空淬） 10出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后的大致硬度 １．４５钢小轴（要求综合力学性能好） ２．６５钢弹簧 ３. Ｔ１２钢锉刀 11 1. 分析在缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程和室温组织 2. 分析在缓慢冷却条件下，T10钢的结晶过程和室温组织 12 说明下列符号的含义： Q235；20； T12； T12A； 40Mn2 ?测定材料的疲劳强度应有一定的应力循环次数，其中钢材以为基数 而有色金属和某些超高强度钢以为基数。 ?金属材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后金属能恢复其原来形 状的性能，被称为。这种随外力消失而消失的变形，叫做。 ?金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能的，被称 为。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做。 ?金属材料的塑性通常用和来表示。 ?常用的硬度指标主要有、等。 1. 选择下列材料的硬度测试方法： 第一章 1?作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1-2）、（4 2 1）等晶面和［-1 0 2］、 今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。 解：设X方向的截距为5a, Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数，分别为 1/5a，1/2a, 1/2a 化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5） 4体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1） 晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面 3?某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数 解：（1 0 0）面间距为a/2, （1 1 0）面间距为"2a/2, （1 1 1）面间距为"3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0） 7证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633 证明：理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子 与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示 贝卩OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a 因厶ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE 由于(BC)2=(CE)2+(BE)2 有(CD)2=(OC)2+(1/2C)2，即 I /T J (CU)(c)2- ' 3 2 因此c/a=V8/3=1.633 8?试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R 解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-v2a/4=0.146a 面心立方原子半径R二辺a/4，贝卩a=4R/\2，代入上式有 R=0.146X4R/ V2=0.414R 9. a ）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。b）经X射线测定，在912C时丫-Fe的晶格常数为0.3633nm, a -Fe的晶格常数为0.2892nm,当由丫-Fe转化为a -Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。 解：a）令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别 为V面、V踢与a面、a体，钢球的半径为r，由晶体结构可知，对于面心晶胞有 4r=辺a 面，a 面=2辺/2r, V 面二（a 面）3= （2辺r）3 对于体心晶胞有 4r= \3a 体，a 体=4v3/3r, V 体二（a 体）3= （4\3/3r）3 则由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀厶V为 △V=2X V体-V 面=2.01r3 B）按照晶格常数计算实际转变体积膨胀厶V实，有 △V实=2^ V体-V 面=2x（0.2892）3-（0.3633）3=0.000425nm3 实际体积膨胀小于理论体积膨胀的原因在于由丫-Fe转化为a -Fe时,Fe原子的半径发生了变化，原子半径减小了。 10. 已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,求 金属工艺学第五版上册纲要b）。σ强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（s）、抗拉强度（σψ）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ ：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。bσ答： s：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。σ 0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力σ -1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。σδ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 k：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。α HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HRC过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。1提高冷却速度，以增加晶核的数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 第三章纯金属的凝固 1名词解释 过冷度，临界晶核，临界晶核半径，自发形核，能量起伏，形核功，形核率，变质处理，柱状晶带，等轴晶，异质形核，非晶态金属 2判断 1 纯金属中含有少量杂质在热力学上是稳定的。（） 2 临界半径r K 大小仅与过冷度有关。（） 3 液态金属凝固时，临界晶核半径与过冷度成反比。（） 4 在液态金属中形成临界晶核时，体系自由能的变化为零。（） 5 任何温度下液态金属中出现最大结构起伏是晶胚。（） 6 任何过冷度下液态金属中出现的最大结构起伏却是晶核。（） 7 湿润角θ =180e时，异质形核最容易进行。（） 8 枝臂间距是指相邻两树枝晶一次轴之间的距离。（） 9 为了细化晶粒，工艺上采用增大过冷度的方法，这只对小件或薄件有效，而对较大厚壁铸件并不适用。（） 10 从非均匀形核计算公式：A 非均匀=A 均匀 （2-3cosθ+cos3θ）/4看出当θ=00时固相杂质相当于 现成的大晶核。（） 11 理论凝固温度与固/液界面处温度之差，称为动态过冷度。（） 12 动态过冷度是指结晶过程中实际液相温度熔点之差。（） 13 液态金属结晶时，其临界晶粒半径rK是不变的恒定值。（） 14液态金属结晶时，其理论结晶温度与固/液界面处温度之差称为临界过冷度。（） 3问答 1 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。 2 试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点。 3 试说明在铸锭中获得细等轴晶组织可以采取的措施。 4 回答液态金属凝固时均质形核的有关问题： （1）写出临界晶核半径γ k 的表达式； （2）画出γ k 与过冷度?T的关系曲线示意图； （3）写出形核功?G k 与临界晶核界面能的关系式； 填空题 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的（成分）、（组织）、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的（基本知识）、金属的（性能）、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的（）及（）的相关知识。 晶体结构、变形 4.金属的性能主要介绍金属的（）和（）。 力学性能、工艺性能 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的（）和（）。 组织、铁碳合金相图 6.热处理的基本知识包括热处理的（）和（）。 原理、工艺 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、（）、（）。 液态、固态 8.固态物质根据其结构特点不同可分为（）和（）。 晶体、非晶体 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、（线缺陷）、（面缺陷）。 11.常见的点缺陷有间隙原子、（空位原子）、（置代原子）。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的（晶界）、（亚晶界）。 13.晶粒的大小与（）和（）有关。 晶核数目、长大速度 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、（）及（）。 断裂、磨损 15.因摩擦而使零件尺寸、（表面形状）和（表面质量）发生变化的现象称为磨损。 16.根据载荷作用性质的不同，载荷可分为静载荷、（冲击载荷）和（）三种。 、交变载荷 17.金属在外力作用下的变形可分为弹性变形、（）和（）三个连续的阶段。 弹-塑性变形、断裂 18.金属材料在外力作用下表现出的力学性能指标有强度、（）、（）、冲击韧性、疲劳强度。 塑性、硬度 19.金属在静载荷作用下抵抗（）或（）的能力称为强度。 塑性变形、断裂 20.机械零件中的大部分金属都应具备足够的硬度，以保证（）和（）。 使用性能、寿命 21.许多机械零件在工作中往往要受到冲击载荷的作用，如（）、（）。 活塞销、冲模 22.机械零件之所以产生疲劳破坏主要是由于制造这些机械零件的材料表面或内部有缺陷，如 （）、（）。 夹杂、划痕 23.常用的力学性能指标有（）、（）、硬度、冲击韧性、疲劳强度。 强度、塑性 24.金属材料的工艺性能包括铸造性能、锻压性能、（）、（）和热处理性能等。 焊接性能、切削加工性能 25.工艺性能直接影响零件制造的（）、（）及成本。 工艺、质量 26.铸造性能主要取决于金属的（）、（）和偏析倾向。 流动性、收缩性 27.一般用工件切削时的（切削速度）、（切削抗力的大小）、断屑能力、刀具的耐用度以及加工后的表面粗糙度来衡量金属的切削加工性能。 28.一般认为材料具有适当（硬度）和一定（脆性）时其切削加工性能较好。 铸造将液态金属浇筑到铸型中，待其冷却凝固，已获得一定形状尺寸和性能的毛坯或零件的成型方法 影响浇筑要素流动性+充型能力+越复杂件 温度+粘度—流动时间+充型能力+ 低压离心+ 逐层凝固糊状（结晶温度范围宽）中间 缩孔集中在上部或最后凝固部位面积较大的孔洞 缩松分散在铸件某区域内的小孔 安防冒口和冷铁实现顺序凝固 热应力由于壁厚不均匀冷却速度不同同一时间内收缩不一致引起浇道开在薄壁处厚壁处放冷铁 机械应力厚薄均匀对称预先反变形量 析出性气孔侵入性气孔反应性气孔 灰铸铁片状石墨塑韧性-- 分珠光体铁素体三种 可锻铸铁白口铸铁石墨化退火团絮状塑韧性+ 黑心KTH 珠光体KTZ 白心KTP 球墨铸铁铁液加球化剂孕育剂不可锻造 蠕墨铸铁短片状端圆头略强于灰铸铁 浇筑位置重要加工面朝下大平面朝下将面积较大的薄壁至于下部或处于垂直倾斜圆周表面高要求时立柱 分型面选择平直数量少避免不必要的型芯活快大部分下箱起模斜度方便取出平行起模方向的表面增加斜度 避免起模方向有外部侧凹分型面为平面凸台筋板便于起模垂直分型面不加工表面有结构斜度少用型芯 壁厚合适均匀内<外连接转角处圆角轮辐筋板奇数交错时错开细长时工字件加强筋 熔模铸造用易溶材料制成模样在模样表面包覆若干耐火涂料制成的型壳再将模样熔化排除型壳获得无分型面的铸件经高温焙烧后即可填砂浇筑制造压型蜡模压制组装蜡模侵涂料撒砂硬化脱蜡焙烧浇筑 金属型铸造将液体金属浇入金属的铸件在重力作用下凝固压力铸造高压下将液太或半液太合金快速压入金属铸型中并在压力下凝固 离心铸造将金属浇入高速旋转的铸型使其在离心作用下填充铸型并结晶 消失模铸造用泡沫塑料制成的模样制造铸型浇筑时模样气化消失焊接是通过加热加压使工件产生原子间结合的一种连接方式正接电源正极焊条负极 熔合区交接过渡区 过热区ac3+100-200 正火区ac1-ac3+100-200 部分相变区ac1-ac3 焊接去应力焊缝小预热应力退火 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法 氩弧焊是以氩气为保护气体的气体保护焊 等离子弧焊接借助水冷喷嘴等对电弧的拘束与压缩作用获得较高能量的等离子弧进行焊接的方法 电焊将工件装配成搭接接头并紧压在两柱状电级之间利用电阻熔化母材料金属形成一个焊点的电阻焊 缝焊用旋转的圆盘状滚动电级代替柱状 对焊利用电阻热使两个工件在整个接触面焊接起来 钎焊利用熔点比焊件低的钎料作填充金属加热时钎料熔化而将工件连接起来的焊接 硬450上200mpa上软450下70mpa下 焊缝布置分散对称避免应力集中避免加工面焊缝位置便于焊接 金属塑性加工利用金属的塑性使其改变形状尺寸和改善性能，获得型材棒材板材线材或锻压件的加工方法 金属的可锻性锻造中经受塑性变形而不开裂的能力 塑性+变形抗力--可段兴++ 锻造在加压设备及工具作用下使坯料铸锭产生局部或全部的塑性变形已获得一定几何尺寸形状质量的锻件加工方法 自由锻只用简单的通用性工具或在锻造设备的上下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的方法 模锻利用锻模使坯料变形而获得锻件 分模面选定最大截面处利于充型好出模减少余块错模现象易检查 冲压使板料经分离或成形而获得制件的工艺统称 变形过程弹性变形塑性变形断裂分离 弯曲将板料型材或管材在弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法 回弹外载荷去除后，塑性变形保留下来弹性变形完全消失使板料形状尺寸反生与加载时变形方向相反的变化，从而消去一部分弯曲效果的现象 冲压件要求落料件外形和冲孔件的孔型应力要求简单对称排样时将废料降到最少圆弧连接 弯曲件形状对称先弯曲后冲孔平直部分大于2厚 零件挤压是使坯料在封闭模膛内受三向不均匀应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出使横截面仅减小，成为所需制件 正挤压（出料与挤压方向相同）反复合径向 热（再结晶温度以上）冷温 第八章铸造 1、铸造特点（优缺点）？ 答：优点：（1）适用范围广。①可通过铸造成形的材料选材广泛；②铸造能够制造各种尺寸和形状复杂的铸件 （2）铸造是生产复合铸件最经济的成形方法。 （3）成本低廉。铸造设备投资少，所用原材料来源广泛而且价格较低。缺点：（1）铸造组织疏松，晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。 （2）铸造工序多，难以精准控制，铸件质量不够稳定，废品率较高，劳动条件较差，劳动强度较大。 2、铸造充型能力影响因素？ 答：影响铸造充型能力的主要因素有金属或合金液的流动性、浇注条件、铸型填充条件和铸造结构等。 （1）金属或合金液的流动性。流动性差的金属，铸件易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣等缺陷。影响金属流动性的因素有：①合金的种 类；②合金的化学成分和结晶特征。③杂质和含气量（2）浇注条件。①浇注温度：一般为保证充型能力的前提下浇注温度尽量低。②铸型温度；③充型压力 （3）铸型填充条件 （4）逐铸件结构 3、金属的收缩及影响因素和对铸件质量的影响？ 答：金属收缩包括：液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。 液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因；固态收缩是铸件产生应力、变形和裂纹等缺陷的基本原因。 影响收缩的因素：①化学成分。铸钢收缩最大，灰口铸铁收缩最小。因为灰口铸铁中大部分的碳是以石墨状态存在，石墨比体积大，在结晶过程中，石墨析出所产生的体积膨胀抵消了合金的部分收缩。②浇注温度。③铸件结构和铸型条件。 收缩对铸件的影响：收缩可以使铸件中缩孔、缩松、热裂、应力和变形等许多缺陷。 防止缩孔和缩松的工艺措施：采取顺序凝固的原则:采用各种工艺措施，使铸件上从远离冒口的部分到冒口之间建立一个铸件递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序的凝固。 防止或减少铸造应力的主要途径是使铸件冷却均匀，减少各部分温度差，改善铸型及型芯退让性，减少铸件收缩时的阻力：采用同时凝固的工艺 4、砂型铸造工艺过程。 答：主要包括以下几个工序：模样和芯盒准备；型砂和芯砂配置；造型、造 第一章 1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向 3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。 解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为 1/5a，1/2a，1/2a 化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5） 4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面 解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距 为√3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0） 7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633 证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示 则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a 因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE 由于(BC)2=(CE)2+(BE)2 则 有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即 因此c/a=√8/3=1.633 8.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R 解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a 面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有 绪论 1.金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课，主要讲述各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系，金属零件的加工工艺过程和结构工艺性，常用金属材料的性能及对加工工艺的影响，工艺方法的综合比较等。 第一篇 2.合金是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料。 3.金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在力的作用下所表现出来的性能。零件的受力情况有静载荷、动载荷和交变载荷之分。用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度、塑性和硬度等；在动载荷作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。 4.强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有多种指标，工程上以屈服点和抗拉强度最为常用。 5.塑性是金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。常用的塑性指标是伸长率和断面收缩率。 6.金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕、划痕的能力称为硬度。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。 7.理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。过冷度的大小与冷却速度密切相关。冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度就越大；反之，冷却速度越慢，过冷度越小。 8.液态金属的结晶过程是遵循“晶核不断形成和长大”这个结晶基本规律进行的。 9.细化铸态金属晶粒的主要途径是：1）提高冷却速度，以增加晶核的数目2）在金属浇注之前，向金属液内加入变质剂（孕育剂）进行变质处理，以增加外来晶核。 10. 同素异晶转变： 1394℃912℃ δ-Fe ----→γ-Fe ←----→α-Fe （bcc）(面心) （体心） 11.凡化学成分、晶格构造和物理性能相同的均匀组成部分称为相。 12.铁碳合金的组织可分为固溶体、金属化合物和机械混合物三种类型。 13.溶质原子形成固溶体时，溶剂晶格将产生不同的不同程度的畸变，这种畸变使塑性变形阻力增加，表现为固溶体的强度、硬度有所增加，这种现象称为固溶强化。 14.碳溶解于α-Fe中形成的固溶体称为铁素体，呈体心立方晶格，通常以符号F表示。 15.碳融入γ-Fe中形成的固溶体称为奥氏体，呈面心立方晶格，以符号A表示。 16.钢的热处理是将钢在固态下，通过加热、保温盒冷却，以获得预期组织和性能的工艺。 17.普通热处理包括退火、正火、淬火、回火等。 18.淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质处理。 19.磷和硫是钢中的有害杂质。磷可使钢的塑性、韧性下降，特别是在低温时脆性急剧增加，这种现象称为冷脆性。硫在钢的晶界处可形成低熔点的共晶体，致使含硫较高的钢在高温下进行热加工时容易产生裂纹，这种现象称为热脆性。 20.硅和锰可提高钢的强度和硬度，锰还能与硫形成MnS，从而抵消硫的部分有害作用。显然，它们都是钢中的有益元素。 21.下列牌号钢各属于：15：低碳钢40：中碳钢Q195：碳素结构钢CrWMn:合金工具钢40Cr：合金结构钢60Si2Mn：合金结构钢 第二篇 22.将液态金属浇筑到铸型中，待其冷却度凝固，以获得一定形状、尺寸和性能的毛坯或零哈工大金属学与热处理考试题_免费
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