材料力学答案

习题二

2-3什么是过冷度过冷度与冷速有何关系过冷度对金属结晶后的晶粒大小有何影响

答：⑴过冷度是理论结晶温度与实践结晶温度之差。

⑵冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小。

⑶过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。

2-4晶粒大小对金属的力学性能有什么影响为什么简述在凝固阶段晶粒细化的途径

答：⑴在一般情况下，晶粒越小，其强度、塑性、韧性也越高。

⑵因为在晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷（面缺陷），

在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高，因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。

⑶在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种：

①提高结晶时的冷却速度、增加过冷度。

②进行变质处理：在大体积的液态金属在浇注前人工加入少量的

变质剂（人工制造的晶核），从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。

③在也太金属结晶时采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。

2-5什么是固溶体固溶体有何晶格特性和性能特点何为固溶强化

答：⑴固溶体是溶质原子溶于溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的合

金相。

⑵固溶体中溶剂由于溶质原子的溶入造成固溶体晶格产生畸变，

使合金的强度与硬度提高，而塑性和韧性略有下降。

⑶通过溶入原子，使合金强度和硬度的方法称之为固溶强化。

2-5什么是金属化合物金属化合物有何晶格特性和性能特点何为弥散强化

答：⑴金属化合物（又称中间相）是指合金组元之间相互作用形成具有金属特征的物质。

⑵金属化合物的晶格类型和性能不同于组元，具有熔点高、硬度

高、脆性大的特点。它在合金中能提高其强度、硬度，但降低其塑性、韧性。

⑶如果金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体的基本相上，则

将使合金的强度、硬度、耐磨性明显提高，这一现象称弥散强化。

2-12根据Fe-Fe3C相图，解释下列现象：

1）在室温下，W c=%的碳钢比W c=%碳钢硬度高，比W c=%的碳钢强度高

答：因为W c=%的碳钢比W c=%的渗碳体多，因而W c=%的碳钢比W c=%碳钢硬度高。同时W c=%的含渗碳体高于W c=%，使得钢脆性增加，强度下降，因而比W c=%的强度高。

2）钢铆钉一般用低碳钢制造

答：因为低碳钢的含碳量低塑性比较好。

3）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时都用钢丝绳（用60钢、65钢等制成）。

答：因为铁丝含碳量低，所以塑性好适应于绑扎。同理钢丝绳强度高和耐磨性好适用于掉重物。

4）在1000o C时，Wc=%的钢能进行锻造，而Wc=%的铸铁不能进行锻造。

答：其韧性和强度在正常锻造比例情况下可以锻造，Wc=%是铸铁的含碳量，高于可锻性铸铁的含碳量，可锻性铸铁的含碳量一般不高于%，因此Wc=%的钢能进行锻造，而Wc=%的铸铁不能进行锻造。

5）钳工锯削T8、T10、T12等退火钢材比锯削10钢、20钢费力，且锯条易磨钝。

答：因为锯削T8、T10、T12等退火钢材属于低碳钢，比较软。而锯削10钢、20钢比较硬，因此锯条易磨钝且费力。

6）钢适宜压力加工成形，而铸铁适宜成形。

答：因为钢含碳量在～%之间，塑性比较大，抗拉性能比较好，而流动性不好。铸铁含碳量在～%脆性比较大，抗压性能比较好，而抗拉强度很小，但流动性很好，所以说钢适宜压力加工成型而铸铁适宜铸造成型。