第二节金属学及热处理基本知识2222

第二节金属学及热处理基本知识

一、金属晶体结构的一般知识

众所周知，世界上的物质都是由化学元素组成的，这些化学元素按性质可分成两大类：

第一大类是金

属，化学元素中有83种是金属元素。固态金属具有不透明、有光泽、有延展性、有良好的导电性和导热性等特性，并且随着温度的升高，金属的导电性降低，电阻率增大，这是金属独具的一个特点。常见的金属元素有

铁、铝、铜、铬、镍、钨等。

第二大类是非金属，化学元素中有22种，非金属元素不具备金属元素的特征。而且与金属相反，随着温度的升高，非金属的电阻率减小，导电性提高。常见的非金属元素

有碳、氧、氢、氮、硫、磷等。

我们所焊接的材料主要是金属，尤其是钢材，钢材的性能不仅取决于钢材的化学成分，而且取决于钢材的组织，为了了解钢材的组织及对性能的影响，我们必须先从晶体结

构讲起。

(一)晶体的特点

对于晶体，大家并不生疏。食盐、水结成的冰，都是晶体。一般的固态金属及合金也都是晶体。并非所有固态物质都是晶体。如玻璃、松香之类就不是晶

体，而属于非晶体。

晶体与非晶体的区别不在外形，而在内部的原子排列。在晶体中，原子按一定规律排列得很整齐。而在非晶体中，原子则是散乱分布着，至多有些局部的短程规则排列。

由于晶体与非

晶体中原子排列不同，因此性能也不相同。

(二)典型的金属晶体结构

金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶格子，称为晶格。金属的晶格常见的有体心立

方晶格和面心立方晶格，如图1—4所示。体心立方晶格的立方体的中心和八个顶点各有一个铁原子，而面心立方晶格的立方体的八个顶点和六个面的中心各有一个铁原子。

图1—4 典型的金属晶体结构

(a)体心立方晶格

(b)面心立方晶格

铁属于立方晶格，随着温度的变

化，铁可以由一种晶格转变为另一种晶格。这种晶格的转变，称为同素异晶转变。纯铁在常温下是体心立方晶格(称为α-Fe)；当温度升高到910℃时，纯铁的晶格由体心立方晶格转变为面心立方晶格(称为γ-Fe)；

再升温到1390℃时，面心立方晶格又重新转变为体心立方晶格(称为δ-Fe)，然后一直保持到纯铁的熔化温度。纯铁的这种特性非常重要，是钢材所以能通过各种热处理方法来改变其内部组织，从而改善性能的内

在因素之一，也是焊接热影响区中各个区域与母材相比，具有不同组织和性能的原因之一。

二、合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识

(一)合金的组织

两种或两种以上的元素(其中至少一种是金属元素)，组合成的金属，叫做合金。根据两种元素相互作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点可将合金的组织分为三类：

(1)固溶体固

溶体是一种物质的原子均匀地溶解在另一种物质的晶格内，形成单相晶体结构。根据原子在晶格上分布的形式，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体。某一元素晶格上的原子部分地被另一元素的原子所取代，称

为置换固溶体；如果另一元素的原子挤入某元素晶格原子之间的空隙中，称为间隙固溶体，见图1—5所示。

图1—5 固溶体示

意图

(a)置换固溶体；(b)

间隙固溶体

两种元素的原子大小差别愈大，形成固溶体后所引起的晶格扭曲程度越大。扭曲的晶格增加了金属塑性变形的阻力，所以固溶体比纯金属硬度高、强度

大。

(2)化合物两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶体结构，在晶格中各元素原子的相互位置是固定的，叫化合物。通常化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。

(3)机械混合物固溶体和化合物均为单相的合金，若合金是由两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，称为机械混合物。它往往比单一的固溶体合金有更高的强度、硬度和耐磨性；塑性和压力加工性能则较差。

(二)钢中常见的显微组织

(1)铁素体(F)：铁素体是少量的碳和其它合金元素固溶于α-铁中的固溶体。α-铁为体心立方晶格，碳原子以填隙状态存在，合金元素以置换状态存在。铁素体溶解碳的能

力很差，在723℃时为0．02％，室温时仅0．006％。铁素体的强度和硬度低，但塑性和韧性很好，所以含铁素体多的钢(如低碳钢)就表现出软而韧的性能。

(2)渗碳体(Fe3C) 渗碳体是铁与碳的化合物，分

(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）

金属学与热处理试卷与答案A1

金属学与热处理一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有___体心立方晶格、_面心立方_________晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括___型核_______、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为___间隙固溶体_______与__置换固溶体________两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有__不锈钢_______、___耐热钢______、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有__回火________、正火和淬火、_退_火________。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度________和硬度下降，而____塑性______和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为__冷作磨具钢________、__热作磨具钢________和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为__合金渗碳体________、_特殊碳化物_________和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图________、_共晶相图_________、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属__碳化物________和金属粘结剂，通过__粉末冶金________工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于__机体组织________的组织和石墨的基体、形态、_____数量_____以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为__灰口铸铁________、__白口铸铁________和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，__青铜________是以锌为主加合金元素，__白铜________是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有___铁素体_______和___奥氏体_______,属于金属化合物的有___渗碳体_______，属于混合物的有____珠光体______和莱氏体。二、选择题（30分，每题2分） 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ C ）

卤代烃芳香烃知识点总结

、苯的物理性质色态：无色有特殊气味的液体熔沸点：低沸点80.1 C 熔点5.5 C 密度：比水小，0.8765g/mL ，溶解性：不溶于水、苯的结构分子式：：C6H6 苯分子结构小结: 1、苯的分子结构可表示为: 2、结构特点：分子为平面结构键角 120 ° 键长 1.40 X 10-10m 3、它具有以下特点： ① 不能使溴水和酸性高锰酸钾褪色 ② 邻二元取代物无同分异构体 4、性质预测：结构决定性质，苯的特殊结构具有哪些性质? 氢原子的取代：硝化，磺化，溴代苯的特殊性质加成反应：与H 2,与C 12 三、苯的化学性质 1. 苯的取代反应： 2. 加成反应 3. 氧化反应：溴代反应 a 反应原理 b 、反应装置 c 、反应现象 d 、注意事项最简式： CH （1825 年，法拉第）结构式：结构简式: 865年，凯库勒）

注意: ① 铁粉的作用：催化剂（实际上是 FeBr3），若无催化剂则苯与溴水混合发生的是萃取。 ② 导管的作用：导气兼冷凝导管末端不可插入锥形瓶内液面以下，否则将发生倒吸。 ③ 产物：溴苯留在烧瓶中， HBr 挥发出来因为溴苯的沸点较高， 156.43 C 。 ④ 纯净的溴苯：无色油状液体。呈褐色的原因：溴苯中含有杂质溴, 除杂万法：用稀 NaOH 溶液和蒸馏水多次洗涤产物，分液（2）硝化反应 ① 加液要求：先制混合酸：将浓硫酸沿器壁缓缓注入浓硝酸中，并不断振荡使之混合均匀，要冷却到50~60C 以下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，控制温度在 50~60 C 以下。冷却原因：反应放热，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，苯和浓硫酸在 70~80 C 时会发生反应。 ② 加热方式：水浴加热（好处：受热均匀、温度恒定）水浴：在浴：温度更高。 ③ 温度计的位置，必须放在悬挂在水浴中。 ④ 直玻璃管的作用：冷凝回流。浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂 ⑤ 产物：纯净的硝基苯为无色，有苦杏仁味，比水重的油状液体，不溶解于水。不纯硝基苯显黄色原因：溶有 NO2 （硝酸的保存） ⑥ 提纯硝基苯方法：用 NaOH 溶液和蒸馏水洗涤，分液。检验是否洗净的方法：取清液用焰色反应检验钠离子，若无黄色火焰，则现象：①导管口有白雾，锥形瓶内产生浅黄色浑浊。 ②瓶底有褐色不溶于水的液体。 100C 以下。油浴：超过 100 C,在0?300 C 沙（图表示硝化反应装置）

(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。

金属学与热处理知识点总结

金属学与热处理总结一、金属的晶体结构重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。二、纯金属的结晶重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法, 铸锭三晶区

的形成机制。基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据Rk= 1..，T可知当过冷度T为零时临界晶核半径R k为无穷大，临界形核功（1订2 ）也为无穷大。临界晶核半径R k与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。三、二元合金的相结构与结晶重点内容：杠杆定律、相律及应用。基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。相律：f = c -p + 1其中，f为自由度数，c为组元数，p为相数。伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。四、铁碳合金重点内容：铁碳合金的结晶过程及室温下的平衡组织，组织组成物及相组成物的计算基本内容：铁素体与奥氏体、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点、三个恒温转变。钢的含碳量对平衡组织及性能的影响；二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体相对量的计算；五种渗碳体的来源及形态。

芳香烃的知识点总结

第五节苯芳香烃 ●教学目的： 1、使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的主要化学性质。 2、使学生了解芳香烃的概念。 3、使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 ●教学重点：苯的主要化学性质以及与分子结构的关系，苯的同系物的主要化学性质。 ●教学难点：苯的化学性质与分子结构的关系。 ●教学方法：探索推理，实验验证教学过程： [引入] 前面我们已经学习了三大类有机物：烷烃、烯烃、炔烃。今天我们开始学习另一大类有机物——芳香烃，它的代表物是苯。那么苯是怎样被发现的呢？以前人们在没有使用电灯前用的是煤油灯，而且是用塑料桶装的，每次煤油用完了之后，桶底都留有一种油状物质，人们不知道这是什么。著名科学家法拉第及法国的日拉尔等化学家对此进行研究，用了五年的时间终于发现和提出了这种油状物质，它就是苯。[展示实物苯] 二、苯分子的结构当法拉第提炼出苯后，化学家们就对苯的成分进行了研究，发现它可以燃烧，且生成物为CO2和H2O，于是确定苯由C、H元素组成。后又通过实验数据得出了苯中C%=12/13， H%=1/13，即得出C、H个数比为1：1，即最简式为CH。最后人们还发现1mol苯的质量刚好是3mol乙炔的质量，由此确定苯的摩尔质量为78g/mol，于是推出苯的分子式：C6H6 接下来的任务是研究苯的分子结构，为此，化学家们进行了很多实验，假设，探索。首先，根据分子式C6H6，不符合饱和结构C n H2n+2（不饱和度为4），肯定苯是高度不饱和结构。根据当时的“有机物分子呈链状结构”来假设：等等若是以上结构，则都将能发生氧化反应，会使酸性KMnO4溶液褪色。 [实验] 1、取1苯于试管中，加入2酸性KMnO4溶液，振荡。 2、取1苯于试管中，加入2溴水，振荡。 [现象] 苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。（苯在溴水中发生萃取现象）于是推翻以上假设。一时，苯的结构式问题成了令科学家们一筹莫展的难题，也逼迫链状结构理论的提出者——36岁的德国化学家凯库勒不得不对自己的工作进行反思。一个冬天的夜里，凯库勒坐在书桌前思考苯的结构，他画了很多图，然而百思不得其解，他只好停笔，煨着火炉休息，他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡，朦胧之中凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己面前跳起舞来，高贵优雅，突然间这些碳原子

金属学与热处理复习题

第一章复习题晶向指数相同，符号相反的为同一条直线原子排列相同但空间位向不同的所有晶向晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）平行时hu+kv+lw=0 当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）垂直时h=u，K=v，l=w 晶体的各向异性原因: 在不同晶面上的原子紧密程度不同纯铁冷却时在912 发生同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密度降低，晶体体积，原子半径发生。面心立方晶胞中画出） 11晶面和]211[晶向（2 刃型位错的四个特征（作业）螺型位错的四个特征（作业）面心立方（FCC）体心立方（BCC）密排六方（HCP）晶胞原子数

原子半径配位数致密度同素异构转变定义--18页晶体缺陷的分类：常见的点缺陷：常见的面缺陷：第二章复习题一、填空 1、金属结晶两个密切联系的基本过程是和 2 、金属结晶的动力学条件为 3 、金属结晶的结构条件为 4 、铸锭的宏观组织包括 5、如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的晶粒更细，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的晶粒粗大，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的晶粒更细，薄铸件的晶粒比厚铸件晶粒更细。二、问答 1、金属的结晶形核45页 2、金属的长大的要点52页 2、铸锭三晶区名称及形成过程（柱状晶为重点） 3、影响柱状晶生长的因素56-57页三、名词解释： 1、细晶强化 2、变质处理 3、铸造织构第三章二元合金的相结构与结晶作业题（复习题） 1、概念合金、相、固溶体、固溶强化、、离异共晶、伪共晶 2、填空

金属学与热处理试卷及答案(期末练习题)

金属学与热处理期末练习题（含答案） 1、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有____强度_______、_____硬度______、_________塑性__。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有_______韧性____和____疲劳强度_______。 2、常见的金属晶格类型有___面心立方晶格____ 、___体心立方晶格___ ____和__密棑六方晶格_ ________。 3、常用的回火方法有低温回火、_中温回火__________ 和____高温回火_______ 。 4、工程中常用的特殊性能钢有___不锈钢______、耐热钢_________和耐磨刚。 5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为__变形铝合金_________和铸造铝合金两大类。 6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_镇静钢________、半镇静钢_________、特殊镇静钢_________和__沸腾钢_______。 7、铸铁中_________碳以石墨形式析出___________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有_化学成分__________ 和冷却速度。 8、分别填写下列铁碳合金组织符号：奥氏体A、铁素体F、渗碳体fe3c 、珠光体P 、高温莱氏体ld 、低温莱氏体ld’。 9、含碳量小于0.25%的钢为低碳钢，含碳量为0.25-0.6%的钢为中碳钢，含碳量大于0.6% 的钢为高碳钢。 10、三大固体工程材料是指高分子材料、复合材料和陶瓷材料。二、选择题（每小题1分，共15分）（ b ）1、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（）。 A 屈服点 B 抗拉强度 C 弹性极限 D 刚度（b）2、金属的（）越好，其锻造性能就越好。 A 硬度 B 塑性 C 弹性 D 强度（ c ）3、根据金属铝的密度，它属于（）。 A 贵金属 B 重金属 C 轻金属 D 稀有金属（ d ）4、位错是一种（）。 A 线缺陷 B 点缺陷 C 面缺陷 D 不确定

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、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。 9. 位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的 10. 在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)> (201)、

华南理工大学华南理工2009年802金属学及热处理考研真题及答案解析

802 华南理工大学 2009年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：金属学及热处理适用专业：材料加工工程

9、20CrMnTi钢是（27）钢，Cr的主要作用是（28）。 10、根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为（29）铝合金和（30）铝合金两大类。二、选择题 (每小题1.5分,共22.5分) 1、面心立方晶格中原子排列密度最大的晶面和晶向分别是。 A．{110}、<111> B．{111}、<110> C．{100}、<111> 2、一根弯曲的位错线，。 A．具有唯一的位错类型B．具有唯一的柏氏矢量 C．位错类型和柏氏矢量处处相同 3、置换固溶体中原子扩散机制为。 A．换位扩散机制B．空位扩散机制C．间隙扩散机制 4、铁丝在室温下反复弯折，会越变越硬，直到断裂；而铅丝在室温下反复弯折，则始终处于软态，其原因是。 A．Pb不发生加工硬化，不发生再结晶，Fe发生加工硬化，不发生再结晶 B．Fe不发生加工硬化，不发生再结晶，Pb发生加工硬化，不发生再结晶 C．Pb发生加工硬化，发生再结晶，Fe发生加工硬化，不发生再结晶 D．Fe发生加工硬化，不发生再结晶，Pb发生加工硬化，不发生再结晶 5、对于亚共析钢，适宜的淬火加热温度一般为，淬火后的组织为均匀的马氏体。 A．Ac 1+30~50℃B．Acm+30~50℃C．Ac 3 +30~50℃D．A +30~50℃ 6、在二元合金中，铸造性能最好的合金是具有。 A．共析成分合金B．固溶成分合金C．共晶成分合金7、马氏体片的粗细，主要取决于。

第二节芳香烃教案

第二节芳香烃教案【教学目标】一、知识与技能 1.认识苯的分子结构和化学性质，学会溴苯、硝基苯的实验室制取。 2.知道苯的同系物的结构与性质的关系，知道芳香烃的来源及其应用。二、过程与方法培养学生逻辑思维能力和实验能力。三、情感态度价值观使学生认识结构决定性质，性质又反映结构的辩证关系。培养学生以实验事实为依据，严谨求实勇于创新的科学精神。引导学生以假说的方法研究苯的结构，并从中了解研究事物所应遵循的科学方法【教学重点】苯的分子结构与其化学性质【教学难点】理解苯环上碳碳间的化学键是一种介于单键和双键之间的独特的化学键。【探究建议】 ①实验探究：苯的化学性质。②观察实验：苯的溴代或硝化反应。甲苯与酸性高锰酸钾溶液的作用。③阅读与交流：煤、石油的综合利用。【教学过程】 [导课]在烃类化合物中，有很多分子里含有一个或多个苯环，这样的化合物属于芳香烃。我们已学习过最简单、最基本的芳香烃——苯。 [板书] 第二节芳香烃一、苯的结构与化学性质 [复习]请同学们回顾苯的结构、物理性质、主要化学性质。 [提问]1、物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体。 2、现代科学对苯分子结构的研究：（1）苯分子为平面正六边形结构，键角为120°。（2）苯分子中碳碳键键长为40×10－10m介于单键和双键之间。 3、（1）苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应：C6H6+Br2 C6H5Br+HBr。（2）苯在特殊条件下可与H2发生加成反应：C6H6+3H2 C6H12。（3） [讲述] 苯的分子组成为C6H6，从其分子组成上看具有很大的不饱和性，应具有不饱和

烃的性质。但实验表明苯不能使高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。由此可知，苯在化学性质上与烯烃和炔烃明显不同。大量的研究表明，苯为平面形分子，分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内，苯分子中的6个碳原子构成一个正六边形，碳碳键长完全相等，而且介于碳碳单键和碳碳双键之间。或均可。 [板书]1、结构：苯为平面正六边行结构，键角120°，碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间完全相等。 [思考与交流] 1．烃均可以燃烧，但不同的烃燃烧现象不同。乙烯和乙炔燃烧时的火焰比甲烷的要明亮，并伴黑烟；而苯燃烧时的黑烟更多。请你分析产生不同燃烧现象的原因。 3．根据苯与溴、浓硝酸发生反应的条件，请你设计制备溴苯和硝基苯的实验方案。 [汇报] 1、含碳量不同，含碳量：乙烷＞乙烯＞乙炔=苯，含碳量越高，燃烧越明亮，黑烟越多。 2 C 装置特点：⑴导管较长;导管口在液面上;不加热；⑵现象(略)；⑶兼起冷凝器的作用； ⑷防倒吸；⑸白雾是HBr遇水蒸气产生的。可用AgNO3试剂检验（现象：出现浅黄色沉淀）。

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度__和硬度下降，而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂，通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，_青铜_是以锌为主加合金元素，_白铜_是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_，属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。二、选择题（30分，每题2分） 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ C ） A 铁总是存在加工硬化，而铜没有 B 铜有加工硬化现象，而铁没有 C 铁在固态下有同素异构转变，而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同 α-是具有（ A ）晶格的铁。 2、Fe A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状

金属学及热处理试卷AB卷

．在铁碳相图中，共析点对应的含碳量为 A ，温度为 C 。共晶点对应的含碳量为 4.30% ，温度为D 。 A﹑0.77% B﹑2.11% C﹑727℃D﹑1148℃ 2．珠光体： 3．弥散强化： 4．共晶转变： 5．淬透性： 1、热处理：将钢在固态下进行加热、保温，冷却，以改变其组织而得到所需性能的工艺方法。 2、马氏体：C在α－Fe中的过饱和固溶体。 3、实际晶粒度：在某一加热条件下（实际热处理）所得到的实际奥氏体晶粒大小。三﹑判断题（对的在后面括弧内打√，错的打×）（2分×5） 1．材料的伸长率反映了材料韧性的大小。（）

2．金属都具有同素异晶转变的特性。（） 3．铸铁不能进行热处理。（） 4．大多数合金元素都有助于提高钢的热处理性能。（） 5．零件渗碳后必须淬火，而渗氮后不再淬火（）图示并说明什么是热过冷。（4分） ΔＴ=T0 - T1 过冷是由液固界面前沿实际温度分布与平衡凝固温度之差，称热过冷。何谓加工硬化？产生原因是什么？有何利弊？冷加工变形后，金属材料强度、硬度升高而塑性下降的现象叫加工硬化。是由于塑变中产生了大量位错等晶体缺陷，相互交互作用，使位错运动阻力增大，变形抗力增加，加工硬化是强化金属材料重要方法，尤其是热处理不能强化材料更重要，使材料在加工中成为可能。但同时变形抗力增加，进一步变形必消耗动力，塑性大幅下降，会导致开裂，有时为继续变形必加中间再结晶退火，增加生产成本。试画出含碳量为0.45%的铁碳合金金相显微组织示意图金属学及热处理试卷A 一、填空题（15分） 1、在BCC和FCC晶格中，单位晶胞内的原子数分别为 2 和 4 ，其致密度分别为0.68 和0.74 。 2、金属的结晶过程是形核与长大的过程。控制结晶后晶粒大小的方法有增加过冷度、变质处理和振动与搅拌。 3、冷变形金属在加热时组织与性能的变化，随加热温度不同，大致分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。 4、1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用是防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀，而20CrMnTi钢中Ti的作用是细化晶粒。 5、碳在白口铸铁中主要以Fe3C形式存在，而在灰口铸铁中主要以石墨形式存在。二、名词解释（10分） 1、合金； 2、共晶转变； 3、枝晶偏析； 4、伪共晶； 5、回复； 1、工程上使用的金属材料一般都呈( A )。 A．各向异性；B．各向同性；C．伪各向异性；D．伪各向同性。 2、固溶体的晶体结构( A )。 A．与溶剂的相同；B．与溶质的相同；C．与溶剂、溶质的都不相同；D．是两组元各自结构的混合。3、多晶体金属的晶粒越细，则其( A )。 A．强度越高，塑性越好B．强度越高，塑性越差C．强度越低，塑性越好D．强度越低，塑性越差4、调质处理后可获得综合力学性能好的组织是( C ) A．回火马氏体B．回火托氏体C．回火索氏体D．索氏体

(完整版)芳香烃的知识点总结

第五节苯芳香烃 ?教学目的： 1、使学生了解苯的组成和结构特征，掌握苯的主要化学性质。 2、使学生了解芳香烃的概念。 3、使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 ?教学重点：苯的主要化学性质以及与分子结构的关系，苯的同系物的主要化学性质。?教学难点：苯的化学性质与分子结构的关系。 ?教学方法：探索推理，实验验证教学过程：［引入］前面我们已经学习了三大类有机物：烷烃、烯烃、炔烃。今天我们开始学习另一大类有机物一一芳香烃，它的代表物是苯。那么苯是怎样被发现的呢？以前人们在没有使用电灯前用的是煤油灯，而且是用塑料桶装的，每次煤油用完了之后，桶底都留有一种油状物质，人们不知道这是什么。著名科学家法拉第及法国的日拉尔等化学家对此进行研究，用了五年的时间终于发现和提出了这种油状物质，它就是苯。［展示实物苯］、苯的物理性质二、苯分子的结构当法拉第提炼出苯后，化学家们就对苯的成分进行了研究，发现它可以燃烧，且生成物为CQ和H20,于是确定苯由C、H元素组成。后又通过实验数据得出了苯中C%=1213，H%=113，即得出C、H个数比为1:1，即最简式为CH。最后人们还发现1mol苯的质量刚好是3mol乙炔的质量，由此确定苯的摩尔质量为78g/mol，于是推出苯的分子式：GH6 接下来的任务是研究苯的分子结构，为此，化学家们进行了很多实验，假设，探索。首先，根据分子式C3H6，不符合饱和结构C n H2n+2 （不饱和度为4），肯定苯是高度不饱和结构。根据当时的“有机物分子呈链状结构”来假设： HC=C-CH2-CH2-C=CH HC三C— C三c- C比一乐 HC=C-CH2-C=C—CHa CH尸匸C二C比等等若是以上结构，则都将能发生氧化反应，会使酸性KMnO4溶液褪色。［实验］1、取1苯于试管中，加入2酸性KMnO4溶液，振荡。 2、取1苯于试管中，加入2溴水，振荡。［现象］苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。（苯在溴水中发生萃取现象）于是推翻以上假设。一时，苯的结构式问题成了令科学家们一筹莫展的难题，也逼迫链状结构理论的提出者 ――36岁的德国化学家凯库勒不得不对自己的工作进行反思。一个冬天的夜里，凯库勒坐在书桌前思考苯的结构，他画了很多图，然而百思不得其解，他只好停笔，煨着火炉休息，他面对炉中飘忽不定的火苗陷入了沉思，不知不觉进入了梦乡，朦胧之中凯库勒仿佛觉得有一些碳原子在自己面前跳起舞来，高贵优雅，突然间这些碳原子

2.2芳香烃

普通高中课程标准实验教科书—化学选修5[人教版] 第二节芳香烃教学目标： 1. 认识芳香烃的组成、结构。 2.知道苯同系物的性质，并说明苯同系物与苯性质的差异。 3.举例芳香烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。教学重点：芳香烃的组成、结构。教学难点：苯同系物与苯性质的差异。探究建议：①实验探究：苯的化学性质。②观察实验：苯的溴代或硝化反应。甲苯与酸性高锰酸钾溶液的作用。③阅读与交流：煤、石油的综合利用。课时划分：一课时。教学过程： [导课]在烃类化合物中，有很多分子里含有一个或多个苯环，这样的化合物属于芳香烃。我们已学习过最简单、最基本的芳香烃——苯。 [板书] 第二节芳香烃一、苯的结构与化学性质 [复习]请同学们回顾苯的结构、物理性质、主要化学性质。 [提问]1、物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体。 2、现代科学对苯分子结构的研究：（1）苯分子为平面正六边形结构，键角为120°。（2）苯分子中碳碳键键长为40×10－10m介于单键和双键之间。 3、（1）苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应：C6H6+Br2 C6H5Br+HBr。（2）苯在特殊条件下可与H2发生加成反应：C6H6+3H2 C6H12。（3） [讲述] 苯的分子组成为C6H6，从其分子组成上看具有很大的不饱和性，应具有不饱和烃的性质。但实验表明苯不能使高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。由此可知，苯在化学性质上与烯烃和炔烃明显不同。大量的研究表明，苯为平面形分子，分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内，苯分子中的6个碳原子构成一个正六边形，碳碳键长完全相等，而且介于碳碳单键和碳碳双键之间。或均可。 [板书]1、结构：苯为平面正六边行结构，键角120°，碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间完全相等。 [思考与交流] 1．烃均可以燃烧，但不同的烃燃烧现象不同。乙烯和乙炔燃烧时的火焰比甲烷的要明亮，并伴黑烟；而苯燃烧时的黑烟更多。请你分析产生不同燃烧现象的原因。

金属学和热处理铁碳合金复习题

第四章铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图复习题一、名词解释： 1．铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体与变态莱氏体、 2．Fe -α、Fe -γ、Fe -δ（提示：铁在不同的温度范围具有不同的晶体结构，即具有同素异构转变） 3．同素异构转变（提示：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。）二、填空题： 1．根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为三种，分别为、、和钢。 2．分别填出下列铁碳合金基本组织的符号，铁素体：，奥氏体：，珠光体：，渗碳体：，高温莱氏体：，低温莱氏体：。 3．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有，属于金属化合物的，属于机械混合物的有和。 4．一块工业纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe 转变时，体积将发生。 5．F 的晶体结构为；A 的晶体结构为。 6．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是和。 7．用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量为。三、判断题： 1．所有金属都具有同素异构转变现象。（） 2．碳溶于α-Fe 中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。（） 3．纯铁在780°C 时为体心立方晶格的Fe -δ。（） 4．金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。（）

5．铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。（） 6．20钢比T12钢的碳含量要高。（） 7．在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。（）8．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。（）四、选择题： 1．C Fe 相图上的共析线是（），共晶线是（）。 Fe 3 a．ABCD；b．ECF；c．HJB；d．PSK。 2．碳的质量分数为（）％的铁碳合金称为共析钢。 a．0.0218%；b．0.77%；c．2.11%；d．4.3%。 3．亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，由奥氏体转变成（）。 a．珠光体；b．铁素体；c．莱氏体。 4．珠光体是由（）组成的机械混合物。 a．铁素体和奥氏体；b．奥氏体和渗碳体；c．铁素体和渗碳体。5．奥氏体是：（） a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体；b．碳在α-Fe中的间隙固溶体； c．碳在α-Fe中的有限固溶体。 6．珠光体是一种：（） a．单相固溶体；b．两相混合物；c．Fe与C的混合物。 7．T10钢的含碳量为：（） a．0.10%；b．1.0%；c．10%。 8．铁素体的机械性能特点是：（） a．强度高、塑性好、硬度低；b．强度低、塑性差、硬度低； c．强度低、塑性好、硬度低。 9．不适宜进行锻造的铁碳合金有：（） a．亚共析钢；b．共析钢；c．亚共晶白口铁。

金属学及热处理试卷b

东北大学秦皇岛分校课程名称：材料科学基础试卷： (B) 考试形式：闭卷授课专业：材料成型及控制工程考试日期：试卷：共 4 页一、填空题（每空1分，共10分） 1、既能提高金属的强度，又能降低其脆性的手段是。 2、高温回复阶段，金属中亚结构的变化是：刃型位错通过构成亚晶界。 3、液态金属的结构特点是。 4、冷变形金属的再结晶可分为两个过程。 5、二次再结晶的驱动力是。 6、二元包晶转变式为。 7、在二元系中，在一定温度下发生的转变L 1→L 2+α叫做转变。 8、二元系统中最大相数是。 9、马氏体相变区别于其他相变最基本的两个特点是：和无扩散性。 10、系指奥氏体的内部结构在外界因素下发生某些变化而使奥氏体向马氏体转变呈现迟滞的现象。二、选择题（每题1分，共20分） 1、体心立方结构的原子最密排晶向族为______。（） A 、[111] B 、<111> C 、[110] D 、<112> 2、面心立方结构的单位晶胞原子数为。（） A 、2 B 、4 C 、9 D 、14 3、面心立方结构的滑移系是。（） A 、{111}<110> B 、{110}<111> C 、{110}<112> D 、{110}<123> 4、螺型位错的位错线是。（） A 、曲线 B 、直线 C 、环形线 D 、折线 5、亚晶界一般是由位错构成的，通常。（） A 、亚晶界位向差越大，亚晶界上的位错密度越高 B 、亚晶界位向差越大，亚晶界上的位错密度越低 C 、亚晶界上位错密度高低与亚晶界的位向差关系不大 D 、以上都不对 6、在金相试样表面上几组交叉滑移线的产生是由于。（） A 、交滑移 B 、多系滑移 C 、单滑移 7、自扩散的激活能应等于：。（） A 、空位的形成能与迁移激活能的总和 B 、空位的形成能 C 、空位的迁移能 8、冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，对置换固溶体中的扩散过程而言，这些缺陷的存在将导致。（） A 、阻碍原子的运动，减慢扩散过程 B 、对扩散过程无影响 C 、有时会加速扩散，有时会减弱扩散 D 、加速原子的扩散 9、经过冷塑性变形和再结晶过程，在会得到粗大的晶粒组织。（） A 、在临界变形量进行塑性变形加工 B 、大变形量 C 、较长的退火时间 D 、较高的退火温度 10、单晶体的临界分切应力值与有关。（） A 、外力相对滑移系的取向 B 、拉伸时的屈服应力 C 、晶体的类型和纯度 D 、拉伸时的应变大小装订线装订线内不要答题学号姓名班级

第二节 金属学及热处理基本知识2222