材基习题
材料科学基础 练习题
材料科学基础练习题填空题1. 原子和原子之间是依靠结合键聚集在一起的。
原子间的结合键可分为物理键和化学键，其中化学键包括、、 3种。
2. 由两个或多个相差不大的原子间通过而形成的化学键叫共价键。
金属材料是由键结合的。
3.面心立方晶体的密排面是 ,晶胞致密度为 ,晶胞中原子数为，原子的半径r与点阵常数a的关系是。
4.晶内塑性变形机制包括和。
5. 扩散的根本动力是。
6. 构成陶瓷化合物的两种元素的电负性差越大，化合物中离子键合的比例。
（选填越大或越小）7.按照缺陷在空间分布的情况，可将晶体结构中存在的缺陷分为点缺陷、、三类。
8.简单立方中（hkl）晶面的面间距公式是。
9. 金属材料是靠键结合在一起的，NaCl是靠键结合在一起的，而高分子链之间主要是靠结合。
10.常见金属中，铜是结构，铝是结构， -Fe是结构，而镁是结构。
11.合金中的基本相包括和。
其中前者具有较高的综合机械性能，适合做基体相，后者有较高的熔点和硬度，适合做相。
12. 从阻碍位错运动运动的角度出发，提高材料强度的方法主要包括、、、弥散强化等。
13.铁碳合金中奥氏体的晶体结构是____________，铁素体的晶体结构是________________。
14.hcp,fcc和bcc晶体中单位位错的柏氏矢量分别是_______________________、_______________________、______________________。
15.晶体与非晶体相比最本质的特征是。
16.刃型位错除了可以在滑移面上滑移外，还可以在垂直于滑移面的方向上发生。
17.材料的结合键决定其弹性模量的高低。
一般来说，氧化物陶瓷材料与金属材料相比，的弹性模量更高。
（选填氧化物陶瓷或金属材料）18.位错对材料的性能有非常重要的影响。
按照位错线与柏氏矢量的关系，可以将位错分为____ ___、___ ____、____ ___三类。
19. 在液态金属中进行均质形核时，需要________起伏和___________起伏。
材基课后习题答案
肖脱基空位
弗兰克耳空位
刃型位错
螺型位错
混合位错
柏氏矢量
位错密度
位错的滑移
位错的攀移
弗兰克—瑞德源
派—纳力
单位位错
不全位错
堆垛层错
位错反应
扩展位错。
位错密度：ρv＝L/V(cm/cm3)；)
ρa＝1/S (1/cm2）
2．纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃)，假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
(111)晶面：a[10-1]/2→a[11-2 ]/6 + a[2-1-1]/6
(11-1)晶面：a[011]/2→a[112 ]/6 + a[-121]/6
试问：
(1)两个扩展位错在各自晶面上滑动时，其领先位错相遇发生位错反应，求出新位错的柏氏矢量；
•(2)用图解说明上述位错反应过程；
•(3)分析新位错的组态性质
•解答：利用空位浓度公式计算
•850℃(1123K)：Cv1＝
•后激冷至室温可以认为全部空位保留下来
•20℃(293K)：Cv2＝
•Cv1 /Cv2=
3．计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：银的熔点为960℃，银的空位形成能为1.10eV，1ev＝）?若已知Ag的原子直径为0.289nm，问空位在晶体中的平均间距。1eV＝1.602*10-19J
（G切变模量，γ层错能）
解答思路：
位错反应：a[-110]/2→a[-12-1]/6 + a[-211]/6
当两个肖克莱不全位错之间排斥力F＝γ（层错能）时，位错组态处于平衡，故依据位错之间相互作用力，F＝Gb1b2/2πd＝γ可得。
2021年工程建设材料员基础知识练习题和答案(Part13)
2021年工程建设材料员基础知识练习题和答案（Part13）共3种题型，共60题一、单选题(共30题)1.在低碳钢的应力应变图中，有线性关系的是（）阶段。
A：弹性阶段B：屈服阶段C：强化阶段D：颈缩阶段【答案】：A【解析】：在低碳钢的应力应变图中，有线性关系的是弹性阶段。
2.下列哪一项不属于工程量计算的方法（）。
A：按逆时针方向计算工程量B：按先横后竖、先上后下、先左后右顺序计算工程量。
C：按轴线编号顺序计算工程量D：按结构构件编号顺序计算工程量【答案】：A【解析】：选项中应该是按顺时针方向计算工程量。
其他选项均属于工程量计算方法。
3.用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是（）。
A：实心圆轴B：空心圆轴C：两者一样D：无法判断【答案】：B【解析】：用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是空心圆轴。
4.保水性是指（）。
A：混凝土拌和物在施工过程中具有一定的保持内部水分而抵抗泌水的能力B：混凝土组成材料间具有一定的黏聚力，在施工过程中混凝土能保持整体均匀的性能C：混凝土拌和物在自重或机械振动时能够产生流动的性质D：混凝土满足施工工艺要求的综合性质【答案】：A【解析】：保水性是指混凝土拌和物在施工过程中具有一定的保持内部水分而抵抗泌水的能力。
5.下列对于砂浆与水泥的说法中错误的是（）。
A：根据胶凝材料的不同，建筑砂浆可分为石灰砂浆、水泥砂浆和混合砂浆B：水泥属于水硬性胶凝材料，因而只能在潮湿环境与水中凝结、硬化、保持和发展强度C：水泥砂浆强度高、耐久性和耐火性好，常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位D：水泥按其用途和性能可分为通用水泥、专用水泥以及特性水泥【答案】：B【解析】：根据所用胶凝材料的不同，建筑砂浆可分为石灰砂浆、水泥砂浆和混合砂浆；水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，也能在水中凝结、硬化、保持和发展强度，既适用于干燥环境，又适用于潮湿环境与水中工程；水泥砂浆强度高、耐久性和耐火性好，但其流动性和保水性差，施工相对难，常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位；水泥按其用途和性能可分为通用水泥、专用水泥以及特性水泥。
材料的基本性质习题与解答 Microsoft Word 文档
名词解释1. 密度2. 表观密度和容积密度3. 堆积密度 4．孔隙率 5. 空隙率 6．亲水性 7．憎水性 8. 吸水性 9．吸湿性 10. 强度 11. 比强度 12. 脆性 13．韧性 14．塑性 15．导热性 16．热容量 17. 抗渗性 18. 抗冻性 19. 耐水性 20. 软化系数 21. 耐久性 22.耐候性 23.平衡含水率 24. 绝热材料 25. 吸声性 26. 冻融循环 27. 复合材料28. 功能材料29. 结构材料30. 孔隙特征31. 比热容32. 弹性33. 导热系数填空题 1.V m =ρ，00V m =ρ,/0/0V m =ρ,式中，V 表示 ，V 0表示 ，V /0表示 。
2.当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸愈小，材料的强度愈 ，绝热性能愈 ，耐久性 。
3.材料的吸水性用 表示，耐水性用 表示，抗渗性用 表示，抗冻性用 表示，导热性用 表示。
4.材料的孔隙率较大时（假定均为闭口孔），则材料的表观密度 、强度 、吸水率 、抗渗性 、抗冻性 、导热性 、吸声性 。
5.普通黏土砖多为开口孔，若增大其孔隙率，则会使砖的容积密度 ，吸水率 ，抗冻性 ，耐水性 ，强度 。
6.软化系数K 软指 ，大于 的材料认为是耐水的。
7.评价材料是否轻质高强的指标为 ，它等于 ，其值越大，表明材料 。
8.材料的耐水性用 表示，其值愈大则材料的耐水性愈 。
9.质量为100kg 、含水率为3％的中砂，其干燥后干砂的质量为 kg 。
10.一般来说，材料含水时的强度比干燥时 。
11.比强度是衡量 的指标。
12.一般将导热系数λ 的材料称作绝热材料。
常见的绝热材料具有 、 和三种类型。
13.量取10l 气干状态的卵石，称重为14.5kg ，又取500g 烘干的该卵石，放入装有500ml水的量筒中，静置24h 后，水面升高为685ml 。
则该卵石的堆积密度为 ，表观密度为 。
14.材料的强度试验值要受试件的 、 、 、 以及试验时 、 等的影响。
《材料科学基础》习题
1
2．固态下完全不互溶的三元共晶相图如图6-2所示，画出过Am、PQ的垂直截面。若三组元的熔点tA＞tB＞tC，请画出tB ＜t＜tA温度下的水平截面。
3．液相面投影图如图6-3，分析O合金的结晶过程，画出冷却曲线、结晶示意图、注明反应式，并计算室温下组织组成物的相对量。
4．液相面投影图如图6-4，请写出全部四相平衡转变。
4．计算面心立方结构（111）、（110）与（100）面的面密度和面间距。
5．FeAl是电子化合物，具有体心立方点阵，试画出其晶胞，计算电子浓度，画出（112）面原子排列图。
6．合金相VC、Fe3C、CuZn、ZrFe2属于何种类型，并指出其结构特点。
第二章 晶体缺陷
1．铜的空位生成能1.7×10-19J，试计算1000℃时，1cm3铜所包含的空位数，铜的密度8.9g/cm3，相对原子质量63.5，玻尔兹曼常数K=1.38×10-23J/K。
1．何为成份过冷？影响成份过冷的因素有那些？试述区域提纯的原理。
2．简述枝晶偏析形成过程和消除方法。
3．分析0.45%C，1.2%C和2.3%C 的铁碳合金的平衡结晶过程，计算室温下组织组成 物的相对量及两相相对量。
4．根据显微组织分析，一灰口铁内石墨的体积占12%，铁素体的体积占88%，试求该合金的碳含量。
如图2-1所示的位错环，说明各段位错的性质，并指出刃位错多余半原子面的位置。
2．如图2-2，某晶体滑移面上有一个 柏氏矢量为b的位错环，受到均匀切应力τ作用，试分析：
该位错环各段位错的结构类型；
求各段位错所受的力；
在τ的作用下，位错环将如何运动？
在τ的作用下，位错环稳定不动，其最小半径应该多大？
材基A第二章-晶体缺陷作业
材料科学基础A第二章晶体缺陷习题一、名词解释。
（每个2分）能量起伏位错位错线螺位错刃位错混合位错伯氏矢量伯氏回路位错的易动性可滑移面易滑移面滑移攀移晶界相界大角度晶界小角度晶界亚晶界孪晶界共格界面非共格界面界面能内吸附反内吸附二、判断题。
（每小题1分）1、点缺陷是一种热力学平衡的晶体缺陷，随温度的上升空位的浓度增大，故此空位在热力学上是不稳定的。
（）2、晶体中随着空位浓度的提高，一般晶体的电阻率升高导电性变差。
（）3、柏氏回路的起点任意，故此伯氏回路可以从位错线处开始，其形状和大小任意。
（）4、一根不分叉的位错无论形状如何变化它只有一个恒定不变的柏氏矢量。
（）5、位错线不能中止于晶体内部，只能中止于晶界、晶体表面或在晶内形成位错环、位错网络或发生位错反应。
6、螺位错在正应力的作用下可进行攀移，在切应力作用下可进行滑移。
（）7、在滑移面上因为密排晶向间的间距大则P-N力也大，故此晶体中沿密排方向的位错线最稳定。
（）8、基于界面能降低的原理，晶界的平直化和晶粒的长大都是自发过程。
（）9、一般的大角度晶界的界面能高于小角度晶界的界面能，而共格界面的界面能高于非共格界面的界面能。
（）。
10、晶界处点阵畸变较大，因此晶界具有较高的界面能导致晶面易于被腐蚀。
（）三、填空题。
（每空1分）1、晶体中的缺陷按照几何特征可分为：、和三种。
2、空位的基本类型包括空位和空位，其中空位的附近往往存在间隙原子。
3、空位形成能（U v）指的是：，一般的U v越大，空位浓度越。
4、位错是一种线缺陷，按照其几何结构特征可分为型、型和型。
5、伯氏矢量代表了位错线周围点阵畸变量的总和，反映了畸变量的和，而的值越大，位错线周围点阵畸变越严重。
6、刃型位错在的作用下在滑移面上并沿滑移方向进行滑移运动；在垂直于半原子面的作用下发生正攀移运动，即半原子面的。
在垂直于半原子面的作用下发生负攀移运动，即半原子面的。
7、刃型位错滑移运动扫出晶体后，在晶体表面方向产生大小为的滑移台阶，使晶体发生变形。
清华大学材基习题第二章总结
第二章习题及答案2-11.比较石墨和金刚石的晶体结构、结合键和性能。
答：金刚石晶体结构为带四面体间隙的FCC，碳原子位于FCC点阵的结合点和四个不相邻的四面体间隙位置，碳原子之间都由共价键结合，因此金刚石硬度高，结构致密。
石墨晶体结构为简单六方点阵，碳原子位于点阵结点上，同层之间由共价键结合。
邻层之间由范德华力结合，故层与层之间容易滑动，因此石墨组织稀松。
每个碳原子只有3个最近邻，剩下的一个电子就可以在层内自由运动，因而石墨就具有有一定的导电性。
2-12.为什么元素的性质随原子序数周期性的变化？短周期元素和周期元素的变化有何不同？原因何在？答：因为元素的性质主要由外层价电子数目决定，而价电子数目是随原子序数周期性变化的，所以反映出元素性质的周期性变化。
长周期元素性质的变化较为连续、逐渐过渡，而短周期元素性质差别较大，这是因为长周期过渡族元素的亚层电子数对元素性质也有影响造成的。
2-13.讨论各类固体中原子半径的意义及其影响因素。
答：对于金属和共价晶体，原子半径定义为同种元素的晶体中最近邻原子核之间距离之半。
共价晶体中原子间结合键是单键、双键或三键将会影响原子半径，所以一般使用数值最大的单键原子半径；金属晶体中，配位数会影响原子半径，一般采用CN=12的原子半径。
对于非金属的分子晶体，同时存在两个原子半径：一是共价半径，另一是范德华原子半径(相邻分子间距离之半)。
对于离子晶体，用离子半径r+、r－表示正、负离子尺寸。
在假设同一离子在不同离子晶体中有相同半径的情况下，可以大致确定离子半径。
但离子半径只是一个近似的概念。
2-14.解释下列术语合金——由金属和其它一种或多种元素通过化学键结合而成的材料。
组元——组成合金的每种元素(金属、非金属)。
相——合金内部具有相同的(或连续变化的)成分、结构和性能的部分或区域。
组织——一定外界条件下，组成一定成分的合金的若干种不同的相的总体。
固溶体——溶质和溶剂的原子占据了一个共同的布拉维点阵，且此点阵类型与溶剂点阵类型相同；组元的含量可在一定范围内改变而不会导致点阵类型的改变。
上大材科基复习习题及答案
第一章习题参考答案1描述晶体与非晶体的区别，从结构、性能等方面。
晶体中的原子或原子集团都是有规律地排列的。
晶体有一定的凝固点和熔点；晶体具有各向异性。
2何谓空间点阵，简述晶体结构与空间点阵的区别。
晶体中原子或原子集团被抽象为规则排列的几何点，且其沿任一方向上相邻点之间的距离就等于晶体沿该方向的周期。
这样的几何点的集合就构成空间点阵（简称点阵），每个几何点称为点阵的结点或阵点。
3 对于图1-4（n）的面心立方点阵，如果在该点阵的上下两个底面的面中心各添加一个阵点，请问，新的结构是属于14种空间点阵的哪一种。
体心正方。
4在简单立方晶系中，（1）作图表示下述的晶面和晶向；（2）判断其中哪些晶面与晶向是垂直的，哪些是平行的，并指出垂直或平行的条件。
()()()[][][]211,110,111,201,011,111(111)与[111]垂直，（111）与[11-2]平行，（201）与[11-2]平行。
5 请写出简单立方晶系中{111}的等价晶面，<110>的等价晶向。
并在图中画出。
{111}=（111）+（11-1）+（1-11）+（-111）<110>=[110]+[1-10]+[101]+[10-1]+[011]+[01-1]6 试在六方晶系的晶胞上画出)(2110晶面、[]0211和[]1011晶向。
7、分别对面心立方A1和体心立方A2的（100）、（110）、（111）面，请问：（1）计算上述晶面的紧密系数，指出最紧密排列的晶面。
（2）画出上述晶面的原子排列方式。
（3）计算上述晶面的晶面间距（点阵常数为a，公式见附录）。
8、分别对面心立方A1和体心立方A2的[100]、[110]、[111]晶向，请计算上述晶向中相邻两个阵点之间的距离（若点阵常数为a），指出最紧密排列的晶向。
9、铁有两种结构，分别为体心立方A2（称为α－Fe或铁素体）和面心立方A1（称为γ－Fe或奥氏体），铁的原子半径分别为0.127nm，问：（1）哪种结构更致密。
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第一章 原子排列与晶体结构1. fcc 结构的密排方向是[110] ，密排面是 (111) ，密排面的堆垛顺序是ABCABC ，致密度为 0.74 ，配位数是 12 ,晶胞中原子数为4 ，把原子视为刚性球时，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是r=根2/4 a ；bcc 结构的密排方向是 111 ，密排面是110 ,致密度为0.68 ,配位数是8 ,晶胞中原子数为2 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是r=根3/4 a ；hcp 结构的密排方向是 112^0 ，密排面是 0001 ，密排面的堆垛顺序是 ABAB ，致密度为0.74 ，配位数是12 ,，晶胞中原子数为 6 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 a =2r 。
2. Al 的点阵常数为0.4049nm ，其结构原子体积是 0.012nm^3 ，每个晶胞中八面体间隙数为4 ，四面体间隙数为 8 。
3. 纯铁冷却时在912ε 发生同素异晶转变是从 fcc 结构转变为 bcc 结构，配位数降低 ，致密度降低 ，晶体体积 膨胀 ，原子半径发生 减小 。
4. 在面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平面上的方向。
在hcp 晶胞的（0001）面上标出）（0121晶面和]0121[晶向。
5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。
解答：设所决定的晶面为（hkl ），晶面指数与面上的直线[uvw]之间有hu+kv+lw=0，故有：h+k-l=0,2h-l=0。
可以求得（hkl ）＝（112）。
6 在铅的（100）平面上，1mm 2有多少原子？已知铅为fcc 面心立方结构，其原子半径R=0.175×10-6mm 解答：Pb 为fcc 结构，原子半径R 与点阵常数a 的关系为a r 42=，故可求得a ＝0.4949×10-6mm 。
则（100）平面的面积S ＝a 2＝0.244926011×0-12mm 2，每个（100）面上的原子个数为2。
第二章 合金相结构一、 填空1） 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度 增大 ，塑性 降低 ，导电性 变差，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数 变大 。
2） 影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1） 晶体结构 ；（2） 元素之间的电负性差 ；（3） 电子浓度 ；（4）元素之间尺寸差别 和环境因素。
3） 置换式固溶体的不均匀性主要表现为 存在溶质原子偏聚 和 短程有序 。
4） 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为 置换固溶体 和 间隙固溶体 。
5） 无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度 提高 ，塑性 降低 ，导电性 降低 。
6）间隙固溶体是 溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体 ，间隙化合物是 非金属原子与金属原子半径的比值大于0.59时形成的复杂结构的化合物。
。
二、 问答1、 分析氢，氮，碳，硼在α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。
已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm ，氮：0.071nm ，碳：0.077nm ，硼：0.091nm ，α-Fe ：0.124nm ，γ-Fe ：0.126nm 。
解答： α-Fe 为bcc 结构，致密度虽然较小，但是它的间隙数目多且分散，间隙半径很小，四面体间隙半径为0.291Ra ，即R ＝0.0361nm ，八面体间隙半径为0.154Ra ，即R ＝0.0191nm 。
氢，氮，碳，硼由于与α-Fe 的尺寸差别较大，在α-Fe 中形成间隙固溶体，固溶度很小。
α-Fe 的八面体间隙的[110]方向R=0.633 Ra ，间隙元素溶入时只引起一个方向上的点阵畸变，故多数处于α-Fe 的八面体间隙中心。
B 原子较大，有时以置换方式溶入α-Fe 。
由于γ-Fe 为fcc 结构，间隙数目少，间隙半径大，四面体间隙半径为0.225 Ra ，即R ＝0.028nm ，八面体间隙半径为0.414 Ra ，即R ＝0.0522nm 。
氢，氮，碳，硼在γ-Fe 中也是形成间隙固溶体，其固溶度大于在α-Fe 中的固溶度，氢，氮，碳，硼处于γ-Fe 的八面体间隙中心。
2、简述形成有序固溶体的必要条件。
简答：异类原子之间的结合力大于同类原子之间结合力；合金成分符合一定化学式；低于临界温度（有序化温度）。
第三章 纯金属的凝固1. 填空1. 在液态纯金属中进行均质形核时，需要 结构 起伏和 能量 起伏。
2 液态金属均质形核时，体系自由能的变化包括两部分，其中 表面 自由能是形核的阻力， 体积自由能 是形核的动力；临界晶核半径r K 与过冷度ϖT 关系为T L T r m m ∆-=σ2，临界形核功ϖG K 等于()223316T L T G m m k ∆∙=∆σπ。
3 动态过冷度是指 晶核长大时固液界面的过冷度 。
4 在工厂生产条件下，过冷度增大，则临界晶核半径 减少 ，金属结晶冷却速度越快，N/G 比值 越大 ，晶粒越 细小 。
5. 获得非晶合金的基本方法是 快速冷却 。
二、 问答1 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。
解答： 凝固的基本过程为形核和长大，形核需要能量和结构条件，形核和长大需要过冷度。
细化晶粒的基本途径可以通过加大过冷度，加入形核剂，振动或搅拌。
2 试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点。
解答： 根据金属结晶过程的形核和长大理论以及铸锭的散热过程，可以得出通常铸锭组织的特点为最外层为细小等轴晶，靠内为柱状晶，最内层为粗大等轴晶。
3 简述液态金属结晶时，过冷度与临界晶核半径，形核功及形核率的关系。
解答： 液态金属结晶时，均匀形核时临界晶核半径r K 与过冷度ϖT 关系为T L T r m m ∆-=σ2，临界形核功ϖG K 等于()223316T L T G m m k ∆∙=∆σπ。
异质形核时固相质点可作为晶核长大，其临界形核功较小，()k m m k G T L T G ∆+-=∆∙+-=∆4cos cos 323164cos cos 3232233*θθσπθθ，θ为液相与非均匀形核核心的润湿角。
形核率与过冷度的关系为：]exp[）（kT G kT G C N k A ∆+∆-=，其中N 为形核率，C 为常数，ΔG A 、ΔG k 分别表示形核时原子扩散激活能和临界形核功。
在通常工业凝固条件下形核率随过冷度增大而增大。
4铜的熔点T=1356K,熔化热wHm=1628J/cm2 =177*10^-7J/cm,点阵常数a==0.3615nm.求铜wT=100时均匀形核的临界核心半径。
解答：在金属凝固时，可以近似认为L M=ϖHm,根据均匀形核时临界晶核半径r K与过冷度ϖT关系为TLTrmm∆-=σ2，可以计算得到r＝0.79×10－7cm＝0.79nm。
5 何谓过冷，过冷度，动态过冷度，它们对结晶过程有何影响？解答：过冷是指金属结晶时实际结晶温度Tn比理论结晶温度Tm低的现象。
过冷度ΔT指Tm与Tn的差值。
动态过冷度指晶核长大时的过冷度。
金属形核和长大都需要过冷，过冷度增大通常使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化。
6 根据冷却速度对金属凝固后组织的影响，现要获得微晶非晶，亚稳相，请指出其凝固时如何控制。
解答：冷却速度极大影响金属凝固后的组织。
冷却快一般过冷度大，使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化，冷却非常快时可以得到非晶，在一般工业条件下快速冷却可以得到亚稳相。
7 简述纯金属凝固时润湿角，杂质颗粒的晶体结构和表面形态对异质形核的影响。
解答：纯金属凝固时润湿角θ＝0°，形核功为0，固相粒子促进形核效果最好；润湿角θ＝180°，异质形核功等于均匀形核功，固相粒子对形核无促进作用；润湿角0°<θ<180°，形核功比均匀形核的形核功小，θ越小，固相粒子促进形核效果越好。
杂质颗粒的晶体结构与晶核相同或相近时，促进形核效果好，当两者结构不相同时，一般对促进形核效果差或不促进形核。
杂质粒子的表面成凹形时，促进形核效果好，成平面状时次之，凸形时最差。
第四章二元合金相图与合金凝固一、填空1. 固溶体合金凝固时，除了需要结构起伏和能量起伏外，还要有成分起伏。
2. 按液固界面微观结构，界面可分为光滑界面和粗糙界面。
3. 液态金属凝固时，粗糙界面晶体的长大机制是垂直长大机制，光滑界面晶体的长大机制是二维平面长大和依靠晶体缺陷长大。
4 在一般铸造条件下固溶体合金容易产生枝晶偏析，用均匀化退火热处理方法可以消除。
5 液态金属凝固时，若温度梯度dT/dX>0（正温度梯度下），其固、液界面呈平直状，dT/dX<0时（负温度梯度下），则固、液界面为树枝状。
6. 靠近共晶点的亚共晶或过共晶合金，快冷时可能得到全部共晶组织，这称为伪共晶。
7 固溶体合金凝固时，溶质分布的有效分配系数k e= k0/k0+(1-k0)e^-R /D ，当凝固速率很大时k e趋于 1 。
8. 在二元相图中，L1→α+L2叫偏晶反应，β→L+α称为熔晶转变，而反应α１—α２＋β称为偏析反应，α+β→γ称为包析反应。
9 Fe-Fe3C相图中含碳量小于为钢，大于为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由铁素体和Fe3C 两个基本相组成；根据溶质原子的位置，奥氏体其晶体结构是FCC ，是间隙固溶体，铁素体是间隙固溶体，其晶体结构是BCC ，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含量是 2.11% ；珠光体的含碳量是0.77% ，它是由珠光体和渗碳体组成的两相混合物；莱氏体的含碳量是 4.3% ；在常温下，亚共析钢的平衡组织是P+F ，过共析钢的平衡组织是P+Fe3C ，亚共晶白口铸铁的平衡组织是Ld ，莱氏体的相组成物是A+Fe3C ，变态莱氏体的相组成物是P+Fe3C+Fe3CII ，Fe3C I是从液相中析出的，Fe3C II是从 A 中析出的，Fe3C III是从 F 中析出的，它们的含碳量为 6.99% ，Fe3C主要性能特点是硬脆，A共析反应后的生成物称为P 。
2 问答1 如图4-1所示为Ni-Al相图1）填出相图中各相区的平衡相；2）指出图中的稳定化合物和不稳定化合物；3）写出图中存在的恒温反应，指明反应类型；4）指出含Ni 30%(重量)的合金在平衡冷却时的相变过程，计算室温下的相组成与组织组成，并计算出其中组织组成物的百分数。
5）试说明含Ni89%（重量）的Ni-Al合金其平衡凝固与非平衡凝固后的显微组织的不同。
6）设X合金平衡凝固完毕时的组织为α（Al）初晶+(α+β)共晶，其中α初晶占80%，则此合金中Ni组元的含量是多少？7）绘出1500ε时Al-Ni合金系的自由能—成分曲线示意图。