金属材料与热处理第四章作业
2 一堆钢材由于混杂，不知道化学成分，现抽出一根进行金相分析，其组织为铁素体加珠光体，其中珠光体的面积大约占40％，由于珠光体与铁素体的比容相近，可用显微组织中珠光体与铁素体的面积百分数替代二者的重量百分数，试估算该钢材的含碳量。
答：由于二者比容相近，可用面积百分数代替质量百分数，那么该刚才中珠光体质量占40%，铁素体质量占60%。
根据杠杆定律可知该刚才的碳含量为：
W C%= 0.0218%+（0.77-0.0218）%×40%=0.321%
3 已知珠光体的HBS＝180，δ＝20％，铁素体的HBS＝80，δ＝50％，试计算含碳量为0.45%的碳钢的硬度和伸长率。
(提示：合金的性能值大约是它的各组织组成物的性能值与它的各组织组成物在合金中的含量的乘积和，或称为加权平均值)。
答：根据杠杆定律，含碳量为0.45%的碳钢室温组织为珠光体和铁素体。
他们的质量分数为W F%=（0.77-0.45）/(0.77-0.0218)=42.77%
W P%=1-W F%=57.23%
因此，它的硬度HBS=180×57.23%+80×42.77%=137.23
它的延伸率δ=20%×57.23%+50%×42.77%=137.23=32.8%
4 何谓共析转变和共晶转变？写出它们的反应式
答：共析转变由某一固相同时转变成两种不同的固相的转变，反应式γ→α+β
共晶转变由某一液相同时转变成两种不同的固相的转变，反应式L→α+β
5 指出下列名词的主要区别：一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体。
答：一次渗碳体：在共晶转变之前，直接从液相中结晶出来的渗碳体
二次渗碳体：在共析转变之前，直接从奥氏体中析出渗碳体
三次渗碳体：从过饱和铁素体中析出的渗碳体
共晶渗碳体：在共晶点附近，经过共晶反应得到的渗碳体
共析渗碳体：在共析点附近，经过共析反应得到的渗碳体
6 Si、Mn、S、P对碳钢性能有何主要影响？碳钢分类及编号方法。
答：硅和锰是脱氧剂，冷却后溶于铁素体中，形成固溶体，提高碳钢的强度和硬度。
含量不高时，提高钢的塑性和韧性，含量太高时将降低其塑性和韧性。
此外，锰还是脱硫剂，很大程度上消除硫的有害影响。
硫是碳钢中有害元素，引起钢在热加工时开裂，在铸造应力作用下产生热裂纹，也会使焊缝中产生热裂纹。
焊接时产生SO2气体，还使焊缝产生气孔和缩松。
但硫能提高钢的切削性能。
磷是有害元素，在钢中具有很高的溶解度，具有很强的固熔强化作用，使钢的强度、硬度显著提高，韧性明显降低。
磷还具有严重的偏析倾向，在铁素体和奥氏体中扩散速度小，难以用热处理方法消除。
磷可以提高钢的切削性能，与铜一起可以提高钢的耐大气腐蚀能力。
按钢中的含碳量，碳素钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
按合金元素的多少分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。
按用途可分为结构钢、工具钢和特殊用钢。
按退火状态的组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢；按正火组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢；按室温时的显微组织可分为铁素体钢、奥氏体钢和双相钢。
编号方法：对于结构用钢采用Q+屈服点数值+质量。
质量由A到E，磷硫含量降低，钢的质量提高。
碳素工具钢采用T+数字，数字表示千分之几的含碳量。
合金结构钢的牌号由三部分组成：数字+合金元素符号+数字。
前面的两位数字表示碳含量的万分之几，合金元素后面的数字表示合金元素的平均含量，以百分之几表示。
7 教材4-1,4-2, 4-4,4-6
4-1 Wc=0.6%的铁碳合金属于亚共析钢。
冷却曲线和组织示意图略。
室温下的相组成为：铁素体和渗碳体。
铁素体含量为（6.69-0.6）/(6.69-0.0218)=91.3%
渗碳体含量为8.7%。
室温下的组织为先共析铁素体和珠光体组织。
其中先共析铁素体组织含量为（0.77-0.6）/(0.77-0.0218)=22.7%，珠光体组织含量为1-22.7%=77.3%
4-2 Wc=3.5 %的铁碳合金属于亚共晶白口铁，冷却曲线和组织示意图略。
室温下相组成为：铁素体和渗碳体。
其中铁素体含量为（6.69-3.5）/(6.69-0.0218)=47.8%
渗碳体含量为52.2%。
室温下的组织为先共析渗碳体和珠光体组织。
其中先共析渗碳体组织含量为（3.5-0.77）/(6.69-0.77)=46.96%，珠光体组织含量为1-22.7%=53.04%
4-4莱氏体中共晶渗碳体含量（4.3-2.11）/(6.69-2.11)=47.8%
二次渗碳体含量(2.11-0.77)/(6.69-0.77)×(1-47.8%)=11.8%
共析渗碳体含量(0.77-0.0218)/(6.69-0.0218) ×(1-47.8%-11.8%)=4.5%
4-6铁碳合金在室温下的组织构成如下图所示。
当Wc%<0.0218时是铁素体组织，组织较软，强度较低，塑性较好。
0.0218%<Wc%<0.77%时是先共析铁素体和珠光体组织，随着珠光体的增多，强度硬度逐渐升高，塑性韧性下降。
当Wc%=0.77%时，其性能就是珠光体性能，强度硬度较高，塑性较差。
在过共析钢0.77%<Wc%<2.11%中，组织为珠光体和二次渗碳体组织，在含碳量接近1%时，强度达到最高值，此后随着含碳量的增加，由于脆性相Fe3C形成连续网络，强度下降，脆性增加，而硬度继续增大。
亚共晶白口铁的成分2.11%<Wc%<4.3%，组织为珠光体、二次渗碳体和变态莱氏体，共晶白口铁为变态莱氏体，过共晶白口铁 4.3%<Wc%<6.69%为一次渗碳体和变态莱氏体组织，在白口铁中，渗碳体逐渐增多，脆性很大，强度很低，硬度不断增加。
12 默写画出简化的铁碳相图：
①写出主要点（P、Q、S、E、C）、线(PK、EF、PQ、ES)的意义；
②标出亚共析钢、共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁室温下的平衡组织；
③运用杠杆定律计算0.4%C、1.0%C的钢中先共析相和珠光体的相对重量。
有一碳素钢退火后在室温下测得先共析相占5％，求该钢的成分；
④钢中最重要的强化元素是什么？说明含碳量对退火钢机械性能的影响规律，解释原因。
⑤为什么绑扎物体一般用镀锌低碳钢丝，而起重机调重物用60、65、70、76等钢制成的钢丝。
答：（1）如图所示。
P为共析温度下铁素体中碳的最大的固溶度。
Q为室温下铁素体中碳的固溶度。
S共析点。
E碳在奥氏体钢中的最大固溶度。
C共晶点。
PK为共析线，改线上的点都会发生共析反应。
EF线为共晶线，该线上的点都会发生共晶反应，PQ线为碳在铁素体中的溶解度曲线，ES线为碳在奥氏体中的溶解度曲线。
（2）亚共析钢的平衡组织为先共析铁素体和珠光体；共析钢的平衡组织为珠光体；过共析钢的平衡组织为二次渗碳体和珠光体；亚共晶钢的平衡组织为二次渗碳体、珠光体和变态莱氏体；共晶体的平衡组织为变态莱氏体；过共晶钢的平衡组织为一次渗碳体和变态莱氏体。
（3）0.4%C钢：先共析铁素体：W F=（0.77-0.4）/（0.77-0.0218）=49.45%，Wp=1-W F=51.55%。
1.0%C钢先共析渗碳体W Fe3C=（1.0-0.77）/（6.69-0.77）=38.85%,Wp=1-WFe3C=61.15%
若先共析相位铁素体，则钢的成分为0.77-（0.77-0.0218）×5%=0.73%
若先共析相为渗碳体，则钢的成分为0.77+（6.69-0.77）×5%=1.03%
（4）钢中最重要的强化元素是碳，在亚共析钢中，随着含碳量的增加，珠光体逐渐增多，强度硬度升高，韧性塑性下降。
当碳量达到0.77%时，其性能就是珠光体性能，强度硬度较高，塑性较差。
在过共析钢中，在含碳量接近1%时，强度达到最高值，此后随着含碳量的增加，由于脆性相Fe3C形成连续网络，强度下降，脆性增加，而硬度继续增大。
（5）因为捆绑物体的钢丝要求具有良好的塑性和适当的强度，低碳钢正好满足这些要求。
镀锌能降低低碳钢化学腐蚀。
起重机调重物需要强度高和塑性适中的材料，珠光体组织的性能正好满足要求，所以选用共晶点附近的60、65、70、76钢。
金属材料与热处理习题册参考答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题 1成分组织热处理性能 2．光泽延展性导电性导热性合金 3．成分热处理性能性能二、思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。
对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。
第一章金属的结构与结晶一、填空题 1．非晶体晶体晶体 2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方 3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界 4．无序液态有序固态 5．过冷度 6．冷却速度冷却速度低 7．形核长大 8．强度硬度塑性 9．固一种晶格另一种晶格 10．静冲击交变 11．弹性塑性塑性 12．材料内部与外力相对抗 13．内力不同 14．外部形状内部的结构二、判断题 1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√ 14．× 15．√三、选择题 1．A 2．C B A 3．B四、名词解释 1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。
3．答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。
4．答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力。
五、思考与练习 1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。
结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。
《金属材料与热处理》第四章铁碳合金
学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
第四章 非合金钢-《金属材料与热处理》中职通用第七版
3.加入造渣材料使杂质元素的氧化生成物进入炉渣而被 排除或生成气体而逸出。
4.氧化终了时，钢液中不可避免地溶解了过多的氧，以 及生成部分氧化铁。为此，必须加脱氧剂进行脱氧，并使 脱氧生成物进入炉渣而与钢液分离。
5.根据所炼钢种的要求加入合金元素，调整成分，调整 钢液温度，然后出钢。
析出，而将在长期搁置时以细小分散的氮化物析出，从而使
钢的韧性显著下降，导致工件易于脆性破坏，这种现象称为 时效。
7.氢 尽管氢在钢中含量不多，但即使是微量氢的存在也会造
成氢脆等缺陷，因而是有害元素。
§4-2 非合金钢的分类
一、按非合金钢的含碳量分类
1.低碳钢 含碳量≤0.25%。
2.中碳钢 含碳量为0.25%~0.6%。
§4-3 非合金钢的牌号与用途
一、非合金钢的牌号表示方法
二、常用非合金钢的性能和用途
1.碳素结构钢
2.优质碳素结构钢
3.碳素工具钢
4.铸造碳钢
§4-4 低碳钢与高碳钢的冲击试验
氮在高温下能溶于fe或fe中急速冷却后并不立即析出而将在长期搁置时以细小分散的氮化物析出从而使钢的韧性显著下降导致工件易于脆性破坏这种现象称为时效
第四章 非合金钢
§4-1 杂质元素对非合金钢性能的影响
一、炼钢过程概述 1.采用不同的热源将原料(生铁、废钢等)熔化。 2.采用不同的方法(如加入氧化铁，使接触氧化性炉气，
3.高碳钢 含碳量≥0.60%。
二、按非合金钢的质量等级分类
1.普通碳素钢 2.特殊质量碳素钢 3.优质碳素钢
三、按非合金钢的用途分类
1.碳素结构钢 2.碳素工具钢
金属材料及热处理(高起专)阶段性作业4
金属材料及热处理(高起专)阶段性作业4总分: 100分考试时间:分钟判断题1. 普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。
（_____）(6分)正确错误参考答案：正确解题思路：2. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。
（_____）(6分)正确错误参考答案：错误解题思路：3. 高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。
（_____）(6分)正确错误参考答案：错误解题思路：4. 硬铝合金经固溶处理后，强度明显提高。
（_____）(6分)正确错误参考答案：正确解题思路：5. 所谓白口铸铁是指碳全部以石墨形式存在的铸铁。
（_____）(6分)正确错误参考答案：错误解题思路：6. 铸件可用再结晶退火细化晶粒。
（_____）(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：7. 工具钢淬火时，冷却速度越快，则所得组织中的残余奥氏体越多。
（_____）(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：8. 可锻铸铁是一种可以锻造的铸铁。
（_____）(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：9. 灰铸铁的力学性能特点是抗压不抗拉。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：10. 通过热处理可以改变铸铁中石墨的形状，从而改变性能。
（_____）(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：11. 变质处理可以有效提高铸造铝合金的力学性能。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：填空题12. 灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,一般而言,碳当量越___ (1)___ ,越有利于石墨化,冷却速度越___(2)___ ,越容易形成白口。
(5分)(1). 参考答案: 高(2). 快(1). : 锡(1). 硅(2). 铸造(1). 锌(2). 参考答案: 锡(3). 参考答案: 铝，16. 紫铜、青铜在大气,海水中的耐蚀性___(10)___ 于黄铜(5分)优(1). 渗碳体(2). 石墨(1). : 碳硅(1). :(2). 参考答案: 淬火和中温回火(3). 参考答案: 回火托氏体。
金属材料与热处理第六版习题册答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题1、成分、组织、热处理、性能之间。
2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、人工合成材料时代。
3、成分、热处理、性能、性能。
二、选择题：1、A2、B3、C三、简答题1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？答：机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料.所以了解金属材料与热处理后相关知识.对我们工作中正确合理地使用这些工具.根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。
2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？答：在学习过程中.只要认真掌握重要的概念和基本理论.按照材料的成分和热处理决定组织.组织决定其性能.性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际.认真完成作业和实验等教学环节.是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构和结晶1-1金属的晶体结构一、填空题1、非晶体晶体晶体2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方3、晶体缺陷点缺陷面缺陷二、判断题1、√2、√3、×4、√三、选择题1、A2、C3、C四、名词解释1、晶格与晶胞：P5答：将原子简化为一个质点.再用假想的线将它们连接起来.这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架.称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
3、单晶体与多晶体答：只由一个晶粒组成称为单晶格.多晶格是由很多大小.外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。
五、简答题书P6□1-2纯金属的结晶一、填空题1、液体状态固体状态2、过冷度3、冷却速度冷却速度4、晶核的产生长大5、强度硬度塑性二、判断题1、×2、×3、×4、×5、√6、√三、选择题1、C、B、A2、B3、A4、A四、名词解释1、结晶与结晶潜热 (P8)答：（1）结晶：是金属从高温液体状态.冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。
工程材料与热处理 第4章作业题参考答案
1.滑移和孪晶的变形机制有何不同？为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现孪晶，而纯铁中容易出现滑移带？主要的不同：（1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变，形成镜面对称关系。
（2）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍，而孪生过程中的位移量正比于该层至孪晶面的距离。
（3）孪生是一部分晶体发生了均匀的切变，而滑移是不均匀的。
锌的晶体结构为密排六方，密排六方金属滑移系少，所以容易出现孪晶，而纯铁为体心立方结构，滑移系多，所以容易出现滑移带。
2.多晶体塑性变形与单晶体塑性变形有何不同？多晶体的每一晶粒滑移变形的规律与单晶体相同，但由于多晶体中存在晶界，且各晶体的取向也不相同，多晶体的塑性变形具有以下特点：（1）各晶粒不同同时变形；（2）各晶粒变形的不均匀性；（3）各变形晶粒相互协调。
3.什么是滑移、滑移线、滑移带和滑移系？滑移线和滑移带是如何在金属表面形成的？列举金属中常见晶体结构最重要的滑移系，并在其晶胞内画出一个滑移系。
哪种晶体的塑性最好？哪个次之？为什么？所谓滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生相对滑动，滑动后原子处于新的稳定位置。
晶体材料的滑移面与晶体表面的交线称为滑移线。
由数目不等的滑移线或滑移台阶组成的条带称为滑移带。
一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。
滑移线是由于晶体的滑移变形使试样的抛光表面产生高低不一的台阶所造成的；相互靠近的小台阶在宏观上反映的是一个大台阶，所以形成了滑移带。
滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性就越好。
滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大，所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。
密排六方由于滑移少，塑性最差。
4.简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并说明如何区分冷、热加工。
动态再结晶与静态再结晶后的组织结构的主要区别是什么？一次再结晶的驱动力是冷变形所产生的储存能的释放。
二次再结晶的驱动力是由于界面能变化引起的。
机械基础复习资料金属材料和热处理含习题答案
第二部分 机械基础第四章 金属材料和热处理本章重点1．掌握：强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度的含义。
2．了解：工艺性能的含义。
3．了解：热处理的概念及目的。
4．熟悉：退火、正火、淬火、回火，表面热处理的方法。
5．掌握：碳素钢的概念、分类、牌号的表示方法及性能。
6．掌握：合金钢的牌号及表示方法。
7．熟悉：铸铁分类牌号及用途。
本章内容提要一．金属材料的性能1．物理、化学性能物理性能是指金属材料的密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等具有物理特征的一些性能。
化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。
如：耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。
2．金属材料的机械性能金属材料在外力作用下所表现出来的性能就是力学性能。
主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
（1）强度强度是材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度。
常用的强度是抗拉强度。
工程上常用的强度指标是屈服点和抗拉强度。
（2）塑性塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力。
常用塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率：是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。
式中，L 0表示试样原长度（mm ），L 1表示试样拉断时的长度（mm ）。
断面收缩率：是指试样拉断后，缩颈处横截面积（A 1）的最大缩减量与原始横截面积（A 0）的百分比。
（3）硬度硬度是金属材料表面抵抗比它更硬的物体压入时所引起的塑性变形能力；是金属表面局部体积内抵抗塑性变形和破裂的能力。
目前最常用的硬度是布氏硬度（HB ）、洛氏硬度（HRC 、HRB 、HRA ）和维氏硬度（HV ）。
（4）韧性1o o 100%L L L -=⨯δ010A A 100%A -=⨯ψ韧性是脆性的反意，指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
工程技术上常用一次冲击弯曲试验来测定金属抵抗冲击载荷的能力。
（5）疲劳强度疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。
一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。
《金属学与热处理》(第二版)课后习题参考答案
金属学与热处理第一章习题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=1.6338.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R=0.146X4R/√2=0.414R9.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912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
工程材料与热处理 第4章 金属的塑性变形与再结晶
一、滑移
滑移只能在切应力 作用下才会发生, 不同金属产生滑移 的最小切应力(称 滑移临界切应力) 大小不同。钨、钼、 铁的滑移临界切应 力比铜、铝的要大。
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一、滑移
由于位错每移出 晶体一次即造成 一个原子间距的 变形量, 因此晶 体发生的总变形 量一定是这个方 向上的原子间距 的整数倍。
滑移带
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二、位错滑移机制
通过位错的移动实现滑移时： 1、只有位错线附近的少数原子移动； 2、原子移动的距离小于一个原子间距； 所以通过位错实现滑移时，需要的力较小；
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二、位错滑移机制
金属的塑性变形是由滑移这种方式进行的， 而滑移又是通过位错的移动实现的。所以， 只要阻碍位错的移动就可以阻碍滑移的进 行，从而提高了塑性变形的抗力，使强度 提高。金属材料常用的五种强化手段（固 溶强化、加工硬化、晶粒细化、弥散强化、 淬火强化）都是通过这种机理实现的。
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链条板的轧制
材料为Q345（16Mn) 1200 钢 的自行车链条经 1000 过五次轧制，厚度由 3.5mm压缩到1.2mm， 800 总变形量为65%，硬 600 度从150HBS提高到 400 275HBS；抗拉强度从 200 510MPa提高到980MPa； 0 使承载能力提高了将近 一倍。
滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大， 所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金 属的塑性更好。 金、银、铜、铝等金属的塑性高于铁、铬 等金属；而铁的塑性又高于锌、镁等金 属。
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二、位错滑移机制
滑移非刚性滑动，而是由位错的移动实现 的（1934年提出 ）。
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二、位错滑移机制
滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。滑移 并非是晶体两部分沿滑移面作整体的相对滑动, 而是通 过位错的运动来实现的。 在切应力作用下,一个多余半 原子面从晶体一侧到另一侧运动, 即位错自左向右移动 时, 晶体产生滑移。
金属材料及热处理
性能：
F：强度低，塑性和韧性好 P：强度较高，塑性和韧性较F差； 力学性能强烈依赖于P片间距或K颗粒的间距。 随片间距减小或颗粒间距减小，强度、塑性提高。
组织与性能间的关系：
• 对于亚共析钢，正火与退火后强度可由下式表达：
0 .2 V P (1 V )
• 钢中珠光体含量越多，强度、硬度越高，韧性下降，临 界脆化温度提高。当wC<0.2％时，正火与退火钢的机械 性能相近，当wC升高时，正火比退火组织的硬度、强度 都高，但塑性较低。珠光体中碳化物被球化后，可在强 度变化不大的条件下改善钢的塑性和韧性。
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经完全退火与正火后的组织有以下区别：
（1）正火的珠光体比退火状态的
片层间距小，领域也较小。
（2）亚共析与过共析钢
由不于能正充火分的析冷出却，速即度先较共快析，析因出此相先数共量析较产平物衡（冷自却由时铁较素少体。、同F时e，3C由） 于奥氏体的成分偏离共析成分而出现伪共析组织。对于过共析钢而 言，退火后的组织为珠光体+网状碳化物。正火时网状碳化物的析 出受到抑制，从而得到全部细珠光体组织，或沿晶界仅析出一部分 条状碳化物（不连续网状）。
⑵ 提高力学性能 对于受力不大、性能要求不高的普通结构零件可 作为最终热处理代替调质处理，操作简单，减少 工序，节约能源，提高生产效率。
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目的与应用：
⑶ 消除过共析钢中的网状碳化物 过共析钢在淬火前进行球化退火，以便于进行机械加工，并为 淬火作好组织准备。但当钢中存在严重的网状K时，球化退火 效果不好。正火在空气中冷却速度较快，二次渗碳体不能像退 火时那样沿晶界完全析出形成连续网状，可以抑制或消除网状 二次渗碳体的形成，有利于球化退火。