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。

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)、(201)、(012)、(012)、(021)、(021)、等晶面。

11．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用亚晶界来描述。

三、判断题：

1．固溶体具有与溶剂金属相同的晶体结构。（√）

2．因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。（×）

3．金属多晶体是由许多位向相同的单晶体组成的。（×）

4．因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。（√）

5．在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。（√）

6．金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。（×）

7．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（√）

四、选择题：

1．组成合金中最基本的，能够独立存在的物质称为：（b）

a．相；b．组元；c．合金。

2．正的电阻温度系数的含义是：（b）

3．a．随温度升高导电性增大；b．随温度降低电阻降低；c．随温度增高电阻减小。4．晶体中的位错属于：（c）

5．a．体缺陷；b．面缺陷；c．线缺陷；d．点缺陷。

6．亚晶界是由：（b）

7．a．点缺陷堆积而成；b．位错垂直排列成位错墙而构成；c．晶界间的相互作用构成。8．在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：（b）

9．a．<100>；b．<110>；c．<111>。

10．在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是：（b）

11．a．｛100｝；b．｛110｝；c．｛111｝。

12．α-Fe和γ-Fe分别属于什么晶格类型：（b）

13． a ．面心立方和体心立方； b ．体心立方和面心立方；

c ．均为面心立方；

d ．均为体心立方

14． 固溶体的晶体结构与 相同。（a ）

a ．溶剂；

b ．溶质；

c ．其它晶型。

15． 间隙相的性能特点是：（c ）

a ．熔点高，硬度低；

b ．硬度高，熔点低；

c ．硬度高，熔点高

五、问答题：

1． 常见的金属晶格类型有哪几种

回答要点：

1）体心立方晶格；其晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和中心各有一个原子。

2）面心立方晶格；其晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子。

3）密排六方晶格；其晶胞是一个立方六柱体，在六方柱体的各个角上和上下底面中心各排列着一个原子，在顶面和底面间还有三个原子。

2． 金属化合物具有什么样的性能特点

回答要点：熔点高、硬度高、脆性大。

3． 指出下面四个晶面和四个晶向的指数填写在对应的括号内。

B

x F

D A y C

z (100) (110) (112) (111) A: [100]

B: [110] C: [201] D: [111]

4．标出图2-1中给定的晶面指数与晶向指数：

晶面OO′A′A、OO′B′B、OO′C′C、OABC、AA′C′C、AA′D′D；晶向OA、OB、OC、OD、OC′、OD′。答：晶面OO′A′A：（010）；晶面OO′B′B：（110）；

晶面OO′C′C：（100）；晶面OABC：（001）；

晶面AA′C′C：（110）；晶面AA′D′D：（210）。

晶向OA：[100]；晶向OB：[110]；

晶向OC：[010]；晶向OD：[120]；

晶向OC′：[011]；晶向OD′：[122]。

5．在立方晶胞中标出以下晶面和晶向：

晶面DEE′ D′：（210）；

晶面DBC′：（111）or （1 1 1）

晶向D′ E′：[120]；

晶向C′ D：[011]。