15年金属学与热处理第7章习题及思考题
《金属材料与热处理》课后习题答案
第1章金属的结构与结晶一、填空：1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。
一般固态金属都属于。
2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。
通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。
3、常见的金属晶格类型有、和三种。
铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。
4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和等。
晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。
5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。
6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。
冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。
7、与之差称为过冷度。
过冷度的大小与有关，越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。
8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。
9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。
10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为同素异构转变。
二、判断：1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。
（）2、非晶体具有各向同性的特点。
（）3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。
（）4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。
（）5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。
（）6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。
（）7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。
（）8、单晶体具有各向异性的特点。
（）9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。
（）10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。
（）11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。
（）三、选择1、α—Fe是具有（）晶格的铁。
A、体心立方B、面心立方C、密排六方2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为（）晶格。
A、体心立方B、面心立方C、密排六方3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。
A、α—FeB、γ—FeC、δ—Fe4、γ—Fe转变为α—Fe时，纯铁体积会（）。
金属材料及热处理课后习题参考答案
第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。
如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
安工大金属学与热处理习题答案
中 南 大 学 机 电 工 程 学 院
第四章 金属的塑性变形与再结晶
（一）
解释名词
中 南 大 学 机 电 工 程 学院– 塑性变形 – 塑性 – 强度 – 滑移 – 加工硬化 – 回复 – 再结晶 – 热加工 – 滑移系 – 硬位向
第四章 金属的塑性变形与再结晶
（二）
填空题
中 南 大 学 机 电 工 程 学 院
– 略。 3． 常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数
各有什么特点？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn 各属于何种晶体结构？
– 见《习题》P3 4． 画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子最密的晶面
和晶向、写出它们的晶面和晶向指数并求出单位面积及单位长度 上的原子数。
机械工程材料 第二章 金属的结构
（三） 是非题
中 南 大 学 机 电 工 程 学 院
– 1． 因为单晶体是各乡异性的，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。 （×） – 2． 金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。 （×） – 3． 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。 （√） – 4． 在立方晶系中，（123）晶面与[12]晶向垂直。 （√） – 5． 在立方晶系中，（111）与（11）是相互平行的两个晶面。 （×） – 6． 在立方晶系中，（123）晶面与（12）晶面属同一晶面族。 – 7． 在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。 （√） – 8． 在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方 （×） 向都具有相同的跃迁几率。 – 9． 因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多， （√） 所以固态下的扩散比液态下的慢得多。 （×） – 10．金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。 – 11．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 （√）
《金属材料与热处理》综合训练知识点训练解答模块7金属的塑性变形与再结晶
模块七金属的塑性变形与再结晶（P155）一、名词解释滑移，加工硬化，纤维组织，变形织构，回复，再结晶，热变形加工，冷变形加工，带状组织。
答：滑移：是指在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（即滑移面）发生相对的滑动。
加工硬化：塑性变形过程中，随着变形程度的增加，金属强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象。
纤维组织：金属发生塑性变形时，随着变形程度的增加，晶粒外形被拉长而形成的组织状态。
变形织构：由于变形而使晶粒具有择优取向的组织叫作变形织构。
回复：冷塑性变形金属加热时，当加热温度较低时，原子活动能力较弱，只能回复到平衡位臵，冷变形金属的显微组织没有明显变化，力学性能变化也不大;但残留应力显著降低，其物理和化学性能也基本恢复到变形前状态，称这一阶段为回复或恢复。
再结晶：冷塑性变形金属加热时，当加热温度较高时，由于原子活动能力增大，金属的显微组织发生明显的变化，破碎的、被拉长或被压扁的晶粒变成均匀、细小的等轴晶粒，这一变化过程也是通过形核和晶核长大方式进行的，故称为再结晶。
再结晶后金属的强度、硬度显著下降，塑性、韧性明显提高，冷变形强化得以消除。
热变形加工：在再结晶温度以上进行的变形加工称为热变形加工;冷变形加工：在再结晶温度以下进行的变形加工称为冷变形加工。
带状组织：在经过热变形加工的亚共析钢的显微组织中，出现铁素体与珠光体呈条带状沿金属的热变形方向大致平行、交替排列分布的组织。
因为热变形时夹杂物排列成纤维状，缓慢冷却后，铁素体首先在夹杂物的周围析出而排列成行，珠光体随之析出，形成带状组织二、填空题1.常温下，金属单晶体的塑性变形方式为滑移和孪生。
2.再结晶温度是指能够进行再结晶的最低温度，其数值与熔点间的大致关系为T再≈（0.35～0.40）T 。
3.在金属学中，冷变形加工和热变形加工的界限是以再结晶温度来划分的。
因此，Cu（熔点为1084℃）在室温下的变形加工称为冷加工，Sn（熔点为232℃）在室温下的变形加工称为热加工。
金属学与热处理习题解答
⾦属学与热处理习题解答⾦属学与热处理习题及参考解⼀、论述四种强化的强化机理、强化规律及强化⽅法。
1、形变强化形变强化：随变形程度的增加，材料的强度、硬度升⾼，塑性、韧性下降的现象叫形变强化或加⼯硬化。
机理：随塑性变形的进⾏，位错密度不断增加，因此位错在运动时的相互交割加剧，结果即产⽣固定的割阶、位错缠结等障碍，使位错运动的阻⼒增⼤，引起变形抗⼒增加，给继续塑性变形造成困难，从⽽提⾼⾦属的强度。
规律：变形程度增加，材料的强度、硬度升⾼，塑性、韧性下降，位错密度不断增加，根据公式Δσ=αbGρ1/2，可知强度与位错密度（ρ）的⼆分之⼀次⽅成正⽐，位错的柏⽒⽮量（b）越⼤强化效果越显著。
⽅法：冷变形（挤压、滚压、喷丸等）。
形变强化的实际意义（利与弊）：形变强化是强化⾦属的有效⽅法，对⼀些不能⽤热处理强化的材料可以⽤形变强化的⽅法提⾼材料的强度，可使强度成倍的增加；是某些⼯件或半成品加⼯成形的重要因素，使⾦属均匀变形，使⼯件或半成品的成形成为可能，如冷拔钢丝、零件的冲压成形等；形变强化还可提⾼零件或构件在使⽤过程中的安全性，零件的某些部位出现应⼒集中或过载现象时，使该处产⽣塑性变形，因加⼯硬化使过载部位的变形停⽌从⽽提⾼了安全性。
另⼀⽅⾯形变强化也给材料⽣产和使⽤带来⿇烦，变形使强度升⾼、塑性降低，给继续变形带来困难，中间需要进⾏再结晶退⽕，增加⽣产成本。
2、固溶强化随溶质原⼦含量的增加，固溶体的强度硬度升⾼，塑性韧性下降的现象称为固溶强化。
强化机理：⼀是溶质原⼦的溶⼊，使固溶体的晶格发⽣畸变，对滑移⾯上运动的位错有阻碍作⽤；⼆是位错线上偏聚的溶质原⼦形成的柯⽒⽓团对位错起钉扎作⽤，增加了位错运动的阻⼒；三是溶质原⼦在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。
所有阻⽌位错运动，增加位错移动阻⼒的因素都可使强度提⾼。
固溶强化规律：①在固溶体溶解度范围内，合⾦元素的质量分数越⼤，则强化作⽤越⼤；②溶质原⼦与溶剂原⼦的尺⼨差越⼤，强化效果越显著；③形成间隙固溶体的溶质元素的强化作⽤⼤于形成置换固溶体的元素；④溶质原⼦与溶剂原⼦的价电⼦数差越⼤，则强化作⽤越⼤。
(完整版)金属材料与热处理题库及答案
金属材料与热处理习题及答案第一章 金属的结构与结晶一、判断题1、非晶体具有各同性的特点。
4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。
5、单晶体具有各向异性的特点。
6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。
7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体， 就是同素异构体。
( 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。
10 、非晶体具有各异性的特点。
11 、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。
12 、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。
2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。
(X )3、 般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。
V)14 、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的 物质。
15 、 金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。
16 、金属材料是金属及其合金的总称。
17 、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。
18 、金是属于面心立方晶格。
19 、银是属于面心立方晶格。
20 、铜是属于面心立方晶格。
21 、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。
22 、晶粒间交接的地方称为晶界。
23 、晶界越多，金属材料的性能越好。
24 、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。
25 、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。
26 、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。
27 、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。
28 、晶体缺陷有点、线、面缺陷。
29 、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。
30 、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。
13 、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、 组织、 热处理与 金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。
V)V)31、晶体有规则的几何图形。
32、非晶体没有规则的几何图形。
36 、物质是由原子和分子构成的。
38 、金属的同素异构转变也是一种结晶过程，故又称为重结晶。
39 、常见的三种金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。
金属学第七章第九章答案
9-4 试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。
答：贝氏体转变：是在珠光体转变温度以下马氏体转变温度以上过冷奥氏体所发生的中温转变。
与珠光体转变的异同点：相同点：相变都有碳的扩散现象；相变产物都是铁素体+碳化物的机械混合物不同点：贝氏体相变奥氏体晶格向铁素体晶格改组是通过切变完成的，珠光体相变是通过扩散完成的。
与马氏体转变的异同点（可扩展）：相同点：晶格改组都是通过切变完成的；新相和母相之间存在一定的晶体学位相关系。
不同点：贝氏体是两相组织，马氏体是单相组织；贝氏体相变有扩散现象，可以发生碳化物沉淀，而马氏体相变无碳的扩散现象。
9-5 简述钢中板条马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构，并说明它们在性能上的差异。
答：板条马氏体的形貌特征：其显微组织是由成群的板条组成。
一个奥氏体晶粒可以形成几个位向不同的板条群，板条群由板条束组成，而一个板条束内包含很多近乎平行排列的细长的马氏体板条。
每一个板条马氏体为一个单晶体，其立体形态为扁条状。
在这些密集的板条之间通常由含碳量较高的残余奥氏体分割开。
板条马氏体的亚结构：高密度的位错，这些位错分布不均匀，形成胞状亚结构，称为位错胞。
片状马氏体的形貌特征：片状马氏体的空间形态呈凸透镜状，由于试样磨面与其相截，因此在光学显微镜下呈针状或竹叶状，而且马氏体片互相不平行，大小不一，越是后形成的马氏体片尺寸越小。
片状马氏体周围通常存在残留奥氏体。
片状马氏体的亚结构：主要为孪晶，分布在马氏体片的中部，在马氏体片边缘区的亚结构为高密度的位错。
板条马氏体与片状马氏体性能上的差异: 马氏体的强度取决于马氏体板条或马氏体片的尺寸，尺寸越小，强度越高，这是由于相界面阻碍位错运动造成的。
马氏体的硬度主要取决于其含碳量。
马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。
差异性：片状马氏体强度高、塑性韧性差，其性能特点是硬而脆。
板条马氏体同时具有较高的强度和良好的塑韧性，并且具有韧脆转变温度低、缺口敏感性和过载敏感性小等优点。
金属学与热处理习题与思考题绪论
习题与思考题绪论(—)填空题1.机械设计常用和两种强度指标。
2．设计刚度好的零件，应根据指标来选择材料。
3 T K是材料从状态转变为状态时的温度。
4 冲击韧性的单位是；延伸率的单位是；屈服强度的单位是。
5 屈强比是与之比。
6．材料主要的工艺性能有、、、和。
(二)判断题1 抗氧化性就是指材料在高温下完全不被氧化的性能。
（）2．材料硬度越低，其切削加工性能就越好。
（）3．金属材料的导电导热性能远高于非金属材料。
（）4．σs和σ0.2都是材料的屈服强度。
（）5 材料的E值越大，其塑性越差。
（）6．同一材料的延伸率δ5>δ10。
（）7．材料的抗拉强度与布氏硬度之间，近似地成一直线关系。
（）8．各种硬度值之间可以互换。
（）9．用断面收缩率ψ表示塑性更接近材料的真实应变。
（）10．延伸率是试样拉断后的相对伸长量。
（）11．硬度是材料对局部变形的抗力，所以硬度是材料的塑性指标。
（）(三)选择题1 低碳钢拉伸试验时，其变形过程可简单分为几个阶段。
A．弹性变形、塑性变形、断裂B．弹性变形、断裂C 塑性变形、断裂D．弹性变形、条件变形、断裂2．低碳钢拉伸应力一应变图中，σ-E曲线上对应的最大应力值称为A．弹性极限B．屈服强度 C 抗拉强度D．断裂强度3．材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的A．弹性极限B．屈服强度 C 抗拉强度D．条件屈服强度4．测量淬火钢件及某些表面硬化件的硬度时，一般应用5．有利于切削加工性能的材料硬度范围为A．<160HB B．>230HB C．(160～230)HB D．(60～70)HRC 6．材料的值主要取决于其晶体结构特性，一般处理方法对它影响很小。
A σ0.2 Bσb C E(四) 改错题1 屈服就是材料开始塑变失效，所以屈服强度就是材料的断裂强度。
2 材料的断裂强度一定大于其抗拉强度。
3 强度是材料抵抗变形和破坏的能力，塑性是在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力所以两者的单位是一样的。
金属材料与热处理(第七版)习题册 答案
金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1. 石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3. 40 5% 金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。
为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。
2.答：3. 答：要弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其性能，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，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构与结晶§1—1 金属的晶体结构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.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√ 2．√ 3．×4．×三、选择题1．A 2．C 3．C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；由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。
五、思考与练习答：三种常见的金属晶格的晶胞名称分别为：（体心立方晶格）（面心立方晶格）（密排六方晶格）§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.冷却速度冷却速度低4.形核长大5.强度硬度塑性二、判断题1．×2．×3．×4．√ 5．√6．√1．CBA 2．B 3．A 4．A四、名词解释1．答：结晶指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。
在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。
2．答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。
(完整版)金属材料与热处理题库及答案
金属材料与热处理(第五版)练习题及答案第一章金属的结构与结晶一、判断题1、非晶体具有各同性的特点。
(V )2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。
(V )3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。
(X )4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。
(X )5、单晶体具有各向异性的特点。
( V )6 、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。
( V )7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。
( V )8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。
( V )9、钢水浇铸前加入钛、硼、铝等会增加金属结晶核，从而可细化晶粒。
( X )10、非晶体具有各异性的特点。
( X )11 、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。
( V )12 、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。
( V )13 、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。
(V)14 、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的勺物质。
(V)15 、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。
(V)16 、金属材料是金属及其合金的总称。
(V)17 、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。
(V)18 、金是属于面心立方晶格。
(V)19 、银是属于面心立方晶格。
(V)20 、铜是属于面心立方晶格。
(V)21 、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。
(V)22 、晶粒间交接的地方称为晶界。
(V)23 、晶界越多，金属材料的性能越好。
(V)24 、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程(V)25 、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。
(V)26 、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成D(V)27 、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。
(V)28 、晶体缺陷有点、线、面缺陷。
(V)29 、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。
(V)30 、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。
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1. 概念：
扩散：物质中原子或分子通过无规运动导致宏观迁移与传质的现
象。
上坡扩散：沿浓度升高的方向扩散，即原子由低浓度区向高浓度
区扩散。
2. 简述菲克第一定律和第二定律的含义，写出表达式，标明各字母
的含义。
参考解析：
第一定律：dxcDJd－=。J：扩散流量，即单位时间通过单位面积的
物质量，g/m2·s；D：扩散系数，m2/s；dxcd：浓度梯度，g/m4。
第二定律： )(=dxcDdxdtcddd。dtcd：浓度随时间的变化率，g/m3·s；dxJd：
流量梯度，g/m3·s。
3. 分析和讨论影响金属或合金中原子扩散的主要因素。
参考解析：
温度：满足D=D0e-Q/RT的关系，温度升高，扩散加快。
界面、表面及位错：他们是扩散的快速通道。
第三组元：对二元扩散有不同影响，如Mo、W降低C在奥氏体中
的扩散系数；Co、Si加速C的扩散；Mn、Ni影响不大。
晶体结构：低对称性晶体结构中，存在扩散系数的各向异性，如
六方结构晶体，平行与垂直于（0001）面的扩散系数不同。
熔点：同一合金系中，同一温度下熔点高的合金中扩散慢，熔点
低的扩散快。