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机械工程材料思考题参考答案

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向上的尺寸很大，而在其余两

个向上的尺寸很小。如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个向上的尺寸很大，而另一向上

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，晶格位向也并非完全一致，而是存在着

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。

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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 各属种晶体结构？

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答：常见金属晶体结构：体心立晶格、面心立晶格、密排六晶格；

α－Fe、Cr、V属于体心立晶格；

γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立晶格； Mg、Zn属于密排六晶格；

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。晶体中配位数和致密度越大，则晶

体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？

答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为?uvw?；

晶面是指晶格中不同位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为?hkl?。 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有影响？

答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺

陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。

6.为单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？

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