四、选择题：

1． 在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分：（b）

a．相同； b．确定； c．不定。

2． 共析成分的合金在共析反应γ→α+β刚结束时，其组成相为：（d）

a．γ+α+β； b．γ+α； c．γ+β； d．α+β 3． 一个合金的组织为α+βⅡ +（α+β），其组织组成物为:（b）

a． α、β； b．α、βⅡ 、（α+β）； c． α、β、βⅡ 。 4． 具有匀晶型相图的单相固溶体合金：（b）

a．铸造性能好； b．锻压性能好； c．热处理性能好； d．切削性能好 5． 二元合金中，共晶成分的合金：（a）

a．铸造性能好； b．锻造性能好； c．焊接性能好； d．热处理性能好

五、问答题：

1． 熟悉Pb-Sn二元合金相图，

1）分析几类成分的合金的平衡结晶过程；画出室温平衡组织式意图；标上各组织组成物。

2）熟悉杠杠定律在合金组织组成物的相对量计算中的运用。 2． （略）

第三章 金属与合金的结晶

一、名词解释：

1． 结晶：纯金属或合金由液体转变为固态的过程。

2． 重结晶：也叫二次结晶，是金属从一种固体晶态转变为另一种固体晶态的过程，改变了晶体结构。

3． 过冷度：理论结晶温度（T0）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差。 4． 变质处理：在浇注前向金属液中加入少量变质剂促进形核的处里工艺。

二、填空题：

1． 金属结晶时，冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度越大。

2． 纯金属的结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形核和长大。 3． 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是促进形核，细化晶粒。

4． 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是自由能差（△F）降低，阻力是自由能增加。 5． 能起非自发生核作用的杂质，必须符合结构相似、尺寸相当的原则。 6． 过冷度是指理论结晶温度与实际结晶温度之差，其表示符号为△T。 7． 过冷是结晶的必要条件。

8． 细化晶粒可以通过增加过冷度、添加变质剂和附加振动等途径实现。 9． 典型铸锭结构的三个晶区分别为：表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区。

三、判断题：

1． 纯金属的结晶过程是一个恒温过程。（√） 2． 液态金属只有在过冷条件下才能够结晶。（√） 3． 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（×） 4． 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（×）

5． 金属由液态转变成固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（√）

6． 纯金属结晶时，生核率随冷度的增加而不断增加。（×）

7． 当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长大的速度很快减小。（√）

8． 当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。（×）

9． 当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个

多面体。（×） 10．

在工程上评定晶粒度的方法是在放大100倍的条件，与标准晶粒度图作比较，级数

越高，晶粒越细。（√） 11．

过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。（√）

四、选择题：

1． 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：（b） a．越高；b．越低；c．越接近理论结晶温度。 2． 为细化晶粒，可采用：（b）

a．快速浇注；b．加变质剂；c．以砂型代金属型。

3． 实际金属结晶时，通过控制生核速率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，在下列情况下获得细小晶粒：（a）

a． N/G很大时；b．N/G很小时；c．N/G居中时。

4． 纯金属结晶过程处在液-固两相平衡共存状态下，此时的温度将比理论结晶温度：（b）

a．更高； b．更低； c；相等； d．高低波动 5． 液态金属结晶时，（c）越大，结晶后金属的晶粒越细小。

a．形核率N； b．长大率G； c．比值N／G； d．比值G／N

五、问答题：

1． 金属结晶的必要条件是什么？过冷度与冷却速度有何关系？

回答要点：过冷是金属结晶的必要条件。过冷度越大，冷却速度越快。 2． 简述纯金属的结晶过程。

回答要点：纯金属的结晶过程是在冷却曲线上的水平线段内发生的。它是异构不断形成晶核和晶核不断长大的过程。当温度降至结晶温度时，液态金属中某些部位的原子首先有规则的排列成细小的晶体，成为晶核，也称自发晶核。另外，某些外来的难熔质点也可充当晶核，形成非自发晶核，随着时间的推移，已形成的晶核不断长大，与此同时，又有新的晶核形成、长大，直至金属液全部凝固。凝固结束后，各个晶核长成的晶粒彼此接触。 3． 试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。

回答要点：曲线中出现“平台”是因为在结晶过程中放出的结晶潜热与散失的热量平衡，因而结晶过程是在同一个温度下进行的。

4． 金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长速度受到哪些因素的影响？

回答要点：金属由液体转变为固体的过程，实质上就是原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程。晶核的形成率受△T和杂质的影响，成长速度受△T的影响。

5． 在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，试从过冷度对结晶基本过程的影响，分析细化晶粒、提高金属材料使用性能的措施

回答要点：由于过冷度越大，晶粒越细，因而能增加过冷度的措施均有利于细化晶粒，主要是增加冷却速度。

6． 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：

1） 金属模浇注与砂型浇注； 答：金属模浇注比砂型浇注晶粒细小。 2） 变质处理与不变质处理； 答：变质处理晶粒细小。 3） 铸成薄件与铸成厚件； 答：铸成薄件的晶粒细小。

4） 浇注时采用震动与不采用震动； 答：浇注时采用振动的晶粒较细小。 7． 为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？

回答要点：柱状晶区具有方向性，使金属存在各向异性，且存在弱面部夹杂及低熔点杂质富集于晶面，降低了金属的性能。

8．试叙述匀晶系不平衡结晶条件下将产生什么组织，分析其形成条件、形成过程和组织特征。

第四章 铁碳合金及Fe-Fe3C相图

一、名词解释：

1． 铁素体：碳溶解于??Fe中形成的间隙固溶体。

2． 渗碳体：是铁与碳形成的质量分数为6.69%的金属化合物。 3． 奥氏体：碳溶解于??Fe中形成的间隙固溶体。 4． 珠光体：是由铁素体与渗碳体组成的机械化合物。 5． 莱氏体：奥氏体与渗碳体的混合物为莱氏体。

6． α-Fe：铁在不同的温度范围具有不同的晶体结构，即具有同素异构转变，温度低于912℃时，Fe呈体心立方晶格，称为“α-Fe”。

7． Fe－Fe3C相图：是表示在极缓慢冷却的条件下，不同化学成分的铁碳合金组织状态随温度变化的图形。是人类经过长期生产实践以及大量科学实验后总结出来的。

8． 同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。

二、填空题：

1． 根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为三种，分别为亚共析钢、共析钢、过共析钢。 2． 分别填出下列铁碳合金基本组织的符号，铁素体：F(α) ，奥氏体：A(?)，珠光体：P，渗碳体：Fe3C，高温莱氏体：Ld ，低温莱氏体：Ld′。

3． 在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有铁素体或（奥氏体） ，属于金属化合物的渗碳体 ，属于机械混合物的有珠光体和莱氏体。

4． 一块纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变时，体积将发生收缩。 5． F的晶体结构为体心立方；A的晶体结构为面心立方。

6． 共析成分的铁碳合金室温平衡组织是珠光体，其组成相是铁素体和渗碳体。

7． 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量为61.6%。

三、判断题：

1． 所有金属都具有同素异构转变现象。（×）

2． 碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。（×） 3． 纯铁在780°C时为体心立方晶格的??Fe。（×）

4． 金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。（×）