(完整版)《金属学与热处理》复习题参考答案

6.金属铸锭由哪三个晶区组成?每个晶区的性能特点是什么? 金属铸锭分为三个晶区:表层细晶区,柱状晶区,中心等轴晶区。 每个晶区性能特点:

一、表层细晶区:晶粒非常细小,组织致密,但尺寸太小,一般影响不大。 二、柱状晶区

(1)组织致密,气孔、缩孔小。

(2)不同方向的柱状晶界面处杂质、气孔、缩孔富集,塑性较差的材料,如钢铁和镍合金等,在热形变(热轧、热锻)时易开裂。 三、中心等轴晶区

(1)组织不够致密,显微缩孔较多,但经过热压力加工可焊合。 (2)各晶粒取向不相同,性能没有方向性。 (3)各晶粒相互交叉,裂纹不易扩展。

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第三章

基本概念:

合金:由两种或两种以上金属、或金属与非金属,通过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。

固溶体;以某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶入其它组元原子所形成的均匀的固态溶体。

中间相:超过固溶体的固溶度极限后,形成晶体结构和任一组元都不相同的一种新相,因位于相图中间,又称为中间相。

不平衡结晶:冷却速度较大,固相来不及扩散,偏离了平衡结晶条件的结晶。 晶内偏析;一个晶粒内部化学成分不均匀的现象。

枝晶偏析:由于固溶体晶体通常呈树枝状,使枝干和枝间的化学成分不同, 所以晶内偏析又称枝晶偏析。

区域偏析:大范围内的化学成分不均匀现象称为区域偏析。 伪共晶:非共晶成分的合金所得到的共晶组织。

离异共晶:当合金中的先共晶相数量很多而共晶组织的量很少时,共晶组织中的一相与先共晶相依附长大,把另一相孤立出来,形成两相分离的共晶组织。

基础知识:

1.形成无限固溶体的条件是什么?

(1)晶体结构因素:晶体结构相同是形成无限固溶体的必要条件。 (2)原子尺寸因素:两个组元的原子尺寸相对大小△r<8-10%。 (3)电负性因素:两组元电负性差值小。 (4)电子浓度因素:固溶体的电子浓度不超过极限值。

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2.固溶体非平衡结晶会产生哪些缺陷?为什么?

产生的缺陷:1.晶内偏析。2.区域偏析。

原因:固溶体结晶是在一个温度范围内进行的,先结晶固相和后结晶固相成分不同;同时由于结晶的固相成分和液相不同,使液相的成分也不均匀。非平衡结晶时冷却速度快,固相和液相来不及扩散均匀,所以会发生各种偏析。。

3. 共晶合金在快冷条件下会出现哪些非平衡组织? (1)伪共晶。(2)非平衡共晶。(3)离异共晶。 教科书习题:1。

1.在正温度梯度下,液相温度随至界面距离增加而提高。

纯金属结晶时熔点固定,随液相温度升高而过冷度下降,不能呈树枝状生长。 固溶体结晶时,液固晶面前沿的液相成分发生变化,熔点也随之改变。在正

温度梯度下,液固界面前沿液相中的实际温度可以低于由溶质分布所决定的凝固温度,此种过冷称为成分过冷。当成分过冷度较大时可以呈树枝状结晶。

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第四章

基本概念:

铁素体:碳在体心立方结构α铁中的间隙固溶体。 奥氏体:碳在面心立方结构γ铁中的间隙固溶体。

珠光体:共析反应产物,是片层状铁素体和渗碳体的机械混合物。 莱氏体:共晶反应产物,树枝状奥氏体分布在渗碳体的基体上。 变态莱氏体:奥氏体转变为珠光体的莱氏体组织。 基础知识:

1.画出铁碳合金相图,并标出各个成分合金的室温组织。

2.铁碳相图中沿三条溶解度曲线和两条水平线析出的五种渗碳体在组织形态上有什么特点?为什么?

一次渗碳体:为粗大片状。从液相中析出的渗碳体,能自由长大。 二次渗碳体:常沿奥氏体晶界分布。从固相奥氏体中析出。 三次渗碳体:常沿铁素体晶界分布。从固相铁素体中析出。 共晶渗碳体:树枝状奥氏体分布在渗碳体的基体上。共晶反应产物。 共析渗碳体:片层状渗碳体和铁素体形成机械混合物。共析反应产物。

教科书习题:1, 3, 5。

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第五章

基本概念:

滑移: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。 滑移线:塑性变形后在晶体表面产生的一个个小台阶,称为滑移线。 滑移带:相互靠近的一组滑移线在宏观上反映是一个大台阶,称为滑移带。 滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向结合起来,组成一个滑移系。 软取向:当外力与滑移面、滑移方向的夹角都是45度时,取向因子为0.5,屈服

强度具有最小值,称为软取向。

硬取向:当外力与滑移面平行或垂直时,取向因子为0,屈服强度为无穷大,金

属无法滑移,称为硬取向。

几何硬化:如果某一滑移系处于软取向,拉伸时随着晶体位向的变化,φ角越来

越远离45度,从而使滑移越来越困难。

几何软化:拉伸时随着晶体位向的变化,φ角越来越接近45度,从而使滑移越来

越容易。

基础知识:

1.第二相粒子阻碍位错运动的机制

(1)环绕机制, (2)切割机制。 2.残余应力的分类

(1)宏观内应力(第一类内应力), (2)微观内应力(第二类内应力), (3)点阵畸变(第三类内应力。

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