《金属学》作业
第二章:金属及合金的晶体结构
一、复习思考题 二、习题 一、复习思考题
1.概念:晶胞、单晶体、多晶体、晶粒、刃型位错、螺型位错、固溶体、金属间化合物 2.空间点阵与晶体点阵有何区别?试举例说明。 3.晶体中的位错属于哪种缺陷?
4.在体心立方晶格中原子密度最大的晶面和晶向分别是什么?在面心立方晶格中原子密度最大的晶面和晶向分别是什么?
5.晶体与非晶体最根本的区别是什么? 6.晶体中的缺陷类型有哪几种?举例说明。
7.已知面心立方晶格的晶格常数为a,试求出(100)、(110)和(111)晶面的面间距,并指出面间距最大的晶面。
8.体心立方晶格的晶格常数为a,试求出(100)、(110)和(111)晶面的面间距,并指出面间距最大的面。
9.在晶体中有一平面环状位错线,请问此位错环能否各部分都是刃型位错?或各部分都是螺型位错?为什么?
10.在一个简单立方的二维晶体中,画出一个正刃型位错和一个负刃型位错,并 (1)用柏氏回路求出正、负刃型位错的柏氏矢量;
(2)若将正、负刃型位错反向时,其柏氏矢量是否也随之反向; (3)具体写出该柏氏矢量的大小和方向; (4)求出此两位错的柏氏矢量和。 二、习题
1.说明间隙固溶体和间隙化合物的异同点。
2.常见的金属化合物有哪几类?它们各有何特点?Mg2Si、ZnS、Fe3C、VC、Cu31Sn8等是哪种类型的化合物? 3.碳可以溶入铁中而形成间隙固溶体,试分析是α-Fe还是γ-Fe能溶入较多的碳,为什么? 4.作图表示出立方晶系的(123)、(112)、(421)、(231)晶面和[210]、[111]、[346]、[110]晶向。
5.试计算体心立方晶格的{100}、{110}、{111}晶面的原子面密度和<100>、<110>、<111>晶向的原子线密度,并指出其中最密面和最密方向。 6.固溶体和化合物在结构、性能方面有什么差异?
7. 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各属何种晶体结构?
8. 已知α-Fe的晶格常数a=2.87×10-10 m, γ-Fe的晶格常数a= 3.64×10-10 m,试求出α-Fe和γ-Fe的原子半径和致密度。
9. 在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。
10. 求下列晶面的晶面间距,并指出晶面间距最大的晶面: (1)已知室温下α-Fe的点阵常数为0.286nm,分别求出(100),(110),(123)的晶面间距。
(2)已知916℃时γ-Fe的点阵常数为0.365nm,分别求出(100),(111),(112)的晶面间距。
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11、纯金属中溶入另一组元后(假设不会产生新相)会带来哪些微观结构上的变化?这些变化如何引起性能上的变化? 三、基本概念
组织,相,位错,刃型位错,螺型位错,金属键,固溶体,金属化合物,晶胞,空间点阵,配位数,晶带,晶格,界面能,表面能
第三章 纯金属的结晶
一、复习思考题
指出下列各题错误之处,并更正
1.在任何温度下,液态金属中出现的最大结构起伏都是晶胚 2.在任何过冷度下,液态金属中出现的最大结构起伏都是晶核。
3.所谓临界晶核,就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能增加时的晶胚大小。
4.在液态金属中,凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核,但是只要有足够的能量起伏提供形核功,还是可以成核。
5.为生产一批厚薄悬殊的砂型铸件,且要求均匀的晶粒度,则只要在工艺上采取加形核剂就可以满足。
6.非均匀成核总是比均匀成核容易,因为前者是以外加质点为结晶核心,不像后者那样形成界面,而引起自由能的增加。 <