工程材料课后题答案.pdfVIP

. 第一章 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷？它们对性能有什么影响？ 答：点缺陷：空位、间隙原子、异类原子。点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈 服强度增加，密度发生变化。 线缺陷： 位错。 位错的存在极大地影响金属的机械性能。 当金属为理想晶体或仅含极少量位 错时，金属的屈服强度 σs 很高，当含有一定量的位错时，强度降低。当进行形变加工时， 为错密度增加， σs 将会增高。 面缺陷：晶界、 亚晶界。亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。亚晶界是晶粒内的一种面 缺陷。 在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上，原子的排列偏离平衡位置， 晶格畸变较大， 位错 16 -2 密度较大（可达 10 m 以上）。原子处于较高的能量状态，原子的活性较大，所以对金属中 的许多过程的进行，具有极为重要的作用。晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多， 晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 8、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 答：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。 晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。 晶格畸 变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。 9、间隙固溶体和间隙相有什么不同？ 答：合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的， 且结构与组元之一相同的固相称为间隙 固溶体。 间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。 间隙固溶体的晶体结构与溶剂相 同。间隙相 是间隙化合物中的一种， 其晶体结构不同于组成它的任意元素的晶体结构， 一般 是较大金属元素的原子占据晶格的结点位置， 半径较小的非金属元素的原子占据晶格的间隙 位置，晶体结构简单，间隙相一般具有高熔点、高硬度，非常稳定，是合金的重要组成相。 第二章 1、金属结晶的条件和动力是什么 ? 答：液态金属结晶的条件是金属必须过冷， 要有一定的过冷度。 液体金属结晶的动力是金属 在液态和固态之间存在的自由能差 ( ΔF) 。 2、金属结晶的基本规律是什么 ? 答：液态金属结晶是由生核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。 液态金属结晶时， 首 先在液体中形成一些极微小的晶体 ( 称为晶核 ) ，然后再以它们为核心不断地长大。 在这些晶 体长大的同时，又出现新的品核并逐渐长大，直至液体金属消失。 3、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，细化晶粒、提高金属材 料使用性能的措施有哪些？ 答 ：（1） 提高液态金属的冷却速度，增大金属的过冷度。 （2 ） 进行变质处理。在液态 金属中加入孕育剂或变质剂， 增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大， 以细化晶粒和改善组织。 （3 ） 在金属结晶的过程中采用机械振动、超声波振动等方法。 （4 ） 电磁搅拌。将正 在结晶的金属置于一个交变的电磁场中， 由于电磁感应现象， 液态金属会翻滚起来， 冲断正 在结晶的树枝状晶体的晶枝，增加了结晶的核心，从而可细化晶粒。 .. . 4、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小。 （1）金属模浇注与砂模浇注； （2 ）变质处理与不变质处理； （3）铸成薄