清華大學(xué)-—工程材料綜合題答案

1、第一章第一章6、實(shí)際實(shí)際金屬晶體中存在哪些缺陷？它金屬晶體中存在哪些缺陷？它們對(duì)們對(duì)性能有什么影響？性能有什么影響？答：點(diǎn)缺陷：空位、答：點(diǎn)缺陷：空位、間隙原子、異隙原子、異類原子。點(diǎn)缺陷造成局部晶格畸原子。點(diǎn)缺陷造成局部晶格畸變，使金屬的，使金屬的電阻率、屈服阻率、屈服強(qiáng)度增加，密度度增加，密度發(fā)生變化?；?。線缺陷：位缺陷：位錯(cuò)。位。位錯(cuò)的存在極大地影響金屬的機(jī)械性能。當(dāng)金屬的存在極大地影響金屬的機(jī)械性能。當(dāng)金屬為理想晶體或理想晶體或

2、僅含極少量位含極少量位錯(cuò)時(shí)錯(cuò)時(shí)，金屬的屈服，金屬的屈服強(qiáng)度σs很高，當(dāng)含有一定量的位很高，當(dāng)含有一定量的位錯(cuò)時(shí)錯(cuò)時(shí)，強(qiáng)度降低。度降低。當(dāng)進(jìn)行形行形變加工加工時(shí)，為錯(cuò)為錯(cuò)密度增加，密度增加，σs將會(huì)增高。將會(huì)增高。面缺陷：晶界、面缺陷：晶界、亞晶界。晶界。亞晶界由位晶界由位錯(cuò)垂直排列成位垂直排列成位錯(cuò)墻錯(cuò)墻而構(gòu)成。而構(gòu)成。亞晶界是晶粒內(nèi)晶界是晶粒內(nèi)的一種面缺陷。的一種面缺陷。在晶界、在晶界、亞晶界或金屬內(nèi)部的其他界面上，原子的排列偏離平衡

3、位置，晶格畸晶界或金屬內(nèi)部的其他界面上，原子的排列偏離平衡位置，晶格畸變較大，位大，位錯(cuò)密度密度較大（可達(dá)大（可達(dá)1016m2以上）。原子以上）。原子處于較高的能量狀高的能量狀態(tài)，原子的活性，原子的活性較大，所以大，所以對(duì)金屬中的金屬中的許多過(guò)程的程的進(jìn)行，具有極行，具有極為重要的作用。晶界和重要的作用。晶界和亞晶界均晶界均可提高金屬的可提高金屬的強(qiáng)度。晶界越多，晶粒越度。晶界越多，晶粒越細(xì)，金屬的塑性，金屬的塑性變形能力越大，塑性越好

4、。形能力越大，塑性越好。8、什么是固溶、什么是固溶強(qiáng)化？造成固溶化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？化的原因是什么？答：形成固溶體使金屬答：形成固溶體使金屬?gòu)?qiáng)度和硬度提高的度和硬度提高的現(xiàn)象稱象稱為固溶固溶強(qiáng)化?；９倘荏w隨著溶固溶體隨著溶質(zhì)原子的溶入晶格原子的溶入晶格發(fā)生畸生畸變。晶格畸。晶格畸變隨溶隨溶質(zhì)原子原子濃度的提高而度的提高而增大。晶格畸增大。晶格畸變?cè)龃笪辉龃笪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使金屬的滑移的阻力，使金屬的滑移變形變得更加困得更加困

5、難，從而提，從而提高合金的高合金的強(qiáng)度和硬度。度和硬度。9、間隔固溶體和隔固溶體和間隔相有什么不同？隔相有什么不同？答：合金答：合金組元通元通過(guò)溶解形成一種成分和性能均勻的，且溶解形成一種成分和性能均勻的，且結(jié)構(gòu)與構(gòu)與組元之一相同的固元之一相同的固相稱相稱為固溶體。固溶體。間隙固溶體中溶隙固溶體中溶質(zhì)原子原子進(jìn)入溶入溶劑晶格的晶格的間隙之中。隙之中。間隙固溶體的隙固溶體的晶體晶體結(jié)構(gòu)與溶構(gòu)與溶劑相同。相同。（3）鑄成薄件比成薄件比鑄成厚

6、件，成厚件，鑄件晶粒小；（件晶粒??；（4）澆注時(shí)采用震采用震動(dòng)比不采用震比不采用震動(dòng)，鑄件晶粒小。晶粒小。5、為什么什么鋼錠鋼錠希望盡量減少柱狀晶區(qū)希望盡量減少柱狀晶區(qū)答：柱狀是由外往里答：柱狀是由外往里順序結(jié)晶的，品晶的，品質(zhì)較質(zhì)較致密。但柱狀品的接觸面由于常有非金致密。但柱狀品的接觸面由于常有非金屬夾雜夾雜或低熔點(diǎn)或低熔點(diǎn)雜質(zhì)雜質(zhì)而為弱面，在弱面，在熱軋熱軋、鍛造時(shí)容易開(kāi)裂，所以容易開(kāi)裂，所以對(duì)于熔點(diǎn)高和于熔點(diǎn)高和雜質(zhì)多的金屆，例如

7、多的金屆，例如鐵、鎳及其合金，不希望生成柱狀晶。及其合金，不希望生成柱狀晶。6、將、將20kg純銅純銅與30kg純鎳純鎳熔化后慢冷至如熔化后慢冷至如圖l—6溫度溫度T1，求此，求此時(shí)：①兩相兩相的化學(xué)成分；的化學(xué)成分；②兩相的兩相的質(zhì)量比；量比；③各相的各相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；量分?jǐn)?shù)；④各相的各相的質(zhì)量。量。解：解：①兩相的化學(xué)成分兩相的化學(xué)成分L相成分：相成分：ω(Ni)；50％ω(Cu)＝50％②兩相兩相質(zhì)量比：合金成分：量比：合金成分：ω

8、(Ni)=80%ω(Cu)=20%二相的二相的質(zhì)量比：量比：QαQβ=(6050)(8060)=0.5③各相的各相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)量分?jǐn)?shù)二相的二相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：量分?jǐn)?shù)：ω（α）=（6050）（8050）=33.3%ω（L）=133.3%=66.7%④各相的各相的質(zhì)量。量。二相二相質(zhì)量：量：Qα＝(20十30)33.3％＝％＝16.65(kg)QL＝50一16.65＝33.35(kg)7、求碳、求碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)量分?jǐn)?shù)為3.5％的％的質(zhì)量為10kg的鐵