第一章 原子排列与晶体结构
1. [110]， (111)， ABCABC…， 0.74 ， 12 , 4 ， ； [111]，
(110) , 0.68 , 8 , 2 ， ； ， (0001) ，
ABAB ， 0.74 ， 12 ， 6 ， 2. 0.01659nm3 ， 4 ， 8 。
。
3. FCC ， BCC ，减少 ，降低 ，膨胀 ，收缩 。 4. 解答：见图1－1
5. 解答：设所决定的晶面为（hkl），晶面指数与面上的直线[uvw]之间有
hu+kv+lw=0，故有：
h+k-l=0,2h-l=0。可以求得（hkl）＝（112）。
6 解答：Pb为fcc结构，原子半径R与点阵常数a的关系为，故可求
得a＝0.4949×10-6mm。则（100）平面的面积S＝a2＝0.244926011×0-12mm2，每个（100）面上的原子个数为2。
所以1 mm2上的原子个数＝4.08×1012。
第二章 合金相结构
一、 填空
1） 提高，降低，变差，变大。
2） （1）晶体结构；（2）元素之间电负性差；（3）电子浓度 ；（4）元素之间尺寸差别
3） 存在溶质原子偏聚 和短程有序 。
4） 置换固溶体 和间隙固溶体 。 5） 提高 ，降低 ，降低 。
6） 溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体，非金属原子与
金属原子半径的比值大于0.59时形成的复杂结构的化合物。
二、 问答
1、 解答： ?-Fe 为bcc结构，致密度虽然较小，但是它的间隙数目多且分散，间隙半径很小，四面体间隙半径为0.291Ra，即R＝0.0361nm，八面体间隙半径为0.154Ra，即R＝0.0191nm。氢，氮，碳，硼由于与?-Fe的尺寸差别较大，在?-Fe中形成间隙固溶体，固溶度很小。?-Fe的八面体间隙的[110]方向R=0.633 Ra，间隙元素溶入时只引起一个方向上的点阵畸变，故多数处于?-Fe的八面体间隙中心。B原子较大，有时以置换方式溶入?-Fe。
由于?-Fe为fcc结构，间隙数目少，间隙半径大，四面体间隙半径为0.225 Ra，即R＝0.028nm，八面体间隙半径为0.414 Ra，即R＝0.0522nm。氢，氮，碳，硼在?-Fe 中也是形成间隙固溶体，其固溶度大于在?-Fe中的固溶度，氢，氮，碳，硼处于?-Fe的八面体间隙中心。
2、简答：异类原子之间的结合力大于同类原子之间结合力；合金成分符合一定化学式；低于临界温度（有序化温度）。
第三章 纯金属的凝固
1. 填空
1. 结构和能量。
2 表面，体积自由能 ,，。
3 晶核长大时固液界面的过冷度。 4 减少，越大，细小。 5. 快速冷却。
二、 问答
1 解答： 凝固的基本过程为形核和长大，形核需要能量和结构条件，形核和长大需要过冷度。细化晶粒的基本途径可以通过加大过冷度，加入形核剂，振动或搅拌。
2 解答： 根据金属结晶过程的形核和长大理论以及铸锭的散热过程，可以得出通常铸锭组织的特点为最外层为细小等轴晶，靠内为柱状晶，最内层为粗大等轴晶。
3 解答： 液态金属结晶时，均匀形核时临界晶核半径rK与过冷度vT关系为
，临界形核功vGK等于
作为晶核长大，其临界形核功较小，
。异质形核时固相质点可
，θ为液相与非
均匀形核核心的润湿角。
形核率与过冷度的关系为： ，其中N为形核率，
C为常数，ΔGA、ΔGk分别表示形核时原子扩散激活能和临界形核功。在通常工
业凝固条件下形核率随过冷度增大而增大。
4 解答： 在金属凝固时，可以近似认为LM=vHm,根据均匀形核时临界晶核半
，可以计算得到r＝0.79×10－7cm＝0.79nm。
径rK与过冷度vT关系为
5： 解答： 过冷是指金属结晶时实际结晶温度Tn比理论结晶温度Tm低的现
象。过冷度ΔT指Tm与Tn的差值。动态过冷度指晶核长大时的过冷度。金属形核和长大都需要过冷，过冷度增大通常使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化。
6 解答： 冷却速度极大影响金属凝固后的组织。冷却快一般过冷度大，使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化，冷却非常快时可以得到非晶，在一般工业条件下快速冷却可以得到亚稳相。
7、 解答： 纯金属凝固时
润湿角θ＝0°，形核功为0，固相粒子促进形核效果最好；
润湿角θ＝180°，异质形核功等于均匀形核功，固相粒子对形核无促进作用；
润湿角0°<θ<180°，形核功比均匀形核的形核功小，θ越小，固相粒子促进形核效果越好。
杂质颗粒的晶体结构与晶核相同或相近时，促进形核效果好，当两者结构不相同时，一般对促进形核效果差或不促进形核。
杂质粒子的表面成凹形时，促进形核效果好，成平面状时次之，凸形时最差。
第四章 二元合金相图与合金凝固
一、填空 1. 成分
2. 光滑界面 ,粗糙界面
3. 垂直长大机制，二维平面长大 , 依靠晶体缺陷长大 4 枝晶 ，均匀化退火 5 平直状 ， 树枝 。 6. _伪共晶_。
7 ， 1 。
8. 共晶 ， 熔晶 ， 偏析 ，包析