赵乾胜 10机本一班

19. 每个面心立方晶胞中实际包含有2个原子。 本题答案：错误

20. 每个面心立方晶胞中实际包含有4个原子。 本题答案：正确

21. 每个体心立方晶胞中实际包含有4个原子。 本题答案：错误

22. 单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性。 本题答案：正确

23. 晶体具有各向同性。 本题答案：错误

24. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 本题答案：错误

25. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 本题答案：错误

26. 金属结晶后晶体结构不再发生变化。 本题答案：错误

27. 在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。 本题答案：正确

28. 液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。

本题答案：错误

29. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为凝固。 本题答案：正确

30. 液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。 本题答案：错误

六、简答题

1.液态金属结晶的必要条件是什么？细化晶粒的途径有哪些？晶粒大小对金属材料的机械性能有何影响？

答案：液态金属结晶的必要条件是：过冷度

细化晶粒的途径有：①提高过冷度，如提高冷却速度和降低浇注温度。②变质处理。③机械振动、搅拌。

晶粒大小对金属材料的机械性能的影响：晶粒越细，金属材料的强度硬度越高，塑性和韧性越好

2.什么是加工硬化？试分析加工硬化的利与弊。

答案： ①随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。②金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。

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3.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。

答案： 同一种金属元素随着外界条件（如温度、压力）的变化而转变成不同晶格类型的晶体结构，称为同素异构转变。如，纯铁，从液态经1538℃结晶后是体心立方晶格，称为δ-Fe。在1394℃以下转变为面心立方晶格，称为γ-Fe。冷却912℃到时又转变为体心立方晶格，称为α-Fe。

4．用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃保温，保温后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析原因。

答案： 因为钢丝绳经冷拔后发生了加工硬化，具有很高的强度和硬度，故可以用来吊装工件。当它随工件一起加热到1000℃保温后，钢丝绳内部发生了再结晶，其强度和硬度大幅度下降，塑性和韧性恢复到冷拔前的状态，因而当其再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂。

5.分析铸锭结晶后可形成三个不同晶粒区的成因。

答案： 金属浇入铸锭时，铸锭结液体金属注入锭模时，由于锭模温度不高，传热快，外层金属受到激冷，过冷度大，生成大量的晶核。同时模壁也能起非自发成核的作用。结果，在金属的表层形成一层厚度不大、晶粒很细的等轴细晶区；细晶区形成的同时，锭模温度升高，液态金属的冷却速度降低，过冷度减小，生核速度降低，但此时长大速度受到的影响较小，结晶过程进行的方式主要是，优先长大方向（即一次晶轴方向）与散热最快方向（一般为往外垂直模壁的方向）的反方向一致的晶核，向液体内部平行长大，结果形成柱状晶区；结晶进行到铸锭中心时，液相内外温度差减小，锭模已成为高温外壳，加上放出结晶潜热，使液态金属的冷却速度很快降低，过冷度大大减小，内部温度趋于均匀，散热逐渐失去方向性，进入过冷状态后，凝固成了等轴的粗晶粒。

第二章 合金相图

一、名词解释

1.珠光体 ：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片状。 2.奥氏体 ：奥氏体是碳在γ-Fe 中形成的间隙固溶体 3.铁素体 ：铁素体是碳在α-Fe中形成的间隙固溶体

4.固溶体： 合金组元通过相互溶解形成一种成分和性能均匀且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。

5.固溶强化： 溶质原子溶入到溶剂晶格中形成固溶体，并使溶剂晶格产生畸变，而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。

6.金属化合物： 合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。

7.共晶反应： 指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。

8.共析反应： 由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。

9.匀晶： 组成合金的组元在液态时无限互溶，在固态时也无限互溶，并形成单一的固溶体。

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二、选择题

1. 铁素体是碳溶解在（ A ）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B .γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 2.奥氏体是碳溶解在（B ）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 3.渗碳体是一种（C ）。 A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．非金属化合物 4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％ 5.莱氏体是一种（ C）。 A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D ）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C ）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 8. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（D）。 A．A1线 B．ECF线 C．Acm线 D．PSK线 9.珠光体是一种（C ）。 A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 10.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B ）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 11.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。 A．724℃ B．725℃ C．726℃ D．727℃ 12.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（ B）。 A.0.67％ B．0.77％ C．0.8％ D．0.87％

13.根据Fe-Fe3C平衡相图，含碳量为3.0%的合金平衡冷却至750℃时的组织为（ C ） A) P+Fe3CⅡ+Ld′ B) A+Fe3CⅡ+Ld′ C) A+Fe3CⅡ+Ld D.P+Fe3CⅡ+Ld 14.40钢中，珠光体的含量大约 C 。

A.20％ B.35％ C.50％ D.70％ 15. 固溶体的晶体结构（A ） A.与溶剂相同 B.与溶质相同 C.为其他晶型 D.都有可能

16. 根据Fe-Fe3C平衡相图，含碳量为3.0%的合金平衡冷却至室温的组织为（D ） A.P+Fe3CⅡ+Ld B.A+Fe3CⅡ+Ld′ C.A+Fe3CⅡ+Ld D.P+Fe3CⅡ+Ld′ 17. 根据Fe-Fe3C平衡相图，含碳量为4.3%的合金平衡冷却至室温的组织为（C ） A.P+Fe3CⅡ+Ld′ B.A+Fe3CⅡ+Ld′ C.Ld＇ D.Ld 18. 共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为（C ） A.L+F→A B.A→F+Fe3C C. L→A+Fe3C D. A→P 19. 铁素体的机械性能特点是（C ） A.强度高、塑性好、硬度低 B.强度低、塑性差、硬度低 C.强度低、塑性好、硬度低 D.强度高、塑性好、硬度低 三、填空题

1. 根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（ 置换固溶体）和 （ 间隙固溶体 ）。

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2. 相是指合金中（具有相同的物理和化学性能 ）与（ 其他部分以界面分开的 ）均匀一致的组成部分。

3. 合金的晶体结构大致可以有三种类型：（ 固溶体 ），化合物和（ 机械混合物 ）。合金的基本相结构有（ 固溶体 ）和（ 化合物 ）两种类型。 4. 组成合金的（ ），（ ）物质称为组元。

5. 珠光体是（ 铁素体 ）和（渗碳体 ）混合在一起形成的机械混合物。 6. 碳溶解在（ ?-Fe ）中所形成的（ 固溶体 ）称为铁素体。 7. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3 ），共析点的含碳量为（ 0.77 ）。 8. 低温莱氏体是（ 珠光体 ）和（ 渗碳体 ）组成的机械混合物。 9. 高温莱氏体是（ 奥氏体 ）和（ 渗碳体 ）组成的机械混合物。 10. 在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（ 1148 ），共析转变温度是（ 727 ）。 11．碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148℃时溶解度为（ 2.11 ）％，在727℃时达（ 0.77 ）％。

12．填写下列组织的符号：奥氏体（ A,）、铁素体（ F）、渗碳体（ Fe3C）、珠光体（ P ）、高温莱氏体（Ld）

13．奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为（ 高温莱氏体），其含碳量为（ 4.3）％，当温度低于723. 7℃，转变为珠光体加渗碳体，又称为（ 低温莱氏体 ） 。 14.碳在α--Fe中的固溶体称为（ 铁素体 ），在γ--Fe中的固溶体称为（ 奥氏体 ）。其中溶碳能力大的是（ 奥氏体 ）

四．判断题

1. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3％的铁碳合金才能发生共晶反应。 本题答案：错误

2. 合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解，而形成成分和性能均匀的固态合金称为金属化合物。 本题答案：错误

3. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。 本题答案：错误

4. 铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 本题答案：错误

5. 渗碳体是一种不稳定化合物，容易分解成铁和石墨。 本题答案：错误

6. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。 本题答案：错误

7. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 本题答案：正确

8. ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称Acm线。 本题答案：正确

9. ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。 本题答案：错误

10. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。 本题答案：错误

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