机械工程材料第3版答案(3)

上海理工大学

5、常见的金属晶体结构有哪些？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、Cr、V、Zn 各属于何种晶体结构？

答：常用的晶体结构有：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

体心立方晶格:立方体中心和立方体结点各占有一个原子，a=b=c，α＝β＝γ＝90°

面心立方晶格:立方体六个表面中心和立方体结点各占有一个原子。 a=b=c ，α＝β＝γ＝90° 密排六方晶格:六方晶格的上、下底面中心和六方柱体的结点各占有一个原子,六方柱体中心有三个原子构成等边三角形。 晶格常数a=b≠c ， α＝β＝120° ， γ＝90°。

α-Fe、Cr、V 属于体心立方晶体；γ-Fe、Al、Cu、Ni属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格。

6、液态金属结晶时，细化晶粒的方法有哪些？晶粒大小对材料的力学性能有何影响？ 答：液态金属结晶时，细化晶粒的方法有：（1）加快冷却速度，增加过冷度；

（2）变质处理； （3）附加振动。

晶粒愈细小，材料的强度、硬度、塑性、韧性愈高；反之愈低。

7、实际金属晶体中存在哪些缺陷？对性能有什么影响？

答：实际金属晶体中有点、线、面三类缺陷。

晶体缺陷使晶体的连续性受到破坏，所以实际晶体的强度仅是理想晶体计算强度的万分之几。但在实际晶体中存在缺陷是不可避免的，而且缺陷使晶格畸变，使材料强度提高，塑性有所下降，同时还使材料的电阻增加、耐蚀性降低。

8、形核有几种？何为变质处理？

答：形核有自发形核和非自发形核两种。

变质处理又称非自发形核，即在液态金属中加一定量的难熔金属或合金，以增加形核率，达到细化晶粒的目的。加入的物质称变质剂。

9、金属同素异构转变与液态金属结晶有何异同之处？

答：相同点：发生了结晶，产生了相变，晶格结构发生了改变。

不同点：液态金属结晶由液态转变成固态，金属同素异构转变由固态转变成固态。

10、判断下列情况下是否有相变：

（1）液态金属结晶 （2）晶粒粗细的变化 （3）同素异构转变

答：液态金属结晶、同素异构转变产生了相变；晶粒粗细的变化没有相变的产生。

第三章 铁碳合金

1、间隙固溶体和间隙相在晶体结构和性能上的差别是什么？

答：间隙固溶体的晶格与溶剂的晶格相同，溶质原子的含量可在一定范围内变化；间隙相晶格类型简单，与任一组元的晶格均不相同，组元的成分比例确定。

间隙固溶体是固溶体，具有综合力学性能；间隙相是金属间化合物，具有极高的硬度、熔点和脆性。

2、什么是共析转变和共晶转变？试以铁碳合金为例，说明这两种转变过程及其显微组织的特征。

答：合金的共析转变是一定成分的固相，在一定温度下，同时析出两种或两种以上一定成分的新固相的转变。

对于铁碳合金，共析转变是碳含量为0.77％的奥氏体在727℃同时析出一定成分的铁素体和渗碳体的转变。

反应式为：

℃As 727 Fp Fe3C