金属材料与热处理.doc

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1、《金属材料与热处理》教材习题答案作者：陈志毅绪论1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。2．什么是金属与金属材料？答：所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？

2、答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。第一章金属的结构与结晶1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体。晶体一般具有规则的几何形状、有一定的熔点，性能呈各向异性

3、；而非晶体一般没有规则的几何形状和一定的熔点，性能呈各向同性。生活中常见的食盐、冰糖、明矾等都有是典型的晶体。2．什么是晶格和晶胞？金属中主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有何特点？答：假想的能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格。晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。金属中主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种晶格类型，体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心；面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的

4、中心；密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。3．晶体在结构上有哪些缺陷？答：常见的晶体结构缺陷有晶界、亚晶界、位错（刃位错、螺旋位错）以及间隙、空位、和置代原子等。4．什么是结晶？结晶由哪两个基本过程组成？答：生产上将液态金属凝固的过程称为结晶。金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程所组成，并且这两过程是同时进行的。5．晶粒大小对金属材料性能有什么影响？铸件在浇注过程中是如何细化晶粒的？答：金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好，所以控制材料的晶粒大小

5、具有重要的实际意义。铸件在浇注过程中为了得到细晶粒的铸件，常采取以下几种方法：增加过冷度，进行变质处理，采用振动处理等。6．什么是同素异构转变？具有同素异构转变的金属有哪些？答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。具有同素异构转变的金属有铁、锰、锡、钛等。7．金属的同素异构转变与结晶相比有哪些异同点？答：金属的同素异构转变与液态金属的结晶过程有许多相似之处：有一定的转变温度，转变时都有过冷现象；放出和吸收潜热；转变过程也是一个形核和晶核长大的过程，但同素异构转变属于固态相变，所以具有其本身的特点，例如：同素异

6、构转变时，由于晶界处具有较高的能量，新晶格的晶核总是在原来晶粒的晶界处形核；另外固态时原子的迁移扩散较困难，所以转变时需要较大的过冷度；晶格的变化伴随着金属体积的变化，转变时会产生较大的内应力。第二章金属材料的性能1．机械零件损坏的形式有哪些？答：机械零件在使用中常见的损坏形式有：变形、断裂及磨损等。2．什么是载荷？根据性质不同分为哪几种？答：材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。根据载荷作用性质的不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷及交变载荷三种。3．什么是金属的力学性能？金属的力学性能包括哪些？答：金属材料所具有的承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的

7、能力，称为材料的力学性能。金属的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度指标。4．什么是强度？强度有哪些衡量指标？这些指标用什么符号表示？如何测量？答：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。材料常用的强度指标有：屈服强度ReL（σs），规定非比例延伸强度Rp0.2（σ0.2），抗拉强度Rm（σb）等，这些指标都是通过拉伸试验测量的。5．什么是塑性？塑性有哪些衡量指标？这些指标用什么符号表示？如何测得？答：材料受力后断裂前产生塑性变形的能力称为塑性。塑性的衡量指标有：断后伸长率A(δ)和断面收缩率Z（ψ）这些指标也是通过拉伸试验测量

8、的。6．什么是硬度？常用的硬度试验法有哪三种？各用什么符号表示？答：材料抵抗局部