金属学与热处理试题.doc

《金属学与热处理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属学与热处理试题.doc（11页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、一、 名词解释：金属：金属是具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度的升高而增加。 晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质 位错：在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，使长度达几百至几万的原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。 金属键：贡献出价电子的原子，则变为正离子，沉浸在电子云中，它们依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式叫做金属键。 晶格：人为地将阵点用直线连接起来形成空间格子。 晶胞：从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，来分析原子中原子排列的规律性，这个最小的几何单元称晶胞。 固溶

2、体：合金的组元之间以不同比例相互混合后形成的固相，其晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称固溶体。 置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体，犹如这些结点上的溶剂原子被溶质原子所置换一样，因此称为置换固溶体。 间隙固溶体：溶质原子不是占据溶剂晶格的正常结点位置，而是填入溶剂原子间的一些间隙中。 成分起伏：在熔融状态的合金中,在某一微区某一瞬时内浓度呈现不同于平均浓度的周期性变化的现象。 均勺形核：若液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的，这种形核方式即为均匀形核。 非均勺形核：在液态金属中总是存在一些微小的固相杂质质点，并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶

3、核就可以优先依附于这些现成的固体表面上形成，这种形核方式就是非均匀形核。 相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。 相图：表示在平衡条件下合金系中合金的状态与温度、成分间的关系图解。 金属化合物：原子间结合方式取决于元素的电负性差值，是金属键与离子键或共价键相混合的方式，因此具有一定的金属性质，所以称之为金属化合物。 加工硬化：当应力超过s后，试样发生明显而均匀的塑性变形，若使试样的应变增大，则必须增加应力值，这种随着塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化。 扩散：是物质中原子（分子）的迁移现象，是物质传输的一种方式。 滑移：晶体的一部分沿着一定的晶面和晶

4、向相对于另一部分作相对的滑动。 滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向结合起来，组成一个滑移系。 孪生：晶体的一部分以一定的晶面（称为孪晶面或孪生面）为对称面，并在该面沿一定的晶向（称为孪生方向）相对于另一部分晶体作均匀的切变，这种变形过程称为孪生。 临界分切应力：分切应力达到一定的临界值时，滑移才能开始，此应力称为临界分切应力。 变形织构 ：这种由于金属塑性变形使晶粒具有择尤取向的组织叫做形变织构。二、 填空题：1.三种典型的金属晶体结构为 体心立方结构 ， 面心立方结构 ， 密排六方结构 。2.设从坐标原点所引一有向直线上有一点的坐标x、y、z分别为3、2、-1，则该直线所代表的晶向的晶

5、向指数为 32 -1 。3.设有一晶面和坐标轴x、y、z的截距分别为5、3、2，则该晶面的晶面指数为 （6 10 15）4.面心立方晶格中原子排列最密的晶面为 1 1 1 晶面，最密的晶向为 晶向。5.体心立方晶格中原子排列最密的晶面为 1 1 0 晶面，最密的晶向为 晶向。6.金属结晶凝固时，晶体长大的机制主要有 二维晶核长大机制 ， 螺型位错长大机制 ， 连续长大机制 三种。8.液态金属结晶时，要通过形核及晶核长大两个过程，在过冷条件下，形核的推动力是 原子从液态转变为固态将使系统的自由能降低 ，阻力是 晶胚构成新表面，形成表面能，使系统自由能升高 。9.金属原子排列的不完整性叫 晶体缺陷

6、 ，分为 点缺陷 ， 线缺陷 ， 面缺陷 三种。12.第二相粒子强化的位错机制主要有 位错绕过第二相粒子 ， 位错切过第二相粒子 两种。14.合金的结晶需要满足 成分起伏 ， 能量起伏 ， 结构起伏 的条件。15.固液界面的微观结构可分为 光滑界面 ， 粗糙界面 两大类。17.金属材料的塑性变形主要有 滑移 ， 孪生 两种形式。18.面心立方金属的滑移面为 111 晶面，滑移方向为 晶向，滑移系有 12 个。19.体心立方金属的滑移面为 110 晶面，滑移方向为 晶向，滑移系有 12 个。23.原子在固态金属中扩散需满足的条件是 扩散要有驱动力 ，扩散原子要固溶 ， 温度要足够高 ， 时间要足

7、够长 。24.根据扩散过程中是否出现新相可分为 原子扩散 ， 反应扩散 两种。25.铁碳合金按有无共晶转变可分为 碳钢 ， 铸铁 两大类。28.己知面心立方晶格的晶格常数为a，则其原子半径为 ，原子数为 4 ，配位数为 12 ，致密度为 0.74 。29.因为位错线与柏氏矢量所构成的平面就是滑移面，刃型位错的位错线与柏氏矢量 相垂直 ，所以刃型位错的滑移面有 1 个，螺型位错的位错线与柏氏矢量 相平行 ，所以螺型位错的滑移面有 任一个。31.己知体心立方晶格的晶格常数为a，则其原子半径为 ，原子数为 2 ，配位数为 8 ，致密度为 0.68 。34.二元合金相图中最多可有 三 相平衡共存，在相

8、图上表现为 温度和相成分恒定不变 。37.固溶体合金的铸造性能与相图中的液固相线之间的垂直距离和水平距离有关，随其变化范围的增大，则合金的流动性越 差 ，分散缩孔越 多 ，集中缩孔越 小 。43.合金中的相根据其晶体结构特点可分为 固溶体 ， 金属化合物 两大类。48.柏氏矢量是描述位错性质的一个重要标志，它集中地反映了位错区域内的 畸变总量的大小 和 方向 。50.金属中固态扩散的机理主要有 空位扩散机制 ， 间隙扩散机制 二种。铜在镍中的扩散是 空位扩散机制 机制，碳在铁中的扩散是 间隙扩散 机制。52.固溶体中含量较多的元素称为 溶剂 ，含量较少的元素称为 溶质 。固溶体的晶体结构与 组

9、成合金的某一组元（溶剂） 的晶体结构相同。53.金属晶体的滑移面通常都是原子排列 最密 的晶面。59.相界面可分为 固相 ， 液相 ， 固液共存相 三类。60.控制晶粒大小的主要措施有 控制过冷度 ， 变质处理 ， 振动搅动 。61.三种主要的金属化合物为 正常价化合物 ， 电子化合物 ， 间隙相和间隙化合物 。62.纯金属晶粒长大的过程是晶界的迁移过程，它是通过原子的扩散迁移来实现的，这种扩散称为 自 扩散，扩散的驱动力是 表面能的降低 ；而钢渗碳过程中的扩散属于 上坡 扩散，扩散的驱动力是 化学位梯度 。三、 选择题：1.在晶体点阵中，脱离平衡位置的原子迁移到晶体表面，这样产生的空位称为

10、B 。 A. 弗兰克尔空位 B. 肖脱基空位 C. 瑞德空位2.凡是提高晶界能量的异质原子将会在 A 偏聚。 A. 晶内 B. 晶界 C.亚晶界3.实际金属的结晶主要按 B 方式进行。 A. 均匀形核 B. 非均匀形核 C. 均匀形核和非均匀形核8.当塑性变形量很大时，多晶体中原为任意取向的各晶粒会逐渐调整其取向而彼此趋于一致，这种择优取向的组织称为A 。A. 变形织构 B纤维组织 C带状组织17.由固溶体中析出另一个固相的过程称为脱溶，也称为A 。 A.二次结晶 B.再结晶 C.二次再结晶18.螺型位错的柏氏矢量与其位错线B 。A相垂直 B相平行 C既不垂直又不平行19.二元系发生包晶转变的

11、恒温反应式可用 C表示。A L B CL 22.共晶白口铁室温下的组织是B 。A珠光体 B莱氏体 C渗碳体23.在室温平衡状态下，钢的力学性能主要受（ C ）的数量、形态和分布所影响。(不确定) A.渗碳体 B.铁素体 C.奥氏体26.二元系发生共析转变的恒温反应式可用B 表示。A L B CL 27.若一条位错的柏氏矢量与其位错线垂直，则该位错属于A 。A刃型位错 B螺型位错 C混合位错28. 从铁素体中析出的渗碳体称为C 。A一次渗碳体 B二次渗碳体 C三次渗碳体30.-Fe的晶体结构为 B立方结构。A 面心 B 体心 C 密排31. -Fe的晶体结构为 A立方结构。A 面心 B 体心 C

12、 密排34.立方晶系中，当一晶向u v w位于或平行于某一晶面k h l 时，必须满足 A所示的关系式。A. hukvlw0 Buh，vk，wl C uvwhkl035.铁碳合金中的Fe3C属于B 。 A.离子化合物 B.间隙化合物 C.间隙相38.二元系合金中，由一个成分一定的固相在一定的温度下分解成为另外两个成分一定的固相的转变过程，称为A 。 A. 共析转变 B. 共晶转变 C. 包析转变39. 二元系合金中，由一个成分一定的液相在一定的温度下分解成为另外两个成分一定的固相的转变过程，称为 B 。 A. 共析转变 B. 共晶转变 C. 包晶转变40.一根弯曲的位错线（ B ） A.具有唯

13、一的位错类型 B.具有唯一的柏氏矢量 C.位错类型和柏氏矢量处处相同41.单晶体滑移时，由于晶体的转动，有时会使滑移变得越来越困难，这种现象称为 A。 A.几何硬化 B.加工硬化 C.位错强化42.固态扩散中，原子沿 A 的扩散速度最快。 A.外表面 B.晶界 C.晶内44.既能提高金属材料强度又能提高其韧性的强化方法是 C。A固溶强化 B形变强化 C细晶强化45. 二元系发生包析转变的恒温反应式可用 C表示。A L B CL47.从奥氏体中析出的渗碳体称为B 。A一次渗碳体 B二次渗碳体 C三次渗碳体48. 含碳量C 的铁碳合金称为碳钢。A0.0218 B0.77 C0.0218%2.114

14、9.立方晶系中，当一晶向u v w垂直于某一晶面k h l时，必须满足 所示的关系式。Ahukvlw0 Buh，vk，wl C uvwhkl050.若一条位错的柏氏矢量与其位错线平行，则该位错属于B 。A刃型位错 B螺型位错 C混合位错51.二元系发生共晶转变的恒温反应式可用C表示。A L B CL 52.作为非均匀形核的基体，其表面为 C 时，对形核的促进作用最大。A平面 B凹曲面 C凸曲面55.体心立方的滑移面为 C。A1 0 0 B1 1 1 C1 1 057.单晶体发生孪生变形后，已变形部分和未变形部分的晶体 C 。 A.位向不变 B.相对移动了一个原子间距 C.呈镜面对称关系58.

15、单晶体发生滑移变形后，已变形部分和未变形部分的晶体A 。 A.位向不变 B.位向发生了改变 C.呈镜面对称关系59.面心立方的滑移面为B 。A1 0 0 B1 1 1 C1 1 061.一般情况下由过渡族金属与原子半径很小的非金属元素形成的化合物为B 。 A.正常价化合物 B.电子化合物 C.间隙相或间隙化合物63.渗碳处理时，碳在铁中的扩散机理属于 C 。 A.空位扩散 B.换位扩散 C.间隙扩散64.二元系合金中，杠杆定律适用于B 。 A.所有相区 B.二相区 C.二相区和三相区65.过共晶白口铁室温下的组织是 B。A珠光体 BFe3C+莱氏体C渗碳体69.某晶体的原子位于正方晶格的结点上

16、，其晶格常数ab，c2a/3。今有一晶面在x、y、z 坐标轴上的截距分别为5个原子间距、2个原子间距、3个原子间距，则该晶面的晶面指数为（ A ）。 A.（5 2 3） B.（6 15 10） C.（2 5 5）70.有三个形状、尺寸均相同的Cu-Ni合金铸锭A、B、C，它们的平均成份分别为WNi90%、WNi50%、WNi10%，铸造后均自然冷却。则凝固后偏析最严重为（ C ）。 A.铸锭A B. 铸锭B C. 铸锭C73.扩散第一定律适用于（ A ）。 A.稳定态扩散 B.非稳定态扩散 C. 稳定态和非稳定态扩散皆可78.固态扩散中，晶体缺陷对原子的扩散A。A.起到了促进作用 B. 起到了

17、阻碍作用 C. 没什么影响79.亚共晶白口铁室温下的组织是B 。A. P+Ld B. P+Fe3CII+Ld C. P+Fe3CI+Ld85.金属晶体的长大机制以 C为主。A.二维晶核长大机制 B.螺位错长大机制 C.连续长大机制86.下列金属中较易发生孪生变形的是C。A. Fe B. Cu C. Zn87.均匀形核形成临界晶核时的形核功需由A 提供。A. 液相中的能量起伏 B. 液相中的结构起伏 C. 液相中的成分起伏88.均匀化退火前的冷塑性变形A 。A. 加快均匀化过程 B. 减慢均匀化过程 C. 对均匀化过程无影响89.碳溶于-Fe中形成的间隙固溶体称为B 。A. 铁素体B. 奥氏体

18、C. 珠光体三、判断题：1.位错是金属晶体缺陷的一种，因此它的存在对金属的性能是有害的。 2.滑移是位错沿滑移面运动的结果，因此金属晶体中的位错密度越高，滑移越容易。 5.晶体和非晶体的本质区别是晶体具有确定的熔点而非晶体没有确定的熔点。 6.固态扩散的本质是原子定向跃迁的结果。 7.所谓临界晶核，就是体系自由能的减小完全补偿表面能增加时的晶胚大小。 8.金属的滑移面通常总是原子排列最密的面，如面心立方结构中的1 1 1面，体心立方结构中的1 1 0面。 12.物质由液态转变为固态的过程称为结晶。 13.金属熔化时无需过热。 14.纯金属的结晶是在恒温下进行的，因此其实际结晶温度是固定不变的。

19、 15.二元系发生反应扩散时，扩散过程中的扩散层中不可能出现两相区。 16.单晶体发生滑移的临界分切应力不仅取决于金属本身的性质，还与外加载荷有关。 22.固溶体结晶过程中，液/固界面上液相成分沿着液相线变化；固相成分沿着固相线变化。（ ）23.厚薄不均匀的Ni-Cu合金铸件，结晶后薄处易形成树枝状组织，而厚处易形成胞状组织。（ ）24.无论温度分布如何，常用纯金属都是以树枝状方式生长。 25.在立方晶格中判断晶向垂直于晶面或平行于晶面的关系式在六方晶格中不一定适用。26.固态扩散中扩散物质总是由浓度高处向浓度低处扩散的。 29.纯金属均匀形核形成临界晶核时，系统自由能变化的绝对值达到了最大值

20、。 30.不平衡结晶条件下，靠近共晶线端点内侧的合金比外侧的合金易于形成离异共晶组织。（ ）34.扩散第一定律又称菲克第一定律，它仅适用于稳定态扩散过程。 35.金属晶体中的点缺陷属于热平衡缺陷。 40.固态相变时，当新相和母相之间形成共格或半共格界面时，新相往往呈凸透镜状或针状。（ ）41.固溶体结晶属于异分结晶。 49.位错绕过第二相质点时会发生弯曲，因此表示该位错的柏氏矢量也随之发生变化。 50.纯金属的结晶形核有均匀形核和非均匀形核两种方式，两者都需要结构起伏和能量起伏。（ ）51.在其他条件相同的情况下，液相线和固相线的水平距离越大，固溶体不平衡结晶时产生的枝晶偏析也越大。 52.固

21、溶体结晶时的冷却速度越快，其固相的平均成分线偏离固相线的程度也越大。 53. 在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量，而共晶线属于三相区，所以杠杆定律不仅适用于两相区，也适用于三相区。（ ）54.成分过冷区域很大时，固溶体结晶时将形成胞状组织。 55.只有共晶成分的合金结晶后才有可能得到全部的共晶组织。 56.用冷轧薄板冲压杯状零件时，有时会产生“制耳”象，这是由于薄板中的形变织构引起的。 57.多晶体金属塑性变形时，每个晶粒至少需要5个独立的滑移系同时启动，才能保证各晶粒变形的协调性。 58.固溶体晶粒内存在枝晶偏析，枝干与枝间成分不同，所以整个晶粒不是一个相。（ ）59.晶粒越细，

22、金属材料的室温强度和高温强度均越高。 65.碳原子在-Fe中的扩散系数比在-Fe中大，所以渗碳应在-Fe中进行。 66.在液态金属中，凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核，但是只要有足够的能量起伏提供形核功，还是可以形核。 67.离异共晶只能在不平衡结晶条件下产生。 68.非均匀形核比均匀形核容易，因为前者是以外加质点为结晶核心，不像后者那样形成界面，而引起自由能的增加。（ ）69.合金的平衡相图可给出任一条件下合金的显微组织。（ ）70.两块碳钢试样的正火组织均为珠光体，说明它们的含碳量相当。（ ）71.体心立方金属和面心立方金属的滑移系均为12个，因此它们塑性变形的能力相当。（ ）7

23、2.1Cr13钢与Cr12钢含Cr量差不多，性能和用途也基本相同。（ ）73.金属晶体中的点缺陷属于热平衡缺陷，它的存在对材料的性能是有害。 74.固溶体的结晶属异分结晶，因此即使是在平衡结晶条件下，固溶体的成分也是不均匀的。（ ）81.金属的结晶需要一定的过冷度，反之固态金属的熔化也需要一定的过热度，这是热力学条件所要求的。 82.金属结晶时，形核率和晶核长大速度都随过冷度的増加而提高，因此，増加过冷度不能起到细化晶粒的作用。 83.均匀形核和非均匀形核的临界晶核半径和形核功均相同，不过非均匀形核是以现成的基底为形核的核心，故其形核率要高于均匀形核。（ ）84.晶体的滑移是位错沿滑移面运动的

24、结果。对多晶体材料而言，为使变形能协调进行，每个晶粒至少需要在五个独立的滑移系上同时进行滑移。 85.固溶体的结晶属于异分结晶，在其结晶温度范围内某一温度下只能结晶出一定量的固相，需在不断的冷却过程中完成结晶。 86.当外部条件发生改变时，有些金属的晶体结构也会随之发生改变，这种现象称之为同素异构转变。 四、简答题计算题：1.何谓加工硬化？有何利弊？随着变形程度的增加，金属的强度、硬度的增加，而塑性、韧性下降，这一现象即为加工硬化。利：提高金属的强度，特别是不能通过热处理强化的材料，利用加工硬化强化。加工硬化是某些产品或半成品能够顺利加工成形的重要因素。如：拉丝、冲压。提高零件或构件在使用过程

25、中的安全性。弊：塑性变形抗力提高，进一步变形需退火或加大设备功率。 塑性变差，继续加工可能导致开裂。2.何谓铸锭三晶区？简述控制铸锭晶粒大小的措施。外表层的细晶区；中间的柱状晶区；心部的等轴晶区。（1）控制过冷度：在正常铸造情况下，随过冷度T增大，N/G值增加，晶粒变细。所以生产中的小型和薄壁铸件比大型铸件组织细。 （2）变质处理：变质处理又称孕育处理，是一种有意向液态金属中加入非自发形核物质从而细化晶粒的方法。（3）振动、搅拌：结晶时通过机械振动、电磁搅拌及超声波等方法可以打碎正在生长的树枝状晶体，增加晶核数目。同时，由于外部输入了能量，又能够促进形核，从而细化晶粒。3.简述成分过冷的概念、

26、产生条件及对晶体成长形状的影响。在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷成为成分过冷。条件：第一是固液界面前沿溶质的富集而引起成分再分配；第二是固液界面前方液相的实际温度分布，或温度分布梯度必须达到一定的值。影响：1、若界面前言没有成分过冷，界面是平面，界面随着等温线推进而推进。 2、界面前言的成分过冷不大时，界面只能有凸出不大的晶胞，胞边上的凹谷不会相互连接，只有一些分离的小凹坑。3、界面前言的组分过冷增大，界面上晶胞凸出多一些，晶胞是不规则的，边上的凹谷部分连接出来，形成连续的不规则沟槽网络。

27、4、组分过冷再增大，不规则胞晶边的凹谷沟槽完全连接起来。5、成分过冷继续增大，形成伸长的晶胞，组分过冷很大时，晶胞大体是六边形。12.何谓固溶强化？简途其强化规律。在固溶体中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降，这种现象称为固溶强化。规律：溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大，所引起的晶格畸变也越大，强化效果越好。13.滑移和孪生有何区别？试比较它们在塑性变形过程中的作用。区别：1、滑移过程是渐进的，而孪生过程是突然发生。 2、孪生时原子位置不会产生较大的错动，因此晶体取得较大塑性变形的方式主要是滑移作用 3、孪生后，晶体内部出现空隙，易于导致金属的破坏。 4、孪生所

28、要求的临界切应力比滑移要求的临界切应力大得多，只有滑移过程很困难时，晶体发生孪动。作用：1、孪生对塑性变形的贡献比滑移小得多。2、孪生后变形的部分的晶体位向发生改变，可时原来处于不利取向的滑移系转变为新的有利取向。3、孪生变形的速度极大，常引起冲击波，发出音响。19.一碳钢在平衡冷却条件下，所得显微组织中，含有50%的珠光体和50%的铁素体，问：此合金中碳的质量分数为多少？ 若该合金加热到730时，在平衡条件下获得什么组织？ 若加热到850，又将得到什么组织？11312141514111213151WC%0.77设该合金中含C%x，则由杠杆定律得所以 C%x=0.38%其显微组织为FA全部奥氏

29、体(A)组织23.对于如图所示的合金和， 问：哪种合金的流动性好？ 哪种合金形成缩松的倾向大？ 哪种合金的热裂倾向大？ 合金的室温组织中没有发现共晶组 织，其原因可能是什么？ 合金的室温组织中没有发现先共晶相，其原因又可能是什么？26.渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表面层向内部扩散的热处理方法。试问：渗碳应当在-Fe中进行还是应当在-Fe中进行？空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？零件渗碳后通常需进行怎样的热处理？（1）在-Fe中进行，一方面是由于奥氏体的溶碳能力远比铁素体大，可以获得较大的渗层深度；另一方面是考虑到温度的影响，温度提

30、高，扩散系数也将大大增加。（2）空位密度越大，碳原子的扩散越容易；位错密度越大，晶粒越小，渗碳速度越快；间隙原子尺寸越小，扩散越快。（3）通常渗碳后需重新加热进行淬火及低温回火，这时各层的组织则是相应碳浓度的钢的淬火及低温回火组织。.27.为什么室温下，晶粒越细金属材料的强度越高，塑性、韧性越好？这是因为在相同外力的作用下，细小晶粒的晶粒内部和晶界附近的相应变差较小，变形较均匀，相对来说，因集中力引起的开裂的机会也较少，就有可能在断裂之前承受较大的变形量，能得到较大的伸长率和断面收缩率。也由于细晶粒金属中的裂纹不易产生也不易扩散，因而在断裂过程中吸收了更多能量，即表现出较高的韧性。31.何谓过

31、冷度？为什么金属结晶时一定要有过冷度？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？金属的理论结晶温度Tm与实际结晶温度Tn之差，称为过冷度。要获得结晶过程中所需的驱动力，一定要时实际结晶温度低于理论结晶温度，这样才能满足结晶的热力学条件。不会出现过热 因为熔化本来就是要让金属达到（超过）其固相线温度35.简述固态金属扩散需要的条件。1、扩散需要驱动力；2、扩散原子要固溶；3、温度要足够高；4、时间要足够长。38.简述晶体成长形状与温度梯度的关系。1、在正的温度梯度下，光滑界面的情况是，以密排面为外表面具有规则的外形；粗糙界面的情况是，固液界面始终近似的保持平面。2 在负的温度梯度下，对于粗糙界面一般

32、的金属结晶时均以树枝状生长方式长大；对于光滑界面仍有能长成树枝状晶体，但往往带有小平面的特征39.合金中的相根据其晶体结构特点可分为哪两大类？影响相结构的因素主要有哪些？一类是固溶体，一类是金属化合物。影响因素：1、原子尺寸；2、电负性；3、电子浓度；4、晶体结构。五、综合计算题：1.设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试求其体积膨胀。经X射线测定，在912时-Fe的晶格常数为0.3633nm，-Fe晶格常数为0.2892nm，当由-Fe转变为-Fe时，试求其体积膨胀，并与相比较，说明其差别的原因。2.有一个铝铜合金铸锭存在枝晶偏析，若二次晶轴间距为0.01cm

33、，试计算该铸锭在477和 497均匀化退火时，成分偏析振幅降低到原来的1所需的保温时间已知铜在铝中的扩散常数D0=0.084cm2/s，扩散激活能Q=136103J/mol。 3. 根据Fe-Fe3C相图回答下列问题： 写出包晶、共晶、共析反应式要求标出温度和成分。 计算含碳量为3.5质量百分数的亚共晶白口铁室温下的组织组成物的相对含量设室温下铁素体中的含碳量为零。 有一含碳量为2.3的亚共晶白口铁的室温组织中没有观察到莱氏体，而是由珠光体和网状渗碳体组成。试分析其原因。 4.已知A(熔点600)与B(熔点500)在液态无限互深，固态时A在B中的最大固溶度(质量分数)为wA=30%，室温时为w

34、A=10%；但B在固态和室温时均不溶A。在300时，含wB=40%的液态金属发生共晶反应。试绘出A-B二元相图；试分析wA=20%，wA=45%；wA=80%的合金平衡结晶过程。5.纯金属均匀形核时，如果临界晶核为边长为a的正方体，试求其Gk和a的关系，并以此说明为何形成立方晶核的Gk比球形晶核的大？6.已知： A组元的结晶温度为230； B组元的结晶温度为330； 两组元在液态无限互溶，在固态A溶于B的最大溶解度为20183，室温时为5；B在A中的最大溶解度为3183，室温时为0； 含38B的合金结晶温度为183； 含25B的合金结晶温度为200-183； 含70B的合金结晶温度为260-1

35、83。 画出AB二元合金相图，标出各区组织组成物；指出图中哪点成分的合金最容易产生枝晶偏析？哪点成分的合金最适于铸造？为什么？ 计算含15B的合金室温下的组织组成物的相对含量。 7.纯金属均匀形核时，试推导临界晶核半径rk、临界形核功Gk和过冷度T的关系，并说临界形核功Gk 反映了什么？ 从何而来？8. 根据Fe-Fe3C相图回答下列问题：（a） 计算含碳量为0.45质量百分数的铁碳合金平衡状态下，共析转变结束时的组织组成物的相对含量。 若用该成分的钢锭生产小型但较为重要的齿轮，请写出简要的冷热加工工序并指出其中热加工工艺所起的作用。 （b）计算含碳量为1.2质量百分数的铁碳合金平衡条件下，共析转变结束时的组织组成物的相对含量。9.为了区分两种弄混的碳钢，工作人员分别截取了A、B两块试样，加热到850保温后以极缓慢的速度冷却至室温，观察金相组织，结果如下：A试样先析铁素体面积为41.6，珠光体面积为58.4；B试样的二次渗碳体的面积为7.3，珠光体面积为92.7；设铁素体和渗碳体的密度相同，铁素体中的含碳量为零，试求A、B两种碳钢含碳量。根据其含碳量，A、B各属何种碳钢？并分别画出其室温下的组织示意图。11.试推导适用于非稳态扩散时的菲克第二定律。