工程材料作业(一)_金属材料结构.docx

PAGE PAGE 1 工程材料平时作业（一）：金属材料结构部分 姓名： coobeam 学号： 得分： 自行打印，按时提交！ 名词解释（20分） 1. 铸造性能 在铸造生产过程中，铸造成形的难易程度容易获得正确的外形、内部又健全的铸件，其铸造性能就好。 2. 共晶反应 由一种液晶在恒温下同时结晶出两种固相的反应叫共晶反应 3. 同素异构转变 一些金属，在固态下随温度或压力的改变，还会发生晶体结构变化，即由一种晶格变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。 4. 珠光体 珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P表示。在缓慢冷却条件下，珠光体的碳质量分数为0.77% 5. 枝晶偏析 固溶体合金在结晶过程中，只有在及其缓慢的冷却条件下原子具有充分扩散的能力，固相的成分才能沿固相线均匀变化。但实际生产条件下，冷却速度较快，原子扩散来不及充分进行，导致先后结晶出的固溶体成分存在差异，这种晶粒内部化学成分不均匀现象称为晶内偏析，又称枝晶偏析。 填空题（10分） 1．按价键结构，可以将材料分为_金属材料__、_无机非金属材料_和_高分子材料____。 2．体心立方结构的密排面为_{110}，密排方向为111__。 3．晶体与非晶体结构上最大的区别是__晶体结构中原子排列有序存在晶胞，非晶体结构中原子排列无序不存在晶胞__。 4．同非金属相比，金属的主要特性是_良好的导电、导热性能、良好的塑性变形能力、不透明，呈现金属光泽、电阻随温度升高而增大_____ _。 5．在立方晶系中，{110}晶面族包括_{110}、{101}、{011}_ _等晶面。 6．实际晶体的面缺陷有___晶界____和___亚晶界____等。线缺陷是___二维尺度很小，而另一维尺度很大的缺陷______。 7．γ-Fe的一个晶胞内的原子数为__4___。理想状态下，其晶胞原子填充率是__0.74____。 8．根据固溶体中溶质原子所在的位置可以将固溶体分为_置换固溶体_和间隙固溶体。 9．含碳量处于0.0218%~2.11%的铁碳合金称为__钢_____，含碳量为2.11%~6.69%的铁碳合金称为__铁_____。 10．奥氏体是碳溶于___γ-Fe____中形成的间隙固溶体， __1148____℃时奥氏体含碳量可达到最大值__2.11_____%。 判断题，给出错误理由（20分） （ 错）1.固溶体的晶体结构与溶剂相同，其强度、硬度塑性和导电性相对溶剂都有提高。 固溶体相对溶剂塑性没有明显降低也没有明显提高，而导电性下降。 （ 对 ）2. 含碳量为0.77%至6.69%的铁碳合金在结晶过程中都能发生共晶转变。 （ 错）3. 晶体缺陷使材料的强度降低，塑性升高。 晶体缺陷使材料强度增大，塑性降低 （ 错）4. 金属固态一定是晶体，不存在非晶态金属。 无序结构非晶态金属可以从液体状态直接冷却得到，又称为玻璃态，故非晶态金属又称为“金属玻璃” （ 错）5. 亚共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3C—→P+Fe3 L—→L+A—→A—→A+F—→P+F （对 ）6. 金属间化合物一般硬度较高，塑性较差。 （ 错）7. 金属共晶组织都呈层片状结构。 呈片、棒、球等形状 （ 对）8. 共析钢从奥氏体转变为珠光体组织后，在随后的降温过程中不再发生变化。 （ 错 ）9. 材料的性能由其成分完全确定。 还有结构因素 （ 错）10. 二元合金在固态时不可能无限互溶。 比如铁和碳。 综合题（50分） 画图示意并阐述金属的结晶过程，如何获得细小的晶粒尺寸？（10分） 画出面心立方晶格中原子的最密的晶面和晶向，并计算其晶胞原子填充率。（10分） 分析碳含量为0.77 wt. %的铁碳合金由液态冷却到室温的变化过程（要求画出冷却曲线，说明各阶段的组织组成）。（10分） 画出Fe-Fe3C平衡相图，标出各区域的相组成，并计算含碳量为0.45%的碳素钢从奥氏体缓慢冷却到室温后的相组成和组织组成（质量百分比）。（20