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机械工程材料课后习题答案(同名20021) 机械工程课后答案 第一章 1、什么是黑色金属？什么是有色金属？ 答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。 2、碳钢，合金钢是怎样分类的？ 答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在0.0218%——2.11%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。 3、铸铁材料是怎样分类的？应用是怎样选择？ 答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 4、陶瓷材料是怎样分类的？ 答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。 5、常见的金属晶体结构有哪几种？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，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构？ 答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。密排六方晶格，Mg，Zn。 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷？它们对性能有什么影响？ 答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 7、固溶体有哪些类型？什么是固溶强化？ 答：间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。 第三章 1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因？ 答：液态金属开始结晶时，由于结晶潜热的放出，补偿了冷却时散失的热量，所以冷却曲线出现水平台阶，即结晶在室温下进行。 2、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长速度受到哪些因素的影响？ 答：纯金属的结晶规律是：在恒定温度下进行，结晶时要放出潜热，需要过冷度，结晶的过程是晶核产生和晶核不断长大的过程。影响晶核的形核率N和成长率G的最重要因素是结晶时的过冷度和液体中的不熔杂质。 3、间隙固溶体和间隙相有什么不同？ 答：间隙固溶体是溶质元素原子处于溶剂元素原子组成的晶格空隙位置而形成的固溶体；间隙相是当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，形成的筒单晶体结构的间隙化合物，称为间隙相。 4、何谓金属的同素异构转变？ 答：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 晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。 5、简要说明金属结晶的必要条件和结晶过程。 答：晶体总是在过冷的情况下结晶的，因此过冷是金属结晶的必要条件；金属结晶过程是晶核形成和晶核长大的过程。 6、单晶体和多晶体有何区别？为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：整块物质都由原子或分子按一定规律作周期性重复排列的晶体称为单晶体.，整个物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的，这样的物体叫多晶体；因为单晶体中的原子排列位向是完全一致的，因此其性能是各向异性的，而多晶体内部是由许多位向不同的晶粒组成，各晶粒自身的各向异性彼此抵消，故显示出各向同性。 7、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？ 答：随着冷却速度的增加，材料的结晶形核过程会有相应的时间滞后性，就会造成过冷度增加；随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱；过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率N和成长率G都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 8、以铁为例说明同素异构（异晶）现象。 答：δ-Fe←1394℃→γ-Fe←912℃→α-Fe 9、同样形状的两块铁碳合金,其中一块是15钢,一块是白口铸铁,用什么简便方法可迅速区分它们？ 答：一般来说肉眼判断的话看铸铁的截面，白口铁脆，断面没有15号钢匀称。 第四章 1、解释下列名称。 答：再结晶，指经冷塑性变形的金属被加热到较高的温度时，由于原子的活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，由破碎拉长的晶粒转变为完整的等轴晶粒； 加工硬化：随着变形程度的增加，金属的强度、硬度显著升高，而塑性、韧性显著下降，即加工硬化； 热加工：指将金属材料加热至高温进行锻造，热轧等压力加工过程； 回复：指经冷塑变形后的金属在加热时，尚未发生光学显微变化前（即再结晶之前）的微观结构变化过程。 2、