工程材料作业

1、1. 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性而实际金属表现为各向同性？（1）晶体中的质点在空间作有规则的排列，而非晶体内部的质点排列不规则（2）因为不同的晶面及晶向上，原子的排列情况不同，所以晶体表现为各向异性，而实际金属是由很多方向各异的单晶体杂乱排列而成，所以整体表现为各向同性。2. 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1cm3铁和铜中的原子数。1nm (nanometer)=10-9m=10A (angstrong)铜的晶格常数0.286 x 10-7cm铁的晶格常数0.3607 x 10-7cm1cm3铜的原子数x 41.71x 1cm3 铁的原

2、子数x 2 = 4.26x3. 常见的金属晶体典型结构有哪几种？Fe, Fe, Cu, Al, Ni, Pb, Cr, V, Mo, Mg, Zn, W各属于何种晶体结构？面心立方结构、体心立方结构、密排六方结构Fe, Cu, Al, Ni, Pb - 面心立方结构Fe, Cr, V, Mo, W - 体心立方结构Mg, Zn - 密排六方结构4 立方晶系中，110、120、123晶面族包括哪些晶面？其中平行于X轴、Y轴、Z轴的晶面各为哪些?解：120晶面族包括的晶面图示如下。110晶面族包括的晶面为：平行于X轴的晶面：(011),(01)平行于Y轴的晶面：(101),(10)平行于Z轴的晶面

3、：（110），(10) 120晶面族包括的晶面为：平行于Z轴的晶面有：、平行于Y轴的晶面有：、平行于X轴的晶面有：、123晶面族包括的晶面，其中任何一个晶面也不平行于X轴、Y轴、Z轴。、；、；、；、；、；、；6. 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系布氏硬度用于低硬度材料硬度测定洛氏硬度用于高硬度材料硬度测定维氏硬度一般用于实验室精密硬度测定HBHV10HRC，HBHV6HS7试分析钨（熔点3380）和铁（熔点1538）在1100变形，铅（熔点323）和锡（熔点232）在室温（20）变形，能否发生加工硬化现象？答： 加工硬化金属发生塑性变形时，随变形程度的增大，其强度和硬度显

4、著提高而塑性和韧性明显下降的现象称为加工硬化。（物理实质）金属发生塑性变形时, 位错密度增加, 位错间的交互作用增强，相互缠结, 造成位错运动阻力的增大, 引起塑性变形抗力提高。另一方面由于晶粒破碎细化，使强度得以提高。消除加工硬化的措施是再结晶退火。 判断塑性变形后的金属是否产生加工硬化依据：变形温度如果高于金属的再结晶温度，则塑性变形产生的加工硬化被随后的再结晶过程所消除，因此塑性变形后不产生加工硬化现象。（强调：实际应用过程中由于实际塑性变形过程较快，而且金属的再结晶过程是通过原子实现的，如果加热温度较低，加工硬化现象就不能被随后的再结晶过程消除，因此热加工温度要远高于再结晶温度，才能使

5、塑性变形后的金属不显加工硬化现象） 钨和铁在1100变形以及铅和锡在20能否发生加工硬化现象，必须首先计算出它们的最低再结晶温度：Tr0.4Tm（Tr、Tm 绝对温度） W: Tr=0.4×(3380+273)KTr =1461.2-273= 1188.21100发生 Fe: Tr=0.4×(1538+273)KTr =724.4-273=451.41100 不发生 Pb: Tr=0.4×(327+273)KTr =240-273=-3320不发生 Sn: Tr=0.4×(232+273)K Tr =202-273= -7120不发生91. 30纯铜与2

6、0纯镍熔化后慢冷至125O，利用图2.3的相图，确定： 合金的组成相及相的成分； 相的质量分数。答： 根据已知条件计算该合金成分的含Ni量为20kg/（2030）kg=40%，然后在图中1250处绘一水平线交液相线和固相线两点，过此两点作铅垂线得知此温度下该合金组成相为L、，测量得其成分分别为23%和49%； 利用杠杆定律可计算出质量分数分别为：L%=(49%40%)/(49%23%)×100%=34.6%=1L%=65.4% 2. 示意画出图2.8中过共晶合（假定Wsn=70%）平衡结晶过程的冷却曲线。画出室温平衡组织示意图，并在相图中标出组织组成物。计算室温组织中组成相的质量分数及各种组织组成物的质量分数。70温度22013时间其室温组织示意图如下LLL(c+e)+(c+e)（2）室温组织中组成相的质量分数: 由于室温由及相组成，其质量分数各为：% x 100%= 1-% = x 100%（3）室温组织中组织组成物的质量分数（二次应用杠杆定律）:由于室温组织组成物为：初生相、二次相、共晶体（+），各组织组成物的质量分数分别为：刚冷却到共