工程材料作業(yè)

1、1. 晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么？單晶體為何有各向異性而實(shí)際金屬表現(xiàn)為各向同性？（1）晶體中的質(zhì)點(diǎn)在空間作有規(guī)則的排列，而非晶體內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)排列不規(guī)則（2）因?yàn)椴煌木婕熬蛏?，原子的排列情況不同，所以晶體表現(xiàn)為各向異性，而實(shí)際金屬是由很多方向各異的單晶體雜亂排列而成，所以整體表現(xiàn)為各向同性。2. 銅和鐵室溫下的晶格常數(shù)分別為0.286nm和0.3607nm，求1cm3鐵和銅中的原子數(shù)。1nm (nanometer)=10-9m=10A (angstrong)銅的晶格常數(shù)0.286 x 10-7cm鐵的晶格常數(shù)0.3607 x 10-7cm1cm3銅的原子數(shù)x 41.71x 1cm3 鐵的原

2、子數(shù)x 2 = 4.26x3. 常見的金屬晶體典型結(jié)構(gòu)有哪幾種？Fe, Fe, Cu, Al, Ni, Pb, Cr, V, Mo, Mg, Zn, W各屬于何種晶體結(jié)構(gòu)？面心立方結(jié)構(gòu)、體心立方結(jié)構(gòu)、密排六方結(jié)構(gòu)Fe, Cu, Al, Ni, Pb - 面心立方結(jié)構(gòu)Fe, Cr, V, Mo, W - 體心立方結(jié)構(gòu)Mg, Zn - 密排六方結(jié)構(gòu)4 立方晶系中，110、120、123晶面族包括哪些晶面？其中平行于X軸、Y軸、Z軸的晶面各為哪些?解：120晶面族包括的晶面圖示如下。110晶面族包括的晶面為：平行于X軸的晶面：(011),(01)平行于Y軸的晶面：(101),(10)平行于Z軸的晶面

3、：（110），(10) 120晶面族包括的晶面為：平行于Z軸的晶面有：、平行于Y軸的晶面有：、平行于X軸的晶面有：、123晶面族包括的晶面，其中任何一個(gè)晶面也不平行于X軸、Y軸、Z軸。、；、；、；、；、；、；6. 試說明布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度的應(yīng)用范圍及相互關(guān)系布氏硬度用于低硬度材料硬度測定洛氏硬度用于高硬度材料硬度測定維氏硬度一般用于實(shí)驗(yàn)室精密硬度測定HBHV10HRC，HBHV6HS7試分析鎢（熔點(diǎn)3380）和鐵（熔點(diǎn)1538）在1100變形，鉛（熔點(diǎn)323）和錫（熔點(diǎn)232）在室溫（20）變形，能否發(fā)生加工硬化現(xiàn)象？答： 加工硬化金屬發(fā)生塑性變形時(shí)，隨變形程度的增大，其強(qiáng)度和硬度顯

4、著提高而塑性和韌性明顯下降的現(xiàn)象稱為加工硬化。（物理實(shí)質(zhì)）金屬發(fā)生塑性變形時(shí), 位錯(cuò)密度增加, 位錯(cuò)間的交互作用增強(qiáng)，相互纏結(jié), 造成位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力的增大, 引起塑性變形抗力提高。另一方面由于晶粒破碎細(xì)化，使強(qiáng)度得以提高。消除加工硬化的措施是再結(jié)晶退火。 判斷塑性變形后的金屬是否產(chǎn)生加工硬化依據(jù)：變形溫度如果高于金屬的再結(jié)晶溫度，則塑性變形產(chǎn)生的加工硬化被隨后的再結(jié)晶過程所消除，因此塑性變形后不產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。（強(qiáng)調(diào)：實(shí)際應(yīng)用過程中由于實(shí)際塑性變形過程較快，而且金屬的再結(jié)晶過程是通過原子實(shí)現(xiàn)的，如果加熱溫度較低，加工硬化現(xiàn)象就不能被隨后的再結(jié)晶過程消除，因此熱加工溫度要遠(yuǎn)高于再結(jié)晶溫度，才能使

5、塑性變形后的金屬不顯加工硬化現(xiàn)象） 鎢和鐵在1100變形以及鉛和錫在20能否發(fā)生加工硬化現(xiàn)象，必須首先計(jì)算出它們的最低再結(jié)晶溫度：Tr0.4Tm（Tr、Tm 絕對溫度） W: Tr=0.4×(3380+273)KTr =1461.2-273= 1188.21100發(fā)生 Fe: Tr=0.4×(1538+273)KTr =724.4-273=451.41100 不發(fā)生 Pb: Tr=0.4×(327+273)KTr =240-273=-3320不發(fā)生 Sn: Tr=0.4×(232+273)K Tr =202-273= -7120不發(fā)生91. 30純銅與2

6、0純鎳熔化后慢冷至125O，利用圖2.3的相圖，確定： 合金的組成相及相的成分； 相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答： 根據(jù)已知條件計(jì)算該合金成分的含Ni量為20kg/（2030）kg=40%，然后在圖中1250處繪一水平線交液相線和固相線兩點(diǎn)，過此兩點(diǎn)作鉛垂線得知此溫度下該合金組成相為L、，測量得其成分分別為23%和49%； 利用杠桿定律可計(jì)算出質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：L%=(49%40%)/(49%23%)×100%=34.6%=1L%=65.4% 2. 示意畫出圖2.8中過共晶合（假定Wsn=70%）平衡結(jié)晶過程的冷卻曲線。畫出室溫平衡組織示意圖，并在相圖中標(biāo)出組織組成物。計(jì)算室溫組織中組成相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及各種組織組成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。70溫度22013時(shí)間其室溫組織示意圖如下LLL(c+e)+(c+e)（2）室溫組織中組成相的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 由于室溫由及相組成，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為：% x 100%= 1-% = x 100%（3）室溫組織中組織組成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（二次應(yīng)用杠桿定律）:由于室溫組織組成物為：初生相、二次相、共晶體（+），各組織組成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：剛冷卻到共