金屬學(xué)與熱處理課后答案(哈工大第3版)

1、金屬學(xué)與熱處理課后答案第一章填表：晶格類型原子數(shù)原子半徑配位數(shù)致密度體心立方2868%面心立方41274%密排六方61274%5、作圖表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和-1 0 2、-2 1 1、3 4 6 等晶向10、已知面心立方晶格常數(shù)為a，分別計(jì)算（100）、（110）、和（111）晶面的晶面間距；并求出【100】、【110】和【111】晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指該晶向上單位長(zhǎng)度排列原子的個(gè)數(shù)）答：（100）： dhkl=ah2+k2+l2=a1+0+0=a （110）：dhkl=ah2+k2+l2=a1+1+0=22a （11

2、1）：dhkl=ah2+k2+l2=a1+1+1=33a14、何謂組元？何謂相？何謂固溶體？固溶體的晶體結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？何謂置換固溶體？影響其固溶度的因素有哪些？答: 組元：組成合金最基本的、獨(dú)立的物質(zhì)。 相：合金中結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一并以界面相互分開(kāi)的組成部分。固溶體：合金組元之間以不同的比例相互混合形成的晶體結(jié)構(gòu)與某一組元相同的固相。固溶體的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：固溶體仍保持著溶劑的晶格類型，但結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，主要包括以下幾個(gè)方面：1)有晶格畸變，2)有偏聚與有序，3)當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟葧r(shí)，可使具有短程有序的固溶體的溶質(zhì)和溶劑原子在整個(gè)晶體中都按定的順序排列起來(lái)，轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)程有序，形成有序固溶體。置換

3、固溶體：溶質(zhì)原子位于溶劑晶格的某些結(jié)點(diǎn)位置所形成的固溶體。影響置換固溶體固溶度的因素：原子尺寸，電負(fù)性，電子濃度，晶體結(jié)構(gòu)15、何謂固溶強(qiáng)化？置換固溶體和間隙固溶體的強(qiáng)化效果哪個(gè)大？為什么？答：固溶強(qiáng)化：在固溶體中，隨著溶質(zhì)濃度的增加，固溶體的強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性有所下降的現(xiàn)象。間隙固溶體的強(qiáng)化效果大于置換固溶體的強(qiáng)化效果。原因：溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差別越大，所引起的晶格畸變也越大，強(qiáng)化效果越好。間隙固溶體晶格畸變大于置換固溶體的晶格畸變16、何謂間隙相？它與間隙固溶體及復(fù)雜晶格間隙化合物有何區(qū)別？ 答：間隙相：當(dāng)非金屬原子半徑與金屬原子半徑的比值小于0.59時(shí)，形成的簡(jiǎn)單的晶體結(jié)

4、構(gòu)稱為間隙相。間隙相與間隙固溶體有本質(zhì)的區(qū)別，間隙相是一種化合物，它具有與其組元完全不同的晶格結(jié)構(gòu)，而間隙固溶體則任保持著溶劑組元的晶格類型。間隙相與間隙化合物相比具有比較簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)，間隙相一般比間隙化合物硬度更高，更穩(wěn)定。21、何謂刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)？定性說(shuō)明刃型位錯(cuò)的彈性應(yīng)力場(chǎng)與異類原子的相互作用，對(duì)金屬力學(xué)性能有何影響？ 答：刃型位錯(cuò)：設(shè)有一簡(jiǎn)單立方晶體，某一原子面在晶體內(nèi)部中斷，這個(gè)原子平面中斷處的邊緣就是一個(gè)刃型位錯(cuò)，猶如一把鋒利的鋼刀將晶體上半部分切開(kāi)，沿切口硬入一額外半原子面一樣，將刃口處的原子列為刃型位錯(cuò)線。螺型位錯(cuò)：一個(gè)晶體的某一部分相對(duì)于其余部分發(fā)生滑移，原子平面沿著一

5、根軸線盤(pán)旋上升，每繞軸線一周，原子面上升一個(gè)晶面間距。在中央軸線處即為一螺型位錯(cuò)。刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)可以與間隙原子核置換原子發(fā)生彈性交互作用，各種間隙及尺寸較大的置換原子，聚集于正刃型位錯(cuò)的下半部分，或者負(fù)刃型位錯(cuò)的上半部分；對(duì)于較小的置換原子來(lái)說(shuō)，則易于聚集于刃型位錯(cuò)的另一半受壓應(yīng)力的地反。所以刃型位錯(cuò)往往攜帶大量的溶質(zhì)原子，形成所謂的“柯氏氣團(tuán)”。這樣一來(lái)，就會(huì)使位錯(cuò)的晶格畸變降低，同時(shí)使位錯(cuò)難于運(yùn)動(dòng)，從而造成金屬的強(qiáng)化。23何謂柏氏矢量？用柏氏矢量判斷圖中所示的位錯(cuò)環(huán)中A、B、C、D、E五段位錯(cuò)各屬于哪一類位錯(cuò)？ 答：柏氏矢量：不但可以表示位錯(cuò)的性質(zhì)，而且可以表示晶格畸變的大小和方向，從而

6、使人們?cè)谘芯课诲e(cuò)時(shí)能夠擺脫位錯(cuò)區(qū)域內(nèi)原子排列具體細(xì)節(jié)的約束。A是右螺旋型位錯(cuò)、B左螺旋型位錯(cuò)、C是負(fù)刃型位錯(cuò)、D正刃型位錯(cuò)、E是混合型位錯(cuò)第二章1、名詞解釋：過(guò)冷現(xiàn)象：結(jié)晶時(shí)，實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的現(xiàn)象。在一定壓力下,當(dāng)液體的溫度已低于該壓力下液體的凝固點(diǎn),而液體仍不凝固的現(xiàn)象叫液體的過(guò)冷現(xiàn)象結(jié)構(gòu)起伏 液態(tài)金屬中近程有序的原子集團(tuán)處于瞬間出現(xiàn)、瞬間消失、此起彼伏、變化不定的狀態(tài)之中，仿佛在液態(tài)金屬中不斷涌現(xiàn)出一些極微小的固態(tài)結(jié)構(gòu)一樣。這種不斷變化的近程有序原子集團(tuán)成為結(jié)構(gòu)起伏。能量起伏 液態(tài)金屬中處于熱運(yùn)動(dòng)的原子能量有高有低，同一原子的能量也在隨時(shí)間不停地變化，時(shí)高時(shí)低的現(xiàn)象。2、根據(jù)

7、結(jié)晶的熱力學(xué)條件解釋。為什么金屬結(jié)晶時(shí)一定要有過(guò)冷度？冷卻速度與過(guò)冷度有什么關(guān)系？答：由熱力學(xué)第二定律知道，在等溫等壓條件下，一切自發(fā)過(guò)程都朝著使系統(tǒng)自由能降低的方向進(jìn)行。液態(tài)金屬要結(jié)晶，其結(jié)晶溫度一定要低于理論結(jié)晶溫度Tm，此時(shí)的固態(tài)金屬自由能低于液態(tài)金屬的自由能，兩相自由能之差構(gòu)成了金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力。要獲得結(jié)晶過(guò)程所必須的驅(qū)動(dòng)力，一定要使實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度，這樣才能滿足結(jié)晶的熱力學(xué)條件。過(guò)冷度越大，液、固兩相自由能的差值越大，即相變驅(qū)動(dòng)力越大，結(jié)晶速度越快，所以金屬結(jié)晶必須有過(guò)冷度。冷卻速度越大，過(guò)冷度越大；反之，冷卻速度越小，則過(guò)冷度越小.（4）、均勻形核的條件是什么？答：要有

8、結(jié)構(gòu)起伏與能量起伏；液態(tài)金屬要過(guò)冷，且過(guò)冷度必須大于臨界過(guò)冷度；結(jié)晶必須在一定溫度下進(jìn)行。（5）、過(guò)冷度對(duì)形核率N有何影響？答：開(kāi)始時(shí)，形核率隨過(guò)冷度的增加而增大，當(dāng)超過(guò)極大值之后，形核率又隨過(guò)冷度的增加而減小，當(dāng)過(guò)冷度非常大時(shí)，形核率接近于零。6、何謂非均勻形核？敘述非均勻形核的必要條件.答：非均勻形核：新相優(yōu)先出現(xiàn)于液相中的某些區(qū)域的形核方式。必要條件：（1）液體必須過(guò)冷，提供形核的熱力學(xué)條件，G<0；（2）有結(jié)構(gòu)起伏；（3）有能量起伏G<G但所需的能量起伏小。8、影響接觸角q的因素？選擇什么樣的異相質(zhì)點(diǎn)可以促進(jìn)非均勻形核？答：q角的大小取決于液體、晶核及固態(tài)雜質(zhì)三者之間表面能

9、的相對(duì)大小;選擇結(jié)構(gòu)相似、尺寸相當(dāng)?shù)漠愊噘|(zhì)點(diǎn)！ 9、試比較均勻形核與非均勻形核的異同點(diǎn)。說(shuō)明非均勻形核為何往往比均勻形核容易。答：相同點(diǎn)：均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑，非均勻形核的臨界形核功也等于三分之一表面能。不同點(diǎn)：非均勻形核的臨界形核功小于等于均勻形核的臨界形核功，即非均勻形核的過(guò)冷度小于等于均勻形核的過(guò)冷度。10、設(shè)晶核為一立方體，推導(dǎo)臨界晶核半徑邊長(zhǎng)和臨界形核功。同上12、常溫下晶粒大小對(duì)金屬性能有何影響？根據(jù)凝固理論，試述細(xì)化晶粒的方法有哪些？答：金屬的晶粒越細(xì)小，強(qiáng)度和硬度則越高，同時(shí)塑性韌性也越好。細(xì)化晶粒的方法：1）控制過(guò)冷度，在一般金屬結(jié)晶時(shí)的過(guò)冷度范圍內(nèi)，過(guò)

10、冷度越大，晶粒越細(xì)小；2）變質(zhì)處理，在澆注前往液態(tài)金屬中加入形核劑，促進(jìn)形成大量的非均勻晶核來(lái)細(xì)化晶粒；3）振動(dòng)、攪動(dòng)，對(duì)即將凝固的金屬進(jìn)行振動(dòng)或攪動(dòng)，一方面是依靠從外面輸入能量促使晶核提前形成，另一方面是使成長(zhǎng)中的枝晶破碎，使晶核數(shù)目增加。第三章3、何謂枝晶偏析？是如何形成的？影響因素有哪些？對(duì)金屬性能有何影響,如何消除？ 答：枝晶偏析：在一個(gè)晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為晶內(nèi)偏析，由于固溶體晶體通常是樹(shù)枝狀，枝干，枝間的化學(xué)成分不同，所以之為枝晶偏析。形成原因：固溶體合金平衡結(jié)晶的結(jié)果，使前后從液相中結(jié)晶出的固相成分不同，再加上冷卻較快，不能使成分?jǐn)U散均勻，結(jié)果就使每個(gè)晶粒內(nèi)部的化學(xué)成分

11、很不均勻，先結(jié)晶的含高熔點(diǎn)組元多，后結(jié)晶的含低熔點(diǎn)組元多，再結(jié)晶內(nèi)部存在濃度差別。影響因素：分配系數(shù)；溶質(zhì)原子的擴(kuò)散能力；冷卻速度。金屬性能影響：嚴(yán)重的晶內(nèi)偏析會(huì)使合金機(jī)械性能下降，特別是使塑性和韌性顯著降低，甚至使合金不容易壓力加工，也使合金的抗腐蝕性能下降。消除方法：擴(kuò)散退火，均勻化退火。4、什么是偽共晶？說(shuō)明它的形成條件、組織形態(tài)及對(duì)材料力學(xué)的影響。 答：偽共晶：在不平衡結(jié)晶條件下，成分再結(jié)晶點(diǎn)附近的亞共晶或過(guò)共晶合金也可能得到全部共晶組織，這種共晶組織叫偽共晶。形成原因：不平衡結(jié)晶；成分位于共晶點(diǎn)附近。5、什么是離異共晶？舉例說(shuō)明離異共晶產(chǎn)生的原因及對(duì)合金性能的影響。答：離異共晶：在共

12、晶反應(yīng)的合金中，如果成分離共晶點(diǎn)較遠(yuǎn)，由于初晶相數(shù)量較多，共晶相數(shù)量很少，共晶中與初晶相同的那一相會(huì)很依附初晶長(zhǎng)大，另外一個(gè)相單獨(dú)分布于晶界處，使得共晶組織的特征消失，這種兩相分離的共晶稱離異共晶。形成條件：在先共晶相數(shù)量較多，共晶組織甚少的情況下。6、什么是共晶反應(yīng)和包晶反應(yīng)？寫(xiě)出反應(yīng)式。試用相律說(shuō)明相圖上三相共存的條件。答：共晶反應(yīng)：在一定溫度下，由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)成分一定的固相的轉(zhuǎn)變過(guò)程，反應(yīng)式：包晶反應(yīng)：由一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成一個(gè)一定成分的固相的轉(zhuǎn)變過(guò)程，稱之為包晶反應(yīng)。反應(yīng)式：根據(jù)相律可知，如果三相共存，其自由度為零，此時(shí)發(fā)生的轉(zhuǎn)變則是三相平衡轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)

13、變必在恒溫下進(jìn)行，三相的成分應(yīng)為恒定值，在相圖上只有共晶點(diǎn)、包晶點(diǎn)位于水平線上，轉(zhuǎn)變才能滿足以上要求，才能三相共存。8、什么是成分過(guò)冷？畫(huà)圖說(shuō)明其如何形成。9、試敘述純金屬與固溶體合金結(jié)晶過(guò)程中形核、長(zhǎng)大的條件及方式有何異同？ 答：相同點(diǎn)是都需要T>0、能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏，而固溶體合金結(jié)晶過(guò)程還需要成分起伏；固溶體是結(jié)晶出的晶體與液相成分不同的結(jié)晶，純金屬是結(jié)晶出的晶體成分與液相相同的結(jié)晶10、何謂相組成物和組織組成物？畫(huà)出冷卻曲線相組成物冷卻曲線 答：組織組成物：按組織形貌特征劃分合金的基本單元；相組成物：僅從組織成分、晶體結(jié)構(gòu)劃分合金組織的基本單元。 11、為什么利用包晶轉(zhuǎn)變可以細(xì)化

14、晶粒？舉例說(shuō)明之。什么是包晶偏析？如何消除？ 答：在包晶轉(zhuǎn)變前形成大量細(xì)小化合物，起非均勻形核作用，從而具有良好細(xì)化晶粒作用。例如：在鋁及鋁合金中添加少量鈦，可獲得顯著細(xì)化晶粒效果。包晶偏析：由于包晶轉(zhuǎn)變不能充分進(jìn)行而產(chǎn)生的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象。可采用長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)散退貨來(lái)減少或消除第四章1、何謂鐵素體、奧氏體和滲碳體？他們的晶體結(jié)構(gòu)如何？性能如何？ 版本一：鐵素體：碳溶于-Fe中的間隙固溶體，用符號(hào)F或 表示；為體心立方結(jié)構(gòu)；強(qiáng)度硬度低，塑性韌性高。奧氏體：碳溶于-Fe中形成的間隙固溶體，以符號(hào)A表示；為面心立方結(jié)構(gòu)；強(qiáng)度硬度低，塑性韌性高。滲碳體： 鐵與碳形成的間隙化合物Fe3C，含碳量為C=6

15、.69%，可用Cm表示；屬正交晶系，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；硬度高、塑性差，低溫下具有一定的鐵磁性。版本二：2、標(biāo)注出圖上的點(diǎn)、線和相區(qū)，說(shuō)明有幾個(gè)恒溫反應(yīng)，單相區(qū)5個(gè)相圖中有5個(gè)基本的相，相應(yīng)的有5個(gè)相區(qū)：液相區(qū)(L)ABCD以上區(qū)域固溶體區(qū)AHNA奧氏體區(qū)()NJESGN鐵素體區(qū)()GPQ(Fe3C)DFK直線以左滲碳體區(qū)兩相區(qū)7個(gè)7個(gè)兩相區(qū)分別存在于兩個(gè)相應(yīng)的單相區(qū)之間：L+AHJBAL+BJECBL+Fe3CDCFD+HNJH+GPSG+ Fe3CESKFCE+ Fe3CPQLKSP+ Fe3C+三相區(qū)3個(gè)包晶線水平線HJB(L+)共晶線水平線ECF(L+Fe3C)共析線水平線PSK(+ Fe3C)

16、包晶轉(zhuǎn)變 發(fā)生在1495（水平線HJB），反應(yīng)式為：LB+HJ式中L0.53含碳量為0.53%的液相；0.09含碳量為0.09%的固溶體；0.17含碳量為0.17%的固溶體，即奧氏體，是包晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。含碳量在0.090.53%之間的合金冷卻到1495時(shí)，均要發(fā)生包晶反應(yīng)，形成奧氏體。共晶轉(zhuǎn)變發(fā)生在1148（水平線ECF），反應(yīng)式為：LCE+Fe3C共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物，稱為萊氏體，用Ld表示。凡是含碳量大于2.11%的鐵碳合金冷卻到1148時(shí)，都會(huì)發(fā)生共晶反應(yīng)，形成萊氏體。共析轉(zhuǎn)變發(fā)生727（水平線PSK），反應(yīng)式為：SP+Fe3C共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混

17、合物，稱為珠光體，用字母P表示。含碳量大于0.0218%的鐵碳合金，冷卻至727 時(shí)，其中的奧氏體必將發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體。Fe-Fe3C相圖中的ES、PQ、GS三條特性線也是非常重要的，它們的含義簡(jiǎn)述如下：ES線（Acm線）是碳在奧氏體中的溶解度曲線。奧氏體的最大溶碳量是在1148時(shí)，可以溶解2.11%的碳。而在727時(shí)，溶碳量?jī)H為0.77%，因此含碳量大于0.77%的合金，從1148冷到727的過(guò)程中，將自?shī)W氏體中析出滲碳體，這種滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII)。PQ線是碳在鐵素體中的溶解度曲線。727時(shí)鐵素體中溶解的碳最多(0.0218%)，而在200僅可以溶解7×10

18、-7%C。所以鐵碳合金由727冷卻到室溫的過(guò)程中，鐵素體中會(huì)有滲碳體析出，這種滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII)。由于三次滲碳體沿鐵素體晶界析出，因此對(duì)于工業(yè)純鐵和低碳鋼影響較大；但是對(duì)于含碳量較高的鐵碳合金，三次滲碳體（含量太少）可以忽略不計(jì)。GS線（A3線）是冷卻過(guò)程中，奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始線；或者說(shuō)是加熱過(guò)程中，鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變的終了線（具有同素異晶轉(zhuǎn)變的純金屬，其固溶體也具有同素異晶轉(zhuǎn)變，但其轉(zhuǎn)變溫度有變化）。4、何謂一次滲碳體、二次滲碳體和三次滲碳體？何謂共晶滲碳體和共析滲碳體？在顯微鏡下他們的形態(tài)有何特點(diǎn)？計(jì)算二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。從液態(tài)鐵碳合金中單獨(dú)結(jié)晶

19、出的先共晶滲碳體稱一次滲碳體：由于在液體金屬中開(kāi)始結(jié)晶形成時(shí)，周?chē)鷮?duì)其成長(zhǎng)沒(méi)有阻力：其形態(tài)呈粗大較規(guī)則的板片狀：4、 根據(jù)Fe-Fe3C相圖，試分析含碳量分?jǐn)?shù)0.45%的碳鋼、1.2%的碳鋼、。4.3%的工晶白口鐵2.5%的亞共白口鐵、4.7%過(guò)共晶白口鐵緩冷時(shí)組織轉(zhuǎn)變，畫(huà)出溫度-時(shí)間冷卻曲線及每一階段的顯微組織示意圖，并計(jì)算組織組成物和相組成物的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 11、根據(jù)Fe-C合金平衡組織說(shuō)明以下幾種情況：（1）含碳量（C）=0.8%的鋼比含碳（C）=0.4%的亞共晶鋼強(qiáng)度高、硬度高而塑性韌性差；（2）（C）=1.2%的碳鋼比（C）=0.8%的碳鋼硬度高，但強(qiáng)度低。 答：（1）隨碳含量升高

20、，珠光體含量升高，故硬度隨碳含量升高而升高，強(qiáng)度在（C）<1%時(shí)隨含碳量升高而升高，塑性韌性隨碳含量升高而降低。 （2）均為共析鋼，在共析鋼中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在接近1%時(shí)，其強(qiáng)度達(dá)到最高值，隨含碳量升高，強(qiáng)度下降，原因是由于脆性的二次滲碳體在含碳高于1%時(shí)，晶界形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，使鋼脆性增加，故強(qiáng)度低，而硬度隨碳含量升高而升高。12、根據(jù)Fe-C合金組織與性能的關(guān)系，畫(huà)出強(qiáng)度（）、硬度（HB）、塑性（、）和韌性（a）與鋼中含碳量的變化關(guān)系曲線，并解釋。答：隨碳含量增加，碳素鋼的硬度線性提高而塑韌性下降；強(qiáng)度先隨硬度的提高而提高，但大約當(dāng)C%0.9%后，強(qiáng)度反而下降；第五章第六章5、什么是滑移？繪

21、圖說(shuō)明拉伸變形時(shí)，滑移過(guò)程中晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制。答：滑移：晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著某些晶面和晶相發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的結(jié)果，這種變形方式稱為滑移。6、名詞解釋 滑移系：一個(gè)滑移面和此面上的一個(gè)滑移方向結(jié)合起來(lái)組成一個(gè)滑移系回復(fù)：是指經(jīng)冷塑性變形的金屬在加熱時(shí)，在光學(xué)顯微組織發(fā)生改變前(即在再結(jié)晶晶粒形成前)所產(chǎn)生的某些亞結(jié)構(gòu)和性能的變化過(guò)程。再結(jié)晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度之后，在原來(lái)的變形組織中重新產(chǎn)生了無(wú)畸變的新晶粒，而性能也發(fā)生了明顯的變化，并恢復(fù)到完全軟化狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱之為再結(jié)晶。9、試敘述滑移的本質(zhì)。用位錯(cuò)理論解釋晶體滑移時(shí)臨界切應(yīng)力的理論值與實(shí)驗(yàn)值相差十分懸殊的原因?答：滑移的本質(zhì)

22、：位錯(cuò)在切應(yīng)力的作用下沿著滑移面逐步移動(dòng)。 原因：晶體在滑移時(shí)并不是滑移面上的原子一齊移動(dòng)，而是位錯(cuò)中心原子的逐一遞進(jìn)，由一個(gè)平衡位置 轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡體置。位錯(cuò)雖然移動(dòng)了一個(gè)原子間距，但只需位錯(cuò)中心附近的少數(shù)原子作遠(yuǎn)小于一個(gè) 原子間距的彈性偏移。因此位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)只需要一個(gè)很小的切應(yīng)力就可實(shí)現(xiàn)。11、試用多晶體的塑性變形過(guò)程說(shuō)明純金屬晶粒越細(xì)、強(qiáng)度越高、塑性越好的原因。答：根據(jù) = n0關(guān)系式，應(yīng)力集中的大小決定于塞積的位錯(cuò)數(shù)目n，n越大，則應(yīng)力集中也越大。n與晶界到位錯(cuò)源的距離L成正比。晶粒越小，晶界到位錯(cuò)源的距離L越小，應(yīng)力集中越小，晶粒越小，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所需外部施加的應(yīng)力需要越大，宏觀表現(xiàn)強(qiáng)度越

23、高。12、何謂加工硬化？產(chǎn)生原因和消除方法是什么？答：加工硬化：在塑性變形過(guò)程中隨著金屬內(nèi)部組織的變化，金屬的機(jī)械性能將產(chǎn)生明顯的變化。隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度顯著升高，而塑性、韌性則顯著下降，這一現(xiàn)象稱為加工硬化。產(chǎn)生原因：位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和交互作用造成的。隨著塑性變形的進(jìn)行，位錯(cuò)密度不斷增加，因此位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互交割加劇，結(jié)果即產(chǎn)生固定的割階、位錯(cuò)纏結(jié)等障礙，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大，引起變形抗力增加，給繼續(xù)塑性變形造成困難，從而提高金屬的強(qiáng)度。解決辦法：中間退火。13、試述金屬材料冷塑變形對(duì)組織和性能的影響版本一：金屬塑性變形后的組織與性能 ：顯微組織出現(xiàn)纖維組織， 亞結(jié)構(gòu)細(xì)化，出現(xiàn)

24、形變織構(gòu)以及殘余應(yīng)力。性能：材料的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降；比電阻增加，導(dǎo)電系數(shù)和電阻溫度系數(shù)下降，抗腐蝕能力降低等。版本二：18、說(shuō)明冷變形金屬在加熱過(guò)程中各階段組織與性能的變化。答：金屬經(jīng)冷塑性變形后，由于其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)細(xì)化、晶格畸變等原因，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，具有自發(fā)地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)。但在室溫下，由于原子活動(dòng)能力不足，恢復(fù)過(guò)程不易進(jìn)行。若對(duì)其加熱，因原子活動(dòng)能力增強(qiáng)，就會(huì)使組織與性能發(fā)生一系列的變化。1回復(fù) 當(dāng)加熱溫度較低時(shí)，原子活動(dòng)能力尚低，故冷變形金屬的顯微組織無(wú)明顯變化，仍保持著纖組織的特征。此時(shí)，因晶格畸變已減輕，使殘余應(yīng)力顯著下降。但造成加工硬化的主要原因未消除，故其機(jī)械

25、性能變化不大。但某些物理、化學(xué)性能發(fā)生明顯的變化，如電阻顯著減小，抗應(yīng)力腐蝕能力則提高。2再結(jié)晶 當(dāng)加熱溫度較高時(shí)，將首先在變形晶粒的晶界或滑移帶、孿晶帶等晶格畸變嚴(yán)重的地帶，通過(guò)形核與長(zhǎng)大方式進(jìn)行再結(jié)晶。冷變形金屬在再結(jié)晶后獲得了新的等軸晶粒，因而消除了冷加工纖維組織、加工硬化和殘余應(yīng)力，使金屬又重新恢復(fù)到冷塑性變形前的狀態(tài)。3、晶粒長(zhǎng)大 冷變形金屬再結(jié)晶后，一般都得到細(xì)小均勻的等軸晶粒。但繼續(xù)升高加熱溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，再結(jié)晶后的晶粒又會(huì)逐漸長(zhǎng)大，使晶粒粗化。第七章1、試述共析鋼加熱時(shí)，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的過(guò)程，影響轉(zhuǎn)變速度的因素是什么？ 答：加熱過(guò)程中奧氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程可分為四步進(jìn)行第一階段

26、：奧氏體晶核的形成。在珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體過(guò)程中，原鐵素體由體心立方晶格改組為奧氏體的面心立方晶格，原滲碳體由復(fù)雜斜方晶格轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄Ц瘛Ｋ?，鋼的加熱轉(zhuǎn)變既有碳原子的擴(kuò)散，也有晶體結(jié)構(gòu)的變化。基于能量與成分條件，奧氏體晶核在珠光體的鐵素體與滲碳體兩相交界處產(chǎn)生，這兩相交界面越多，奧氏體晶核越多。第二階段：奧氏體的長(zhǎng)大。奧氏體晶核形成后，它的一側(cè)與滲碳體相接，另一側(cè)與鐵素體相接。隨著鐵素體的轉(zhuǎn)變（鐵素體區(qū)域的縮?。?，以及滲碳體的溶解（滲碳體區(qū)域縮?。?，奧氏體不斷向其兩側(cè)的原鐵素體區(qū)域及滲碳體區(qū)域擴(kuò)展長(zhǎng)大，直至鐵素體完全消失，奧氏體彼此相遇，形成一個(gè)個(gè)的奧氏體晶粒。第三階段：殘余滲碳體的溶解。由于鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體