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《金属材料与热处理》教材习题答案 作者：陈志毅 绪论 1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？ 答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。 2．什么是从属与从属材料？ 答：所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。 3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？ 答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。 第一章 金属的结构与结晶 1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？ 答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体。晶体一般具有规则的几何形状、有一定的熔点，性能呈各向异性；而非晶体一般没有规则的几何形状和一定的熔点，性能呈各向同性。生活中常见的食盐、冰糖、明矾等都有是典型的晶体。 2．什么是晶格和晶胞？金属中主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有何特点？ 答：假想的能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格。晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。金属中主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种晶格类型， 体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心；面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的中心；密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。 晶体在结构上有哪些缺陷？ 答：常见的晶体结构缺陷有晶界、亚晶界、位错（刃位错、螺旋位错）以及间隙、空位、和置代原子等。 什么是结晶？结晶由哪两个基本过程组成？ 答：生产上将金属凝固结晶。 晶粒大小对金属材料性能有什么影响？铸件在浇注过程中是如何细化晶粒的？ 答：金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好中为了得到细晶粒的铸件，常采取以下几种方法：铁、锰、锡、钛等？屈服强度ReL（σs）Rm（σb）等，这些指标都是通过拉伸试验测量的。 5．什么是塑性？塑性有哪些衡量指标？这些指标用什么符号表示？如何测得？ 材料受力后断裂前产生塑性变形的能力称为塑性。断后伸长率A (δ)断面收缩率Z（ψ） 6．什么是硬度？常用的硬度试验法有哪三种？各用什么符号表示？ 答：材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度，它是衡量材料软硬程度的指标。k）。 10．什么是金属的疲劳断裂？什么是疲劳强度？ 答：零件长期在交变载荷作用下，承受的应力虽低于材料的屈服强度，但经过长时间的工作后，仍会产生裂纹或突然发生断裂。金属这样的断裂现象称为疲劳断裂。金属材料抵抗交变载荷作用而不产生破坏的能力称为疲劳强度。 11．生产中如何提高零件的抗疲劳能力？ 答：在生产中为了提高零件的抗疲劳能力，除合理选材外，细化晶粒，均匀组织，减少材料内部缺陷，改善零件的结构形式，减少零件表面粗糙度数值及采取各种表面强化的方法（如对工件表面淬火、喷丸、渗、镀等），都能取得一定的抗疲劳效果。 12．什么是金属的工艺性能？它包括哪些内容？ 答：金属材料的工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能和焊接性能、热处理性能等。 第三章 铁碳合金 1．什么是合金中的元和相？ 答：组成合金最基本的独立物质称为组元（简称元）。一般把组成合金的化学元素当作组元，也可把合金中稳定的化合物作为组元。合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为相。相与相之间有明显的界面分开。 2．什么是合金的组织？合金的组织有哪几种类型？ 答：合金中不同的相的分布状态就称为合金的组织；换而言之，数量、大小、和分布方式不同的相就构成合金不同的组织。由单一相构成的组织为单相组织，由不同相构成的组织称为多相组织。根据合金中各组元之间结合方式的不同，合金的组织可分为固溶体、金属化合物和混合物三类。 3．什么是固溶体？固溶强化是怎么回事？ 答：固溶体是一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。形成固溶体，时都会使溶剂晶格发生畸变，从而使合金对变形的抗力