金属学及热处理练习题答案 - 图文

大，使晶粒充满整个容积。 ( × )

2．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 ( × )

3．近代研究表明：液态金属的结构与固态金属比较接近，而与气态相差较远。 ( √ ) 4．金属由液态转变成固态的过程，是由近程有序排列向远程有序排列转变的过程。( √ ) 5．当纯金属结晶时，形核率随过冷度的增加而不断增加。( × ) P41+7

6．在结晶过程中，当晶核成长时，晶核的长大速度随过冷度的增大而增大，但当过冷度很大时，晶核的长大速度则很快减小。 ( √ ) P53 图2-33

7．金属结晶时，冷却速度愈大，则其结晶后的晶粒愈细。( √ ) P53-12 8．所有相变的基本过程都是形核和核长大的过程。( √ )

9．在其它条件相同时，金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的铸件晶粒更细(√ ) 10．在其它条件相同时，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的铸件晶粒更细。( × ) 11．在其它条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更细。( √ ) 12. 金属的理论结晶温度总是高于实际结晶温度。 ( √ )

14．在实际生产条件下，金属凝固时的过冷度都很小(<20℃)，其主要原因是由于非均匀形核的结果。 (√ )

15．过冷是结晶的必要条件，无论过冷度大小，均能保证结晶过程得以进行。 (× ) (三) 选择题

1 液态金属结晶的基本过程是 A

A．边形核边长大 B．先形核后长大 C．自发形核和非自发形核 D．枝晶生长

2．液态金属结晶时， C 越大，结晶后金属的晶粒越细小。

A．形核率N B．长大率G C．比值N／G D．比值G／N 3．过冷度越大，则 A A．N增大、G减少，所以晶粒细小 B．N增大、G增大，所以晶粒细小 C N增大、G增大，所以晶粒粗大 D．N减少、G减少，所以晶粒细小 4．纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将 B 。

A．越高 B 越低 C．越接近理论结晶温度 D．没有变化

5．若纯金属结晶过程处在液—固两相平衡共存状态下，此时的温度将比理论结晶温度C P35-3

A．更高 B．更低 C；相等 D．高低波动

6．在实际金属结晶时，往往通过控制N／G比值来控制晶粒度。在下列 B 情况下将获得粗大晶粒。

A．N／G很大 B．N／G很小 C．N／G居中 D．N／G＝1 （四）、问答题 1、为什么金属结晶时必须过冷? P35～36 影响过冷度的因素有哪些？P33+2 2、 简述晶体成长形状与温度梯度的关系 P49～51 3、晶粒大小对金属性能有何影响?如何细化晶粒? P52～54

4、相同过冷度下比较均匀形核与非均匀形核的临界半径、临界形核功、临界晶核体积，哪个大?

5、简述连铸坯三晶区形成原因及性能特点。 6、获得更多等轴晶的措施有哪些？

7、简述凝固过程的宏观特征，叙述凝固过程中晶体成长的机理。 凝固时宏观特征是：要有一定的过冷度，会放出明显的结晶潜热。

成长机理有三种：连续式成长、二维形核及借助台阶侧向生长、借螺旋位错生长。

8、叙述钢锭或连铸坯中常见的宏观组织缺陷，消除或改善方法。

宏观缺陷有：宏观偏析(如正常偏析、反常偏析、比重偏析)和带状组织以及缩孔、疏松、气泡等。严格讲，也包括三晶区的组织不均匀性。

宏观缺陷(化学不均匀性、物理不均匀性和组织不均匀性)往往是相互联系的，一般希望尽可能多而细的中心等轴晶，可采用加孕育剂、加大冷速、加强液体运动(如电磁搅拌、机械搅拌)等方法，细化晶粒，消除柱状晶，这样与柱状晶／枝状晶区相伴随的宏观偏析和缩孔、气泡也就明显改善了。

第三章 二元合金的相结构与结晶

一、填空题

1 合金的定义是 两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质。

2．合金中的组元是指组成合金最基本的、能独立存在的物质。

3．固溶体的定义是 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且晶格类型与组元之一相同的固相称之为固溶体。

4．Cr、V在γ-Fe中将形成 置换 固溶体。C、N则形成 间隙 固溶体。 5．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要 小 些。

6．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的 高熔点 组元。 7．共晶反应的特征是 在同一温度下，由一定成分的液相转变成成分一定的两个固相（三相共存）。在共晶点处凝固温度最低。其反应式为 L （液）→α（固）+ β（固）。 8．匀晶反应的特征是结晶出的晶体与母相化学成分不同（异分结晶），结晶在一定的温度范围内进行，其反应式为L→α

9．共析反应的特征是在同一温度下，由一定成分的固相转变成成分一定的两个固相（三相共存）。在共析点处析出温度最低。，其反应式为 ? → (? + ?) 共析体。 10．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为 置换和间隙 ，按原子溶入量可以分为 有限 和 无限

11．合金的相结构有 固溶体和 金属化合物 两种，前者具有较高的 塑韧性能，适合于做

基体相；后者有较高的 硬度性能，适合于做 强化 相 12．看图4—1，请写出反应式和相区：

ABC 包晶线 ；DEF 共晶线 ；GHI 共析线 ；

① L+α；② α +γ；③α；④ γ+ β ；⑤ L+γ ；⑥ L+β ；

13．相的定义是 指合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分，组织的定义是 在显微镜下能清楚地区分开的独立组成部分。

14．间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同，而间隙相的晶体结构与 溶剂不同。

15、同分凝固（结晶）的定义 纯金属结晶时，所结晶出的固相成分与液相成分完全一样的结晶。

异分凝固（结晶）的定义固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分不同的结晶。 16．接近共晶成分的合金，其 铸造 性能较好；但要进行压力加工的合金常选用 固溶体 的合金。

17．根据图4—2填出：

水平线反应式γ= β+α ；有限固溶体 β、α 、 无限固溶体 γ 。

液相线 凸AB ，固相线 凹AB ， 固溶线 CF 、 EG

18．共晶组织的一般形态是 层片状、棒状、球状、针状、螺旋状、蛛网状、放射状 。

19、偏析的定义合金中化学成分的不均匀性。

20、正温度梯度下，随成分过冷程度增大分别形成平面晶、胞状晶和 树枝晶 。 21、为消除晶内偏析和离异共晶，工业上广泛应用 均匀化退火方法。

22、连续脱溶的含义随新相生成，母相成分连续地由过饱和态转变到饱和态。

23、中间相的定义合金组元间相互作用所形成的、与纯组元结构不同的相，在相图的中间区域。

二、判断题

1．共晶反应和共析反应的反应相和产物都是相同的。 ( × )

2．铸造合金常选用共晶或接近共晶成分的合金，要进行塑性变形的合金常选用具有单相固溶体成分的合金。 ( √ )

3．置换固溶体可能形成无限固溶体，间隙固溶体只可能是有限固溶体。 ( √ ) 4．合金中的固溶体一般说塑性较好，而金属化合物的硬度较高。 (√ ) 5．共晶反应和共析反应都是在一定浓度和一定温度下进行的。 ( √ ) 6．共晶点成分的合金冷却到室温下为单相组织。 ( × ) 7．初生晶和次生晶的晶体结构是相同的。 ( √ )

8．根据相图，我们不仅能够了解各种合金成分的合金在不同温度下所处的状态及相的相对

量，而且还能知道相的大小及其相互配置的情况。 (×)

9．亚共晶合金的共晶转变温度与共晶合金的共晶转变温度相同。 ( √ ) 10．过共晶合金发生共晶转变的液相成分与共晶合金成分是一致的。 ( √ ) 11．固溶体合金的匀晶结晶需要在一定的温度范围内进行。（√） 12、杠杆定律只适用于二元相图的两相区。（ √ ）P71-5

13、高温下已达到饱和的有限固溶体，当冷却至低温时，固溶度降低，析出其他相.（√） 14、固溶体强硬度较纯金属高。（√）

15、铸造性能取决于结晶区间：液固相线之间距离越大，铸造性能越差。（√） 16、二元相图中，相邻相区中的相数只相差一个（点接触除外）。（√） 三、选择题

1．固溶体的晶体结构是 A

A．溶剂的晶型 B．溶质的晶型 C 复杂晶型 D．其他晶型 2 金属化合物的特点是 C

A．高塑性 B．高韧性 C 高硬度 D．高强度 3．当匀晶合金在较快的冷却条件下结晶时将产生 C

A．匀晶偏析 B 比重偏 C．枝晶偏析 D．区域偏析 4．当二元合金进行共晶反应时，其相组成是 C

A．由单相组成 B 两相共存 C 三相共存 D．四相组成 5．当共晶成分的合金在刚完成共晶反应后的组织组成物为 C A. α+β B．(α＋L) C．(α+β) D．L＋α+β 6．具有匀晶型相图的单相固溶体合金 B

A．铸造性能好 B．锻压性能好 C 热处理性能好 D．切削性能好 7．二元合金中，共晶成分的合金 A

A．铸造性能好 B 锻造性能好 C 焊接性能好 D．热处理性能好