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工程材料作業（2）
题1.答：1.
晶體與非晶體：如果說某種物質，其原子按一定的幾何規律作週期性排列我們就稱其為晶體。如果其原子無規則地堆積在一起，我們就稱其為非晶體。
在自然界中，晶體更為普遍。
2.晶格與晶胞：晶格是一種為了方便研究晶體結構而建立起來的一種球棍模型。晶胞是能代表晶格特徵的一種基本單元。
3.晶面與晶向：晶格中各方位的原子面稱為晶面，而晶格中各方向的原子列稱為晶向。晶向是一維概念，晶面是二維概念。
4.單晶體與多晶體：如果說某種晶體，其內部的晶格類型與空間位相排列完全一致，我們就稱其為單晶體。
如果其內部晶格的空間位相不同，即使晶格類型相同，我們也稱其為多晶體。單晶體具有各向異性，多晶體具有偽各向同性。
5.相與組織：相就是合金中具有相同化學成分、相同晶體結構並有明顯界面分開的均勻部分。
組織是用肉眼或者光學顯微鏡觀察到的內部構造的圖像。相與組織都是能反映材料結構的圖像，只不過相的尺度小，以原子為基本組成部分；組織的尺度大，以相為組成部分。
6.固溶體與金屬化合物：合金各組元在液態條件下互相溶解，結晶後仍然保持溶解狀態的合金相，稱為固溶體。
而合金中個組元按一定方式形成的一種新晶體稱為金屬化合物。金屬化合物的晶格類型一般比較複雜，且不同於任一組元。而固溶體的晶格類型以含量較多的基體金屬為準。
题3.答：因為單晶體的內部晶格的空間相位完全一致，故而在晶面上原子密度不同所以說各方向的物理、化學、力學性能不同，具有各向異性。
因為多晶體存在著許許多多空間位相迥異的晶粒，這些晶粒的各向異性相互抵消因而多晶體表現（偽）各向同性。如果塑性變形（鍛造）使多晶體產生纖維組織，那麼也會表現出各向異性：對順纖維的正應力與橫纖維的橫應力抵抗力較強。
题4.答：1.结晶是指金属由液态（无序排列）变为固态（有序排列）的过程。
2.每种纯金属都有一定的平衡（理论）结晶温度）t0，实际金属凝固时只有冷却到低于t0的某一温度tn时，结晶才能有效进行。这种实际结晶温度低于理论结晶温度的现象叫做过冷，即过冷是结晶的必要条件。
3.纯金属结晶时，由于结晶释放出的结晶潜热与冷却散失的热量恰好达到平衡，所以纯金属的冷却曲线上会出现平台。
题5.答：1.晶界是位向不同的晶粒之间的过度层。晶界处原子排列不规则，晶格处于畸变状态。
2.晶界处得熔点低，且易被腐蚀；由于在常温下晶界增加了位错移动的阻力，故晶界处强度、硬度较高，晶界面积越大，强度越高，而且同时还使其塑性、韧性得到改善。
题6.答：1.金屬型與砂型：金屬型鑄造的晶粒較小，因為其散熱較快，過冷度較高，導致其結晶速度變慢，所以其晶粒較小。
2.薄鑄件與厚鑄件：薄鑄件的晶粒較小。因為薄鑄件的散熱較快，過冷度較高導致其結晶速度變慢，所以其晶粒較小。
3.澆築時加變質劑與不加變質劑：加入變質劑能使晶粒變小。
因為加入變質劑作為人工晶核能提高形核率，使晶粒變小。4.澆築時振動攪拌與或不振動攪拌：
振動可以破壞正在生長中的枝晶，形成了新的晶核，增大了形核率，使晶粒變小。所以澆築時振動攪拌可以細化晶粒。
题7.答：1.
由于晶体中存在着位错，位错中心的少量原子的微量位移引起位错移动，大量的位错运动引起晶体滑移。2.金属塑性变形后，内部组织将发生变化。
晶粒中及晶界上的杂质沿着变形。
最大方向伸长，其显微组织呈纤维状线条，称作纤维组织；部分晶粒破碎，亚晶粒数目增、细化，位错密度增加，晶格畸变严重。
题8.答：金屬在常溫下發生塑性變形後，晶粒中及晶界外的雜誌沿著變形最大的方伸長，我們稱其纖維狀線條的顯微組織為纖維組織。
纖維組織可以提高金屬的強度與硬度，且會使金屬具有一定的各向異性，但是會降低金屬的塑性與韌性。
由於纖維組織對於順纖維的正應力與橫纖維的切應力抵抗能力較強，對於鍛造的零件要根據其工作應力的作用方式，在加工時加工出相應的纖維組織。一般情況下，纖維組織往往與零件的輪廓線吻合。
使正应力顺纤维方向（与纤维方向平行），剪切应力横纤维方向，保持纤维完整不被切断。)
题9.答：加熱那些經過塑性變形的金屬到一定溫度，使其原子的活動能力較強，此。
時金屬的顯微組織會發生明顯的變化，碎晶，拉長晶粒與纖維組織消失，以碎晶和晶界上的某些質點為晶核成長為新的細小均勻的等軸晶粒。我們稱這一過程為再結晶。
再結晶後，金屬的強度與硬度明顯下降，塑性與韌性明顯上升，由纖維組織引起的各向異性消失，金屬又恢復到變形前的狀態。
题10.答：
1.固溶强化：由于溶质原子溶入溶剂晶格，造成晶格畸变，，而晶格畸变。
增加了位错移动的阻力，提高了合金的强度、硬度，且对其塑性、韧性损害不大。
2.弥散强化：金属化合物通常具有较高的熔点、很高的硬度和脆性。当合。
金**现金属化合物时，合金的强度、硬度和耐磨性提高，而塑性、韧性下降。由于金属化合物硬而脆，通常不能作为合金的基体材料，，而是以弥散状态分布于合金基体上作为强化相。弥散度越高，金属强度、硬度越高，且对塑性、韧性影响越小。
3.位错强化（形变强化、加工硬化）：金属发生塑性变形后，位错密度增。
加，量大时相互阻碍，使位错移动困难，即变形阻力增大，变形能力减小。性能上表现为强度、硬度增加，塑性、韧性下将。4.
细晶强化（晶界强化）：通过细化晶粒，增加晶界面积，从而增加位错。
阻力；同时细化晶粒，增加单位体积内晶粒个数，使所受应力均匀分散在更多的晶粒中，使塑性变形更均匀，延缓裂纹的产生。所以，细晶强化不但可以使金属的强度提高，还使其塑性、韧性得到改善。
工程材料第二章
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