曾美琴梁耀能罗堪昌李伯林编。
华南理工大学。
2023年。
第一章金属的晶体结构。
一、 名词概念解释。
1、金属键、晶体、非晶体。
2、晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数。
3、晶面、晶向、晶面指数、晶向指数。
4、晶体的各向异性、伪各向同性。
5、晶体缺陷、空位、位错、柏氏矢量。
6、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒。
7、晶界、亚晶界、相界。
二、 思考题。
1、常见的金属晶体结构有哪几种？ 试画出晶胞简图， 说明其晶格常数特点。
2、-fe、-fe、cu的晶格常数分别是2.066a.64a、3.6074a, 求。
(1) -fe与 -fe的原子半径及致密度；
(2) 1mm3 cu的原子数。
3、画出下列立方晶系的晶面及晶向。
(1) (100)、(110)、(111)及[100]、[110]、[111]
(2) (101)、(123)及[101]、[123]
4、在立方晶体结构中， 一平面通过、 z=3并平行于x轴， 它的晶面指数是多少？ 试绘图表示。
5、体心立方晶格中的晶面族， 包括几个原子排列相同而空间位向不同的晶面？ 试绘图表示。
6、已知立方晶胞中三点a、 b、c 如图。
所示， a、b是晶胞角顶， c是棱边中点， 求：
(1) abc面晶面指数；
(2) abc面的法向指数；
(3) 晶向的晶向指数。
7、何为晶向及晶面的原子密度？ 体心立方晶格中， 哪个晶面及晶向的原子密度最大？
8、为何单晶体具有各向异性， 而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？
9、何为晶体缺陷？ 金属中存在哪些晶体缺陷？
10、实际晶体与理想晶体有何区别？
11、位错的定义是什么？ 了解三种基本位错的模型及其特点。
12、怎样确定位错的柏氏矢量？ 柏氏矢量的物理意义是什么？
三、 填空题。
1、常见的金属晶格类型有三种， -fe、cr、w、mo属于fe、al、cu、ni属于而be、mg、zn、cd属于＿＿＿
2、晶胞中原子排列的紧密程度， 可以用＿＿＿和＿＿＿两个参数来衡量。
3、面心立方晶格、、晶面的原子密度分别是<100>、<110>、<111>晶向的原子密度分别是可见晶面和＿＿＿晶向的原子密度最大。
4、与理想晶体比较， 实际金属的晶体结构是＿＿＿晶体， 而且存在＿＿＿
5、三种典型金属晶格中晶格的原子排列是最紧密的。
6、晶格常数为a的面心立方晶胞， 其原子数为原子半径为＿＿＿配位数为＿＿＿致密度为＿＿＿
7、实际金属中最常见的点缺陷是＿＿＿和＿＿＿线缺陷是＿＿＿面缺陷是＿＿＿
8、如图立方晶胞中oa的晶向指数为＿＿＿与此晶向垂直的晶面的晶面指数是＿＿＿
9、凡金属晶格缺陷都会引起晶格＿＿＿一般都会使金属的强度、 硬度＿＿＿塑性、韧性＿＿＿
10、位错是＿＿＿与＿＿＿的边界线。
11、刃型位错的柏氏矢量与位错线互相螺型位错的柏氏矢量与位错线互相＿＿＿
12、位错的滑移面是＿＿＿和＿＿＿所构成的平面。 刃型位错的滑移面有＿＿＿个； 螺型位错的滑移面有＿＿＿个。
四、 选择题。
1、在金属中能够完整地反映出晶格特征的最小几何单元叫( )
a、晶胞； b、晶格； c、晶体。
2、单晶体的性能特点是( )
a、各向同性； b、各向异性； c、无规律。
3、体心立方晶胞原子数、 原子半径、 致密度分别是( )
a、2, 0.68； b、4, 0.74； c、2, 0.68
4、符号表示。
a、晶面族； b、晶向族； c、晶面。
5、立方晶系中， 晶格常数是指。
a、最近邻原子间距； b、最近邻原子间距的一半； c、晶胞棱边长度。
6、体心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是。
a、、<110>； b、、<111>； c、、<111>
7、在立方晶格中， 晶向指数 [uvw] 与晶面指数 (hkl) 满足hu + kv + lw = 0 时， 则此晶面与晶向。
a、平行； b、垂直； c、成45夹角。
8、实际金属结晶后往往形成使性能呈无向性。
a、单晶体； b、多晶体； c、非晶体。
9、实际金属中存在许多缺陷， 其中晶界属于。
a、点缺陷； b、线缺陷； c、面缺陷。
五、 判断题。
1、凡是原子具有规则排列的物质都叫晶体。
2、密排六方晶胞共有17个原子。
3、空间点阵相同的晶体， 它们的晶体结构不一定相同。
4、体心立方晶胞体心位置上的原子的配位数比角上原子的配位数大。
5、在立方晶系中， 改变晶向指数的数字顺序， 所表示的晶向上的原子排列情况是完全相同的。
6、立方晶系中指数相同的晶面及晶向互相垂直。
7、晶格中每个结点都具有完全相同的周围邻点。
8、工业上使用的实际金属材料都表现出鲜明的各向异性特征。
9、金属晶格中的空位和间隙原子会引起晶格畸变， 从而导致金属塑性提高。
10、晶体结构的配位数愈大， 其晶格致密度也愈大。
11、刃位错线运动方向垂直于位错线。
12、位错引起的晶格畸变的大小可用柏氏矢量表示出来。
第二章纯金属的结晶。
一、 名词概念解释。
1、过冷、过冷度。
2、均匀形核、非均匀形核。
3、形核率、长大线速度。
4、正温度梯度、负温度梯度。
5、平面长大、枝晶长大。
6、变质处理。
二、 思考题。
1、金属结晶的基本规律是什么？
2、结晶的热力学条件是什么？
3、金属晶核的形成率和长大线速度受哪些因素影响？
4、晶粒大小对金属力学性能有何影响？ 怎样控制铸件晶粒大小？ 实际生产中常用什么有效方法获得细晶粒？
5、简述铸锭的典型组织与缺陷。
6、钢锭、铜锭、铝锭在一般情况下各希望减少或扩大柱状晶区？ 为什么？
三、 填空题。
1称为金属结晶的过冷现象称为过冷度。
2、金属结晶过程是＿＿＿与＿＿＿的过程， 这是结晶的基本规律。
3、金属结晶时的冷却速度越快， 则过冷度越＿＿＿结晶后的晶粒越＿＿＿其强度越塑性和韧性＿＿＿
4、对晶核的形成和长大来说是驱动力是必须条件。
5、纯金属结晶时， 如果结晶前沿液相存在正的温度梯度， 晶体只能按＿＿＿方式长大， 最后晶体生长成主要以＿＿＿作为外表面的规则形状。
6、典型的金属铸锭组织由三层组成， 即。
7、在金属铸锭中， 除组织不均匀外， 还经常存在＿＿＿等各种铸造缺陷。
8、其它条件相同时， 在下列铸造条件下， 就铸件晶粒大小来说：
(1) 金属模浇注的比砂模浇注的＿＿＿
(2) 铸成薄件的比铸成厚件的＿＿＿
3) 浇注时采用震动的比不采用震动的＿＿＿
四、 选择题。
1、在具有一定过冷度的金属液体结晶时， 液体与固相晶体的自由能差(△g=g固 - g液。
a、>0； b、= 0； c、< 0
2、纯金属结晶时冷却曲线上的水平台阶， 表示。
a、结晶时放出结晶潜热； b、由外界补偿一定热量使其结晶；
c、结晶时的孕育期。
3、金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率n和核长大速度g, 要细化晶粒必须。
a、增大n和g； b、增大n、降低g； c、降低n、增大g
4、较大型铸件一般是通过来细化晶粒的。
a、增大过冷度； b、降低冷却速度； c、变质处理。
5、纯金属材料凝固后的晶粒大小主要取决于。
a、过冷度的大小； b、温度梯度的正负； c、晶体长大方式。
五、 判断题。
1、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”。
2、液态金属冷却速度越快， 其实际结晶温度越接近理论结晶温度。
3、结晶时非均匀形核总比均匀形核容易。
4、在铁水中加入硅铁颗粒， 使铸铁晶粒细化， 这种方法称为变质处理。
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