工程材料作业

发布 2022-09-02 05:37:28 阅读 4530

1. 晶体与非晶体的本质区别是什么?单晶体为何有各向异性而实际金属表现为各向同性?

1)晶体中的质点在空间作有规则的排列,而非晶体内部的质点排列不规则。

2)因为不同的晶面及晶向上,原子的排列情况不同,所以晶体表现为各向异性,而实际金属是由很多方向各异的单晶体杂乱排列而成,所以整体表现为各向同性。

2. 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,求1cm3铁和铜中的原子数。

1nm (nanometer)=10-9m=10a (angstrong)

铜的晶格常数=0.286 x 10-7cm

铁的晶格常数=0.3607 x 10-7cm

1cm3铜的原子数= x 4 = 1.71x

1cm3 铁的原子数=x 2 = 4.26x

3. 常见的金属晶体典型结构有哪几种?α-fe, γfe, cu, al, ni, pb, cr, v, mo, mg, zn, w各属于何种晶体结构?

面心立方结构、体心立方结构、密排六方结构。

-fe, cu, al, ni, pb - 面心立方结构。

-fe, cr, v, mo, w - 体心立方结构。

mg, zn - 密排六方结构。

4 立方晶系中,、、晶面族包括哪些晶面?其中平行于x轴、y轴、z轴的晶面各为哪些?

解:晶面族包括的晶面图示如下。

110}晶面族包括的晶面为:

平行于x轴的晶面:(011), 01)

平行于y轴的晶面:(101), 10)

平行于z轴的晶面:(110),(10)

晶面族包括的晶面为:

平行于z轴的晶面有:、、

平行于y轴的晶面有:、、

平行于x轴的晶面有:、、

123}晶面族包括的晶面,其中任何一个晶面也不平行于x轴、y轴、z轴。

6. 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系。

布氏硬度用于低硬度材料硬度测定。

洛氏硬度用于高硬度材料硬度测定。

维氏硬度一般用于实验室精密硬度测定。

hb≈hv≈10hrc, hb≈hv≈6hs

7★试分析钨(熔点3380℃)和铁(熔点1538℃)在1100℃变形,铅(熔点323℃)和锡(熔点232℃)在室温(20℃)变形,能否发生加工硬化现象?

答:加工硬化-金属发生塑性变形时,随变形程度的增大,其强度和硬度显著提高而塑性和韧性明显下降的现象称为加工硬化。(物理实质)金属发生塑性变形时, 位错密度增加, 位错间的交互作用增强,相互缠结, 造成位错运动阻力的增大, 引起塑性变形抗力提高。

另一方面由于晶粒破碎细化,使强度得以提高。消除加工硬化的措施是再结晶退火。

判断塑性变形后的金属是否产生加工硬化依据:变形温度如果高于金属的再结晶温度,则塑性变形产生的加工硬化被随后的再结晶过程所消除,因此塑性变形后不产生加工硬化现象。

强调:实际应用过程中由于实际塑性变形过程较快,而且金属的再结晶过程是通过原子实现的,如果加热温度较低,加工硬化现象就不能被随后的再结晶过程消除,因此热加工温度要远高于再结晶温度,才能使塑性变形后的金属不显加工硬化现象)

钨和铁在1100℃变形以及铅和锡在20℃能否发生加工硬化现象,必须首先计算出它们的最低再结晶温度:tr≈0.4tm(tr、tm 绝对温度)

w: tr=0.4×(3380+273)k

tr =1461.2-273= 1188.2℃>1100℃发生。

fe: tr=0.4×(1538+273)k

tr =724.4-273=451.4℃<1100℃ 不发生。

pb: tr=0.4×(327+273)k

tr =240-273=-33℃<20℃ 不发生。

sn: tr=0.4×(232+273)k

tr =202-273= -71℃<20℃ 不发生。

1. 30纯铜与20纯镍熔化后慢冷至125o℃,利用图2.3的相图,确定:

合金的组成相及相的成分;⑵ 相的质量分数。

答:⑴ 根据已知条件计算该合金成分的含ni量为 20kg/(20+30)kg=40%,然后在图中1250℃处绘一水平线交液相线和固相线两点,过此两点作铅垂线得知此温度下该合金组成相为l、,测量得其成分分别为23%和49%;

利用杠杆定律可计算出质量分数分别为:

l%=(49%-40%)/49%-23%))100%=34.6%

=1-l%=65.4%

2. 示意画出图2.8中过共晶合ⅳ(假定wsn=70%)平衡结晶过程的冷却曲线。

画出室温平衡组织示意图,并在相图中标出组织组成物。计算室温组织中组成相的质量分数及各种组织组成物的质量分数。

2)室温组织中组成相的质量分数:

由于室温由α及β相组成,其质量分数各为:

% =x 100%

%= 1-α%x 100%

3)室温组织中组织组成物的质量分数(二次应用杠杆定律):

由于室温组织组成物为 :初生相β、二次相αⅱ、共晶体(α+各组织组成物的质量分数分别为:

刚冷却到共晶温度(没有发生共晶反应)

ld%= x 100%

室温ld%= x 100%,

共晶反应刚结束时: βx 100%

室温:αⅱx x 100%

1x x 100%

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1.在室温和1个大气压的条件下,al的晶体结构为 面心立方 fcc 体心立方 bcc 密排六方 hcp 2.在室温和1个大气压的条件下,ni的晶体结构为 面心立方 fcc 体心立方 bcc 密排六方。3.在室温和1个大气压的条件下,fe的晶体结构为 面心立方 fcc 体心立方 bcc 密排六方 hc...

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