1第一章1-1. 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。

1-4. 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286n m 和0.3607n m ，求1c m 3铁和铜中的原子数。

1n m (n a n o m e t e r )=10--99m =10A (a n g s t r o n g ) 铜的晶格常数＝0.286 x 10--77c m 铁的晶格常数＝0.3607 x 10--77c m1c m 3铜的原子数＝3)710286.0(31cm x cm - x 4 ＝ 1.71x 10231c m 3 铁的原子数＝3)7103607.0(31cm x cm -x 2 = 4.26x 102221-5. 常见的金属晶体典型结构有哪几种？α－F e , γ－F e , C u , A l , N i , P b , C r , V , M o , M g , Z n , 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 γ－F e , C u , A l , N i , P b - 面心立方结构 α－F e , C r , V , M o , W - 体心立方结构 M g , Z n - 密排六方结构1 作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[211]、[123]晶向。

解：如图所示。

（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面：（211） （112） （210）1.2★作图表示立方晶系（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面与[111]、[111]、[021]、[112]、[211]、[123]晶向。

解．：如图所示。

（211）、（112）、（210）、（321）、（223）、（236）晶面：（211）（112）（210）3X（321）（223）（236）[111]、[111]、[021]、[112]、[211]、[123]晶向：1.3★立方晶系中，{110}、{120}、{123}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：{120}晶面族包括的晶面图示如下。

45{110}晶面族包括的晶面为： 平行于X 轴的晶面：(011), (011) 平行于Y 轴的晶面：(101), (101) 平行于Z 轴的晶面：（110），(110) {120}晶面族包括的晶面为：平行于Z 轴的晶面有：)120(、)210(、)201(、)102( 平行于Y 轴的晶面有：)102(、)201(、)021(、)012( 平行于X 轴的晶面有：)012(、)021(、)210(、)120({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。

)210()(、)1231(、)321(、)321(；23(、)132)1(、)231(、)231(；32(、)213)2(、)312(、)312(；13(、)231)2(、)132(、)132(；31(、)312)3(、)213(、)213(；12(、)321)3(、)123(、)123(；211.12★发动机曲轴毛坯的加工方法为锻造，试问锻造前为什么要将坯料加热？⑴加热的目的是为了得到单一的奥氏体组织，不加热为铁素体组织；⑵奥氏体为面心立方晶格，铁素体为体心立方晶格；⑶奥氏体比铁素体塑性好，原因是塑性变形的实质是滑移，而滑移容易与否决定于滑移系，尤其决定于滑移方向；⑷奥氏体和铁素体都有12个滑移系，而滑移方向，奥氏体为3个，铁素体为2个。

⑸所以加热比不加热塑性好。

61-15.简述滑移和孪生的区别？1）变形距离－滑移的距离是原子间距的整数倍，而孪晶带中相邻原子面的相对位移是原子间距的分数倍。

2）变形方向－滑移时晶体位向不变，而孪晶位向发生变化，与未变形部分形成镜面对称。

3）所需临界切应力－孪生比滑移大得多4）变形速度－孪生的变形速度比滑移大得多，接近声速。

5）变形量－孪生变形量小（＜10%6)变形种类－面心立方结构一般不发生孪生，而易滑移。

密排六方结构易发生孪生变形。

1-10.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H B≈H V≈10H R C，H B≈H V≈6H S71-11★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：T r≈0.4T m（T r、T m绝对温度）W:T r=0.4×(3380+273)KT r=1461.2-273=1188.2℃＞1100℃发生F e:T r=0.4×(1538+273)K8T r=724.4-273=451.4℃＜1100℃不发生P b:T r=0.4×(327+273)KT r=240-273=-33℃＜20℃不发生S n:T r=0.4×(232+273)KT r=202-273=-71℃＜20℃不发生9第二章2-2.合金相图反映一些什么关系？应用时要注意哪些方面的问题？合金相图反映了合金系中合金状态、温度、成份之间的关系。

合金相图是在极其缓慢加热或冷却条件下（平衡状态）测定的，而实际生产条件下合金的加热冷却都很快（满足不了平衡条件），应用时要注意的问题：（1）注意在非平衡状态可能出现的相及组织。

（2）相图只给出合金在平衡状态下存在的相、相的成份及相对量，并不能反映相的形状、大小、分布。

（3）二元相图只反映二元系合金的相平衡关系，它未反映加入其它元素后对二元系相图的影响。

2-4.★30kg纯铜与20kg纯镍熔化后慢冷至125O℃，利用图2.3的NiCu-相图，确定：⑴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N i量为20k g/（20＋30）k g=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、α，测量得其成分分别为23%和49%；⑵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%1011%=1－L %=65.4%TNi40%2-5. ★ 示意画出图2.8中过共晶合Ⅳ（假定W s n =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:70+αⅡ e)12由于室温由α及β相组成，其质量分数各为：α% ＝fgg3 x 100% β%= 1-α% = fgf3x 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+β）， 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） L d %= dee2 x 100%室温：（α+β）% ＝ L d %= de e2 x 100%,共晶反应刚结束时： β% = ded2 x 100%室温：αⅡ% = fgg e ' x de d2x 100%bTpbsn13β% = 1-（α+β）%-αⅡ% = fgf e 'x de d 2x 100%2．6 ★题目见教材44页2.6 铋 （Bi ）熔点为271.5℃，锑 （Sb ）熔点为630.7℃，两组元液态和固态均无限互溶。

缓冷时=Bi w 50％的合金在520℃开始析出成分为=Sb w 87％的α固相，=Bi w 80％的合金在400℃时开始析出=Sb w 64％的α固相,由以上条件:⑴ 示意绘出Sb Bi -相图，标出各线和各相区名称；⑵ 由相图确定Sb w = 40％合金的开始结晶和结晶终了温度，并求出它在400℃时的平衡相成分和相的质量分数。

解答：1）根据已知条件“两组元液态和固态均无限互溶”可知B i —S b 合金系冷却时发生匀晶反应，构成匀晶相图先建立横坐标为含S b %,纵坐标为温度的坐标系；根据第一个已知条件“缓冷时W B i =50%的合金在520℃时开始析出成分为W S b =87%的α固相”在坐标系中纵坐标为520℃处绘出一条水平线与成分分别为50%和87%的两条铅垂线相交于两点，第一点a 1为液相线上的点，第二点b 1为固相线上的点；同理根据第二个已知条件“W B i=80%的合金在400℃时开始析出W S b=64%的α固相”得到两点a2、b2；在含S b为0%的坐标轴上绘出B i的熔点271.5℃为b点，在含S b为100%的纵坐标轴上绘出S b的熔点630.7℃为a点，连接a—a1—a2—b得到液相线，连接a—b1—b2—b得到固相线，a—a1—a2—b以上为L相区，a—b1—b2—b以下为α相区，a—a1—a2—b和a—b1—b2—b之间为L＋α两相区这样，B i —S b相图绘制完毕。

过40%成分点作铅垂线交液相线a—a1—a2—b于a3点和固相线a—b1—b2—b于b3点，过a3、b3作水平线交纵轴得到含S b40%合金的开始结晶温度约为490℃，结晶终了温度约为325℃。

根据相图得到其在400℃时的平衡相成分为：L相为20%，α相为64%；1415271.5400520630.7TB iS b20%40%50%64%87%?利用杠杆定律可计算出质量分数为：L %= ((64%－40%)/(64%－20%))×100%=54.5%α%=1－L %=45.5%2.7 ★若Sn Pb -合金相图（图2.8）中f 、c 、d 、e 、g 点的合金成分分别是Sn w 等于2％、19％、61％、97％和99％。