综合项目工程材料作业.doc

1. 晶体与非晶体本质区别是什么？单晶体为什么有各向异性而实际金属体现为各向同性？

（1）晶体中质点在空间作有规则排列，而非晶体内部质点排列不规则
（2）由于不同晶面及晶向上，原子排列状况不同，因此晶体体现为各向异性，
而实际金属是由诸多方向各异单晶体杂乱排列而成，因此整体体现为各向同性。

2. 铜和铁室温下晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1cm3铁和铜中原子数。
1nm (nanometer)=10-9m=10A (angstrong)
铜晶格常数＝0.286 x 10-7cm
铁晶格常数＝0.3607 x 10-7cm
1cm3铜原子数＝　x 4　＝　1.71x
1cm3 铁原子数＝x 2 = 4.26x
3. 常用金属晶体典型构造有哪几种？α－Fe，γ－Fe，Cu，Al，Ni，Pb，Cr，V，Mo，Mg，Zn，W各属于何种晶体构造？
面心立方构造、体心立方构造、密排六方构造
γ－Fe，Cu，Al，Ni，Pb - 面心立方构造
α－Fe，Cr，V，Mo，W - 体心立方构造
Mg，Zn - 密排六方构造

4 立方晶系中，{110}、{120}、{123}晶面族涉及哪些晶面？其中平行于X轴、Y轴、Z轴晶面各为哪些?
解：{120}晶面族涉及晶面图示如下。

{110}晶面族涉及晶面为：
平行于X轴晶面：(011),　(01)
平行于Y轴晶面：(101),　(10)
平行于Z轴晶面：（110），(10)
{120}晶面族涉及晶面为：
平行于Z轴晶面有：、、、
平行于Y轴晶面有：、、、
平行于X轴晶面有：、、、
{123}晶面族涉及晶面，其中任何一种晶面也不平行于X轴、Y轴、Z轴。
、、、；
、、、；
、、、；
、、、；
、、、；
、、、；

6. 试阐明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度应用范畴及互有关系
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
维氏硬度普通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，随变形限度增大，其强度和硬度明显提高而塑性和韧性明显下降现象称为加工硬化。（物理实质）金属发生塑性变形时，位错密度增长，位错间交互作用增强，互相缠结，导致位错运动阻力增大，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。消除加工硬化办法是再结晶退火。
判断塑性变形后金属与否产生加工硬化根据：变形温度如果高于金属再结晶温度，则塑性变形产生加工硬化被随后再结晶过程所消除，因而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，并且金属再结晶过程是通过原子实现，如果加热温度较低，加工硬化现象就不能被随后再结晶过程消除，因而热加工温度要远高于再结晶温度，才干使塑性变形后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，必要一方面计算出它们最低再结晶温度：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℃，运用图2.3相图，拟定：
⑴ 合金构成相及相成分；⑵ 相质量分数。
答：⑴ 依照已知条件计算该合金成分含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构成相为L、，测量得其成分分别为23%和49%；
⑵ 运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%）平衡结晶过程冷却曲线。画出室温平衡组织示意图，并在相图中标出组织构成物。计算室温组织中构成相质量分数及各种组织构成物质量分数。
70
β→αⅡ
温度

2
2’‘’‘
0
1
3
时间
其室温组织示意图如下
L→β
L
L
β
β
(αc+βe)
β+αⅡ
(αc+βe)

（2）室温组织中构成相质量分数：
由于室温由α及β相构成，其质量分数各为：
α%　＝　 x 100%
β%= 1-α% = x 100%
（3）室温组织中组织构成物质量分数（二次应用杠杆定律）:
由于室温组织构成物为　：初生相β、二次相αⅡ、共晶体（α+β），
各组织构成物质量分数分别为：
刚冷却到共晶温度（没有发生共晶反映）

Ld%= x 100%
室温：（α+β）%　＝ Ld%= x 100%，
共晶反映刚结束时：　β% = x 100%
室温：αⅡ% = x x 100%
β% = 1-（α+β）%-αⅡ% = x x 100%