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%