作業1一、名詞解釋
固溶強化、過冷度、變質處理、細晶強化、鐵素體、奧氏體
固溶強化：指隨溶質含量增加，固溶體的強度、硬度增加，塑性、韌性下降的現象；
過冷度：理論結晶溫度（t）與實際溫度（t）的差值，即過冷度=t-t；
變質處理：在液態金屬結晶前，特意假如某些難容固態顆粒，造成大量可以成為非自發晶核的固態質點，使結晶時的晶核數目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒，這種處理方法稱為變質處理；
細晶強化：金屬強度、硬度越高，同時塑性、韌性越好，稱為細晶強化；
鐵素體：碳在中的固溶體稱為鐵素體，用符號f或表示；
奧氏體：碳在中的固溶體稱為奧氏體，用符號a或表示；
二、填空題
1.材料常用的塑性指標有_伸長率_和_斷面收縮率__兩種，其中__斷面收縮率__表示塑性更接近材料的真實變形。
2．檢驗淬火鋼成品件的硬度一般用_洛氏__硬度，檢測滲氮件和滲金屬件的硬度採用_維氏__硬度。
3.體心立方晶格和麵心立方晶格晶胞內的原子數分別為__2___和___4_____，其致密度分別為___0.68_____和__0.74______。
4.實際金屬中存在有__點缺陷__、__線缺陷___和__面缺陷___ 3類缺陷。位錯是___線___缺陷，晶界是__面___缺陷。
金屬的晶粒度越小，晶界總面積就越_大__，金屬的強度也越__高__。1.結晶過程是依靠兩個密切聯絡的基本過程來實現的。
這兩個過程是__晶核形成___和_晶核長大__。
5.金屬結晶過程中，細化結晶晶粒的主要方法有_控制過冷度__、_變質處理__和_振動、攪拌__。
6.物質在固態下的晶體結構隨溫度發生變化的現象稱為_同素異構體轉變__。鐵的同素異構體轉變為。
7.金屬在結晶過程中，冷卻速度越大，則過冷度越_大__，晶粒越_小_，強度和硬度越_高___，塑性越__好__。
8.珠光體的本質是__轉變產物為鐵素體和滲碳體的機械混合物_ _。
9.純鐵在912℃發生α-fe→γ-fe轉變，其體積將_變小__。
10.在實際生產中，若要進行熱鍛或熱軋時，必須把鋼加熱到_固__相區。
11.在緩慢冷卻條件下，含碳0.8%的鋼比含碳1.2%的鋼硬度__軟__，強度__低__。
三、選擇題
1.在設計拖拉機缸蓋螺釘時應選用的強度指標是（a ）。
a．σb b．σs c．σ0.2d．σp
2.有一碳鋼支架剛性不足，解決的辦法是（c ）。
a.通過熱處理強化
b.選用合金鋼
c.增加橫截面積
d.在冷加工狀態下使用
3.材料的使用溫度（a ）。
a.應在其韌脆轉變溫度以上
b.應在其韌脆轉變溫度以下
c.應與其韌脆轉變溫度相等
d.與其韌脆轉變溫度無關
4.在作疲勞試驗時，試樣承受的載荷為_c_____。
a．靜載荷b．衝擊載荷c．交變載荷
5.兩種元素組成固溶體，則固溶體的晶體結構（a ）。
a．與溶劑的相同b．與溶質的相同
c．與溶劑、溶質的都不相同d．是兩種元素各自結構的混合體
6.間隙固溶體與間隙化合物的（d ）。
a．結構相同，效能不同b．結構不同，效能相同
c．結構相同，效能也相同d．結構和效能都不相同
7.金屬在結晶時，冷卻速度越快，其實際結晶溫度（c ）。
a．越高b．越低c．與冷卻速度無關d．越趨於恆定
8.如果其他條件相同，下列各組鑄造條件下，哪組鑄錠晶粒細？
第①組：a.金屬模鑄造 b.砂模鑄造（a ）
第②組：a.高溫澆注 b.低溫澆注（b ）
第③組：a.鑄成薄片 b.鑄成厚片（a ）
第④組：a.澆注時振動 b.澆注時不振動（ a ）
9.同素異構轉變伴隨著體積的變化，其主要原因是（a ）。
a．晶粒度發生變化b．過冷度發生變化
c．致密度發生變化d．溶解度發生變化
10.二元合金在發生共晶轉變時，其相組成是（c ）。
a．單一液相b．單一固相c．兩相共存d．三相共存
11.產生枝晶偏析的原因是由於（d ）。
a．液、固相線間距很小，冷卻緩慢
b．液、固相線間距很小，冷卻速度大
c．液、固相線間距大，冷卻緩慢
d．液、固相線間距大，冷卻速度也大
12.二元合金中，鑄造效能最好的是（b）。
a．固溶體合金b．共晶合金
c．共析合金d．包晶成分合金
13.在下列方法中，可使晶粒細化的方法是（d ）。
a．擴散退火b．切削加工c．噴丸處理d．變質處理
四、是非題
1.所有金屬材料均有明顯的屈服現象。（）
2.金屬或合金中，凡成分相同、結構相同，並與其他部分有介面分開的均勻組成部分稱為相。（）
3.單晶體具有各向異性，因此實際使用的所有晶體材料在各方向上的效能是不同的。（）
4.固溶體的強度和硬度比溶劑的強度和硬度高。（）
5.凡是液體凝固為固體的過程都是結晶過程。（）
6.室溫下，金屬晶粒越細，則強度越高，塑性越低。（）
7.純金屬的實際結晶溫度與其冷卻速度有關。（）
8.在退火狀態（接近平衡組織）45鋼比20鋼的塑性和強度都高。（）
五、簡答題
1.實際金屬中存在哪些晶體缺陷？它們對金屬的效能有什麼影響？
答：實際金屬中存在點缺陷、線缺陷和面缺陷；1：點缺陷破壞了原子的平衡狀態，使晶格發生扭曲，從而引起效能變化，使金屬的電阻率增加，強度、硬度公升高，塑性、韌性下降；2：
線缺陷使金屬塑性變形，提高了金屬的強度；3：面缺陷分為晶界和亞晶界，其中晶界熔點低、
耐蝕性差、原子擴散快，晶界和亞晶界對金屬有強化作用。
2.金屬結晶的條件和驅動力是什麼？
答：條件是在等壓條件下，一切自發過程都是朝著系統自由能（即能夠對外做功的那部分能量）降低的方向進行。結晶的驅動力是實際結晶溫度t下晶體與液體的自由能差
3.含碳量對鐵碳合金的組織和效能會產生什麼影響？
答：從相的角度看，鐵碳合金在室溫下只有鐵素體和滲碳體兩個相，隨含碳量增加，滲碳體的量呈線性增加。從組織角度看，隨含碳量增加，組織中滲碳體不僅數量增加，而且形態也在變化，由分布在鐵素體基體內的片狀（共析滲碳體）變為分布在奧氏體晶界上的網狀（過共析鋼中的二次滲碳體），最後形成萊氏體時，滲碳體基體已作為基體出現。
含碳量對力學效能的影響：亞共析鋼隨含碳量增加，珠光體含量增加，由於珠光體的強化作用，鋼的強度、硬度增加，塑性、韌性下降。當含碳量大於0.
9%時，鐵碳合金強度下降，硬度呈直線上公升；含碳量大於2.11%時，鐵碳合金很脆，以致在工業上很少應用。
含碳量對工藝效能的影響：（1）切削加工效能：中碳鋼的切削加工效能比較好，含碳量過低，不易削斷，含碳量過高，硬度太大，不易切削；（2）可鍛效能：
低碳鋼的可鍛性良好，隨著含碳量增加，可鍛性逐漸變差；（3）鑄造效能：共晶成分附近的結晶溫度低，流動性好，鑄造效能最好；（4）焊接效能：低碳鋼比高碳鋼易於焊接。
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