机械工程材料习题集

机械工程材料习题集机械工程材料习题集 曾美琴曾美琴梁耀能梁耀能罗堪昌罗堪昌李伯林李伯林 华南理工大学华南理工大学 2011年年 —1— 编编 第一章第一章 金属的晶体结构金属的晶体结构 一、一、名词概念解释名词概念解释 1、金属键、晶体、非晶体 2、晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数 3、晶面、晶向、晶面指数、晶向指数 4、晶体的各向异性、伪各向同性 5、晶体缺陷、空位、位错、柏氏矢量 6、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒 7、晶界、亚晶界、相界 二、二、思考题思考题 1、常见的金属晶体结构有哪几种?试画出晶胞简图 ,说明其晶格常数特点。 2、-Fe、-Fe、Cu的晶格常数分别是 2.066A、3.64A、3.6074A, 求 (1) -Fe与 -Fe的原子半径及致密度； (2) 1mmCu的原子数。 3、画出下列立方晶系的晶面及晶向 (1) (100) 、(110)、(111)及[100]、[110]、[111] (2) (101) 、(123)及[101]、[123] 4、 在立方晶体结构中 ,一平面通过y  试绘图表示。 5、 体心立方晶格中的 {110}晶面族,包括几个原子排列相同而空间位向不同的晶面?试 绘图表示。 6、已知立方晶胞中三点 A、 B、C 如图 所示, A、B 是晶胞角顶 , C是棱边中点 , 求： (1) ABC面晶面指数； (2) ABC面的法向指数； (3) 晶向AB.BC.CA的晶向指数。 —2— 3 1 、 Z=3并平行于x 轴,它的晶面指数是多少 ? 2 7、何为晶向及晶面的原子密度 ?体心立方晶格中 ,哪个晶面及晶向的原子密度最大? 8、为何单晶体具有各向异性， 而多晶体在一般情况下不显示出各向异性? 9、何为晶体缺陷 ?金属中存在哪些晶体缺陷 ? 10、实际晶体与理想晶体有何区别? 11、位错的定义是什么 ?了解三种基本位错的模型及其特点。 12、怎样确定位错的柏氏矢量 ?柏氏矢量的物理意义是什么 ? 三、三、填空题填空题 1、常见的金属晶格类型有、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿三种,-Fe、Cr、 W、Mo属于＿＿＿＿＿＿＿，-Fe、Al、Cu、Ni属于＿＿＿＿＿＿＿ ,而Be、Mg、Zn、Cd 属于＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、 晶胞中原子排列的紧密程度 ,可以用＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿两个参数来衡 量。 3、面心立方晶格 {100}、{110}、{111}晶面的原子密度分别是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、 ＿＿＿＿＿＿； 、、晶向的原子密度分别是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、 ＿＿＿＿＿＿。可见,＿＿＿＿＿＿＿晶面和＿＿＿＿＿＿＿晶向的原子密度最大。 4、与理想晶体比较 ,实际金属的晶体结构是＿＿＿晶体,而且存在＿＿＿＿＿＿。 5、三种典型金属晶格中 ,＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿晶格的原子排列是最 紧密的。 6、晶格常数为a 的面心立方晶胞 ,其原子数为＿＿＿＿＿＿ ,原子半径为＿＿＿＿ ＿ ,配位数为＿＿＿＿＿ ,致密度为＿＿＿＿＿＿＿。 7、 实际金属中最常见的点缺陷是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿；线缺陷是＿＿＿＿＿； 面 缺陷是＿＿＿＿＿＿＿＿。 8、 如图立方晶胞中OA的晶向指数 为＿＿＿＿＿，与此晶向垂直的晶面 的晶面指数是＿＿＿＿＿ 9、凡金属晶格缺陷都会引起晶格 ＿＿＿＿ ,一般都会使金属的强度、 硬度＿＿＿＿ ,塑性、韧性＿＿＿。 10、 位错是＿＿＿＿＿＿＿＿＿与 —3— ＿＿＿＿＿＿＿＿的边界线。 11、 刃型位错的柏氏矢量与位错线互相＿＿＿＿＿＿＿,螺型位错的柏氏矢量与位错线 互相＿＿＿＿＿。 12、位错的滑移面是＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿所构成的平面。刃型位错的滑移 面有＿＿＿＿个；螺型位错的滑移面有＿＿＿＿＿＿个。 四、四、选择题选择题 1、在金属中能够完整地反映出晶格特征的最小几何单元叫( ) 。 A 、晶胞； B、晶格； C、晶体 2、单晶体的性能特点是 ( ) 。 A 、各向同性； B、各向异性； C、无规律 3、体心立方晶胞原子数、原子半径、致密度分别是 ( ) 。 A 、2, 3 4 a, 0.68； B、4, 32 4 a, 0.74； C、2, 4 a,0.68 4、符号{ h k l } 表示 ( ) 。 A 、晶面族； B、晶向族； C、晶面 5、立方晶系中 ,晶格常数是指 ( ) 。 A 、最近邻原子间距； B、最近邻原子间距的一半； C、晶胞棱边长度 6、体心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是( ) 。 A 、{111}、； B、{110}、； C、{100}、 7、在立方晶格中 ,晶向指数 [UVW] 与晶面指数 (hkl) 满足hU + kV+ lW = 0时, 此晶面与晶向 ( ) 。 A 、平行； B、垂直； C、成45 夹角 8、实际金属结晶后往往形成 ( ), 使性能呈无向性。 A 、单晶体； B、多晶体； C、非晶体 9、实际金属中存在许多缺陷 ,其中晶界属于 ( ) 。 A 、点缺陷； B、线缺陷； C、面缺陷 五、五、判断题判断题 ( ) 1 、凡是原子具有规则排列的物质都叫晶体。 ( ) 2 、密排六方晶胞共有 17个原子。 —4— 则 ( ) 3 、空间点阵相同的晶体 ,它们的晶体结构不一定相同。 ( ) 4 、体心立方晶胞体心位置上的原子的配位数比角上原子的配位数大。 ( ) 5 、在立方晶系中，改变晶向指数的数字顺序 ,所表示的晶向上的原子排列 情况是完全相同的。 ( ) 6 、立方晶系中指数相同的晶面及晶向互相垂直。 ( ) 7 、晶格中每个结点都具有完全相同的周围邻点。 ( ) 8 、工业上使用的实际金属材料都表现出鲜明的各向异性特征。 ( ) 9 、金属晶格中的空位和间隙原子会引起晶格畸变，从而导致金属塑性提高。 ( ) 10 、晶体结构的配位数愈大 ,其晶格致密度也愈大。 ( ) 11 、刃位错线运动方向垂直于位错线。 ( ) 12 、位错引起的晶格畸变的大小可用柏氏矢量表示出来。 —5— 第二章第二章 纯金属的结晶纯金属的结晶 一、一、 1、过冷、过冷度 2、均匀形核、非均匀形核 3、形核率、长大线速度 4、正温度梯度、负温度梯度 5、平面长大、枝晶长大 6、变质处理 名词概念解释名词概念解释 二、二、思考题思考题 1、金属结晶的基本规律是什么 ? 2、结晶的热力学条件是什么 ? 3、金属晶核的形成率和长大线速度受哪些因素影响? 4、晶粒大小对金属力学性能有何影响?怎样控制铸件晶粒大小 ?实际生产中常用什么 有效方法获得细晶粒 ? 5、简述铸锭的典型组织与缺陷。 6、钢锭、铜锭、铝锭在一般情况下各希望减少或扩大柱状晶区?为什么? 三、三、 1、 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为金属结晶的过冷现象, ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为过冷度。 2、金属结晶过程是＿＿＿＿＿＿与＿＿＿＿＿＿的过程,这是结晶的基本规律。 3、 金属结晶时的冷却速度越快 ,则过冷度越＿＿＿＿＿