《工程材料》課后習題答案

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1、1-5在下面幾種情況下，該用什么方法來測試硬度？寫出硬度符號。（1）檢查銼刀、鉆頭成品硬度；（2）檢查材料庫中鋼材硬度；（3）檢查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化層；（4）黃銅軸套；（5）硬質(zhì)合金刀片；（1）檢查銼刀、鉆頭成品硬度采用洛氏硬度試驗來測定，硬度值符號HRC。（2）檢查材料庫中鋼材硬度采用布氏硬度試驗來測定，硬度值符號HBW。（3）檢查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化層硬度采用洛氏硬度試驗來測定，硬度值符號HRC。（4）黃銅軸套硬度采用布氏硬度試驗來測定，硬度值符號HBW。（5）硬質(zhì)合金刀片采用洛氏硬度試驗來測定，硬度

2、值符號HRC。2-4單晶體和多晶體有何差別？為什么單晶體具有各向異性，多晶體具有各項同性？單晶體是由原子排列位向或方式完全一致的晶格組成的；多晶體是由很多個小的單晶體所組成的，每個晶粒的原子位向是不同的。因為單晶體內(nèi)各個方向上原子排列密度不同，造成原子間結(jié)合力不同，因而表現(xiàn)出各向異性；而多晶體是由很多個單晶體所組成，它在各個方向上的力相互抵消平衡，因而表現(xiàn)各向同性。2-5簡述實際金屬晶體和理想晶體在結(jié)構(gòu)與性能上的主要差異。理想晶體中原子完全為規(guī)則排列，實際金屬晶體由于許多因素的影響，使這些原子排列受到干擾和破壞，內(nèi)部總是存在大量缺陷。

3、如果金屬中無晶體缺陷時，通過理論計算具有極高的強度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強度迅速下降，當缺陷增加到一定值后，金屬的強度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格崎變，從而使晶體強度增加。同時晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。2-6簡述間隙固溶體和間隙化合物的異同點。間隙固溶體和間隙化合物都是溶質(zhì)原子嵌入晶格間隙形成的。間隙固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而間隙化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。3-3常用的管路焊錫為成分w(Pb=50%)、w(S

4、n=50%)的Pb-Sn合金。若該合金以及慢速度冷卻至室溫，求合金顯微組織中相組成物和組織組成物的相對量。圖3-1Pb-Sn合金相圖圖3-2w(Pb=50%)Pb-Sn合金室溫組織由相圖（圖3-1）可知，成分為w(Pb=50%)、w(Sn=50%)的Pb-Sn合金（亞共晶合金）以慢速度冷卻至室溫時發(fā)生的結(jié)晶過程為：先進行勻晶轉(zhuǎn)變(L→α),勻晶轉(zhuǎn)變剩余的液相再進行共晶轉(zhuǎn)變。極慢冷卻至室溫后形成的組織為先共晶固溶體α和共晶組織(α+β)。由于α固溶體的溶解度隨溫度變化較大，所以先共晶固溶體α中有點狀βII析出（圖3-2）。相組成：先共晶

5、α相的相對量為：1-（50-19.2）/(61.9-19.2)=72.13%共晶組織中的α相占全部合金的相對量：45.5%*72.13%=32.82%共晶組織中的β相相對量為1-32.82%=67.18%3-4請根據(jù)圖3.44分析解答下列問題：分析合金1、2的平衡結(jié)晶過程，并會出冷卻曲線；說明室溫下1、2的相和組織是什么，并計算相和組織的相對含量；如果希望得到的組織為：共晶組織和5%的?初，求該合金的成分。解（1）（2）：合金的冷卻曲線如圖3-3所示。L1L→α2α→β∏3tT0圖3-3合金I的冷卻曲線其結(jié)晶過程為：1以上，合金處于液

6、相；1~2時，L→α，L和α的成分分別沿液相線和固相線變化，到達2時，全部凝固完畢；2時，為單相α；2~3時，α→βII。α→β室溫下，I合金由兩個相組成，即α和β相，其相對量為Mα=(0.90-0.20)/(0.90-0.05)*100%=82%Mβ=1-Mα=18%I合金的組織為α+βII,其相對量與組成物相同。II合金的冷卻曲線如圖3-4所示。L2，L→α+βL→β初2，L→β初2α→β∏tT0圖3-4合金II的冷卻曲線其結(jié)晶過程如下：1以上，合金處于均勻的液相；1~2時，進行勻晶轉(zhuǎn)變L→β初；2時，兩相平衡共存，L0.50==

7、β0.90；2~2，時，剩余液相發(fā)生共晶反應：L0.50==α0.20+β0.902~3時，發(fā)生脫溶轉(zhuǎn)變，α→β∏室溫下，II合金由兩個相組成，即α相和β相，其相對量為：Mα=(0.90-0.80)/(0.90-0.05)*100%=12%Mβ=1-Mα=88%II合金的組織為：β初+（α+β）共晶；組織組成物的相對量為：mβ初=(0.80-0.50)/(0.90-0.50)*100%=75%m（α+β）共晶=1-mβ初=25%解(3)：設合金的成分為wB=x，由題意知：mβ初=(x-0.50)/(0.90-0.50)*100%=5%

8、所以x=0.52，即該合金成分為wB=0.52.3-5畫出相圖，標出相區(qū)及各主要點的成分和溫度，并回答下列問題：（1）45、60、T12鋼的室溫平衡組織分別是什么?它們從高溫也太平衡冷卻到室溫要經(jīng)過哪些轉(zhuǎn)變？45鋼室溫平