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第一章 纯金属的晶体结构与组织 答案
1.晶粒是如何形成的？晶粒大小对机械性能有何影响？影响晶粒大小的因素是什么？
答：晶粒是经过形核和晶核长大两个阶段形成的。 晶粒越细，强度、硬度、塑性和韧性越大。 影响晶粒大小的因素是形核率和晶核长大速度。
2. 如果其它条件相同，比较下列条件下铸件晶粒的大小：
（1）金属型与沙型浇铸 —— 金属型，冷速大，晶粒细。
（2）高温与低温浇铸 —— 低温浇铸，冷速大，晶粒细。
（3）薄铸件与厚铸件 —— 薄铸件，冷速大，晶粒细。 （4）变质处理与不变质 —— 变质处理，形核率高，晶粒细。
（5）浇铸时采用震动与不震动 —— 采用震动，形核率高，晶粒细。 [思考题]
1. 在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着什么关系？ 答：晶面与晶向相互垂直。
2. 晶体缺陷有哪些？对材料有哪些影响？ 答：晶体缺陷有点缺陷、位错和面缺陷。
晶体缺陷使其周围的晶格产生畸变，引起材料性能发生明显的变化。
第二章 二元合金的相结构与组织 答案
1. 一个二元共晶反应为： L(75%B) → α (15%B) + β(95%B) (1) 求含 50%B 的合金完全凝固时 a. 初晶 α 与共晶(α + β)的重量百分数； b. α 相及 β 相的重量百分数；
c. 共晶体中 α 相与 β 相的重量百分数。 (2) 若显微组织中测出 β 初晶与(α + β)共晶各占一半，求该合金成分。
答：(1) 50%B 为亚共晶成分，合金完全凝固时组织为
α +（α + β ）。
(2)
合金成分
2. 为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金，而压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金?
答：铸造合金常选用接近共晶成分的合金，是因为其结晶温区小，铸造流动性好，可获得较好的铸件质量。而压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金，是因为其塑性好，变形抗力小，易于加工成型。
3. 分析含碳量为 0.4 % 的亚共折钢的结晶过程，并计算其在室温下组织组成物和相组成物的相对重量。
答： 结晶过程: L → L+A → A → A+F → A+P+F → P+F
组织组成物：
F % =（0.77 - 0.4）/（0.77–0.0218）· 100 % ≈ 49 % P % = 1 - F % ≈ 1 - 49 % = 51 %
相组成物：
F % =（6.69–0.4）/ 6.69 · 100% ≈ 94 % Fe3C % = 1 - F % ≈ 1 - 94 % = 6 %
4. 金相观察测得，某种碳钢在室温组织中珠光体占70%，试问这种钢的含碳量是多少？ 答：
(1) 假定该碳钢为亚共析钢，则
C % = F% · 0.0218% + P% · 0.77%
=（1 - 70%）* 0.0218% + 70% * 0.77% ≈ 0.54 %
(2) 假定该碳钢为过共析钢，则
C % = Fe3C% · 6.69% + P% · 0.77%
=（1 - 70%）* 6.69% + 70% * 0.77% ≈ 2.55% ＞ 2.11%
显然，(2)不符题意。所以，该碳钢为含碳量 0.54 % 的亚共析钢。 [思考题]
1. 为什么要生产合金？与纯金属相比，合金有哪些优越性？
答：与纯金属相比，合金具有更高的强度、硬度；接近共晶成分的合金还具有熔点低、铸造性能好的优点。