第一章
六、实际金属晶体中存在哪些缺点？它们对性能有什么阻碍？
答：点缺点：空位、间隙原子、异类原子。点缺点造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生转变。
线缺点：位错。位错的存在极大地阻碍金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含极少量位错时，金属的屈服强度σs很高，当含有必然量的位错时，强度降低。当进行形变加工时，为错密度增加，σs将会增高。 面缺点：晶界、亚晶界。亚晶界由位错垂直排列成位错墙而组成。亚晶界是晶粒内的一种面缺点。
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在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上，原子的排列偏离平稳位置，晶格畸变较大，位错密度较大（可达10m以上）。原子处于较高的能量状态，原子的活性较大，因此对金属中的许多进程的进行，具有极为重要的作用。晶界和亚晶界都可提高金属的强度。晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。
八、什么是固溶强化？造成固溶强化的缘故是什么？
答：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得加倍困难，从而提高合金的强度和硬度。
九、距离固溶体和距离相有什么不同？
答：合金组元通过溶解形成一种成份和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙当中。间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。
第二章
一、金属结晶的条件和动力是什么?
答：液态金属结晶的条件是金属必需过冷，要有必然的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在的自由能差(ΔF)。
二、金属结晶的大体规律是什么?
答：液态金属结晶是由生核和长大两个紧密联系的大体进程来实现的。液态金属结晶时，第一在液体中形成一些极微小的晶体(称为晶核)，然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大的同时，又显现新的品核并慢慢长大，直至液体金属消失。
3、在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒、提高金属材料利用性能的方法有哪些？ 答：（1） 提高液态金属的冷却速度，增大金属的过冷度。 （2） 进行变质处置。在液态金属中加入孕育剂或变质剂，增加晶核的数量或阻碍晶核的长大，以细化晶粒和改善组织。（3） 在金属结晶的进程中采纳机械振动、超声波振动等方式。 （4） 电磁搅拌。将正在结晶的金属置于一个交变的电磁场中，由于电磁感应现象，液态金属会翻腾起来，冲断正在结晶的树枝状晶体的晶枝，增加了结晶的核心，从而可细化晶粒。
4、若是其他条件相同，试比较在以下铸造条件下铸件晶粒的大小。
（1）金属模浇注与砂模浇注； （2）变质处置与不变质处置； （3）铸成薄件与铸成厚件； （4）浇注时采纳震动与不采纳震动。 答：（1）金属模浇注比砂模浇注，铸件晶粒小；
（2）变质处置比不变质处置，铸件晶粒小； （3）铸成薄件比铸成厚件，铸件晶粒小；（4）浇注时采纳震动比不采纳震动，铸件晶粒小。
五、什么缘故钢锭希望尽可能减少柱状晶区?
答：柱状是由外往里顺序结晶的，品质较致密。但柱状品的接触面由于常有非金属夹杂或低熔点杂质而为弱面，在热轧、锻造时容易开裂，因此关于熔点高和杂质多的金届，例如铁、镍及其合金，不希望生成柱状晶。
六、将20kg纯铜与30 kg纯镍熔化后慢冷至如图l—6温度T1，求现在： ①两相的化学成份；
②两相的质量比； ③各相的质量分数； ④各相的质量。
解：①两相的化学成份L相成份：ω(Ni)；50％ ω(Cu)＝50％ ②两相质量比：合金成份：ω(Ni)=80% ω(Cu)=20% 二相的质量比：Qα/Qβ=(60-50)/(80-60)= ③各相的质量分数
二相的质量分数：ω（α）=（60-50）/（80-50）=% ω（L）=%=%
④各相的质量。
二相质量：Qα＝(20十30)×％＝(kg)
QL＝50一＝(kg)
清华大学—工程材料综合题答案
