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4．
5．以电子浓度因素起主导作用而生成的化合物称电子化合物。
6．共晶反应式为Ld←→αc+βe，共晶反应的特点是发生共晶反应时三相共存，它们各自的成分是确定的，反应在恒温下平衡的进行。 三、判断题
1．间隙固溶体一定是无限固溶体。（×）
2．间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。（√）
3．平衡结晶获得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和强度要高。（×）
4．在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βⅡ晶粒具有相同的晶体结构。（√）
5．一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。（×） 四、选择题
1． 在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分：（b） a．相同； b．确定； c．不定。
2． 共析成分的合金在共析反应γ→α+β刚结束时，其组成相为：（d） a．γ+α+β； b．γ+α； c．γ+β； d．α+β 3． 一个合金的组织为α+βⅡ +（α+β），其组织组成物为:（b） a． α、β； b．α、βⅡ 、（α+β）； c． α、β、βⅡ 。 4． 具有匀晶型相图的单相固溶体合金：（b）
a．铸造性能好； b．锻压性能好； c．热处理性能好； d．切削性能好 5． 二元合金中，共晶成分的合金：（a）
a．铸造性能好； b．锻造性能好； c．焊接性能好； d．热处理性能好
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五、问答题
1．熟悉Pb-Sn二元合金相图，
1）分析几类成分的合金的平衡结晶过程；画出室温平衡组织式意图；标上各组织组成物。
2）熟悉杠杠定律在合金组织组成物的相对量计算中的运用。 （略）
2．画出过共晶合金的结晶过程示意图，分析其结晶过程；写出室温组成物和室温组成相，分别计算他们的相对含量（提示：注意两次运用杠杆定律）。
（略）
第三章 金属与合金的结晶 复习题
一、名词解释
1．结晶：纯金属或合金由液体转变为固态的过程。
2．重结晶：金属从一种固体晶态改变了晶体结构转变为另一种固体晶态的过程。
3．过冷度：理论结晶温度（T0）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差。 4．变质处理：在浇注前向金属液中加入少量其他物质（即变质剂）。 5．脱溶反应：固溶体合金在结晶过程中，随着温度下降，由于溶质组元在固溶体中的溶解度随温度降低而减小，因此将从初生固溶体相中析出此生相，这一过程成为脱溶或沉淀。
6．组织组成物：组织中，由一定的相构成的，具有一定形成机制、一定形态特征的组成部分。 二、填空题
1．金属结晶时，冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度越大。 2．纯金属的结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形核和长大。
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3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是促进形核，细化晶粒。 4．液态金属结晶时，结晶过程的推动力是自由能差（△F）降低，阻力是自由能增加。
5．能起非自发生核作用的杂质，必须符合结构相似、尺寸相当的原则。 6．过冷度是指理论结晶温度与实际结晶温度之差，其表示符号为△T。 7．过冷是结晶的必要条件。
8．细化晶粒可以通过增加过冷度、添加变质剂和附加振动等途径实现。 9．典型铸锭结构的三个晶区分别为：表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区。 三、判断题
1．纯金属的结晶过程是一个恒温过程。（√） 2．液态金属只有在过冷条件下才能够结晶。（√） 3．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（×） 4．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（×）
5．金属由液态转变成固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（√）
6．纯金属结晶时，生核率随冷度的增加而不断增加。（×）
7．当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长大的速度很快减小。（√）
8．当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。（×）
9．当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个多面体。（×）
10． 在工程上评定晶粒度的方法是在放大100倍的条件，与标准晶粒度图作比较，级数越高、晶粒越细。（√）
11． 过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。（√）
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四、选择题
1．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：（b） a．越高；b．越低；c．越接近理论结晶温度。 2．为细化晶粒，可采用：（b）
a．快速浇注；b．加变质剂；c．以砂型代金属型。
3．实际金属结晶时，通过控制生核速率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，在下列情况下获得细小晶粒：（a）
a． N/G很大时；b．N/G很小时；c．N/G居中时。
4．纯金属结晶过程处在液-固两相平衡共存状态下，此时的温度将比理论结晶温度：（b）
a．更高； b．更低； c；相等； d．高低波动 5．液态金属结晶时，（c）越大，结晶后金属的晶粒越细小。
a．形核率N； b．长大率G； c．比值N／G； d．比值G／N 五、问答题
1．金属结晶的必要条件是什么？过冷度与冷却速度有何关系？
回答要点：过冷是金属结晶的必要条件。过冷度越大，冷却速度越快。 2．简述纯金属的结晶过程。
回答要点：纯金属的结晶过程是在冷却曲线上的水平线段内发生的。它是异构不断形成晶核和晶核不断长大的过程。当温度降至结晶温度时，液态金属中某些部位的原子首先有规则的排列成细小的晶体，成为晶核，也称自发晶核。另外，某些外来的难熔质点也可充当晶核，形成非自发晶核，随着时间的推移，已形成的晶核不断长大，与此同时，又有新的晶核形成、长大，直至金属液全部凝固。凝固结束后，各个晶核长成的晶粒彼此接触。 3．试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。
回答要点：曲线中出现“平台”是因为在结晶过程中放出的结晶潜热与散失的热量平衡，因而结晶过程是在同一个温度下进行的。
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4．金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长速度受到哪些因素的影响？
回答要点：金属由液体转变为固体的过程，实质上就是原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程。在结晶过程中晶粒的形核与长大两个步骤同时进行，其中长大方式通常为枝晶长大方式。晶核的形成率受△T和杂质的影响，成长速度受△T的影响。
5．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，试从过冷度对结晶基本过程的影响，分析细化晶粒、提高金属材料使用性能的措施
回答要点：由于过冷度越大，晶粒越细，因而能增加过冷度的措施均有利于细化晶粒，主要是增加冷却速度，凡是有利于在一定程度范围内增加过冷度的方法就有利于细化晶粒，提高金属材料使用性能。
6．如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：
1） 金属模浇注与砂型浇注； 答：金属模浇注比砂型浇注晶粒细小。 2） 变质处理与不变质处理； 答：变质处理晶粒细小。 3） 铸成薄件与铸成厚件； 答：铸成薄件的晶粒细小。
4） 浇注时采用震动与不采用震动； 答：浇注时采用振动的晶粒较细小。 7．为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？
回答要点：柱状晶区具有方向性，使金属存在各向异性，且存在弱面部夹杂及低熔点杂质富集于晶面，降低了金属的性能。
8．试叙述匀晶系不平衡结晶条件下将产生什么组织，分析其形成条件、形成过程和组织特征。
回答要点：固溶体合金的非平衡结晶，是由于冷却速度较快，不能使相内的扩散充分进行，尤其是固相α内，由于扩散不能成分进行，使从前往后依次结晶的α相的成分各不相同（如图分别为：α′1、α′2、α′3、α′4、α′5）。
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