机械工程材料习题及解答

时间：2025-05-16

机械工程材料习题及解答

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《机械工程材料》习题及参考解答中南大学机电工程学院

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机械工程材料第二章金属的结构 (一) 解释名词– – – – – – – – – – – – 致密度晶格晶胞单晶体多晶体晶粒亚晶粒晶界晶体的各向异性刃型位错空位间隙原子

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机械工程材料第二章金属的结构 (二) 填空题

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– 1. 同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 – 2. 晶体与非金属最根本的区别是晶体内部的原子(或离子) 是按一定几何形状规则排列的，而非晶体则不是。 – 3. 金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 – 4. 错位分两种，它们是刃型位错和螺旋位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。 0 1 2 – 5. 在立方晶系中，{120}晶面族包括 ( 20)、(1 0)、(12 )、等 (1 2 0)、(1 2 0 )、(1 2 0 )、(1 20 )、(120) – 6. 点缺陷有空位和间隙原子两种；面缺陷中存在大量的位错。 4 2 – 7. γ-Fe、α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为和。 – 8. 当原子在金属晶体中扩散时，它们在内、外表面上的扩散速度较在体内的扩散速度快得多。

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机械工程材料第二章金属的结构 (三) 是非题

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– 1. 因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。 (×) – 2. 金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。 (×) – 3. 因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。 (√) – 4. 在立方晶系中，(123)晶面与[12]晶向垂直。 (√) – 5. 在立方晶系中，(111)与(11)是相互平行的两个晶面。 (×) – 6. 在立方晶系中，(123)晶面与(12)晶面属同一晶面族。 – 7. 在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。 (√) – 8. 在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方 (×) 向都具有相同的跃迁几率。 – 9. 因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多， (√) 所以固态下的扩散比液态下的慢得多。 (×) – 10.金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。 – 11.晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 (√)

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机械工程材料第二章金属的结构 (四) 选择正确答案– 1. 正的电阻温度系数的含义是： a.随温度升高导电性增大；b.随温度降低电阻降低；c.随 √ 温度增高电阻减小。 – 2. 晶体中的位错属

于： a.体缺陷；b.面缺陷；c.线缺陷；d.点缺陷。 √ – 3. 亚晶界是由： a.点缺陷堆积而成；b.位错垂直排列成位错墙而构成； √ c.晶界间的相互作用构成。 – 4. 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是： a.<100>;b.<110>;c.<111>。 √ – 5. 在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是： a.{100};b.{110};c.{111}。 √ – 6. α-Fe和γ-Fe分别属于什么晶格类型： a.面心立方和体心立方；b.体心立方和面心立方；c.均 √ 为面心立方d.均为体心立方。

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机械工程材料第二章金属的结构

(五) 综合分析题 1. 标出图2-1中给定的晶面与晶向：

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[110] ; ( OO`B`B: 1 10) ;OB : [010] ; ODC`: (1 2 2) ;OC: [120] AA`C``C: (110) ;OD; ; AA`D`D: (120) ;OD:[122]。 2. 作图表示立方晶系中的(110)、(112)、(120)、 (234)、(132)晶面和[111]、[132]、[210]、[121 ]晶向。– 略。 3. 常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数

各有什么特点？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn 各属于何种晶体结构？– 见《习题》P3 4. 画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子最密的晶面

和晶向、写出它们的晶面和晶向指数并求出单位面积及单位长度上的原子数。– 略。

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机械工程材料第二章金属的结构5. 填出表2-2中三种典型金属的基本参量：晶格类型 B.C.C F.C.C H.C.P 晶胞内平均 γ和α的关系原子数 2 4 6 配位数 8 12 12 晶格致密度 68% 79% 74%

√ 3a/4 √ 2a/41/2

6. 已知α-Fe的晶格常数，γ-Fe的晶格常数，试求出α-Fe和γ-Fe的

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原子半径和致密度。– 略。 7. 在常温下，已知铁的原子直径，铜的原子直径，求铁和铜的

晶格常数。– 略。 8. 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？ – 见《习题》P3 9. 立方晶系中，下列各晶面、晶向表示法是否正确？不正确的

请改正：(1,-1,2)、(1/2,1,1/3 )、[-1,1.5,2]、 [1 2 1]。 √ 解： (1 1 2)、 (3 6 2) 、 [ 2 3 4]

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机械工程材料第三章金属的结晶 (一) 解释名词结晶