17 从热力学上讲，所有的晶体缺陷都使畸变能升高，即都是非平衡态。 18 从热力学上讲，理想晶体没有晶体缺陷，即没有晶格畸变能，即为平衡状态。 19．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。
(三)选择题
1．正的电阻温度系数是指
A．随温度增高导电性增大的现象 B．随温度降低电阻下降的现象 C 随温度升高电阻减少的现象 D．随温度降低电阻升高的现象 2．金属键的一个基本特征是 A．没有方向性 B．具有饱和性 C 具有择优取向性 D. 没有传导性
3．晶体中的位错属于
A．体缺陷 B 点缺陷 C 面缺陷 D．线缺陷 4．亚晶界的结构是
A．由点缺陷堆集而成 B 由位错垂直排列成位错墙面构成 C 由晶界间的相互作用构成 D 由杂质和空位混合组成 5．多晶体具有
A．各向同性 B 各向异性 C 伪各向同性 D 伪各向异性 6．在面心立方晶格中，原子线密度最大的晶向是
A．<100> B <110> C．<111> D．<112> 7．在体心立方晶格中，原子面密度最小的晶面是
A．<100} B {110} C {111} D {112} 8．金属原子的结合方式是
A．离子键 B 共价键 C 金属键 D 分子键 9．晶态金属的结构特征是
A．近程有序排列 B 远程有序排 C 完全无序排列 D 部分有序排列
(四) 改错题
1．面心立方晶格的致密度为0．68。
2．γ-Fe在912℃转变为a-Fe时体积收缩约1％。这是因为γ-Fe的晶格常数
大于a-Fe的晶格常数。
3．实际金属缺陷越多，则其强度硬度越低。
4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。 5．体心立方晶格的最密排面是<100}面。
(五) 问答题
1．试用金属键的结合方式，解释金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金
属光泽等基本特性.
2．实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷，它们对金属的性能有什么影响? 3．实际晶体与理想晶体有何不同? 5．简述晶界的结构及特性？
7 非晶体的结构有何特点?性能怎样?
8 何谓同素异构现象?试以Fe为例阐述之。试分析γ-Fe向α-Fe的体积变化
情况。
(六) 作图题
1．分别画出面心立方和体心立方晶格中的(110)晶面的原子平面排列图，并由
图中找出原子半径与晶格常数之间的关系。
2．画出体心立方、面心立方晶格中原子最密的晶面和晶向，写出它们的晶面
指数和晶向指数，并求出其单位面积和单位长度上的原子数。 3．标出图2—1中给定的晶面指数与晶向指数：
晶面OO′A′A、OO′B′B、OO′C′C、OABC、AA′C′C、AA′D′D；
晶向OA、OB、OC、OD、OC′、OD′。
(七) 计算题
1．已知铜原子直径为0．256nm，试计算lmm3铜中的原子数。
2．已知铁的原子量为55.85，1g铁有多少个原子?计算它们在室温和1000℃时
各有多少个晶胞?
(八) 思考题
1．在立方晶胞内，绘出<111}晶面族所包括的晶面。 2．已知钛在20℃时，具有密排六方晶胞的体积是0．16nm3，其轴比c／a＝1．59。
求a与c的值和钛在晶胞底面中的原子半径是多少?
三、复习自测题
(一)区别概念
1．屈服强度和抗拉强度； 2．晶体和非晶体；
(二)填空
1．与非金属相比，金属的主要特性是
2．体心立方晶胞原子数是 ，原子半径是 ， 常见的体心立方结构的金属有 。
(三)判断题
1．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。 ( )
2．因为面心立方和密排六方晶体的配位数和致密度都相同，因此分别具有这两种晶体结构的金属其性能基本上是一样的。 ( )
3．因为单晶体具有各向异性，多晶体中的各个晶粒类似于单晶体，由此推断多晶体在各个方向上的性能也是不相同的。 ( ) 4．金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。 5．材料的强度高，其硬度就高，所以其刚度也大。
(四)改错题
1．通常材料的电阻随温度升高而增加。 3．面心立方晶格的致密度为0．68。
4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。 5．体心立方晶格的最密排面是｛100｝晶面。
(五) 问答题
1．从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别?在性能上有何表现?
2．试用金属键结合的方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。
(六) 计算作图题
1．在一个晶胞中，分别画出室温纯铁(011)、(111)晶面及[111)、[011)晶向。 2．已知一直径为11．28mm，标距为50mm的拉伸试样，加载为50000N时，试样的伸长为0.04mm。撤去载荷，变形恢复，求该试样的弹性模量。
3．已知a-Fe的晶格常数a=0.28664nm，γ-Fe的晶格常数a=0.364nm。试求出a-Fe和γ-Fe的原子半径和密度(已知Fe的原子量为55.85)。
4．设有一刚性球模型。当由面心立方晶格转变成为体心立方晶格时，计算其体积膨胀率。若在912℃时，γ-Fe的晶格常数a＝0.3633nm，a-Fe的晶格常数a=0.2892nm，又计算γ-Fe转变成为a-Fe的体积膨胀率。试比较两者差别的原因。
第二章 纯金属的结晶
(一) 填空题
1．金属结晶两个密切联系的基本过程是 和 2 在金属学中，通常把金属从液态向固态的转变称为 ，通常把金属从一种结构的固态向另一种结构的固态的转变称为 。
3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是 4．铸锭和铸件的区别是 。
5．液态金属结晶时，获得细晶粒组织的主要方法是 6．金属冷却时的结晶过程是一个 热过程。 7．液态金属的结构特点为 。
8．如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的 ，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的 ，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的 ，薄铸件的晶粒比厚铸件 。
9．过冷度是 。一般金属结晶时，过冷度越大，则晶粒越 。 10．影响非晶体凝固的主要因素是 和 。
(二) 判断题
1 凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。即先形核，形核停止以后，便发生长大，使晶粒充满整个容积。
2．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
3．近代研究表明：液态金属的结构与固态金属比较接近，而与气态相差较远。 ( ) 4．金属由液态转变成固态的过程，是由近程有序排列向远程有序排列转变的过程。( ) 5．当纯金属结晶时，形核率随过冷度的增加而不断增加。 ( )
6．在结晶过程中，当晶核成长时，晶核的长大速度随过冷度的增大而增大，但当过冷度很大时，晶核的长大速度则很快减小。
7．金属结晶时，冷却速度愈大，则其结晶后的晶粒愈细。 8．所有相变的基本过程都是形核和核长大的过程。
9．在其它条件相同时，金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的铸件晶粒更细 10．在其它条件相同时，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的铸件晶粒更细。 11．在其它条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更细。 12. 金属的理论结晶温度总是高于实际结晶温度。
14．在实际生产条件下，金属凝固时的过冷度都很小(<20℃)，其主要原因是由于非均匀 形核的结果。 ( )
15．过冷是结晶的必要条件，无论过冷度大小，均能保证结晶过程得以进行。 ( ) 16．在实际生产中，评定晶粒度方法是在放大100倍条件下，与标准晶粒度级别图作比较，级数越高，晶粒越细。 ( )
(三) 选择题
1 液态金属结晶的基本过程是
A．边形核边长大 B．先形核后长大 C．自发形核和非自发形核 D．枝晶生长
2．液态金属结晶时， 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 3．过冷度越大，则
A．N增大、G减少，所以晶粒细小 B．N增大、G增大，所以晶粒细小 C N增大、G增大，所以晶粒粗大 D．N减少、G减少，所以晶粒细小 4．纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将 。
A．越高 B 越低 C．越接近理论结晶温度 D．没有变化
5．若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 A．更高 B．更低 C；相等 D．高低波动
6．在实际金属结晶时，往往通过控制N／G比值来控制晶粒度。在下列情况下将获得粗大晶粒 。 ·
A．N／G很大 B．N／C很小 C．N／G居中 D．N／G＝1
(四) 改错题
1．过冷度就实际结晶温度。
2．变质处理就是浇注时改变材料成分和质量的处理。 3．理论结晶温度低于金属的实际结晶温度。
4．凝固和结晶都是物质从液态变成固态的过程，所以凝固过程就是结晶过程。 5．冷却速度越大，理论结晶温度就越低。
(五) 问答题
1．试述结晶过程的一般规律，研究这些规律有何价值与实际意义? 2．什么叫过冷度?为什么金属结晶时必须过冷?
3． 试从过冷度对金属结晶时基本过程的影响，分析细化晶粒，提高金属材料常温机械性能的措施。
4．为什么实际生产条件下，纯金属晶体常以树枝状方式进行长大?
5．为获得非晶态金属，经常将金属液滴到高速旋转的铜盘上，而玻璃则不需要采取这种措施，说明其原因。
6．当对液态金属进行变质处理时，变质剂的作用是什么? 7 晶粒大小对金属性能有何影响?如何细化晶粒? 8．在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小?
三、复习自测题 (一)判断题
1．液态金属结构与固态金属结构比较接近，而与气态金属相差较远。
2．过冷是结晶的必要条件，无论过冷度大、小，都能保证结晶过程得以进行。 3．当纯金属结晶时，形核率总是随着过冷度的增大而增加。 ( ) 4．金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。 ( )
5．金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度相关。 ( ) 6．金属的结晶过程分为两个阶段，即先形核，形核停止之后，便发生长大，使晶粒充满整个容积。
7．玻璃是非晶态固体材料，没有各向异性现象。 ( )
(二)选择题
1．纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将 。
A．越高 且越低 C越接近理论结晶温度 D．高低波动越大
2．在实际金属结晶时，往往通过控制N／G比值来控制晶粒度。当 时，将获得粗大晶粒。
A．N／G很大 B．N／G很小 C．N／G居中 ，0．N／G＝1 3．晶体中的晶界属于 。
A．点缺陷 且线缺陷 C面缺陷 0．体缺陷 4．材料的刚度与 有关。
A．弹性模量 B．屈服强度 C抗拉强度 D．延伸率
5．纯金属结晶的冷却曲线中，由于结晶潜热而出现结晶平台现象。这个结晶平台对应的横坐标和纵坐标表示 。
A理论结晶温度和时间 B 时间和理论结晶温度
C自由能和温度 D．温度和自由能
（三)问答题
1．阐述液态金属结构特点并说明它为什么接近固态而与气态相差较远? 2．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小，为什么?
①金属模浇注与砂模浇注；②高温浇注与低温浇注； ③铸成薄件与铸成厚件；④浇注时振动与不振动。
(四)作图题
1．分别画出体心立方晶格和面心立方晶格中(110)晶面的原子平面排列图，并由图中找
出原子半径与晶格常数之间的关系。