题目
2、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?
2、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?
题目解答
答案
答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。【P4】
解析
本题考查金属弹性模量的决定因素以及其对组织不敏感的原因。解题思路是先明确弹性模量的决定因素,再从这些决定因素与组织改变因素的关系来解释其对组织不敏感的原因。
- 弹性模量的决定因素:
- 金属的弹性模量主要取决于原子本性和晶格类型。原子本性决定了原子间的结合力大小,不同的原子具有不同的电子结构和原子半径等,这会影响原子间的相互作用,进而影响弹性模量。例如,不同金属元素的原子,其外层电子数和原子半径不同,原子间的结合力就不同,弹性模量也会有差异。
- 晶格类型也对弹性模量有重要影响。不同的晶格类型(如体心立方、面心立方、密排六方等)中,原子的排列方式和原子间的距离不同,原子间的相互作用方式也不同,从而导致弹性模量不同。
- 弹性模量对组织不敏感的原因:
- 合金化、热处理、冷塑性变形等工艺可以改变金属材料的组织形态和晶粒大小。例如,合金化可以形成不同的合金相,热处理可以改变金属的相组成和晶粒大小,冷塑性变形可以使金属产生加工硬化,改变晶粒的形状和位向等。
- 然而,这些工艺并不会改变金属原子的本性和晶格类型。原子的本性是由其原子核内的质子数和核外电子排布决定的,不会因为合金化、热处理或冷塑性变形等工艺而改变。晶格类型是由金属原子的排列方式决定的,在这些工艺过程中,原子的排列方式不会发生本质的变化。
- 由于弹性模量主要取决于原子本性和晶格类型,而这些因素在组织改变的过程中保持不变,所以弹性模量对组织不敏感。