3材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題庫(kù)凝固2021年0313ampnbsp

1、3材料科學(xué)根底習(xí)題庫(kù)第3章凝固2021年0313ampnbsp20 .純金屬均勻形核時(shí),形核率隨過(guò)冷度的增加而增加.21 .實(shí)際金屬凝固時(shí),過(guò)冷度很小,這主要是由于非均勻形核的原因.22. 臨界晶核半徑主要取決于過(guò)冷度,過(guò)冷度越大,臨界晶核半徑越小.23.非均勻形核功大小主要取決于過(guò)冷度,過(guò)冷度越大,臨界形核功越小.24.純金屬凝固時(shí),要得到枝晶組織,界面前沿液體中的溫度梯度必須是正的溫度梯 度.25.在實(shí)際生產(chǎn)中,純金屬凝固后形成具有三個(gè)晶區(qū)的鑄錠組織.26.實(shí)際金屬凝固時(shí)過(guò)冷度越大,形核率越大.27 .液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)與固態(tài)金屬結(jié)構(gòu)比擬接近,而與氣態(tài)金屬相差較遠(yuǎn).28 .過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件,

2、無(wú)論過(guò)冷度大、小,都能保證結(jié)晶過(guò)程得以進(jìn)行.29 .當(dāng)純金屬結(jié)晶時(shí),形核率總是隨著過(guò)冷度的增大而增加.30 .金局面心立方品格的致密度比體心立方品格的致密度高.31.金屬品體各向異性的產(chǎn)生,與不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度相關(guān).32 .金屬的結(jié)晶過(guò)程分為兩個(gè)階段,即先形核,形核停止之后,便發(fā)生長(zhǎng)大, 使晶粒充滿(mǎn)整個(gè)容積.三選擇題1液態(tài)金屬結(jié)晶的根本過(guò)程是A .邊形核邊長(zhǎng)大 B .先形核后長(zhǎng)大C.自發(fā)形核和非自發(fā)形核 D .枝晶生長(zhǎng)2 .液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí),越大,結(jié)晶后金屬的晶粒越細(xì)小.A .形核率NB.長(zhǎng)大率G C .比值N/G D .比值G/N 3.過(guò)冷度越大,那么 A . N 增大、G減

3、少,所以晶粒細(xì)小 B . N增大、G增大,所以晶粒細(xì)小 C N 增大、 G增大,所以晶粒粗大 D . N減少、G減少,所以晶粒細(xì)小4 .純金屬結(jié)晶時(shí), 冷卻速度越快,那么實(shí)際結(jié)晶溫度將. A .越高 B 越低 C .越接近理論結(jié)晶溫度 D .沒(méi)有變化5 .假設(shè)純金屬結(jié)晶過(guò)程處在液一周兩相平衡共存狀態(tài)下,此時(shí)的溫度將比理論結(jié) 晶溫度A .更高 B .更低 C ;相等 D .上下波動(dòng)6 .在實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí),往往通過(guò)限制 N/G比值來(lái)限制晶粒度.在以下情況下將獲得粗大晶粒.A . N/G很大 B . N/C很小 C . N/G居中 D . N/矢1 7.晶體中的晶 界屬于 .A .點(diǎn)缺陷且線缺陷 C

4、 面缺陷 0 .體缺陷8 .材料的剛度與有關(guān).A .彈性模量 B .屈服強(qiáng)度 C 抗拉強(qiáng)度 D .延伸率9 .純金屬結(jié)晶的冷卻曲線中,由于結(jié)晶潛熱而出現(xiàn)結(jié)晶平臺(tái)現(xiàn)象.這個(gè)結(jié)晶平 臺(tái)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示.A理論結(jié)晶溫度和時(shí)間B 時(shí)間和理論結(jié)晶溫度C自由能和溫度D .溫度和自由能10、形成臨界晶核時(shí)體積自由能的減少只能補(bǔ)償外表能的 . A i 1/3B 2/3 C 、3/4 11、金屬結(jié)晶過(guò)程中：T3a、臨界晶核半徑越大,形核越易；b、臨界晶核形成功越大,形核越易；c、過(guò)冷度越大,形核越易；d 、均質(zhì)形核比非均質(zhì)形核容易.12、在晶體中形成空位的同時(shí)又產(chǎn)生間隙原子,這樣的缺陷稱(chēng)為 .A、 肖脫

5、基缺陷B 、弗蘭克爾缺陷 C 、線缺陷四改錯(cuò)題1 .過(guò)冷度就實(shí)際結(jié)晶溫度.2 .變質(zhì)處理就是澆注時(shí)改變材料成分和質(zhì)量的處理.3 .理論結(jié)晶溫度低于金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度.4 .凝固和結(jié)晶都是物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程,所以凝固過(guò)程就是結(jié)晶過(guò)程.5 .冷卻速度越大,理論結(jié)晶溫度就越低.五問(wèn)做題1 .試述結(jié)晶過(guò)程的一般規(guī)律,研究這些規(guī)律有何價(jià)值與實(shí)際意義？2 .什么叫過(guò)冷度？為什么金屬結(jié)晶時(shí)必須過(guò)冷？3 .試從過(guò)冷度對(duì)金屬結(jié)晶時(shí)根本過(guò)程的影響,分析細(xì)化晶粒,提升金屬材料常 溫機(jī)械性能的舉措.4 .為什么實(shí)際生產(chǎn)條件下,純金屬晶體常以樹(shù)枝狀方式進(jìn)行長(zhǎng)大？5 .為獲得非晶態(tài)金屬,經(jīng)常將金屬液滴到高速旋轉(zhuǎn)的銅

6、盤(pán)上,而玻璃那么不需要 采取這種舉措,說(shuō)明其原因.6 .當(dāng)對(duì)液態(tài)金屬進(jìn)行變質(zhì)處理時(shí),變質(zhì)劑的作用是什么 ？ 7 晶粒大小對(duì)金屬 性能有何影響？如何細(xì)化晶粒？8 .在鑄造生產(chǎn)中,采用哪些舉措限制晶粒大小 ？9 .綜述金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件、能量條件、結(jié)構(gòu)條件和動(dòng)力學(xué)條件.10根據(jù)凝固理論,試述工業(yè)中細(xì)化晶粒的根本舉措及其機(jī)理. 11簡(jiǎn)述純金屬枝晶的形成 條件和長(zhǎng)大過(guò)程.12 .闡述液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并說(shuō)明它為什么接近固態(tài)而與氣態(tài)相差較遠(yuǎn)？ 13.如果其它條件相同,試比擬以下鑄造條件下鑄件晶粒的大小,為什么 ？金屬模澆 注與砂模澆注；高溫澆注與低溫澆注；鑄成薄件與鑄成厚件；澆注時(shí)振動(dòng)與不振動(dòng).四作圖題

7、1 .分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系.2.細(xì)化鑄件晶粒的途徑有那些？為什么？3 .液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)需要過(guò)冷,那么固態(tài)金屬熔化時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱？4.比擬說(shuō)明過(guò)冷度、臨界過(guò)冷度、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度等概念的區(qū)別.6.什么叫臨界晶核？它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何？7.為什么在有過(guò)冷度下才能凝固?8 .按經(jīng)典形核理論,臨界核心半徑和臨界核心形成功與過(guò)冷度有什么關(guān)系？為什么一般凝固過(guò)程很難獲得較大的過(guò)冷度？9 .非均勻形核與均勻形核的臨界核心半徑哪個(gè)大？為什么？ 10.固相/液相 間的界面的結(jié)構(gòu)是怎樣影響晶體長(zhǎng)大機(jī)制的？11、為什么晶粒細(xì)化既能提升強(qiáng)度,也能改善塑性和韌性？12 .為什么純金屬小液滴結(jié)晶

8、時(shí)過(guò)冷度較大？為什么鑄件厚處比薄處晶粒較粗 大？13 .比擬在相同結(jié)晶條件下均勻形核與非均勻形核的過(guò)冷度,指出出現(xiàn)這種差 異的原因.14 .試比擬過(guò)冷度、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度及臨界過(guò)冷度的區(qū)別.15 .什么叫臨界晶核？它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何？16.試分析單晶體形成的根本條件.17.簡(jiǎn)述純金屬晶體長(zhǎng)大的機(jī)制及其與固/液界面微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系.18.今欲 獲得全部為細(xì)等軸晶粒的鑄件,有哪些方法？并請(qǐng)說(shuō)出各種方法的根本原理.五.計(jì)算題1 .銅的熔點(diǎn)為1083C,結(jié)晶潛熱為1.88_109J/m3,液固界面的界面能(T為0.144 J/m2.試計(jì)算銅在853c凝固時(shí)(均勻形核)的臨界晶核半徑？并計(jì)算臨

9、界晶核中有多少個(gè)銅原子？2 .如果純鍥凝固時(shí)的最大過(guò)冷度與其熔點(diǎn)(t = 1453C)的比值為0.18,試求其m凝固驅(qū)動(dòng)力.(A HH -18075J/mol )3 .形成單晶體的根本條件是使液體金屬結(jié)晶時(shí)只產(chǎn)生一個(gè)核心(或只有一個(gè)核 心能夠長(zhǎng)大)并長(zhǎng)大成單晶體.六.綜合題1 .假設(shè)液態(tài)金屬中形成一球形晶核,試證實(shí)臨界晶核形成功 Gc與臨界晶核體積 1Vc?GV2Vc 的關(guān)系為 Gc=.2 .分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系.3 .細(xì)化鑄件晶粒的途徑有那些？為什么？4 .液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)需要過(guò)冷,那么固態(tài)金屬熔化時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱5 .簡(jiǎn)述鑄錠三區(qū)的形成機(jī)理,采用什么方法可使柱狀晶更興旺？采用什

10、么方法可使中央等軸晶更興旺？ 6.解釋以下根本概念及術(shù)語(yǔ)結(jié)晶與凝固,非晶態(tài)金屬；近程有序,遠(yuǎn)程有序,結(jié)構(gòu)起伏,能量起伏；過(guò)冷現(xiàn)象,過(guò)冷度,理論結(jié)晶溫度,實(shí)際結(jié)晶清楚度；均勻形核,非均勻形核；晶胚,晶核,臨界晶核,臨界形核功； 形核率,生長(zhǎng)速率；光滑界面,粗糙界 面；溫度梯度,正溫度梯度,負(fù)溫度梯度；平面狀長(zhǎng)大,樹(shù)枝狀長(zhǎng)大；活性質(zhì)點(diǎn),變質(zhì)處理,晶粒度；細(xì)晶區(qū),柱狀晶區(qū),(粗)等軸晶區(qū).7什么叫臨界晶核？它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何？8比擬說(shuō)明過(guò)冷度,臨界過(guò)冷度,動(dòng)態(tài)過(guò)冷度等概念的區(qū)別.9試述結(jié)晶相變的熱力學(xué)條件, 動(dòng)力學(xué)條件,能量及結(jié)構(gòu)條件.10試證實(shí)：在同樣過(guò)冷度下均勻形核時(shí),球形晶核較立方晶核更易形成.11分 析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系？12在同樣的負(fù)溫度梯度下,為什么 Pb結(jié)晶出樹(shù)枝狀晶,而Si的結(jié)晶界面卻是 平整的13液態(tài)金屬凝固時(shí)都需要過(guò)冷,那么固態(tài)金屬熔化是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱？為什么？14簡(jiǎn)述晶體長(zhǎng)大的機(jī)制.15試分析單晶體形成的根本條件.16鑄錠組織有何特點(diǎn)？17根據(jù)凝固理論,試述細(xì)化晶粒的根本途徑.18欲獲得金屬玻璃,為什么一般是選用液相線很陡,從而有較低共晶溫度的二元系19指出以下概念的錯(cuò)誤之處,并更正.(1)所謂過(guò)冷度是指結(jié)晶時(shí),在冷卻曲線上出現(xiàn)平臺(tái)的溫度與熔點(diǎn)之差；而動(dòng)態(tài)過(guò)冷度是指結(jié)晶過(guò)程中,實(shí)際液相的溫度與熔點(diǎn)之差.(2)