材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫(kù)(內(nèi)附部分自己整理答案)

1、精品文檔材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫(kù)一、選擇1、在柯肯達(dá)爾效應(yīng)中，標(biāo)記漂移主要原因是擴(kuò)散偶中_C_ 。A、兩組元的原子尺寸不同B、僅一組元的擴(kuò)散C、兩組元的擴(kuò)散速率不同2、在二元系合金相圖中，計(jì)算兩相相對(duì)量的杠桿法則只能用于_B_ 。A、單相區(qū)中B、兩相區(qū)中C、三相平衡水平線上3、鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無(wú)_A_ 。A、萊氏體B、珠光體C、鐵素體4、原子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是_B_ 。A、組元的濃度梯度B 、組元的化學(xué)勢(shì)梯度C 、溫度梯度5、在置換型固溶體中，原子擴(kuò)散的方式一般為_(kāi)C_ 。A、原子互換機(jī)制B、間隙機(jī)制C、空位機(jī)制6、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_(kāi)B_ 。A、肖脫基缺陷B、弗

2、蘭克爾缺陷C、線缺陷7、理想密排六方結(jié)構(gòu)金屬的c/a 為 _A_ 。A、 1.6B、2 (2/3)C、 (2/3)8、在三元系相圖中，三相區(qū)的等溫截面都是一個(gè)連接的三角形，其頂點(diǎn)觸及_A_ 。A、單相區(qū)B、兩相區(qū)C、三相區(qū)9、有效分配系數(shù)Ke 表示液相的混合程度，其值范圍是_ 。（其中 Ko 是平衡分配系數(shù)）A、 1KeK0B、 KoKe1C、 KeK0110、面心立方晶體的孿晶面是_ 。A、 112B、 110C、11111、形成臨界晶核時(shí)體積自由能的減少只能補(bǔ)償表面能的_B_ 。A、1/3B、2/3C、 3/412、金屬結(jié)晶過(guò)程中（C）：a、臨界晶核半徑越大，形核越易；b、臨界晶核形成功越

3、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。13、三元相圖中（）：a、垂直截面圖上可應(yīng)用杠桿定律；b、垂直截面圖上三相區(qū)域?yàn)橹边吶切?；c、四相共晶反應(yīng)平面在成份投影圖上為曲邊四邊形；d、四相反應(yīng)為等溫反應(yīng)。14、三、判斷正誤 ( 每小題 1 分，共 10 分 )正確的在括號(hào)內(nèi)畫(huà)“”， 錯(cuò)誤的畫(huà)“”1.金屬中典型的空間點(diǎn)陣有體心立方、面心立方和密排六方三種。( x).精品文檔2.作用在位錯(cuò)線上的力F 的方向永遠(yuǎn)垂直于位錯(cuò)線并指向滑移面上的未滑移區(qū)。( 0 )3. 只有置換固溶體的兩個(gè)組元之間才能無(wú)限互溶，間隙固溶體則不能。( 0 )4.金屬結(jié)晶時(shí)， 原子從液相無(wú)序排列

4、到固相有序排列，使體系熵值減小， 因此是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。( x )5.固溶體凝固形核的必要條件同樣是GB0、結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏。(x)6.三元相圖垂直截面的兩相區(qū)內(nèi)不適用杠桿定律。( 0 )7.物質(zhì)的擴(kuò)散方向總是與濃度梯度的方向相反。( x )8. 塑性變形時(shí)，滑移面總是晶體的密排面，滑移方向也總是密排方向。( 0 )9. 和液固轉(zhuǎn)變一樣，固態(tài)相變也有驅(qū)動(dòng)力并要克服阻力，因此兩種轉(zhuǎn)變的難易程度相似。( x)10.除 Co 以外，幾乎所有溶入奧氏體中的合金元素都能使C 曲線左移，從而增加鋼的淬透性。( x )四、簡(jiǎn)答1、簡(jiǎn)述工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)韌化方法。（ 20 分）2、簡(jiǎn)述 Al-Cu 二元合金的沉淀

5、強(qiáng)化機(jī)制（20 分）強(qiáng)化機(jī)制是AL 與 CU行成置換固熔體增大其位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力，達(dá)到提高其強(qiáng)度和硬度的作用所以其強(qiáng)化機(jī)制叫：固溶強(qiáng)化3、為什么奧氏體不銹鋼（ 18-8 型不銹鋼） 在 450 850保溫時(shí)會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕？如何防止或減輕奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕？室溫下碳元素在奧氏體的溶解度很小，約0 02-0 03 ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) ，而一般奧氏體鋼中含碳量均超過(guò) 0 02-0 03 ，因此只能在淬火狀態(tài)下使碳固溶在奧氏體中，以保證鋼材具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。 但是這種淬火狀態(tài)的奧氏體鋼當(dāng)加熱到450 850(2 或在該溫度下長(zhǎng)期使用時(shí)， 碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度大于鉻在奧氏體中的擴(kuò)散速度。當(dāng)奧氏體中含

6、碳量超過(guò)它在窀溫的溶解度(0 02-0 03 ) 后。碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合， 析出碳化鉻 Gr23C6。但是鉻的原子半徑較大，擴(kuò)散速度較小，來(lái)不及向邊界擴(kuò)散，品界附近大量的鉻和碳化合形成碳化鉻，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來(lái)自?shī)W氏體晶粒內(nèi)部，而是來(lái)自品界附近。 結(jié)果就使晶界附近的鉻含量大為減少，當(dāng)品界含鉻量小于 l2 ( 質(zhì)量分式 ) 時(shí)，就形成“貧鉻區(qū)”。造成奧氏體邊界貧鉻，當(dāng)晶界附近的金屬含量鉻量低于l2 時(shí)就失去了抗腐蝕的能力，在腐蝕介質(zhì)作用下，就在晶粒之自】產(chǎn)生腐蝕即產(chǎn)生晶問(wèn)腐蝕。從上可知， 晶間腐蝕產(chǎn)卡的根本原因是由于晶粒邊界形成貧鉻層造成的。 (1

7、) 控制含碳量(2) 添加穩(wěn)定劑(3) 進(jìn)行固溶處理(4) 采用雙相組織 (5) 加快冷卻.精品文檔速度4、為什么大多數(shù)鑄造合金的成分都選擇在共晶合金附近？因?yàn)檫x在共晶合金附近結(jié)晶溫度區(qū)間小，所以液體流動(dòng)性好啊，流動(dòng)性好，充型能力好，充型能力好，鑄件獲得完整的結(jié)構(gòu)，精度也較高.液固相線距離大枝晶偏析傾向愈大，合金流動(dòng)性也愈差，形成分散縮孔的傾向也愈大，使鑄造性能惡化。所以鑄造合金的成分常取共晶成分和接近共晶成分或選擇5、什么是交滑移?為什么只有螺位錯(cuò)可以發(fā)生交滑移而刃位錯(cuò)卻不能？交滑移：晶體在兩個(gè)或多個(gè)不同滑移面上沿同一滑移方向進(jìn)行的滑移。螺位錯(cuò)的交滑移：螺位錯(cuò)從一個(gè)滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一

8、滑移面的過(guò)程；螺位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線平行，因此包含位錯(cuò)線的所有晶面都可以是螺位錯(cuò)的滑移面，因此當(dāng)螺位錯(cuò)滑移受阻時(shí)，他可以在另外一個(gè)晶面上進(jìn)行滑移。但是刃位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線垂直，他的滑移面就只有由位錯(cuò)線和柏氏矢量構(gòu)成的平面，所以他只能在這個(gè)面上滑移，故不能發(fā)生交滑移6、根據(jù)溶質(zhì)原子在點(diǎn)陣中的位置，舉例說(shuō)明固溶體相可分為幾類(lèi)？固溶體在材料中有何意義？1、置換固溶體溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格中的結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體稱(chēng)置換固溶體。當(dāng)溶劑和溶質(zhì)原子直徑相差不大，一般在15以?xún)?nèi)時(shí)，易于形成置換固溶體。銅鎳二元合金即形成置換固溶體，鎳原子可在銅晶格的任意位置替代銅原子。2、間隙固溶體溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格

9、間隙而形成的固溶體稱(chēng)間隙固溶體。間隙固溶體的溶劑是直徑較大的過(guò)渡族金屬，而溶質(zhì)是直徑很小的碳、氫等非金屬元素。其形成條件是溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑之比必須小于0.59 。如鐵碳合金中， 鐵和碳所形成的固溶體鐵素體和奧氏體，皆為間隙固溶體。7、固溶體合金非平衡凝固時(shí)，有時(shí)會(huì)形成微觀偏析，有時(shí)會(huì)形成宏觀偏析，原因何在？8、應(yīng)變硬化在生產(chǎn)中有何意義？作為一種強(qiáng)化方法，它有什么局限性？9、一種合金能夠產(chǎn)生析出硬化的必要條件是什么？10、比較說(shuō)明不平衡共晶和離異共晶的特點(diǎn)。11、枝晶偏析是怎么產(chǎn)生的？如何消除？結(jié)晶溫度間隔寬的固溶體合金，當(dāng)冷卻速度快時(shí)，發(fā)生不平衡結(jié)晶，先結(jié)晶的成分來(lái)不及充分?jǐn)U散， 使先結(jié)

10、晶的主干與后結(jié)晶的支干及支干間的成分產(chǎn)生差異，形成枝晶偏析。 偏析程度取決于合金液凝固時(shí)的冷卻速度、偏析元素?cái)U(kuò)散速度及受液固相線溫度間隔支配的溶質(zhì)平衡分配系數(shù)。 液固相線溫度間隔大的固溶體類(lèi)合金，當(dāng)凝固冷卻速度較快時(shí)，易發(fā)生不平衡結(jié)晶，使先結(jié)晶成分來(lái)不及充分?jǐn)U散而形成枝晶偏析.1. 適當(dāng)提高熔煉溫度，加強(qiáng)對(duì)合金液的脫氣、除渣、精煉、變質(zhì)和孕育處理，加強(qiáng)攪拌，使合金液均勻、凈化2. 易產(chǎn)生枝晶偏析的合金，可加入適量晶粒細(xì)化劑或微冷鐵3. 易產(chǎn)生枝晶偏析的合金， 可通過(guò)調(diào)整澆注溫度和澆注速度、 控制型溫來(lái)控制鑄件的凝固冷.精品文檔卻速度，使之與溶質(zhì)的分配和擴(kuò)散相匹配4. 均勻化退火可消除枝晶偏析1

11、2、請(qǐng)簡(jiǎn)述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些.(1)溫度；（ 2）晶體結(jié)構(gòu)與類(lèi)型； （ 3）晶體缺陷；（ 4）化學(xué)成分。13、請(qǐng)簡(jiǎn)述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點(diǎn)？相同點(diǎn)：小原子溶入。不同點(diǎn)：間隙固溶體保持溶劑（大原子）點(diǎn)陣；間隙相、間隙化合物改變了大原子點(diǎn)陣，形成新點(diǎn)陣。間隙相結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；間隙化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜14、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？臨界晶核的物理意義：可以自發(fā)長(zhǎng)大的最小晶胚（或，半徑等于rk 的晶核）形成臨界晶核的充分條件：（1）形成 r rk 的晶胚；（2）獲得 A A* （臨界形核功）的形核功。15、請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。熱力學(xué)條件G r*；

12、能量條件：A G max ；成分條件。16、為什么鋼的滲碳溫度一般要選擇在-Fe 相區(qū)中進(jìn)行？若不在 -Fe 相區(qū)進(jìn)行會(huì)有什么結(jié)果？ 相是原始生長(zhǎng)相，固溶度高，滲碳可以均勻分布在組織結(jié)構(gòu)中。溫度過(guò)低的其他相，比如馬氏體，或珠光體的，不能均勻擴(kuò)散到組織結(jié)構(gòu)中，偏析嚴(yán)重，導(dǎo)致強(qiáng)度降低。溫度過(guò)高，組織會(huì)重新生核成長(zhǎng)，會(huì)破壞原來(lái)的組織結(jié)構(gòu)19、位錯(cuò)密度有哪幾種表征方式？體密度：即單位體積內(nèi)的位錯(cuò)線長(zhǎng)度；面密度：即垂直穿過(guò)單位面積的位錯(cuò)線根數(shù)。20、淬透性與淬硬性的差別。淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層深度的能力；淬硬性是指在一定條件下淬火后獲得馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度。22、馬氏體相變的基本特征？（

13、12 分）1.無(wú)擴(kuò)散性2.切變性，即由母相變?yōu)樾孪嗟木Ц窀慕M過(guò)程是以切變方式進(jìn)行的3.具有一定的晶體學(xué)位相關(guān)系的慣習(xí)面，即共格切變4.轉(zhuǎn)變?cè)谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)行5.快速轉(zhuǎn)變，一般不需要孕育期6.轉(zhuǎn)變不完全，會(huì)留有相當(dāng)數(shù)量的殘余奧氏體23、加工硬化的原因？（6 分）產(chǎn)生加工硬化的主要原因是金屬在塑性變形時(shí)晶粒產(chǎn)生滑移，滑移面和其附近的晶格扭曲，使晶粒伸長(zhǎng)和破碎，金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力等，因而繼續(xù)塑性變形就變得困難，從而引起加工硬化。.精品文檔24、柏氏矢量的意義？（6 分）它描述了位錯(cuò)線上原子畸變特征、方向、大小；位錯(cuò)的畸變能和柏氏矢量的平方成正比.26、已知 916時(shí)， -Fe 的點(diǎn)陣常數(shù)0.3

14、65nm ，（ 011）晶面間距是多少？（5 分）面心立方的-Fe，abc0.365nm，對(duì)立方晶系，da 0212120.365 21.03nm27、畫(huà)示意圖說(shuō)明包晶反應(yīng)種類(lèi)，寫(xiě)出轉(zhuǎn)變反應(yīng)式？（4 分）28、影響成分過(guò)冷的因素是什么？（9 分）溫度梯度（平緩有利） ；凝固速度（越快越有利） ；凝固范圍（越大越有利） 。29、單滑移、多滑移和交滑移的意義是什么？（9 分）只有一個(gè)滑移系統(tǒng)上的分切應(yīng)力最大并達(dá)到臨界分切應(yīng)力，形成單滑移， 這種情況下， 加工硬化最弱； 當(dāng)拉力軸在晶體的特定取向上可能使幾個(gè)滑移系的分切應(yīng)力相等，在同時(shí)達(dá)到了臨界分切應(yīng)力時(shí)發(fā)生多滑移， 這種情況下會(huì)發(fā)生加工硬化現(xiàn)象；交

15、滑移是螺旋位錯(cuò)在兩個(gè)相交的滑移面上運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)螺型位錯(cuò)在一個(gè)滑移面上運(yùn)動(dòng)遇到障礙會(huì)轉(zhuǎn)到另一個(gè)滑移面上繼續(xù)滑移，滑移方向不變。交滑移影響材料的塑性。30、簡(jiǎn)要說(shuō)明純金屬中晶粒細(xì)度和材料強(qiáng)度的關(guān)系，并解釋原因。（6 分）1ys0k y d 2Hall-Petch 霍爾 - 佩奇公式，細(xì)度減小，屈服強(qiáng)度增加，用晶界位錯(cuò)塞積模型解釋。對(duì)粗晶粒，晶界塞積的位錯(cuò)多， 產(chǎn)生應(yīng)力集中大，在變形傳遞中容易使位錯(cuò)源開(kāi)動(dòng)，因此屈服強(qiáng)度低。31、某晶體的原子位于四方點(diǎn)陣的節(jié)點(diǎn)上，點(diǎn)陣的a=b， c=a/2 ，有一晶面在x， y， z 軸的截距分別為6 個(gè)原子間距、2 個(gè)原子間距和4 個(gè)原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。32

16、、證明理想密排六方結(jié)構(gòu)的軸比c/a=1.633 。 (a, 廠 3/3a)33、立方晶系的(111) ， (110) ， (123) 晶面族各包含多少晶面，寫(xiě)出它們的密勒指數(shù)。34、說(shuō)明柏氏矢量的確定方法，如何利用柏氏矢量和位錯(cuò)線來(lái)判斷位錯(cuò)的類(lèi)型？答：首先在位錯(cuò)線周?chē)饕荒鏁r(shí)針回路, 然后在無(wú)位錯(cuò)的晶格內(nèi)作同樣的回路, 該回路必不閉合, 連接終點(diǎn)與起點(diǎn)即為柏氏矢量 . 位錯(cuò)線與柏氏矢量垂直的是刃型位錯(cuò) , 平行的是螺型位錯(cuò).35、簡(jiǎn)要說(shuō)明成分過(guò)冷的形成及其對(duì)固溶體組織形態(tài)的影響。答: 固溶體凝固時(shí) , 由于溶質(zhì)原子在界面前沿液相中的分布發(fā)生變化而形成的過(guò)冷 . 36、為什么晶粒細(xì)化既能提高強(qiáng)度

17、，也能改善塑性和韌性？答: 晶粒細(xì)化減小晶粒尺寸 , 增加界面面積 , 而晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) , 提高強(qiáng)度 ; 晶粒數(shù)量增加 , 塑性變形分布更為均勻 , 塑性提高 ; 晶界多阻礙裂紋擴(kuò)展 , 改善韌性 .37、共析鋼的奧氏體化有幾個(gè)主要過(guò)程？合金元素對(duì)奧氏體化過(guò)程有什么影響？答: 共析鋼奧氏體化有 4 個(gè)主要過(guò)程 : 奧氏體形成、 滲碳體溶解、 奧氏體均勻化、 晶粒長(zhǎng)大。合金元素的主要影響通過(guò)碳的擴(kuò)散體現(xiàn)，碳化物形成元素阻礙碳的擴(kuò)散，降低奧氏體形成、滲碳體溶解、奧氏體均勻化速度。38、提高鋼材耐蝕性的主要方法有哪些？為什么說(shuō)Cr 是不銹鋼中最重要的合金元素？.精品文檔答：提高鋼材耐蝕性的主要方

18、法有：在表面形成致密氧化膜、提高基體電極電位、形成單相組織。 Cr 可形成表面致密氧化膜Cr2O3, 可提高電極電位，可形成單相鐵素體.39、何為位錯(cuò)反應(yīng)？如何判斷一個(gè)位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？40、根據(jù)凝固理論，試述細(xì)化晶粒的基本途徑。由 凝固理論可知，結(jié)晶時(shí)單位體積中的晶粒數(shù)目z取決于形核率N 和晶體長(zhǎng)大速率Vg兩個(gè)因素，即z N/Vg?；就緩剑?1)增大過(guò)冷度 T 。 T 增加， N 和 Vg 都隨之增加，即z 增多。(2) 加入形核劑。加入形核劑后，可以促使過(guò)冷液體發(fā)生非均勻形核。即不但使非均勻形核所需要的基底增多， 而且使臨界晶核半徑減小， 這都將使晶核數(shù)目增加， 從而細(xì)化晶粒。(3) 振

19、動(dòng)結(jié)晶。振動(dòng)結(jié)晶，一方面提供了形核所需要的能量，另一方面可以使正在生長(zhǎng)的晶體破斷，以提高更多的潔凈核心，從而使晶粒細(xì)化。41、分析金屬冷變形度的大小對(duì)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響，說(shuō)明原因。42、簡(jiǎn)述成分過(guò)冷的形成以及成分過(guò)冷對(duì)固溶體生長(zhǎng)形態(tài)的影響。43、位錯(cuò)增值機(jī)理五、計(jì)算、作圖1、已知碳在r Fe 中的擴(kuò)散常數(shù)D0 2.0 10-5m2/s ，擴(kuò)散激活能Q1.4X10 5J/mol （ R8.31J/(molK)。碳勢(shì)均為CP 1.1 C 的條件下對(duì)20#鋼在 880進(jìn)行滲碳， 為達(dá)到 927滲碳 5h 同樣的效果，滲碳時(shí)間應(yīng)為多少？(12 分 )2、對(duì) fcc 結(jié)構(gòu)的晶體 ( 點(diǎn)陣常數(shù)為a)(1

20、) 分別計(jì)算原子在 100 ， 110 和 111 晶向上的原子密度，并說(shuō)明哪個(gè)晶向是密排方向：(2) 計(jì)算原子在 (100) ，(110) 和 (111) 晶面上的原子密度和三個(gè)面的面間距，并指出面間距最大的晶面。3、寫(xiě)出附圖1.1 所示立方晶格中晶面ABCD和晶向 CE的指數(shù)； 在右圖單胞中畫(huà)出晶面(111)和該面上屬于 三個(gè)晶向，并標(biāo)出具體指數(shù)。(12 分 )-525時(shí)，求4、已知碳在 -Fe 中擴(kuò)散時(shí)， D0 =2.0 10m/s ， Q=1.4 10 J/mol 。當(dāng)溫度在 927其擴(kuò)散系數(shù)為多少？（已知摩爾氣體常數(shù)R=8.314J/mol?K）5、作圖表示立方晶體的011 、 23

21、1、 321 晶面和、112 、 102 晶向。（每題 2 分，共.精品文檔10 分）6、已知 A（熔點(diǎn) 600）與 B（熔點(diǎn) 500）在液態(tài)無(wú)限互溶，固態(tài)時(shí)A 在 B 中的最大固溶度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 為 A 0.30 ，室溫時(shí)為 A 0.10 ；但 B 在固態(tài)和室溫時(shí)均不溶于 A。在 300 時(shí)，含 B=0.40 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。 試?yán)L出 A-B 合金相圖； 并分析 A=0.20 、A=0.80的合金在室溫下的組織組成物和相組成物的相對(duì)量。在 A-B 二元相圖中，分析 wB=0.6 的合金平衡凝固后，在室溫下的相組成物及組織組成物，并計(jì)算各相組成物的相對(duì)含量。相組成： A 組織組成： A

22、 AIIA%9060100%33.3%90 0% 1 33.3% 66.7%解：按已知條件， A-B 合金相圖如圖4-13 所示 ( 各相區(qū)均用組織成物標(biāo)注) 。.精品文檔合金 (A-0.80B):室溫下由 A 與 B 兩相組成，其相對(duì)量為W =(0.8-0)/(0.9-0)=89%.WA=1-=11%.室溫下的組織為 + A ，其組織組成物的相對(duì)量與組成物相同，即W =89%,WA =11%.合金 (A-0.55B):室溫下由與兩相組成，其相對(duì)量為W 初0.550.40100% 50%0.700.40W( A)共晶1初 50%室溫下的組織為 初+(A+ ) 共晶 +A。在共晶反應(yīng)剛完成時(shí)。則

23、有 初 +(A+ ) 共晶 . 冷至室溫時(shí)，將由 初與共晶 中析出 A，但由于共晶 中析出的A與共晶 A 連接在一起。不可分辨，故略去不計(jì)。由 初中析出的相對(duì)量為WAII0.900.7011%50%0.90所以，室溫下 初的相對(duì)量為W 初 = W 初 - WA = 50% - 11% = 39%該合金室溫下組織成物的相對(duì)量為W 初 = 39% .W(A+ ) 共晶 =50% .WA= 11%7、繪出 Fe-Fe 3C 相圖，標(biāo)出鐵碳相圖上的C、E、F、 G、 K、P、 S 點(diǎn)，說(shuō)明 ECF、 PSK水平線和 ES、 GS曲線的意義，其上發(fā)生的轉(zhuǎn)變及生成的組織組成物。A15380純鐵的熔點(diǎn)C11

24、484.3共晶點(diǎn)， LCldD12276.69滲碳體 的熔點(diǎn)（計(jì)算值）E11482.11碳在 -Fe 中的最大 溶解度G9120純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)， - Fe -FeP7270.0218碳在 -Fe 中的最大溶解度S7270.77共析點(diǎn)， AsPQ6000.0057600時(shí)碳在 -Fe 中的溶解度ECF共晶線發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，生成萊氏體（Ld）。共晶反應(yīng)式為： Lc LdACD液相線此線以上為液相（ L），緩冷至液相線時(shí)，開(kāi)始結(jié)晶AECF固相線此線以下為固相PSK共析發(fā)生共析轉(zhuǎn)變 ，生成珠光體（P）. 共析反應(yīng) 式為： AS P線A 1ESAcm碳在 -Fe 中的溶解度曲線.精品文檔PQ碳在 -

25、Fe 中的溶解度曲線GSA3奧氏體 鐵素體轉(zhuǎn)變線8、已知某低碳鋼 0 =64KPa ， K=393.7，若晶粒直徑為50 m ，該低碳鋼的屈服強(qiáng)度1是多少？ys0 k yd 29、試計(jì)算BCC 晶體最密排面的堆積密度BCC 密排面為110面，其面積為：. 110面上被原子占據(jù)的面積為（兩個(gè)原子）：. 堆積密度：。10、面心立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)金屬中的原子堆垛方式和致密度是否有差異?請(qǐng)加以說(shuō)明。FCC和 HCP均按 ABCABC方式堆垛；致密度也都是0.74 。11、計(jì)算 wc 3.3 的鐵碳合金常溫下萊氏體的相對(duì)含量，組織中珠光體的相對(duì)含量和共析滲碳體的含量。 （ 9 分）12、已知 Cu

26、的原子量為63.5 ，原子半徑是0.1278 nm 。 ( 20分 )（1）計(jì)算銅的密度、點(diǎn)陣常數(shù)和最大面間距。（2）在立方晶胞（圖1. ）中標(biāo)出下列晶面和晶向（要求用字母標(biāo)出，如oa:001，等等）：（011）、（）、 102 、（3）以上哪些晶面和晶向互相垂直？13、柏氏矢量的物理意義是什么？根據(jù)柏氏矢量如何區(qū)分螺型位錯(cuò)和刃型位錯(cuò)？什么是全位錯(cuò)和不全位錯(cuò)？簡(jiǎn)述位錯(cuò)反應(yīng)條件。無(wú)外力作用時(shí)，位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？（ 18 分）14、假設(shè)在鎂晶體中，由一個(gè)位錯(cuò)源放出的位錯(cuò)移到晶體表面，使晶體表面產(chǎn)生高度約為10-4 cm的滑移臺(tái)階，問(wèn)有多少個(gè)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)至表面？（已知b=3.2 A ）15、在鋁試樣中測(cè)

27、得晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度為5x1013m-2 ，假定位錯(cuò)全部集中在亞晶界上，且每個(gè)亞晶粒的截面均為正六邊形，而位錯(cuò)全為刃位錯(cuò)，其柏氏矢量b=a/2101 2x10-10 m，如亞晶粒之間的傾角為5，試求亞晶界上的位錯(cuò)間距和亞晶粒的平均大小。.精品文檔正六邊形面積，總邊長(zhǎng)為6a，單位面積中亞晶數(shù)目求得 a=1 10-5 （ m）。P/6=5*102/6=87. 因?yàn)椋?D=2.3nm ，所以六邊形邊長(zhǎng)為：2.3*87=198nm, 則晶梨外接圓直徑d=2*198=396nm.17、在 870比在 930滲碳有一定優(yōu)越性，淬火變形小又可得到較細(xì)的晶粒，碳在 鐵中-523的 D0=2.0 10m/s,Q

28、=140 10 J/mol, 請(qǐng)計(jì)算： (10 分 )(a) 870 時(shí)碳在 鐵中的擴(kuò)散系數(shù)；(b)將滲層加深一倍需多長(zhǎng)時(shí)間？(c)若規(guī)定 0.3%C 作為滲碳層厚度的量度，則在 930滲碳 10 小時(shí)的滲層厚度為870滲碳10 小時(shí)的多少倍？( 氣體常數(shù)R=8.314J/mol K, 滲層厚度Dt )(a) D870 =7.98 10-12 m2/s(b) 4 倍時(shí)間(c) 1.44 倍18、位錯(cuò)線與柏氏矢量，切應(yīng)力方向，位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向以及晶體滑移方向的關(guān)系？六、綜合1、試分析冷塑性變形對(duì)合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。組織結(jié)構(gòu)：（1 ）形成纖維組織：晶粒沿變形方向被拉

29、長(zhǎng)；（2 ）形成位錯(cuò)胞；（3 ）晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)形成變形織構(gòu). 力學(xué)性能：位錯(cuò)密度增大，位錯(cuò)相互纏繞，運(yùn)動(dòng)阻力增大，造成加工硬化。物理化學(xué)性能：其變化復(fù)雜，主要對(duì)導(dǎo)電，導(dǎo)熱，化學(xué)活性，化學(xué)電位等有影響。體系能量： 包括兩部分：（ 1 ）因冷變形產(chǎn)生大量缺陷引起點(diǎn)陣畸變，使畸變能增大；（ 2 ）因晶粒間變形不均勻和工件各部分變形不均勻引起的微觀內(nèi)應(yīng)力和宏觀內(nèi)應(yīng)力。這兩部分統(tǒng)稱(chēng)為存儲(chǔ)能， 其中前者為主要的。冷變形后引起的組織性能變化為合金隨后的回復(fù)、再結(jié)晶作了組織和能量上的準(zhǔn)備。2、對(duì)鐵碳合金(wc0.0015) 經(jīng)過(guò)完全退火后：(20 分 )（ 1）在室溫下包含哪些組成相，計(jì)算其相對(duì)量。（ 2）在室溫下

30、由哪些組織組成物構(gòu)成，畫(huà)出組織示意圖，并計(jì)算各自的相對(duì)量。.精品文檔(3) 在室溫下該合金經(jīng)過(guò)較大的塑性變形( 例如壓縮 50 ) ，其組織會(huì)發(fā)生哪些變化？(4) 變形后再經(jīng)過(guò) 750充分保溫后緩慢冷卻到室溫， 所得到的組織與原完全退火的組織有哪些差別？3、請(qǐng)根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問(wèn)題：（ 1） 分析合金 I 、II 的平衡結(jié)晶過(guò)程，并繪出冷卻曲線；（ 2） 說(shuō)明室溫下 I 、 II 的相和組織是什么？并計(jì)算出相和組織的相對(duì)含量；（ 3） 如果希望得到共晶組織和 5%的 初的合金，求該合金的成分；（ 4）分析在快速冷卻條件下， I 、 II 兩合金獲得的組織有何不同。：（1）（ 2）

31、 I： 初 II，相組成與組織組成比例相同II： 初 （ ） 共 II（忽略）.精品文檔（ 3）設(shè)所求合金成分為x（ 4） I合金在快冷條件下可能得到少量的共晶組織，且呈現(xiàn)離異共晶的形態(tài)，合金中的 II量會(huì)減少，甚至不出現(xiàn)；II 合金在快冷條件下 初呈樹(shù)枝狀，且數(shù)量減少。共晶體組織變細(xì)小，相對(duì)量增加。4、敘述板條馬氏體和下貝氏體的組織形態(tài)，并說(shuō)明板條馬氏體和下貝氏體具有良好強(qiáng)韌性的原因。5、試述冷變形金屬在加熱時(shí)，其組織和性能發(fā)生的變化。6、試論述含碳量對(duì)鐵碳合金平衡組織和性能的影響。7、論述影響擴(kuò)散的主要因素。8、求體心立方結(jié)構(gòu)中的四面體和八面體間隙的半徑及其中心位置的坐標(biāo)。9、 45 鋼的過(guò)冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（共 15 分）（1）說(shuō)明圖中A1 線、 Ms、 1 線、 2 線、 3 線表示的意義。（2）過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有哪些？寫(xiě)出各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的名稱(chēng)、相