《材料科學(xué)基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)提綱

1、文檔材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)提綱一、（共20分）名詞解釋?zhuān)總€(gè)名詞2分）簡(jiǎn)單正交點(diǎn)陣、晶向族、無(wú)限固溶體、配位數(shù)、交滑移、大角度晶界、上坡（順）擴(kuò)散、 形核功、回復(fù)、滑移系底心正交點(diǎn)陣、晶面族、有限固溶體、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）擴(kuò)散、形核率、再結(jié)晶、攣生二、（共30分）簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)1、計(jì)算面心立方晶體的八面體間隙尺寸。2、簡(jiǎn)述固溶體與中間相的區(qū)別。3、已知兩個(gè)不平行的晶面（人A厶）和（厶k2厶），求出其所屬的晶帶軸。4、計(jì)算面心立方晶體111晶面的面密度。5、簡(jiǎn)述刃型位錯(cuò)線方向、柏氏矢量方向、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向及晶體運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。6、簡(jiǎn)述刃型位錯(cuò)攀移的實(shí)質(zhì)。7、簡(jiǎn)述在外力的作用下，螺型

2、位錯(cuò)的可能運(yùn)動(dòng)方式。8、當(dāng)碳原子和鐵原子在相同溫度的廠Fe中進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，為何碳原子的擴(kuò)散系數(shù)大于鐵 原子的擴(kuò)散系數(shù)？9、簡(jiǎn)述單組元晶體材料凝固的一般過(guò)程。10、 如圖，已知A、B、C三組元固態(tài)完全不互溶，成分為80%A、10%B、10%C的0 合金在冷卻過(guò)程中將進(jìn)行二相共晶反應(yīng)和三相共晶反應(yīng)，在二元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，該合金液 相成分6點(diǎn)）為60%A、20%B、20%C,而三元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的液相成分（E點(diǎn)）為50% A、 10%B> 40%C,寫(xiě)出圖中I和P合金的室溫平衡組織。1、計(jì)算體心立方晶體的八面體間隙尺寸。2、簡(jiǎn)述決定組元形成固溶體與中間相的因素。3、已知二晶向厲冬血I和厲昭,求出

3、山此二晶向所決定的晶面指數(shù)。4、計(jì)算體心立方晶體110晶面的面密度。5、簡(jiǎn)述螺型位錯(cuò)線方向、柏氏矢量方向、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向及晶體運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。6、簡(jiǎn)述刃型位錯(cuò)滑移的實(shí)質(zhì)。7、簡(jiǎn)述在外力的作用下，刃型位錯(cuò)的可能運(yùn)動(dòng)方式。8、當(dāng)碳原子和鐵原子在相同溫度的a-Fe中進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，為何碳原子的擴(kuò)散系數(shù)大于鐵 原子的擴(kuò)散系數(shù)？9、簡(jiǎn)述純金屬凝固的基本條件。10、如圖，已知A、B、C三組元固態(tài)完全不互溶，成分為80%A、10%B、10%C的0合 金在冷卻過(guò)程中將進(jìn)行二相共晶反應(yīng)和三相共晶反應(yīng)，在二元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，該合金 液相成分（a點(diǎn)）為60%A、20%B、20%C,而三元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的液相成分（E點(diǎn)

4、）為 50% A、10%B. 40%C,試計(jì)算 A 初、（A+B）%和（A+B+C）%的相對(duì)量。文檔三、（8分）川-方二元相圖回答下列問(wèn)丿cBMg-Ni 系的一個(gè)共晶反應(yīng)為：507°C L（23. 5Wt. %Ni）<=>a（純鎂）+Mg2Ni（54. 6Wt. %Ni）設(shè)C,為亞共晶合金，G為過(guò)共晶合金，這兩種合金中的先共晶相的重量分?jǐn)?shù)相等，但G合 金中的?？偭繛镚合金中的a總量的2.5倍，試計(jì)算C】和G的成分。根據(jù)下列條件畫(huà)出一個(gè)二元系相圖，A和B的熔點(diǎn)分別是1000°C和700°C,含wB=0. 25的 合金正好在500°C完全凝固，它

5、的平衡組織由73.3%的先共晶。和26. 7%的（a+B）啲組成。 而wB=0. 50的合金在500°C時(shí)的組織由40%的先共晶a和60%的（a + B ）啲組成，并且此合金 的a總量為50%。四、鐵碳相圖（共16分）1、Fe-Fe3C相圖中三相恒溫轉(zhuǎn)變的類(lèi)型？并寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)式。（6分）2、分析含0. 65%C的Fe-C合金的平衡凝固過(guò)程。（6分）3、計(jì)算其室溫平衡組織中相組成物和組織組成物的相對(duì)量。（4分）1、畫(huà)出Fe-Fe3C相圖，并標(biāo)出其室溫下的平衡組織。（6分）2、分析含0. 9%C的Fe-C合金的平衡凝固過(guò)程。（6分）3、計(jì)算其室溫平衡組織中相組成物和組織組成物的相對(duì)量。

6、（4分）五、擴(kuò)散問(wèn)題（8分）指出影響晶體中原子擴(kuò)散的主要因素，并分析這些因素對(duì)晶體中原子擴(kuò)散的影響規(guī)律。 簡(jiǎn)述擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力？為什么二元系反應(yīng)擴(kuò)散后的擴(kuò)散層組織中不存在兩相混合區(qū)？六、強(qiáng)化理論（8分）金屬材料經(jīng)冷加工變形后，其強(qiáng)度、硬度顯著提高，而塑性、韌性則急劇下降，為什么？ 與單晶體相比較，多晶體的塑性變形行為表現(xiàn)出何種特點(diǎn)？為什么？文檔第一章材料的晶體結(jié)構(gòu)概念：簡(jiǎn)單三斜點(diǎn)陣、簡(jiǎn)單單斜點(diǎn)陣、底心單斜點(diǎn)陣、簡(jiǎn)單正交點(diǎn)陣、底心正交點(diǎn)陣、體心正交點(diǎn)陣、面心 正交點(diǎn)陣、六方點(diǎn)陣、菱方點(diǎn)陣、簡(jiǎn)單正方點(diǎn)陣、體心正方點(diǎn)陣空間點(diǎn)陣、晶體結(jié)構(gòu)、晶胞、多晶型性（同素異構(gòu)性）、晶帶、晶帶軸、晶帶定律、配位數(shù)、致密

7、度、 原子面密度、八而體間隙、四而體間隙、晶向族、晶面族晶體的對(duì)稱(chēng)要素、宏觀對(duì)稱(chēng)要素、微觀對(duì)成稱(chēng)要素置換固溶體、間隙固溶體、無(wú)限固溶體、有限固溶體、無(wú)序固溶體、有序固溶體、正常價(jià)化合物、電 子濃度化合物、間隙相、間隙化合物簡(jiǎn)答：簡(jiǎn)述晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的區(qū)別。畫(huà)岀而心立方晶體中（111）而上的11空晶向。已知兩個(gè)不平行的晶而（人匕厶）和（厶k： 2:）,則求出英所屬的晶帶軸。已知二晶向4 % %和&內(nèi)胎,求出由此二晶向所決泄的晶面指數(shù)。已知三個(gè)晶而（力：k：厶）、血民厶）和血ks厶），問(wèn)此三個(gè)晶面是否在同一個(gè)晶帶？已知三個(gè)晶軸u：珂肌、比VZ肥和4內(nèi)昭,問(wèn)此三個(gè)晶軸是否在同一個(gè)晶面上？判

8、斷（Tio）. （T 32）和（311）晶面是否屬于同一晶帶。計(jì)算而心立方晶體的八而體間隙尺寸。計(jì)算體心立方晶體的八而體間隙尺寸。分別畫(huà)出面心立方、體心立方、密排六方晶胞，并分別計(jì)算而心立方、體心立方、密排六方晶體的致 密度：分別計(jì)算而心立方晶體111晶而和體心立方晶體110晶而原子而密度。簡(jiǎn)述固溶體與中間相的區(qū)別。簡(jiǎn)述決定組元形成固溶體與中間相的因素。簡(jiǎn)述影響苣換固溶體溶解度的因素。簡(jiǎn)述影響間隙固溶體溶解度的因素。比較間隙相和間隙化合物這兩種原子尺寸因素化合物的不同之處。Mg=Si. NiAl. CM、Fe,C、Fe*N、VC、Cud、CuZn3化合物中，哪些屬于正常價(jià)化合物?電子濃度化 合

9、物？間隙相？第二章晶體缺陷概念:空位，間隙原子、肖脫基空位、弗蘭克爾空位刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、柏氏矢量、位錯(cuò)的滑移、交滑移、攀移、雙交滑移、位錯(cuò)的交割、扭折、割階晶界、大角度晶界、小角度晶界、對(duì)稱(chēng)傾側(cè)小角度晶界、扭轉(zhuǎn)小角度晶界簡(jiǎn)答：指岀刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò)在結(jié)構(gòu)方而的不同之處"一個(gè)環(huán)形位錯(cuò)能否各部分均為刃型位錯(cuò)或螺型位錯(cuò)？為什么？簡(jiǎn)述刃型位錯(cuò)線方向、柏氏矢量方向、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向及晶體運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。簡(jiǎn)述螺型位錯(cuò)線方向、柏氏矢量方向、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向及晶體運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。簡(jiǎn)述位錯(cuò)滑移的實(shí)質(zhì)。文檔簡(jiǎn)述位錯(cuò)攀移的實(shí)質(zhì)。位錯(cuò)的滑移而與晶體滑移而的區(qū)別簡(jiǎn)述在外力的作用下，刃型位錯(cuò)的可能運(yùn)動(dòng)方式。

10、簡(jiǎn)述在外力的作用下，螺型位錯(cuò)的可能運(yùn)動(dòng)方式。而心立方晶體中(111)晶而上的b = iTio螺型位錯(cuò)在滑移過(guò)程中受阻時(shí)，將通過(guò)交滑移轉(zhuǎn)移到哪 一個(gè)111晶面上繼續(xù)滑移？為什么？2位錯(cuò)的交割，如柏氏矢量和位錯(cuò)線均相互垂直的刃型位錯(cuò)的交割。簡(jiǎn)述弗蘭克-瑞徳(Frank-Read)位錯(cuò)增殖機(jī)制。第三章固體中的擴(kuò)散概念：擴(kuò)散通量、擴(kuò)散系數(shù)、間隙擴(kuò)散機(jī)制、空位擴(kuò)散機(jī)制、上坡(順)擴(kuò)散、下坡(逆)擴(kuò)散、空位擴(kuò)散 激活能、間隙擴(kuò)散激活能、穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程簡(jiǎn)答：當(dāng)碳原子和鐵原子在相同溫度的(a-Fe) y-Fe中進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，為何碳原子的擴(kuò)散系數(shù)大于鐵原子的擴(kuò) 散系數(shù)？簡(jiǎn)要說(shuō)明原子的間隙擴(kuò)散機(jī)制。簡(jiǎn)要說(shuō)

11、明空位擴(kuò)散機(jī)制。針對(duì)實(shí)際滲碳問(wèn)題，根據(jù)已知條件計(jì)算達(dá)到一泄?jié)B層深度所需要的時(shí)間或計(jì)算經(jīng)過(guò)一定滲碳時(shí)間后所 達(dá)到的滲層深度。在827°C和滲碳927°C下分別向含碳量為0. 2%的碳鋼中滲碳，假定不同溫度下鋼表面的碳含量始終維 持在1. 2%,若規(guī)定滲碳層深度測(cè)量至含碳量為0. 35%處，且在不同溫度下碳在丫-Fe中的溶解度差別忽略不 il，請(qǐng)計(jì)算927°C滲碳10小時(shí)后所達(dá)到的滲碳層深度應(yīng)為827°C滲碳10小時(shí)后的滲碳層深度的多少倍？(已知 D。二 2 x 10'8 m7s, Q = 140 x 10s J/mol)在927%下向含破量為0.2

12、%的鋼中滲碳，假立滲碳期間鋼表而的碳含量始終維持在1.2%,且滲碳層 厚度定義為從表面起測(cè)量至0. 4%C處止，若已知D。二2 x 10_s m7s, Q = 140 x 103 J/mol,請(qǐng)計(jì)算經(jīng)過(guò)2 小時(shí)滲碳后的滲碳層厚度。(寫(xiě)明計(jì)算步驟即可，不必計(jì)算出結(jié)果)一塊含0. 1EC的碳鋼在9309滲碳，滲到0. 05cm的地方碳的濃度達(dá)到0.45%。在t>0的全部時(shí)間，滲 碳?xì)夥毡３直矶煞譃?%，假設(shè)D/=2. OX 10_!exp(-140000z/RT) (m7s), (a)計(jì)算滲碳時(shí)間；(b)若將滲 層加深一倍，則需多長(zhǎng)時(shí)間？(c)若規(guī)泄0.3$ C作為滲碳層厚度的量度，則在9

13、30°C滲碳10小時(shí)的滲層 厚度為8704C滲碳10小時(shí)的多少倍？為什么同一種原子在體心立方晶體中的擴(kuò)散系數(shù)大于其在面心立方晶體中的擴(kuò)散系數(shù)？指岀影響晶體中原子擴(kuò)散的主要因素，并分析這些因素對(duì)晶體中原子擴(kuò)散的影響規(guī)律。為什么二元系反應(yīng)擴(kuò)散后的擴(kuò)散層組織中不存在兩相混合區(qū)？簡(jiǎn)述擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力？第四章材料的凝固概念：過(guò)冷度、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度、晶核、晶胚、均勻形核、非均勻形核、臨界晶核、形核功、結(jié)構(gòu)起伏、能量起 伏、接觸角、形核率、晶核長(zhǎng)大線速度文檔簡(jiǎn)答：簡(jiǎn)述單組元晶體材料凝固的一般過(guò)程。純金屬凝固的基本條件？純組元在冷卻至一左溫度以下發(fā)生凝固時(shí)，除了需要有結(jié)構(gòu)起伏外，為何還需要有能量尼伏？何謂均

14、勻形核和非均勻形核，二者之間的區(qū)別？指岀材料凝固過(guò)程中可以細(xì)化晶粒的主要途徑及相應(yīng)的作用機(jī)理。第五章相圖概念：勻晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變、偽共晶、離異共晶、晶內(nèi)偏析、枝晶偏析、熔晶轉(zhuǎn)變、 合晶轉(zhuǎn)變、偏晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、包析轉(zhuǎn)變、組織組成物、相組成物、鐵素體、奧氏體、滲碳體、萊氏體、 珠光體、一次滲碳體、二次滲碳體、直線法則、重心法則簡(jiǎn)答：指岀單相固溶體合金的凝固過(guò)程與純金屬（或純組元）的凝固過(guò)程之間的主要區(qū)別。典型的固態(tài)互不溶解的三元共晶系合金的平衡凝固過(guò)程分析及室溫組織組成物相對(duì)量的計(jì)算。已知A、B、C三組元固態(tài)完全不互溶，成分為80%A、10%B、10%C的0合金在冷卻過(guò)程中將進(jìn)行二 相

15、共晶反應(yīng)和三相共晶反應(yīng)，在二元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，該合金液相成分（a點(diǎn)）為60%A、20%B、20% C,而三元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的液相成分（E點(diǎn)）為50$ A、10%B. 40%C。（見(jiàn)下圖5-3）（a）試計(jì)算A朋、（A+B）%和（A+B+C）%的相對(duì)量。（b）寫(xiě)岀圖中I和P合金的室溫平衡組織。為何三元系中的四相平衡共晶轉(zhuǎn)變而為一平而？畫(huà)岀Fe-Fe3C相圖（標(biāo)注各主要特性點(diǎn)的成分和溫度，并按相組成物填注各相區(qū)）；說(shuō)明鐵素體、奧氏 體、滲碳體、萊氏體、珠光體的槪念及區(qū)別：三相恒溫轉(zhuǎn)變的類(lèi)型及相應(yīng)的反應(yīng)式。指岀一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲破體和共析滲碳體之間的主要區(qū)別。指出七種鐵碳合金的

16、類(lèi)別及其相應(yīng)的室溫平衡組織。分析亞共析鋼、過(guò)共析鋼和亞共晶白口鑄鐵的平衡凝固過(guò)程，并分別訃算上述合金的室溫平衡組織中 相組成物和組織組成物的相對(duì)量。根據(jù)下列已知條件畫(huà)出一個(gè)A-B二元系相圖。已知組元A和B的熔點(diǎn)分別為900°C和700弋：含B量 為30%的合金在500弋完全凝固后的平衡組織由80%的先共晶（或初晶）a相和20%的（a +卩）共晶體組 成，而含B量為55%的合金在500°C完全凝固后的平衡組織由50%的a相和50%的卩相兩相組成：且含文檔B量為70弔的合金在500°C平衡凝固后可得到100$的（a + 0）共晶體。第六章材料的塑性變形與再結(jié)晶概念：滑移，滑移方向、滑移而、滑移系、臨界分切應(yīng)力、李生、李晶、加工硬化、固溶強(qiáng)化、晶粒細(xì)化強(qiáng) 化、第二相強(qiáng)化、回復(fù)、再結(jié)晶簡(jiǎn)答：而心立方結(jié)構(gòu)的晶體比具有體心立方和密排六方結(jié)構(gòu)的晶體更易發(fā)生滑移，為什么？金屬材料經(jīng)冷加工變形后，英強(qiáng)度、硬度顯著提髙，而塑性、韌性則急劇下降，為什么？用多晶體的塑性變形理論分析細(xì)化晶粒能夠有效地提高材料強(qiáng)度的主要原因。與