材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(帶答案)

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(帶答案)材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)

一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。任選六題，每小題3分，共18分）

1晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣

2熱加工與冷加工

3上坡蔓延與下坡蔓延

4間隙固溶體與間隙化合物

5相與組織

6交滑移與多滑移

7金屬鍵與共價(jià)鍵

8全位錯(cuò)與不全位錯(cuò)

9共晶改變與共析改變

二、畫圖題（任選兩題。每題6分，共12分）

1在一個(gè)容易立方晶胞內(nèi)畫出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。

2畫出成分過冷形成原理暗示圖（至少畫出三個(gè)圖）。

3綜合畫出冷變形金屬在加熱時(shí)的組織變化暗示圖和晶粒大小、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和塑性變化趨勢圖。

4以“固溶體中溶質(zhì)原子的作用”為主線，用框圖法建立與其相關(guān)的各章內(nèi)容之間的聯(lián)系。

三、簡答題（任選6題，回答要點(diǎn)。每題5分，共30分）

1在點(diǎn)陣中選取晶胞的原則有哪些？

2簡述柏氏矢量的物理意義與應(yīng)用。

3二元相圖中有哪些幾何邏輯？

4如何按照三元相圖中的垂直截面圖和液相單變量線推斷四相反應(yīng)類型？

5材料結(jié)晶的須要條件有哪些？

6細(xì)化材料鑄態(tài)晶粒的措施有哪些？

7簡述共晶系合金的不平衡冷卻組織及其形成條件。

8晶體中的滑移系與其塑性有何關(guān)系？

9馬氏體高強(qiáng)度高硬度的主要緣由是什么？

10哪一種晶體缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷，為什么？

四、分析題（任選1題。10分）

1計(jì)算含碳量w=0.04的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)冷卻到室溫后，組織中的珠光體、二次滲碳體和萊氏體的相對含量。

2由蔓延其次定律推導(dǎo)出第一定律，并說明它們各自的適用條件。

3試分析液固改變、固態(tài)相變、蔓延、回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的驅(qū)動(dòng)力及可能對應(yīng)的工藝條件。

五、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為(111)[110].（15分）

(1)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量.

(2)假如滑移由純?nèi)行臀诲e(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向.

(3)假如滑移由純螺型位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向.

(4)在(2),(3)兩種狀況下,位錯(cuò)線的滑移方向如何?

(5)假如在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試確定單位刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)

線受力的大小和方向。（點(diǎn)陣常數(shù)a=0.2nm)。

六、論述題（任選1題，15分）

1試論材料強(qiáng)化的主要辦法、原理及工藝實(shí)現(xiàn)途徑。

2試論固態(tài)相變的主要特點(diǎn)。

3試論塑性變形對材料組織和性能的影響。

材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)參考答案

一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。每小題3分，共18分）

（評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：給出每個(gè)概念的定義各得1分，說明異同得1分）

1晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣

異：點(diǎn)的屬性、數(shù)目、有無缺陷；同：描述晶體中的邏輯性。

2熱加工與冷加工

異：熱加工時(shí)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶與加工硬化；冷加工只發(fā)生加工硬化；

同：發(fā)生塑性變形。

3上坡蔓延與下坡蔓延

異：蔓延方向；

同：驅(qū)動(dòng)力－化學(xué)位梯度。

4間隙固溶體與間隙化合物

異：結(jié)構(gòu)與組成物的關(guān)系；

同：小原子位于間隙位置。

5相與組織

異：組織具有特定的形態(tài)；

同：都是材料的組成部分。

6交滑移與多滑移

異：多個(gè)滑移系的滑移；

同：交滑移中滑移系具有相同的滑移方向。

7異：電子共用范圍不同,金屬鍵中電子屬全部原子共用,共價(jià)鍵中屬若干原子共用.

同：成鍵方式為電子共用.

8異：柏氏矢量與點(diǎn)陣常數(shù)的關(guān)系不同.

同：都是線缺陷,即位錯(cuò).

9異：共晶改變?yōu)閺囊合喔淖?共析改變?yōu)閺墓滔喔淖?

同：在恒溫下改變產(chǎn)物為兩個(gè)固相.

二、畫圖題（任選兩題。每題6分，共12分）

1在一個(gè)容易立方晶胞內(nèi)畫出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。

圖略；每個(gè)指數(shù)各計(jì)1分，指數(shù)規(guī)范性1分。(參考聶金鳳圖)

2畫出成分過冷形成原理暗示圖（至少畫出三個(gè)圖）。(參考”聶金鳳”圖)

圖略：每個(gè)圖各計(jì)2分。

3綜合畫出冷變形金屬在加熱時(shí)的組織變化暗示圖和晶粒大小、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和塑性變化趨勢圖。(參考”張耕”圖)

圖略：組織暗示圖計(jì)2分，每個(gè)指標(biāo)各計(jì)1分。

三、簡答題（任選6題，回答要點(diǎn)。每題5分，共30分）

1在點(diǎn)陣中選取晶胞的原則有哪些？

反映對稱性；相等的棱和角最多；直角最多；體積最小。

（每條計(jì)1分；講述計(jì)1分）

2簡述柏氏矢量的物理意義與應(yīng)用。

代表位錯(cuò)；推斷位錯(cuò)類型；表示晶體滑移的方向與大小；守+恒性及其推論。

（每條計(jì)1分）

3二元相圖中有哪些幾何邏輯？

相區(qū)接觸法則；三相區(qū)是一條水平線…；三相區(qū)中間是由它們中相同的相組成的兩相區(qū)；單相區(qū)邊界線的延伸線進(jìn)入相鄰的兩相區(qū)。

（每條計(jì)1分；講述計(jì)1分）

4如何按照三元相圖中的垂直截面圖和液相單變量線推斷四相反應(yīng)類型？

圖略。

（垂直截面圖部分2.5分，單變量線部分2.5分。）

5材料結(jié)晶的須要條件有哪些？

過冷；結(jié)構(gòu)起伏；能量起伏；成分起伏（合金）。

（每項(xiàng)計(jì)各1分，講述1分）

6細(xì)化材料鑄態(tài)晶粒的措施有哪些？

提高過冷度；變質(zhì)處理；振動(dòng)與攪拌。

（每項(xiàng)各計(jì)1.5分，講述0.5分）

7簡述共晶系合金的不平衡冷卻組織及其形成條件。

(1)偽共晶-非共晶合金得到的徹低共晶組織;條件:冷卻速度快,合金成分位于共晶點(diǎn)附件.

(2)不平衡共晶-共晶線以外的合金得到的共晶組織;條件:冷卻速度快,合金成分位于共晶線以外端點(diǎn)附近..

(3)離異共晶-兩相分別的共晶組織;條件:不平衡條件下,合金成分位于共晶線以外端點(diǎn)附近;平衡條件下,合金成分位于共晶線以內(nèi)端點(diǎn)附近.

8晶體中的滑移系與其塑性有何關(guān)系？

(1)普通滑移系越多,塑性越好;

(2)與滑移面密排程度和滑移方向個(gè)數(shù)有關(guān);

(3)與同時(shí)開動(dòng)的滑移系數(shù)目有關(guān).

9馬氏體高強(qiáng)度高硬度的主要緣由是什么？

固溶強(qiáng)化;細(xì)晶強(qiáng)化;相變強(qiáng)化.(要求簡要論述)

10哪一種晶體缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷，為什么？

是點(diǎn)缺陷.由于在一定濃度點(diǎn)缺陷存在的狀況下晶體的能力可達(dá)到最低狀態(tài).

四、分析題（任選1題。10分）

1計(jì)算含碳量w=0.04的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)冷卻到室溫后，組織中的珠光體、二次滲碳體和萊氏體的相對含量。

分離為10.6%,3.10%和86.30%。

（計(jì)算過程1分，每個(gè)結(jié)果各計(jì)3分。）

2由蔓延其次定律推導(dǎo)出第一定律，并說明它們各自的適用條件。

略。(參考聶金鳳推導(dǎo))

五、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為(111)[110].（15分）－每小題3分。

(1)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量.

a[110]/2.

(2)假如滑移由純?nèi)行臀诲e(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向.

[112]

(3)假如滑移由純螺型位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向.

[110]

(4)在(2),(3)兩種狀況下,位錯(cuò)線的滑移方向如何?

分離平行和垂直于柏士矢量－詳細(xì)指數(shù)。