2023年湖南大學材料科學基礎(chǔ)真題

2023年材料科學根底真題一、名詞解釋〔30分〕〔稱為孿生面〕和晶〔稱為孿生方向?qū)\晶。而造成標記面飄移的現(xiàn)象。氏體晶界呈網(wǎng)狀分布。小角度晶界：界面兩側(cè)的晶粒取向差小于10o的晶界，有對稱傾側(cè)晶界和非對稱傾側(cè)晶界之分?；c實際溫度分布這兩個因素共同打算，這種過冷呈為成分過冷。施密特〔Schmid〕因子：拉伸變形時，能夠引起晶體滑移的分切應力t的小取決于該滑移面和晶向的空間位置〔。t與拉伸應力σ間的關(guān)系為：因子越大，則分切應力越大。二、簡答題〔5題，50分〕簡述柯垂爾氣團和鈴木氣團的特點溶質(zhì)原子與層錯交互作用形成鈴木氣團。配位數(shù)?！?〕間隙FCC晶胞：4個八面體間隙，8個四周體間隙；BCC晶胞：6個八面體間隙；12個四周體間隙；HCP晶胞：6個八面體間隙；12個四周體間隙；配位數(shù)個12個12個，非抱負狀態(tài)〔6+6〕個致密度BCC：0.68 FCC：0.74 HCP：0.74簡述固溶體和中間相的特點〔1〕固溶體：固溶體保持了溶劑的晶格類型；成分可以在確定范圍內(nèi)性等。固溶體中的結(jié)合鍵主要是金屬鍵。〔氮、碳、氫、硅〕之間中間位置，故也稱為中間相。的類型，可能有離子鍵、共價鍵，但大多數(shù)照舊屬于金屬鍵類型。答：有共格、半共格和非共格三種。而晶格畸變能最低；半共格界面介于兩者之間。〔1〕有絲織構(gòu)和板織構(gòu)時簡潔產(chǎn)生制耳。穿插扎制以及相應退火的方法。比較位錯滑移與孿生的區(qū)分與聯(lián)系〔1〕平移實現(xiàn)的。都不會轉(zhuǎn)變晶體構(gòu)造。兩者都是晶體中位錯運動的結(jié)果?！?〕不同點：滑移不轉(zhuǎn)變晶體位向，孿生則轉(zhuǎn)變晶體位向；孿晶經(jīng)拋光與侵蝕后仍能重現(xiàn)?；茣r原子的位移是沿滑移方向的原子間距的整數(shù)載速率越高〔如沖擊載荷，也越簡潔發(fā)生孿晶?；茖w的塑性變形有位錯運動的結(jié)果。成分偏析的種類及產(chǎn)生氣理長形態(tài)的不同可分為：枝晶偏析，胞狀偏析，晶界偏析枝晶偏析〔晶內(nèi)偏析：凝固速度越快，液體的對流集中越不充分，o值越小〔<，則枝晶偏析越嚴峻。Ko<1象稱為胞狀偏析。可以通過高溫集中退火消退。Ko<1的合金，最晶界偏析。三、論述題〔41560分〕論述位錯的運動方式、條件及其對材料變形的影響。答：(1)運動方式：刃型位錯：滑移，攀移；螺型位錯：滑移和交滑移P-N〔派納力。攀移運動需要正應力和高溫作用。只有螺型位錯才能發(fā)生交滑移，層錯集而發(fā)生交滑移。應力作用下才能發(fā)生正刃型位錯的攀移。論述界面能對析出相的形貌的影響。單相組織：界面平直化與轉(zhuǎn)動。減小界面能；界面平衡的熱力學，復相組織：其次相分布在基體晶粒內(nèi)時，假設(shè)相界的界面能無明顯各有明顯的各向異性，則其次相將形成以低能量晶面為相界的多面體。其次相分布基體兩晶粒的晶界上時假設(shè)兩相間形成非共格界面當其次相位于基體的晶面上時常呈雙凸透鏡的形貌此時其次相的具體外形與界面能有親熱關(guān)系。假設(shè)α、β兩相間形成共格或半共格界面，則由于界面兩側(cè)的α相晶粒有不同的位向，所以β相假設(shè)和第一個α相晶粒形成共格或半共格界面，則和其次個α相晶粒就不能共格。 常見的狀況是一個α晶粒形成平直的共格或半共格界面，而另一個α晶粒形成光滑的非共格界面。(1)凝固的驅(qū)動力是液固兩相的自由能差值(3)晶粒長大的驅(qū)動力是晶界能4.論述冷變形后材料的組織和性能特點?，F(xiàn)孿晶帶。晶粒轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生形變帶，消滅晶粒擇優(yōu)取向〔織構(gòu)。產(chǎn)生內(nèi)應力。塑性和韌性下降等。??？〔一2~10%范圍內(nèi)〕時，所產(chǎn)生的儲存能正好足夠驅(qū)動再結(jié)晶發(fā)生，這一變形量稱為臨界變形量。塑性變形溫度：上升形變溫度將削減儲存能，從而降低N/G，使再結(jié)晶晶粒粗化。率的增大速率幾乎一樣。但再結(jié)晶加熱溫度上升將使金屬的臨界變形量減小。部位也愈多，造成形核率增大而使再結(jié)晶后晶粒尺寸減小。速率，便可把握晶粒尺寸。合金強化方法有哪些，其機理是什么？答：固溶強化、彌散強化、其次相強化、細晶強化、加工硬化、馬氏體強化、有序強化。其機理均是通過阻礙位錯的運動來提高材料的強度。不同的強化方法的機理有其特別性。固溶強化：固溶在點陣間隙或結(jié)點上的合金元素原子由于其尺寸不同于間隙原子優(yōu)先分布于BCC金屬刃型位錯的拉應力區(qū)，對位錯產(chǎn)生釘扎作用，后者是合金元素優(yōu)先分布于FCC金屬擴展位錯的層錯區(qū)，降低層錯能，擴大層錯區(qū)，使擴展位錯滑移更加困難。沉淀強化和彌散強化：合金通過相變過程得到的合金元素與基體元素的〔〕或者繞過〔沉淀強化的大尺寸顆?！称浯蜗?，因而其次相〔沉淀相和彌散相〕阻礙了位錯運動。晶界強化：依據(jù)Hall-Petch公式，屈服點σ 同晶粒直徑d之間的關(guān)系是sσ=σ+kd-1/2，其實質(zhì)是位錯越過晶界需要附加附加的應力。因此低溫用鋼往往s o承受細晶粒組織。有序強化：有序合金的位錯是超位錯，要使金屬發(fā)生塑性變形就需要使強度。集中的機制及影響因素。集中機制：空位機制、間隙機制、換位機制但凡與化學位有關(guān)的因素，均對集中有影響。A.溫度的影響。溫度越高，原子集中系數(shù)越大。B.集中組元的影響。a.組元特性：固溶體中組元尺寸相差越大，集中系數(shù)越大；組b.組元濃度，通過集中激c.C.a.密堆構(gòu)造的集中比非密堆構(gòu)造中慢；b.間隙式集中較置換式集中快；c.各向異性時，沿原D.〔在奧氏體態(tài)滲碳〕和增加滲碳源的碳