材料科學基礎期末考試.doc

姓名考試日期學號課程號教學班年級課程名稱專業(yè)密 封 線 西 南 石 油 大 學 試 卷 第 9 頁 共 9 頁材料科學基礎考試試卷（第一套）課程號6706601060考試時間120分鐘適用專業(yè)年級（方向）：材 料 科 學 與 工 程 專 業(yè) 2006 級考試方式及要求：閉 卷 考 試題號一二三四五六總分得分閱卷人一、 名詞解釋（簡短解釋，每題2分，共20分）空間點陣線缺陷吸附滲碳體組織固態(tài)相變穩(wěn)態(tài)擴散形核率調(diào)幅分解霍爾-配奇方程平衡凝固二、選擇題（只有一個正確答案，每題1分，共10分）1、彎曲表面的附加壓力P 總是( ) 曲面的曲率中心。A.指向 B.背向 C.平行 D.垂直2、潤濕的過程是體系吉布斯自由能( )的過程。A.升高 B.降低 C.不變D.變化無規(guī)律3、一級相變的特點是，相變發(fā)生時，兩平衡相的( )相等，但其一階偏微分不相等。A.熵 B.體積 C.化學勢 D.熱容4、固溶體合金的凝固是在變溫下完成的，形成于一定溫度區(qū)間，所以在平衡凝固條件下所得到的固溶體晶粒( )A.成分內(nèi)外不均勻 B.不同溫度下形成的各晶粒成分是不同的C.晶粒內(nèi)外，晶粒形成不分先后，同母液成分是一致的5、強化金屬材料的各種手段，考慮的出發(fā)點都在于( )A.制造無缺陷的晶體或設置位錯運動的障礙B.使位錯增殖 C.使位錯適當?shù)臏p少6、既能提高金屬的強度，又能降低其脆性的手段是( )A.加工硬化 B. 固溶強化 C. 晶粒細化7、根據(jù)顯微觀察，固液界面有兩種形式，即粗糙界面與光滑界面，區(qū)分兩種界面的依據(jù)是值大小( )A. =1為光滑界面 C. =5為光滑界面8、滲碳處理常常在鋼的奧氏體區(qū)域進行，這是因為( )A. 碳在奧氏體中的擴散系數(shù)比在鐵素體中大B. 碳在奧氏體中的濃度梯度比在鐵素體中大C. 碳在奧氏體中的擴散激活能比在鐵素體中小9、界面能最低的相界面是( )A. 共格界面 B. 孿晶界 C. 小角度晶界10、鐵碳合金組織中的三次滲碳體來自于( ) A奧氏體； B鐵素體； C二次滲碳體三、簡述題（每題4分，共20分）1、固-固相變與液-固相變有什么區(qū)別。2、為什么非均勻形核比均勻形核更容易？3、解釋回復的定義，回復階段具有哪些特點？4、分析影響晶界遷移率的主要因素。5、寫出立方晶系的321晶面族和112晶向族中的全部等價晶面和晶向的具體指數(shù)。四、請畫出片狀馬氏體顯微組織示意圖。（5分）五、請寫出面心立方、體心立方、密排六方金屬晶體中密排面上單位位錯的柏氏矢量。（5分）六、綜合題（40分）1、試從晶界的結(jié)構特征和能量特征分析晶界的特點。（10分）2、請分別計算面心立方晶體（fcc）中（100）、（110）、（111）晶面的面密度。假設晶胞點陣常數(shù)為a。（10分） (在一個晶胞內(nèi)計算，面密度指面上所含原子個數(shù)與該面面積比值) 3、有一70MPa應力作用在fcc晶體的001方向上，求作用在（111）10和（111）10滑移系上的分切應力。（10分）4、假定均勻形核時形成邊長為a的立方體形晶核，單位體積吉布斯自由能為Gv，單位面積界面能為。（10分）求臨界晶核邊長。求臨界晶核形成功。求臨界晶核形成功與界面能的關系。材料科學基礎試題六A卷1. 畫出面心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞圖中畫出最密排晶面、晶向（必須標明坐標系） （5分）2. 解釋什么是組織組成與相組成，根據(jù)Pb-Bi相圖回答下列問題：（15分）設X合金平衡凝固完畢時的相組成物為b和(Bi)，其中b相占80%，則X合金中Bi組元的含量是多少？Pb-42%Bi合金非平衡凝固后得到何種非平衡組織？3. 如圖所示的三元相圖的投影圖：（10分）寫出這個三元系的四相平衡反應式；指出這個三元系中1合金的成分并分析其結(jié)晶過程；4. 固溶體合金的性能與純金屬比較有何變化？（5分）5. 位錯對材料性能有何影響。（10分）6. 解釋大角晶界，晶界非平衡偏聚。晶界能對材料性能有何影響？（10分）7. 解釋滑移與孿生，寫出FCC單晶體的一個滑移系，如何解釋多相固溶體合金中彌散第二相對材料的強化？變形后金屬組織與性能變化如何？（15分）9. 什么是再結(jié)晶織構與再結(jié)晶全圖，冷變形金屬在加熱時進行回復與再結(jié)晶后晶粒長大的驅(qū)動力是什么 ，銅的熔點為1083，在冷變形后的工業(yè)純銅板上取三個試樣，第一個試樣加熱到200，第二個試樣加熱到500，第三個試樣加熱到800，各保溫一小時，然后空冷。試畫出各試樣熱處理后的顯微組織示意圖，說明它們在強度和塑性方面的區(qū)別及原因。（20分）10. 固體材料中原子擴散驅(qū)動力是什么，溫度、晶體結(jié)構、晶體缺陷對擴散有何影響？（10分）B卷1. 畫出體心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞圖中畫出最密排晶面、晶向（必須標明坐標系） （5分）2. 解釋什么是偽共晶和離異共晶，根據(jù)Pb-Bi相圖回答下列問題：（15分）設X合金平衡凝固完畢時的組織為(Bi)初晶+b+（Bi）共晶，且初晶與共晶的百分含量相等，則此合金中Pb組元的含量是多少？Pb-30%Bi合金非平衡凝固后得到何種組織？ 3. 分析如圖所示的三元相圖：（10分）寫出這個三元系的四相平衡反應式；指出這個三元系中2合金的成分并分析其結(jié)晶過程；4. 比較金屬間化合物與純金屬性能有什么區(qū)別？（5分）5. 位錯對材料性能有何影響？（10分）6. 解釋小角晶界，晶界平衡偏聚。晶界能對材料性能有何影響？（10分）7. 解釋多晶體在冷塑性變形中的相對單晶體的變形特點，寫出BCC單晶體的一個滑移系，如何解釋多相固溶體合金中彌散第二相對材料的強化？變形后金屬組織與性能變化，（15分）8. 解釋再結(jié)晶全圖與熱加工，冷變形金屬在加熱時進行回復與再結(jié)晶后晶粒長大的驅(qū)動力是什么？銅的熔點為1083，在冷變形后的工業(yè)純銅板上取三個試樣，第一個試樣加熱到20