華南理工大學2014金屬學模擬題2.

1、 2014年全國碩士研究生入學考試自主命題科目模擬試題招生專業(yè)： 考試科目：844金屬學考試時間：14:00-17:002014年全國碩士研究生考試華南理工大學自主命題模擬試題試題編號： 考場注意事項：一、考生參加考試必須按時進入考場，按指定座位就坐。將有關身份證件（準考證、身份證）放在桌面左上角，以備查對。二、閉卷考試，考生進入考場，不得攜帶任何書刊、筆記、報紙和通訊工具（如手機、尋呼機等），或有存儲、編程、查詢功能的電子用品（如已攜帶，必須存放在監(jiān)考老師指定的地方）?？忌粶蕩П匦璧奈木?，如鋼筆、圓珠筆、鉛筆、橡皮、繪圖儀器或根據(jù)考試所需攜帶的用具。能否使用計算器，及開卷考試時允許攜帶的書

2、籍及用具等由任課教師決定。三、考生遲到30分鐘不得入場，逾時以曠考論；因特殊原因不能參加考試者，必須事前請假，并經(jīng)研究生部批準，否則作曠考論?？荚囬_始30分鐘后才準交卷出場。答卷時，不得中途離場后再行返回。如有特殊原因需離場者，必須經(jīng)監(jiān)考教師準許并陪同。答卷一經(jīng)考生帶出考場，即行作廢。四、考生拿到試卷后，應先用鋼筆填寫好試卷封面各項，特別是學號、姓名、學院名稱、課程名稱等，不到規(guī)定的開考時間，考生不得答題。五、考試期間，考生應將寫好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必須按時交卷，交卷時應將試卷、答卷紙和草稿紙整理好，等候監(jiān)考老師收取，未經(jīng)許可，不得將試卷、答卷紙和草稿紙帶出場外。六、考生在考場內

3、必須保持安靜。提前交卷的考生，應立即離開考場，不得在考場附近逗留。七、考生答題必須用鋼筆或圓珠筆（藍、黑色）書寫，字跡要工整、清楚。答案書寫在草稿紙上的一律無效。八、考生對試題內容有疑問的，不得向監(jiān)考老師詢問。但在試題分發(fā)錯誤或試卷字跡模糊時，可舉手詢問。華南理工大學2014年碩士研究生入學考試模擬試題（一）科目代碼： 844 科目名稱： 金屬學 所有答案必須做在答案題紙上，做在試題紙上無效！ 一：簡答題（6分/題，共60分）1、 固溶強化2、 布拉菲點陣3、 晶體缺陷4、 成分過冷5、 條幅分解6、 上坡擴散7、 柏氏矢量8、 非平衡凝固9、 二次再結晶10、 呂德斯帶形成過程二、證明在同樣

4、的過冷度下均勻形核時，球形晶核較立方晶核更容易形成（20分）。三、合金鑄錠三晶區(qū)形成的原因（20分）。四、根據(jù)鐵碳平衡相圖，回答以下問題：（30分）1) 鐵碳系中有幾種類型的滲碳體？分別說出這些滲碳體的形成條件，并描述在平衡凝固條件下這些不同類型滲碳體的形貌（可以用圖示表示）。（15分）2) 畫出含碳量為0.6%的亞共析鋼在室溫下的平衡組織（示意圖），并計算組織中珠光體的百分數(shù)。（5分）3) 畫出含碳量在1.0%的過共析鋼在室溫下的平衡組織（示意圖），并計算二次滲碳體的百分數(shù)。（5分）4) 計算含碳量在3.0%的亞共晶白口鑄鐵組織中的二次滲碳體和珠光體的百分數(shù)。（5分）五、工業(yè)生產中，為了防止

5、深沖用的低碳薄鋼在沖壓成型后所制的的工件表面粗糙不平，通常采用種何工藝？說明理由（20分）華南理工大學2014年碩士研究生入學考試模擬試題（二）科目代碼： 844 科目名稱： 金屬學 （評分參考卷）所有答案必須做在答案題紙上，做在試題紙上無效！ 一、hcp和fcc原子的堆垛方式兩者區(qū)別和聯(lián)系（10分）。二、固溶體與純金屬之間的異同（10分）。三、刃型位錯和螺形位錯的特點（10分）。四、均勻形核與非均勻形核區(qū)別與聯(lián)系（10分）。五、細化金屬鑄件晶粒的方法有哪些？說明其基本原理（20分）。六、影響擴散的因素（10分）。七、某二元合金相圖如圖1所示，如果用圖中A、B兩組元組成一個擴散偶（30分）：（

6、1）在擴散偶如圖a中，發(fā)生置換擴散的擴散系數(shù)與發(fā)生間隙擴散的擴散系數(shù)有何不同？如果是間隙擴散，是否可以發(fā)生柯肯達爾效應？為什么？BA （a） （2）某二元系的相圖如下圖所示，若將A B兩組員組成擴散偶在圖中所示的T1溫度加熱相當常的時間，擴散偶中會出現(xiàn)怎么樣的組織分布，請用示意圖表示CBA3、擴散偶中會不會出現(xiàn)A+B或B+C兩相區(qū)？為什么？八、通常強化金屬材料的方法有哪些？簡述它們強化金屬的微觀機理，并指出其共同點（30分）。九、冷變形金屬的特點以及其在在加熱過程中組織、性能的變化（20分）。華南理工大學2014年碩士研究生入學考試模擬試題（三）科目代碼： 844 科目名稱： 金屬學 （評分參

7、考卷）所有答案必須做在答案題紙上，做在試題紙上無效！ 一、簡答題（6分/題，共60分）1、形變織構2、柯肯達爾效應3、滑移和孿生4、加工硬化5、多形體變形的特點6、金屬鍵7、間隙固溶體以及形成條件8、臨界分切應力9、單晶體應力應變曲線10、連續(xù)脫溶和非連續(xù)脫溶二、下圖是Cu-Sn相圖，寫出圖中的不變反應（30分）三、闡明冷變形金屬發(fā)生再結晶的條件以及在結晶的作用（10分）四、畫出體心立方的八面體間隙和四面體間隙的位置，并計算在一個晶胞里，八面體間隙和 四面體間隙的數(shù)目。（20分）五、試論述金屬與合金的生長形態(tài)（20分）六、固態(tài)相變也液態(tài)相變的區(qū)別聯(lián)系（10）2014年碩士研究生入學考試模擬試題

8、參考答案（一）參考答案：一、簡答題：1、固溶強化：固溶體的成分可以在一定范圍內連續(xù)變化，隨著異類原子的溶入，將引起溶劑晶格常數(shù)的改變以及晶格畸變，致使固溶體的強度和硬度升高，而塑性和韌性稍有降低的現(xiàn)象叫做固溶強化2、布拉菲點陣：除考慮晶胞的外形外，還考慮真點位置所構成的點陣（或除考慮旋轉對稱性外還考慮平移對稱性，經(jīng)有心化后構成的全部點陣）。還可以這么說：無論是簡單單胞還是復合單胞，都可以是單胞中的陣點沿著三個晶軸，分別以三個點陣常數(shù)為單位矢量做平移運動而組成的，所以布拉菲點陣也稱為平移點陣。3、晶體缺陷：任何物質，在任何溫度下其內部的原子或分子都在不間斷地運動，金屬晶體當然也不例外，它的絕大多

9、數(shù)原子和分子都在圍繞著點陣而振動，這種振動是無規(guī)律的，這就決定了晶體結構的不規(guī)則性，這種不規(guī)則性稱為晶體缺陷。晶體缺陷一般可以分為四類，第一類是點缺陷，其特征是缺陷在三個方向的尺寸都很小，不超過幾個原子間距，如間隙原子。第二類是線缺陷，其特征是缺陷在兩個方向上的尺寸很小，在第三個方向上的尺寸卻很大。如位錯。第三類是面缺陷，其特征是缺陷在一個方向上尺寸小，其余兩個方向上尺寸很大，如晶界，相界。第四類是體缺陷，其特點是缺陷在三個方向的尺寸都比較大，但都不是 很大。如固溶體內的偏聚區(qū)。4、成分過冷：過冷度的一方面是由于溫度的真正降低而引起了過冷，這個過冷可稱之為溫度過冷，或熱溫過冷；另一方面由于液體

10、濃度的變化而引起的過程可稱之為濃度過冷。二者結合起來，才是真正對結晶起實際作用的過冷，稱之為組分過冷。成分過冷區(qū)的大小還與實際溫度梯度G有關,G越大，成分過冷越小。5、調幅分解：又稱增幅分解，指過飽和固溶體在一定溫度下分解成結構相同、成分不同的兩個相的過程。調幅分解的特點(1)通過上坡擴散實現(xiàn)成分變化(2)不經(jīng)歷形核階段，不存在明顯的相界面，分解速度快。6、上坡擴散：從菲克第一定律看，擴散的驅動力是濃度梯度，即物質從高濃度向低濃度擴散，擴散的結果導致濃度梯度的減小，直至成分均勻，擴散停止。但實際上，在某些情況下的擴散，物質出現(xiàn)從低濃度向高濃度擴散的“上坡擴散”或“逆向擴散”的現(xiàn)象。擴散的熱力學

11、分析表明，擴散的驅動力是化學勢梯度，而不是濃度梯度，由此不僅能解釋正常的“下坡擴散”現(xiàn)象。也能解釋“上坡擴散”的反?，F(xiàn)象7、柏氏矢量：1。反映位錯周圍點陣畸變的總積累（包括強度和取向） 2。該矢量的方向表示位錯運動導致晶體滑移的方向， 而該矢量的模表示畸變的程度稱為位錯的強度伯氏矢量是表示位錯特征的矢量。伯氏矢量可以表征位錯畸變的大小及位錯滑移方向等。在實際應用方面，可以通過伯氏矢量與位錯線方向的關系判斷位錯的類型，對于刃型位錯可進一步結合多余半原子平面的判斷方法確定正、負刃型位錯；在位錯運動引起晶體滑移方面，晶體滑移的方向和大小即為位錯伯氏矢量的方向和大??；在位錯交割結果的判斷方面，一個位錯

12、產生的變化是對方位錯伯氏矢量的方向和大小，在為錯交割結果的判斷方面，一個位錯產生的變化是對方位錯伯氏矢量的大小和方向，據(jù)此判斷出是割階還是鈕折。而位錯反應的判斷則是伯氏矢量之間的計算?？梢钥闯觯鲜噶考词鞘侨姹碚魑诲e特征的定量指標。8、非平衡凝固：一般來講所有的凝固都屬于非平衡凝固，平衡凝固是在每一個溫度點都停留很長時間來達到平衡，非平衡凝固就是在一定的冷卻速度下來達到凝固、結晶。非平衡凝固的特點：（1）成分偏離：S、L相平均成分變化偏離平衡線，冷速越大偏離越大， 但L/S濃度依然沿液固相線變化。（2）長大滯后性：冷卻速度越大，結晶完成溫度越低。（3）微觀偏析非平衡冷卻產物，在熱力學上是不

13、穩(wěn)定的，可通過均勻化退火消除。（4）宏觀偏析(區(qū)域偏析)沿散熱（結晶）方向產生的大范圍成分分布不均勻的現(xiàn)象。9、二次再結晶：二次再結晶實質上不是再結晶，而是晶粒的異常長大。是晶粒長大過程中大部分晶粒的長大受阻，小部分晶粒長大迅速所產生的。產生的主要原因是組織中有使大多數(shù)晶粒邊界比較穩(wěn)定或被釘扎而只有少數(shù)晶粒邊界易遷移的因素。因此，凡具備該條件的因素都將引起二次再結晶。晶粒異常長大的條件：1、有第二相粒子阻礙晶粒長大時，個別地方阻礙因素一旦 消失，晶粒迅速長大2、出現(xiàn)明顯織構的場合（大變形量）。由于大 多數(shù)晶粒的長大受阻，小部分晶粒異常長大。3、薄板材料， 相鄰晶粒表面能相差大時，低表面能的晶粒

14、異常粗大。10、呂德斯帶形成過程：對于具有上下屈服點的金屬材料，形變一旦在某一局部區(qū)域開始發(fā)生，這里就會立即表現(xiàn)出來軟化效果出來，形變就因此而在這里集中并可進行到一定的程度，這樣就會使這個形變區(qū)和未形變區(qū)的交界處由于產生較大的應力集中也跟著屈服，但在較遠的區(qū)域出仍然可以不發(fā)生形變。一般來講，形變總是首先開始于試樣或者工件的應力集中區(qū)域，而形成狹窄的條帶狀形變區(qū)，稱之為呂德斯帶。消除呂德斯帶的方法：（1）預行變法（2）清除溶質元素法。二、證明在同樣的過冷度下均勻形核時，球形晶核較立方晶核更容易形成：。 上式中，是液固兩相單位體積自由能差，為負值；是晶胚單位面積表面能，為正值；和分別是晶胚的體積和

15、表面能。設晶胚為球形，其半徑為r，則上式可以改寫為：令=0，則則上面幾個式子連立得將帶入上面兩式，得到：而對于立方晶核，推導方式同理兩式相比，可以證明。三、合金鑄錠三晶區(qū)形成的原因合金鑄錠的典型組織由表面向心部分別為表層細晶區(qū)，柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)三個晶區(qū)構成。表層細晶區(qū)的形成有兩個方面的原因。當溫度較高的合金液體澆入鑄型并與鑄型內壁接觸時，液體產生激冷，過冷度的急劇增加使形核率顯著提高，鑄型內部對合金液體起到了非均勻形核的基底作用，由于形核功小，也是形核率增加，從而使表層細晶區(qū)的晶粒非常細小。柱狀晶區(qū)形成原因，當表層細晶區(qū)形成時，產生大量的結晶潛熱，導致與細晶區(qū)接觸的液體溫度迅速回升，液體

16、過冷度迅速減小，當過冷度減小至很難在形成新的晶核時合金只有靠原有的晶粒繼續(xù)長大，但是，這些長大的晶粒的取向各不相同，每個晶粒向外散熱的速度也不一樣，那些結晶主軸垂直于鑄壁的晶粒散熱速度最快，得以優(yōu)先生長，而其它取向晶粒的生長則受到抑制難以長大，最后形成柱狀晶。液固相界面前沿液體中的溫度梯度越陡，則成分過冷區(qū)越窄，越有利于柱狀晶的形成。中心等軸晶區(qū)形成原因，隨著中心剩余液體的溫度不斷降低，液體過冷度不斷增加，當達到形核所需要的臨界過冷度時，液體便通過均勻形核方式形成了中心等軸晶區(qū)。同時，由于各種原因，在剩余液體中形成尺寸不同的籽晶，促進了非均勻形核的過程，也是形成中心等軸晶區(qū)的重要原因。四、1、

17、有一次滲碳體，二次滲碳體，三次滲碳體，共晶滲碳體和共析滲碳體的五種。一次（初生）滲碳體：含碳量大于4.3%的鐵碳合金在平衡凝固時從液相結晶出來的滲碳體，形貌為板條狀。二次滲碳體：含碳量大于0.77%小于2.11%的鐵碳合金在1148°冷卻到727°過程中析出的滲碳體。三次滲碳體：含碳量小于0.0218%的a相從727°冷卻時析出的滲碳體。共晶滲碳體：含碳量4.3%的鐵碳合金在1148°發(fā)生共晶反映時形成的滲碳體。共析滲碳體：含碳量0.77%的鐵碳合金在727°發(fā)生共析反映時生成的滲碳體。234五、工業(yè)生產中，為了防止深沖用的低碳薄鋼在沖壓成型后

18、所制的的工件表面粗糙不平，通常采用種何工藝？說明理由低碳鋼在沖壓成型時會因屈服延伸所產生的不均勻變形（呂德斯帶）而使工件表面粗糙。產生這一屈服現(xiàn)象的原因是間隙原子碳原子在體心立方a-Fe中與位錯具有很強的交互作用，形成柯氏氣團，位錯被牢固的定扎住，在一般壓力下不能脫釘，從而形成上下屈服現(xiàn)象，當去載后立即重新加載延伸時，由于位錯已經(jīng)脫出了氣團的釘扎，故不出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，基于此原因，生產中通常將薄板在沖壓之前先經(jīng)過一道微量軋制（通常為1%-2%壓下量），使屈服點消除，隨后進行加工，就可保證工件表面光滑。2014年碩士研究生入學考試模擬試題參考答案（二）參考答案：一、hcp和fcc原子的堆垛方式兩者區(qū)

19、別和聯(lián)系（10分）。兩者的致密度都是0.74，為兩種最密堆方式，密排面的密排方式相同。差異是：密排面指數(shù)和堆垛方式不同。Hcp的堆垛方式為ABABABABABABABAB，fcc堆垛方式ABCABCABCABC。而體心立方是一種次密集堆垛，它的密排面是110密排方向<111>，堆垛方式ABABABABABABABAB，致密度為0.68.二、固溶體與純金屬之間的異同（10分）。點陣畸變、點陣常數(shù)的變化，偏聚與有序化，有序固溶體。這四個方面的變化對固溶體性能力學性能的影響。（1）強度方面（硬度，屈服強度，抗拉強度等）（固溶強化）：強度比兩組元的平均值高。固溶強化（2）、塑性（范性）方面

20、（延伸率，沖擊功等）：比兩組元低，但比一般化合物要高。（3）、物理性能方面：電阻率下降，電阻升高，電阻溫度系數(shù)減小。三、刃型位錯和螺形位錯的特點（10分）。1）有一額外原子面， 額外半原子面刃口處的原子列稱為位錯線2）位錯線垂直于滑移矢量，位錯線與滑移矢量構成的面是滑移面， 刃位錯的滑移面是唯一的。 3） 半原子面在上,正刃型位錯 ； 在下, 負刃型位錯 4）刃位錯的位錯線不一定是直線， 可以是折線， 也可以是曲線， 但位錯線必與滑移矢量垂直。 5）刃型位錯周圍的晶體產生畸變，上壓， 下拉， 半原子面是對稱的， 位錯線附近畸變大， 遠處畸變小。6）位錯周圍的畸變區(qū)一般只有幾個原子寬（一般點陣畸

21、變程度大于其正常原子間距的1/4的區(qū)域寬度， 定義為位錯寬度， 約25個原子間距。）螺型位錯的定義和特征：1）無額外半原子面， 原子錯排是軸對稱的。2）位錯線與滑移矢量平行，且為直線。3）凡是以螺型位錯線為晶帶軸的晶帶由所有晶面都可以為滑移面。4）螺型位錯線的運動方向與滑移矢量相垂直 。5)分左螺旋位錯 符合左手法則。右螺復合右手法則。6）螺型位錯也是包含幾個原子寬度的線缺陷。四、均勻形核與非均勻形核區(qū)別與聯(lián)系（10分）。晶核的形成完全是由于液體內部的過冷所產生的，這種形核方式稱為均勻性和。當晶核不是完全在液體自身內部產生，而是借助于外來物質的幫助，依附在已存在的固態(tài)界面上或容器表面上優(yōu)先產生

22、時，稱為非均勻形核。相同點：1、形核的驅動力和阻力相同2、臨界晶核半徑相等3、形成臨界晶核需要形核功，結構起伏和能量起伏4、形核需要一個臨界過冷度5、形核率在達到極大之前，雖過冷度增加而增加。 不同點：1、非均勻形核與固體雜質接觸，減少了表面自由能的增加2、非均勻形核的晶核體積小，形核功小，形核所需要結構起伏，能量起伏就小，形核容易，臨界過冷度小3、非均勻形核時晶核形狀和體積，由臨界晶核半徑和接觸角共同決定，臨界晶核半徑相同時，接觸角越小，晶核體積越小，形核越容易。4、非均勻形核的形核率隨著過冷度增大而增大，當超過極大值時下降一段然后終止，此外，非均勻形核的星河率還與固體雜質的結構和表面形貌有

23、關。五、細化金屬鑄件晶粒的方法有哪些？說明其基本原理（20分）。金屬鑄件晶粒大小取決與形核率N和長大速度G，N/G的比值越大，晶粒越細小；反之，晶粒越粗大。所以可以通過增加形核率N或減小長大速度G或者其它方法來增加N/G的比值使晶粒得到細化。具體方法有：1、 增加過冷度。過冷度增加，N和G都隨之增加，但是N的長大速度大于G的增長速率。因此N/G的比值增加，使晶粒細化，此種方法使用于小件或者薄壁零件2、 變質處理。在液態(tài)金屬澆注時加入變質劑，變質劑的作用有兩種情況，1多數(shù)變質劑的作用是促使發(fā)生非均勻形核，是晶核數(shù)目增加，提高形核率N，2變質劑可以抑制晶體長大，顯著減慢長大速度G，無論那種情況，都

24、能提高N/G的比值，使晶粒細化。3、 振動和攪拌，加劇溶液在鑄模中的運動，一方面可以提供形核所需要的能量，另一方面可以使正在生長的晶體破碎，破碎晶塊可以作為結晶的核心，從而提高了形核率N和N/G的比值，使晶粒細化。六、影響擴散的因素（10分）。（1）溫度，溫度越高，激活原子數(shù)目越大，擴散系數(shù)按指數(shù)增長。（2）晶體結構，結構不同溶解度不同，因而造成的濃度差不同，擴散速度也不同。（3）固溶體類型間隙固溶體比置換固溶體擴散激活能低，D高3個數(shù)量級，易于擴散。單質晶體比離子晶體擴散激活能低，易擴散。金屬、半導體 > 陶瓷。（4）晶體缺陷，擴散系數(shù)：線擴散 > 面擴散 > 體擴散尤其在

25、低溫下，線擴散與面擴散更為重要，細化晶粒有利于擴散。（5）、化學成分，碳化物形成元素阻礙擴散，非穩(wěn)定碳化物形成元素影響不大，非碳化物形成元素影響各不相同。七1、間隙擴散系數(shù)與空位濃度無關，而置換擴散系數(shù)的擴散系數(shù)與空位濃度有關，總體來說，間隙擴散系數(shù)遠遠大于置換擴散系數(shù)。在間隙固溶體中，擴散是指間隙原子擴散，其擴散系數(shù)與非間隙原子擴散系數(shù)無關，但在置換固溶體中，不同組元（原子）間的擴散是相互影響的，因此用互擴散系數(shù)來表示置換固溶體中的擴散系數(shù)D=（XbDa+Xa+Db）如果是間隙擴散則不會發(fā)生柯肯達爾效應，因為間隙擴散過程中只有間隙原子定向流動，而沒有點陣原子的平面遷移。2、T1ABC3、不會

26、形成兩相區(qū)，這是因為若存在兩相區(qū)，那么在此區(qū)域內擴散組元在兩相區(qū)的化學勢必然相等，此時其化學勢梯度為零，這樣在兩相區(qū)內沒有擴散的驅動力，就不會發(fā)生擴散，而事實上擴散過程是在不斷的進行。八、通常強化金屬材料的方法有哪些？簡述它們強化金屬的微觀機理，并指出其共同點1、硬化是指金屬晶體在塑性變形中，材料的強度隨著塑性型變量的增加而增加。加工硬化產生的主要機制是位錯的塞積，林位錯阻力和形成割階時產生對位錯運動的阻力及產生割階消耗外力所做的功，宏觀表現(xiàn)出金屬強度提高。2、固溶指金屬中由于溶質原子的存在，使得其強度提高。固溶強化的根本原因在于溶質院子與位錯的交互作用，這種交互作用又分為溶質沿位錯聚集并釘扎

27、位錯的彈性交互作用和化學交互作用兩類。3、彌散依靠彌散與金屬基體中的細小第二相強化金屬。其強化的原因在于細小第二相與位錯交互作用，主要有位錯繞過課題的機制以及位錯切過顆粒機制。4、細晶強化晶體的屈服強度隨晶粒尺寸的減小而增加?？梢岳没魻柵迤骊P系表示：和是兩個與材料有關的常數(shù)，顯然對應于無限大單晶的屈服強度，而K則與晶界有關。這些強化方式的共同特點也就是金屬強化的實質，在于增加了位錯運動的阻力。九、冷變形金屬的特點以及其在在加熱過程中組織、性能的變化（20分）。冷變形特點：（1）、機械性能和理化性能發(fā)生明顯變化，強度、硬度升高，塑性韌性下降。（2）、組織結構有明顯變化，晶粒變形，缺陷增加，位錯

28、胞形成。（3）、處于自由能較高的不穩(wěn)定狀態(tài)。冷加工時，外力所作之功，除消耗于成 型中摩擦阻力以及工件變形時的發(fā)熱外，尚有一小部分（約占總功2 10）存儲在變形晶體中，這種儲能主要以位錯的形式存在，使晶體內 能增加。加熱過程中的變化：（1）力學性能，回復階段：強度、硬度略有下降，塑 性略有提高。再結晶階段：強度、硬度明顯下降，塑性明顯提高。晶粒長大階段：強度、硬度繼續(xù)下 降，塑性繼續(xù)提高，粗化嚴重時下降。 內應力在再結晶階段可完全消除。（2）物理性能 密度：在回復階段變化不大，在再結 晶階段急劇升高；電阻：電阻在回復 階段可明顯下降。2014年碩士研究生入學考試模擬試題參考答案（三）參考答案：一

29、、簡答題（6分/題，共60分）1、形變織構：塑性變形時，各晶粒發(fā)生轉動，使各晶粒取向逐漸趨于一致，稱擇優(yōu)取向或織構，由變形引起的擇優(yōu)取向稱為形變織構。（1）絲織構（拉拔時形成）用平行于變形方向的晶向表示。<uvw>（2）板織構（軋制時形成） 以平行于軋面的晶面hkl和平行于軋向的晶向 <uvw>表示。hkl<uvw>2、柯肯達爾效應Cu-Ni組成無限固溶體，原子大小相差很小,如果按換位擴散,Cu、Ni原子分別向對方擴散的通量應該相等，W絲的位置不會產生如此大的移動。唯一的解釋是Ni原子向左擴散快，Cu原子向右擴散慢，使富銅一側伸長，富鎳一側縮短。柯肯達爾效應

30、給人們的啟示：置換擴散也應該是單獨跳動機制，它與間隙擴散的區(qū)別在于是通過空位進行跳動，稱為空位擴散。3、滑移和孿生滑移：在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）產生相對位移，且不破壞晶體內部原子排列規(guī)律性的塑變方式?；葡档亩嗌倥c金屬塑性好壞的關系；孿生：孿生變形的特點，（1）孿生變形也是在切應力作用下發(fā)生的，并且孿生所需的臨界切應力要比滑移時大得多；（2）孿生是一種均勻切變，即切變區(qū)域內與孿晶面平行的每一層原子面均相對干其毗鄰晶面沿孿生方向位移了一定的距離，且每一層原子相對于孿生面的切變量跟它與孿生面的距離成正比；（3）孿晶的兩部分晶體成鏡面對稱關

31、系?；坪蛯\生的區(qū)別：（1）孿生后的取向不同，而滑移后晶體的取向不變。孿生的結果使晶體 產生浮凸。（2）原子運動距離的大小，與距孿晶的距離成正比，且晶面對稱。（3）孿生的發(fā)生需要較大的應力，拉伸曲線成鋸齒狀。（4）孿生所產生的總變形量很小。（5）滑移面的切變量是原子間距的整數(shù)倍，孿生時的切變量是原子間距的分數(shù)值。4、加工硬化：加工硬化是指金屬晶體在塑性變形中，材料的強度隨著塑性型變量的增加而增加。加工硬化產生的主要機制是位錯的塞積，林位錯阻力和形成割階時產生對位錯運動的阻力及產生割階消耗外力所做的功，宏觀表現(xiàn)出金屬強度提高。5、多晶體變形的特點：（1）變形抗力高?；圃诰Ы缡茏瑁灰字苯觽鬟f到

32、相鄰晶粒，表現(xiàn)出塑性變形抗力較高，這種阻礙即來自晶界，也來自晶界另一側取向不同的晶粒。（2）變形的不均勻性。由于晶粒取向不同，產生形變不均勻性。晶粒中心與邊界掃過的位錯數(shù)目不同,形變也不均勻，從而引起內應力.（3）形變要協(xié)調。為了保證應變的連續(xù)性，在晶界附近，要求至少有5個獨立的滑移系同時起動，需要很高的外力。 f.c.c和b.c.c均可提供5個獨立滑移系,塑性較好。h.c.p只有兩個獨立滑移系,（4）晶粒轉動。各晶粒取向趨于一致，形成織構6、金屬鍵處于聚集狀態(tài)的金屬原子，全部或者大部分都將他們的價電子貢獻出來，作為整個原子基體所公有。這些公有化的電子也稱為自由電子，自由電子組成所謂的電子云或

33、者電子氣，在點陣的周期廠按量子力學規(guī)律運動著，而貢獻出電子的原子，則會變成正離子，它們沉浸在電子云當中，它們依靠運動與期間公有化的自由電子的靜電作用而結合起來。由此可見金屬鍵沒有方向性和飽和性。它們的鍵能大概在400-800KJ/mol。7、間隙固溶體以及形成條件當原子半徑較小的非金屬元素作為溶質溶入金屬或金屬化合物的溶劑中時，曉得溶質原子不占有溶劑晶格的結點位置，形成間隙固溶體。條件：1溶劑，大多是過渡族元素，2溶質 一般是原子半徑小于0.1nm的一些非金屬元素，如氫，氧，碳，氮等等。3保證R>41%。4電負性差不大。8、臨界分切應力滑移的臨界分切應力k定義：作用在位錯滑移面，且平行于

34、方向的分切應力，稱為作用于滑移系的分切應力。當大到足以克服位錯滑移阻力k時，稱k 為滑移的臨界分切應力。或：使滑移系開動的最小分切應力。k是材料的性質，取決于材料本身。如圖，單晶體單向拉伸，9、單晶體應力應變曲線A加工硬化曲線的三個階段：第一階段（易滑移階段）：當>c 時，開始進入變形的初始階段，此時加工硬化速率很小； 第二階段（線性硬化階段）：應力與應變呈線性變化；第三 階段（拋物線硬化階段）：加工硬化速率隨應變的增加而不斷下降。10、連續(xù)脫溶和非連續(xù)脫溶（1）、連續(xù)脫溶：在脫溶過程中，隨著新相的形成，母相的成分連續(xù)第，平緩地由過飽和狀態(tài)逐漸達到飽和狀態(tài)，這樣的脫溶叫連續(xù)脫溶。在脫溶過程中，除了新舊相間產生的相界面外，在母相內部并不產生新界面，仍保持著連貫性，但是脫溶相附近母相濃度比較低，并由相界面向內，母相的濃度逐步提高，而呈現(xiàn)連續(xù)的濃度梯度，新相依靠遠距離擴散而成長。（2）、不連續(xù)脫溶：與連續(xù)脫溶相反，脫溶相一旦形成，其周圍一定距離內的固溶體立即由過飽和狀態(tài)達到飽和狀態(tài)，并且與原始界面形成截然的分解面，通過這個界面不僅僅濃度發(fā)生了突變，而且取向也發(fā)生了變化。新相的長大只需界面附近的擴散而不需要遠程的擴散。二、下圖是Cu-Sn相圖，寫出圖中的不變反應（30分）：L+：L+