中南大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)考試試卷(共8頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中南大學(xué)考試試卷2001 2002 學(xué)年第二學(xué)期 時(shí)間 110 分鐘 材料科學(xué)與工程 課程 64 學(xué)時(shí) 4 學(xué)分 考試形式：閉卷 專(zhuān)業(yè)年級(jí)材料 1999 級(jí) 總分 100 分，占總評(píng)成績(jī) 70%一、 名詞解釋?zhuān)?分8）1、 金屬玻璃2、 金屬間化合物3、 離異共晶4、 晶界偏聚5、 科垂?fàn)枤鈭F(tuán)（Cottrell Atmosphere）6、 孿生7、 反應(yīng)擴(kuò)散8、 變形織構(gòu)二、 問(wèn)答題1、（10分）標(biāo)出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指數(shù)， OC方向、OC方向的晶向指數(shù)。這些晶面與晶向中，那些可構(gòu)成滑移系？指出最容易產(chǎn)生滑移的滑移系。2、（10分）判斷位錯(cuò)

2、反應(yīng)在面心立方晶體中能否進(jìn)行？若兩個(gè)擴(kuò)展位錯(cuò)的領(lǐng)先位錯(cuò)發(fā)生上述反應(yīng)，會(huì)對(duì)面心立方金屬性能有何影響。3、（10分）寫(xiě)出非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程的表達(dá)式，說(shuō)明影響方程中擴(kuò)散系數(shù)的主要因素。4、（10分）指出影響冷變形后金屬再結(jié)晶溫度的主要因素。要獲得尺寸細(xì)小的再結(jié)晶晶粒，有那些主要措施，為什么?5、（15分）試述針對(duì)工業(yè)純鋁、Al5Cu合金、Al5Al2O3復(fù)合材料分別可能采用那些主要的強(qiáng)化機(jī)制來(lái)進(jìn)行強(qiáng)化。6、（15分）請(qǐng)?jiān)谌缦翽bBiSn相圖中（1） 寫(xiě)出三相平衡和四相平衡反應(yīng)式；（2） 標(biāo)出成分為5Pb，65Bi與30Sn合金所在位置，寫(xiě)出該合金凝固結(jié)晶過(guò)程，畫(huà)出并說(shuō)明其在室溫下的組織示意圖。7、（20

3、分）CuSn合金相圖如圖所示。（1） 寫(xiě)出相圖中三條水平線的反應(yīng)式，并畫(huà)出T1溫度下的成分自由能曲線示意圖；（2） 說(shuō)明Cu10wtSn合金平衡和非平衡凝固過(guò)程，分別畫(huà)出室溫下組織示意圖；（3） 非平衡凝固對(duì)Cu5wtSn合金的組織性能有何影響，如何消除？8、 （20分）低層錯(cuò)能的工業(yè)純銅鑄錠采用T0.5T熔點(diǎn)溫度熱加工開(kāi)坯軋制。（1） 畫(huà)出該材料分別在高、低應(yīng)變速率下熱加工時(shí)的真應(yīng)力真應(yīng)變曲線示意圖，并說(shuō)明影響曲線變化的各種作用機(jī)制；（2） 開(kāi)坯后該金屬在室溫下繼續(xù)進(jìn)行軋制，畫(huà)出此時(shí)的真應(yīng)力真應(yīng)變曲線示意圖，并說(shuō)明影響曲線變化的機(jī)制；（3） 開(kāi)坯后該金屬要獲得硬態(tài)、半硬態(tài)和軟態(tài)制品，最后工序

4、中可采用那些方法，為什么？中南大學(xué)考試試卷2002 2003 學(xué)年第二學(xué)期 時(shí)間 110 分鐘 材料科學(xué)與工程 課程 64 學(xué)時(shí) 4 學(xué)分 考試形式：閉卷 專(zhuān)業(yè)年級(jí)材料 2000 級(jí) 總分 100 分，占總評(píng)成績(jī) 70%一、填空（0.5X30=15分）1、 fcc結(jié)構(gòu)的密排方向是_，密排面是_，密排面的堆垛順序是_，致密度為_(kāi)，配位數(shù)是_，晶胞中原子數(shù)為_(kāi)，把原子視為半徑為r的剛性球時(shí)，原子的半徑是點(diǎn)陣常數(shù)a的關(guān)系為_(kāi)。2、 形成有序固溶體的必要條件是：（1）_，（2）_，（3）_。3、 無(wú)序固溶體轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬倘荏w時(shí)，合金性能變化的一般規(guī)律是：強(qiáng)度和硬度_，塑性_，導(dǎo)電性_。4、 Fe-Fe3

5、C相圖中含碳量小于_為鋼，大于_為鑄鐵；鐵碳合金室溫平衡組織均由_和_兩個(gè)基本相組成；奧氏體其晶體結(jié)構(gòu)是_，合金平衡結(jié)晶時(shí)，奧氏體的最大含碳量是_；珠光體的含碳量是_；萊氏體的含碳量為_(kāi)；在常溫下，亞共析鋼的平衡組織是_，過(guò)共析鋼的平衡組織是_； Fe3CI是從_中析出的，F(xiàn)e3CII是從_中析出的，F(xiàn)e3CIII是從_中析出的，它們的含碳量為_(kāi)。5、圖1為簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣晶胞，其中ABC面的面指數(shù)是_，AD的晶向指數(shù)是_。6、圖2是A-B-C三元系成分三角形的一部分，其中X合金的成分是_。ABC D圖1B圖2二、名詞解釋?zhuān)?X5=30分）1.晶帶和晶帶軸2.柱狀晶和等軸晶3.包析反應(yīng)和共析反應(yīng)4

6、.割階和扭折5.冷加工與熱加工三、（10分） 試根據(jù)凝固理論，分析通常鑄錠組織的特點(diǎn)。根據(jù)冷卻速度對(duì)金屬組織的影響，現(xiàn)要獲得非晶，亞穩(wěn)相，請(qǐng)指出其凝固時(shí)如何控制。試說(shuō)明在正溫度梯度下為什么固溶體合金凝固時(shí)可以呈樹(shù)枝狀方式成長(zhǎng)，而純金屬則得不到樹(shù)枝狀晶。四、（20分） 如圖3的二元合金相圖，（1） 分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡結(jié)晶和快速冷卻不平衡結(jié)晶時(shí)室溫組織特點(diǎn)；（2） Al為fcc結(jié)構(gòu)，圖中的a相為何種晶體結(jié)構(gòu)？（3） 指出此二元系中比較適合做變形合金何鑄造合金的成分范圍。（4） 計(jì)算出亞共晶合金在溫度為T(mén)E（共晶反應(yīng)前）時(shí)的平衡分配系數(shù)。（5） 設(shè)X合金平衡凝固完畢時(shí)的組織

7、為a初晶+(a+)共晶，其中a初晶占80%，則此合金中剛凝固完畢時(shí)組元的含量是多少？（6） 繪出T=560溫度時(shí)各相的自由能-成分曲線示意圖。 圖3 五、（10分） 圖4為Fe-W-C三元系的液相面投影圖。寫(xiě)出1700，1200，1085的四相平衡反應(yīng)式。選擇一個(gè)合金成分其組織在剛凝固完畢時(shí)只有三元共晶。圖4 圖5六、（10分） 圖5所示低碳鋼的三條拉伸曲線，A、塑性變形；B、去載后立即再行加載；C、去載后時(shí)效后再加載。 試回答下列問(wèn)題：1 解釋圖示三曲線的屈服現(xiàn)象及B，C中屈服點(diǎn)上升的原因。2 屈服現(xiàn)象對(duì)沖壓制件表面質(zhì)量有何不利影響。七、（10分）戶(hù)外用的架空銅導(dǎo)線（要求一定的強(qiáng)度）和戶(hù)內(nèi)電

8、燈用花線，在加工之后可否采用相同的最終熱處理工藝？為什么？八、（10分）如何提高固溶體合金的強(qiáng)度九、（10分）試說(shuō)明晶界對(duì)材料性能及變形的影響。十、（10分）簡(jiǎn)單說(shuō)明原子擴(kuò)散對(duì)材料的影響；舉兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明金屬中的上坡擴(kuò)散現(xiàn)象。十一、（15分）工業(yè)純銅的熔點(diǎn)為1083e ，在劇烈冷變形后的工業(yè)純銅板上取三個(gè)試樣，第一個(gè)試樣加熱到200e ，第二個(gè)試樣加熱到500e ，第三個(gè)試樣加熱到800e ，各保溫一小時(shí)，然后空冷。試畫(huà)出各試樣熱處理后的顯微組織示意圖，說(shuō)明它們?cè)趶?qiáng)度和塑性方面的區(qū)別及原因。中南大學(xué)考試試卷2003 2004 學(xué)年第二學(xué)期 時(shí)間 110 分鐘 材料科學(xué)與工程 課程 64 學(xué)時(shí) 4

9、 學(xué)分 考試形式：閉卷 專(zhuān)業(yè)年級(jí)材料 2001 級(jí) 總分 100 分，占總評(píng)成績(jī) 70%一.名詞解釋?zhuān)?分/個(gè)18分）1.變溫截面2.過(guò)冷度3.偏析反應(yīng)4.固溶體5.成分過(guò)冷6.形核功。二.寫(xiě)出固溶體的分類(lèi)（10分）：三.試根據(jù)凝固理論，分析通常鑄錠組織的特點(diǎn)及成因。（12分）四.根據(jù)Fe-Fe3C亞穩(wěn)平衡相圖回答下列問(wèn)題：（40分）1） 畫(huà)出Fe-Fe3C亞穩(wěn)平衡相圖；2） 寫(xiě)出下列Fe3CII含量最多的合金；珠光體含量最多的合金；萊氏體含量最多的合金。3） 標(biāo)注平衡反應(yīng)的成分及溫度，寫(xiě)出平衡反應(yīng)式。4） 分析Fe-1%C合金的平衡凝固過(guò)程，并計(jì)算室溫下其中相組成物和組織組成物的百分含量，5

10、） 根據(jù)Fe-Fe3C狀態(tài)圖確定下列三種鋼在給定溫度下的顯微組織（填入表中）含碳量溫度顯微組織溫度顯微組織0.4770停留一段時(shí)間9000.77680剛達(dá)到7701.0700剛達(dá)到7706） 畫(huà)出1200時(shí)各相的自由能-成分曲線示意圖。五.圖為Cu-Zn-Al合金室溫下的等溫截面和2%Al的垂直截面圖，回答下列問(wèn)題：（20分）1）在圖中標(biāo)出X合金（Cu-30%Zn-10%Al）的成分點(diǎn)。Y2） 計(jì)算Cu-20%Zn-8%Al和 Cu-25%Zn-6%Al合金中室溫下各相的百分含量，其中相成分點(diǎn)為Cu-22.5%Zn-3.45%Al，相成分點(diǎn)為Cu-18%Zn-11.5%Al。3） 分析圖中Y合

11、金的凝固過(guò)程。 中南大學(xué)考試試卷2004 2005 學(xué)年第二學(xué)期 時(shí)間 110 分鐘 材料科學(xué)與工程 課程 64 學(xué)時(shí) 4 學(xué)分 考試形式：閉卷 專(zhuān)業(yè)年級(jí)材料 2002 級(jí) 總分 100 分，占總評(píng)成績(jī) 70%1. （10分）畫(huà)出fcc晶胞中（111）晶面上的所有110晶向；在hcp晶胞中畫(huà)出晶向和晶面。 OACBD圖1 fcc晶胞 圖2 hcp晶胞2. （10分）舉出凝固理論在金屬材料結(jié)晶中的幾個(gè)應(yīng)用，加以簡(jiǎn)單說(shuō)明。3. （10分）畫(huà)出Fe-Fe3C亞穩(wěn)平衡相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：a. 標(biāo)出合金在室溫下的組織組成；b. 寫(xiě)出相圖中三個(gè)等溫反應(yīng)式；c. 分析含碳量為0.45的合金的平衡冷卻

12、過(guò)程；計(jì)算其在室溫下的組織組成物的相對(duì)百分含量；d. 畫(huà)出0.45C的合金在1148時(shí)的成分自由能曲線示意圖；e. 試分析元素C及Cr在Fe中的可能存在形式及其作用。圖3 Fe-Fe3C亞穩(wěn)平衡相圖4. （10分）試總結(jié)位錯(cuò)在金屬材料中的作用。5. （10分）分析原子擴(kuò)散在金屬材料中的作用。6. （10分）分析多晶體金屬的變形過(guò)程及影響多晶體金屬變形的因素。7. （10分）分析層錯(cuò)能對(duì)金屬熱塑性變形的影響。8. （10分）提高金屬材料強(qiáng)度的途徑有哪些?9. （10分）解釋下列名詞：成分過(guò)冷；離異共晶；反應(yīng)擴(kuò)散；面角位錯(cuò)；晶界偏聚10. （10分）如圖Pb-Sn-Bi三元合金相圖，試寫(xiě)出圖中五條

13、單變量線及P點(diǎn)、E點(diǎn)反應(yīng)的反應(yīng)式；分析圖中合金2的平衡結(jié)晶過(guò)程，指出它的開(kāi)始凝固溫度。中南大學(xué)考試試卷2005 2006 學(xué)年第二學(xué)期 時(shí)間 110 分鐘 材料科學(xué)與工程 課程 64 學(xué)時(shí) 4 學(xué)分 考試形式：閉卷 專(zhuān)業(yè)年級(jí)材料 2003 級(jí) 總分 100 分，占總評(píng)成績(jī) 70%一、 名詞解釋?zhuān)海ū绢}28分，每小題4分）1.螺型位錯(cuò)2.非平衡偏聚3.小角晶界4.滑移系5.變形織構(gòu)6.再結(jié)晶起始溫度7.動(dòng)態(tài)再結(jié)晶二、簡(jiǎn)答題1.（12分）銅的熔點(diǎn)為1083e ，在冷變形后的工業(yè)純銅板上取三個(gè)試樣，第一個(gè)試樣加熱到200e ，第二個(gè)試樣加熱到500e ，第三個(gè)試樣加熱到800e ，各保溫一小時(shí)，然后空冷。試畫(huà)出各試樣熱處理后的顯微組織示意圖（32分/個(gè)6分），說(shuō)明它們?cè)趶?qiáng)度和塑性方面