材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫

1、名詞解釋1、鐵素體、奧氏體、珠光體、馬氏體、貝氏體、萊氏體2、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變、包析轉(zhuǎn)變3、晶面族、晶向族4、有限固溶體、無限固溶體5、晶胞6、二次滲碳體7、回復(fù)、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶8、晶體結(jié)構(gòu)、空間點(diǎn)陣9、相、組織10、偽共晶、離異共晶11、臨界變形度12、淬透性、淬硬性13、固溶體14、均勻形核、非均勻形核15、成分過冷16、間隙固溶體17、臨界晶核18、枝晶偏析19、鋼的退火，正火，淬火，回火20、反應(yīng)擴(kuò)散21、臨界分切應(yīng)力22、調(diào)幅分解23、二次硬化24、上坡擴(kuò)散25、負(fù)溫度梯度26、正常價(jià)化合物27、加聚反應(yīng)28、縮聚反應(yīng)1、在柯肯達(dá)爾效應(yīng)中，標(biāo)記漂移主要原因是擴(kuò)散偶中。

2、A、兩組元的原子尺寸不同B、僅一組元的擴(kuò)散C、兩組元的擴(kuò)散速率不同2在二元系合金相圖中，計(jì)算兩相相對量的杠桿法則只能用于。A、單相區(qū)中B、兩相區(qū)中C、三相平衡水平線上3、鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無。A、萊氏體B、珠光體C、鐵素體4、原子擴(kuò)散的驅(qū)動力是。A、組元的濃度梯度B、組元的化學(xué)勢梯度C、溫度梯度5、在置換型固溶體中，原子擴(kuò)散的方式一般為。A、原子互換機(jī)制B、間隙機(jī)制C、空位機(jī)制6、在晶體中形成空位的同時(shí)又產(chǎn)生間隙原子，這樣的缺陷稱為。A、肖脫基缺陷B、弗蘭克爾缺陷C、線缺陷7、理想密排六方結(jié)構(gòu)金屬的c/a為。A、1.6B、2XM(2/3)C、M(2/3)8、在三元系相圖中，三相區(qū)的等溫截面

3、都是一個(gè)連接的三角形，其頂點(diǎn)觸及A、單相區(qū)B、兩相區(qū)C、三相區(qū)9、有效分配系數(shù)Ke表示液相的混合程度，其值范圍是。(其中Ko是平衡分配系數(shù))A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶體的孿晶面是。A、112B、110C、11111、形成臨界晶核時(shí)體積自由能的減少只能補(bǔ)償表面能的。A、1/3B、2/3C、3/412、金屬結(jié)晶過程中()：a、臨界晶核半徑越大，形核越易；b、臨界晶核形成功越大，形核越易;c、過冷度越大，形核越易；d、均質(zhì)形核比非均質(zhì)形核容易。13、三元相圖中()：a、垂直截面圖上可應(yīng)用杠桿定律；b、垂直截面圖上三相區(qū)域

4、為直邊三角形；c、四相共晶反應(yīng)平面在成份投影圖上為曲邊四邊形；d、四相反應(yīng)為等溫反應(yīng)。1. 金屬中典型的空間點(diǎn)陣有體心立方、面心立方和密排六方三種。()2作用在位錯(cuò)線上的力F的方向永遠(yuǎn)垂直于位錯(cuò)線并指向滑移面上的未滑移區(qū)。()3. 只有置換固溶體的兩個(gè)組元之間才能無限互溶，間隙固溶體則不能。()4. 金屬結(jié)晶時(shí)，原子從液相無序排列到固相有序排列，使體系熵值減小，因此是一個(gè)自發(fā)過程。()5固溶體凝固形核的必要條件同樣是AGBV0、結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏。()6. 三元相圖垂直截面的兩相區(qū)內(nèi)不適用杠桿定律。()7. 物質(zhì)的擴(kuò)散方向總是與濃度梯度的方向相反。()8. 塑性變形時(shí)，滑移面總是晶體的密排面，

5、滑移方向也總是密排方向。()9. 和液固轉(zhuǎn)變一樣，固態(tài)相變也有驅(qū)動力并要克服阻力，因此兩種轉(zhuǎn)變的難易程度相似。()10除Co以外，幾乎所有溶入奧氏體中的合金元素都能使C曲線左移，從而增加鋼的淬透性。()1、簡述工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)韌化方法。(20分)2、簡述Al-Cu二元合金的沉淀強(qiáng)化機(jī)制(20分)3、為什么奧氏體不銹鋼(18-8型不銹鋼)在450°C850°C保溫時(shí)會產(chǎn)生晶間腐蝕？如何防止或減輕奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕？4、為什么大多數(shù)鑄造合金的成分都選擇在共晶合金附近？5、什么是交滑移?為什么只有螺位錯(cuò)可以發(fā)生交滑移而刃位錯(cuò)卻不能？6、根據(jù)溶質(zhì)原子在點(diǎn)陣中的位置，舉例說明固溶體

6、相可分為幾類？固溶體在材料中有何意義？7、固溶體合金非平衡凝固時(shí)，有時(shí)會形成微觀偏析，有時(shí)會形成宏觀偏析，原因何在？8、應(yīng)變硬化在生產(chǎn)中有何意義？作為一種強(qiáng)化方法，它有什么局限性？9、一種合金能夠產(chǎn)生析出硬化的必要條件是什么？10、比較說明不平衡共晶和離異共晶的特點(diǎn)。11、枝晶偏析是怎么產(chǎn)生的？如何消除？12、請簡述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些。13、請簡述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點(diǎn)？14、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？15、請簡述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。16、為什么鋼的滲碳溫度一般要選擇在Y-Fe相區(qū)中進(jìn)行？若不在Y-Fe相區(qū)進(jìn)行會有什么結(jié)果？17、一

7、個(gè)楔形板坯經(jīng)冷軋后得到相同厚度的板材，再結(jié)晶退火后發(fā)現(xiàn)板材兩端的抗拉強(qiáng)度不同，請解釋這個(gè)現(xiàn)象。18、冷軋純銅板，如果要求保持較高強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時(shí)，又應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？19、位錯(cuò)密度有哪幾種表征方式？20、淬透性與淬硬性的差別。21、鐵碳相圖為例說明什么是包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)、共析反應(yīng)。22、馬氏體相變的基本特征？（12分）23、加工硬化的原因？（6分）24、柏氏矢量的意義？（6分）25、如何解釋低碳鋼中有上下屈服點(diǎn)和屈服平臺這種不連續(xù)的現(xiàn)象？（8分）26、已知916°C時(shí)，yFe的點(diǎn)陣常數(shù)0.365nm,（011）晶面間距是多少？（5分）27、畫示意圖說明包

8、晶反應(yīng)種類，寫出轉(zhuǎn)變反應(yīng)式？（4分）28、影響成分過冷的因素是什么？（9分）29、單滑移、多滑移和交滑移的意義是什么？（9分）30、簡要說明純金屬中晶粒細(xì)度和材料強(qiáng)度的關(guān)系，并解釋原因。（6分）31、某晶體的原子位于四方點(diǎn)陣的節(jié)點(diǎn)上，點(diǎn)陣的a=b,c=a/2，有一晶面在x,y,z軸的截距分別為6個(gè)原子間距、2個(gè)原子間距和4個(gè)原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。32、證明理想密排六方結(jié)構(gòu)的軸比c/a=1.633。33、立方晶系的（111），（110），（123）晶面族各包含多少晶面，寫出它們的密勒指數(shù)。34、說明柏氏矢量的確定方法，如何利用柏氏矢量和位錯(cuò)線來判斷位錯(cuò)的類型？35、簡要說明成分過冷的形成

9、及其對固溶體組織形態(tài)的影響。36、為什么晶粒細(xì)化既能提高強(qiáng)度，也能改善塑性和韌性？37、共析鋼的奧氏體化有幾個(gè)主要過程？合金元素對奧氏體化過程有什么影響？38、提高鋼材耐蝕性的主要方法有哪些？為什么說Cr是不銹鋼中最重要的合金元素？39、何為位錯(cuò)反應(yīng)？如何判斷一個(gè)位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？40、根據(jù)凝固理論，試述細(xì)化晶粒的基本途徑。41、分析金屬冷變形度的大小對再結(jié)晶晶粒尺寸的影響，說明原因。42、簡述成分過冷的形成以及成分過冷對固溶體生長形態(tài)的影響。43、位錯(cuò)增值機(jī)理五、計(jì)算、作圖1、已知碳在rFe中的擴(kuò)散常數(shù)D=2.0X10-5m2/s，擴(kuò)散激活能Q=01.4X105j/mol（R=8.31J/（

10、molK）。碳勢均為C=1.1%C的條件下對20#鋼在P880°C進(jìn)行滲碳，為達(dá)到927°C滲碳5h同樣的效果，滲碳時(shí)間應(yīng)為多少？（12分）2、對fee結(jié)構(gòu)的晶體（點(diǎn)陣常數(shù)為a）（1）分別計(jì)算原子在100,110和111晶向上的原子密度，并說明哪個(gè)晶向是密排方向：（2）計(jì)算原子在（100）,（110）和（111）晶面上的原子密度和三個(gè)面的面間距，并指出面間距最大的晶面。3、寫出附圖1.1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指數(shù)；在右圖單胞中畫出晶面（111）和該面上屬于112三個(gè)晶向，并標(biāo)出具體指數(shù)。（12分）4、已知碳在Y-Fe中擴(kuò)散時(shí)，D0=2.0X10-5m2/s,

11、Q=1.4X105j/mol。當(dāng)溫度在927C時(shí)，求其擴(kuò)散系數(shù)為多少？（已知摩爾氣體常數(shù)R=8.314J/molK）5、作圖表示立方晶體的（°11）、&31）、心21）晶面和、112T102晶向。（每題2分，共10分）6、已知A（熔點(diǎn)600C）與B（熔點(diǎn)500C）在液態(tài)無限互溶，固態(tài)時(shí)A在B中的最大固溶度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為3a=°.30，室溫時(shí)為3a=0.1°；但B在固態(tài)和室溫時(shí)均不溶于A。在300C時(shí)，含«B=0.40的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。試?yán)L出A-B合金相圖；并分析孤=0.20、孤=0.80的合金在室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。7、繪出

12、Fe-Fe3C相圖，標(biāo)出鐵碳相圖上的C、E、F、G、K、P、S點(diǎn)，說明ECF、PSK水平線和ES、GS曲線的意義，其上發(fā)生的轉(zhuǎn)變及生成的組織組成物。8、已知某低碳鋼。0=64KPa,K=393.7，若晶粒直徑為50Um，該低碳鋼的屈服強(qiáng)度是多少？9、試計(jì)算BCC晶體最密排面的堆積密度。10、面心立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)金屬中的原子堆垛方式和致密度是否有差異?請加以說明。11、計(jì)算wc=3.3%的鐵碳合金常溫下萊氏體的相對含量，組織中珠光體的相對含量和共析滲碳體的含量。(9分)12、已知Cu的原子量為63.5，原子半徑是0.1278nm。(20分)(1) 計(jì)算銅的密度、點(diǎn)陣常數(shù)和最大面間距。(2)

13、 在立方晶胞(圖1.)中標(biāo)出下列晶面和晶向(要求用字母標(biāo)出，如oa:001.(011)、(11)、(221)、102、110、11(3) 以上哪些晶面和晶向互相垂直？13、柏氏矢量的物理意義是什么？根據(jù)柏氏矢量如何區(qū)分螺型位錯(cuò)和刃型位錯(cuò)？什么是全位錯(cuò)和不全位錯(cuò)？簡述位錯(cuò)反應(yīng)條件。無外力作用時(shí)，位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？(18分)14、假設(shè)在鎂晶體中，由一個(gè)位錯(cuò)源放出的位錯(cuò)移到晶體表面，使晶體表面產(chǎn)生高度約為10-4cm的滑移臺階，問有多少個(gè)位錯(cuò)運(yùn)動至表面？(已知b=3.2A)15、在鋁試樣中測得晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度為5x1013m-2，假定位錯(cuò)全部集中在亞晶界上，且每個(gè)亞晶粒的截面均為正六邊形，而位錯(cuò)全

14、為刃位錯(cuò)，其柏氏矢量b=a/2101戶2x10-10m,如亞晶粒之間的傾角為5°，試求亞晶界上的位錯(cuò)間距和亞晶粒的平均大小。16、在立方晶系的晶胞內(nèi)畫出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向：17、在870°C比在930°C滲碳有一定優(yōu)越性，淬火變形小又可得到較細(xì)的晶粒，碳在y鐵中的D0=2.0x10-5m2/s,Q=140x103j/mol,請計(jì)算：(10分)(a) 870C時(shí)碳在y鐵中的擴(kuò)散系數(shù)；(b) 將滲層加深一倍需多長時(shí)間？(c)若規(guī)定0.3%C作為滲碳層厚度的量度，則在930C滲碳10小時(shí)的滲層厚度為870C滲碳10小時(shí)的多少倍？(氣體常數(shù)R=8.314J/mo

15、lK,滲層厚度5"帀)18、位錯(cuò)線與柏氏矢量，切應(yīng)力方向，位錯(cuò)線運(yùn)動方向以及晶體滑移方向的關(guān)系？六、綜合1、試分析冷塑性變形對合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。2、對鐵碳合金(w=0.0015)經(jīng)過完全退火后：(20分)c(1) 在室溫下包含哪些組成相，計(jì)算其相對量。(2) 在室溫下由哪些組織組成物構(gòu)成，畫出組織示意圖，并計(jì)算各自的相對量。(3) 在室溫下該合金經(jīng)過較大的塑性變形(例如壓縮50%),其組織會發(fā)生哪些變化？(4) 變形后再經(jīng)過750°C充分保溫后緩慢冷卻到室溫，所得到的組織與原完全退火的組織有哪些差別？3、請根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列

16、問題：(1) 分析合金I、II的平衡結(jié)晶過程，并繪出冷卻曲線；(2) 說明室溫下I、II的相和組織是什么？并計(jì)算出相和組織的相對含量；(3) 如果希望得到共晶組織和5%的0初的合金，求該合金的成分；(4) 分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組織有何不同。4、敘述板條馬氏體和下貝氏體的組織形態(tài)，并說明板條馬氏體和下貝氏體具有良好強(qiáng)韌性的原因。5、試述冷變形金屬在加熱時(shí)，其組織和性能發(fā)生的變化。6、試論述含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響。7、論述影響擴(kuò)散的主要因素。8、求體心立方結(jié)構(gòu)中的四面體和八面體間隙的半徑及其中心位置的坐標(biāo)。9、45鋼的過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，請回答下列問題：(共15分)(1) 說明圖中A1線、Ms、1線、2線、3線表示的意義。(2) 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有哪些？寫出各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的名稱、相變類型、組織形態(tài)和性能特點(diǎn)；(3) 在V、V、V、V冷卻速度下，各得到何種組織？1234(4) 指出與V、V、V、V相對應(yīng)的熱處理工藝名稱是什么？