《材料科學(xué)基礎(chǔ)》綜合復(fù)習(xí)題

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)思考題第一章：材料的結(jié)構(gòu)空間點(diǎn)陣、晶格、相、晶胞配位數(shù)致密度共價(jià)鍵離子鍵金屬鍵組元合金、固溶體中間相間隙固溶體置換固溶體固溶強(qiáng)化第二相強(qiáng)化。1、材料的鍵合方式有四類，分別是（），（），（），（）2、三種常見的金屬晶格分別為（），（）和（）。3體心立方晶格中，晶胞原子數(shù)為（），原子半徑與晶格常數(shù)的關(guān)系為（），配位數(shù)是（），致密度是（間隙個(gè)數(shù)為（），具有體心立方晶格的常見金屬有（），密排晶向?yàn)椋ǎ?，密排晶面為（），晶胞中八面體間隙個(gè)數(shù)為（），四面體）。4、面心立方晶格中，晶胞原子數(shù)為（），原子半徑與晶格常數(shù)的關(guān)系為（），配位數(shù)是（），晶胞中八面體間隙個(gè)數(shù)為（），四）。），致密度是（），密排晶向?yàn)椋ǎ芘啪鏋椋骟w間隙個(gè)數(shù)為（），具有面心立方晶格的常見金屬有（5、密排六方晶格中，晶胞原子數(shù)為（），原子半徑與晶格常數(shù)的關(guān)系為（），配位數(shù)是（），致密度是（），密排晶向?yàn)椋ǎ?，密排晶面為（），具有密排六方晶格的常見金屬有（）?、合金的相結(jié)構(gòu)分為兩大類，分別是（）和（）。7、固溶體按照溶質(zhì)原子在晶格中所占的位置分為（）和（），按照固溶度分為（）和（），按照溶質(zhì)原子與溶劑原子相對(duì)分布分為（）和（）。）。8、影響固溶體結(jié)構(gòu)形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（9、金屬化合物（中間相）分為以下四類，分別是（）。），（），（），（三、作圖表示出立方晶系（123）、（0）、（421）等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。四、立方晶系的{111}晶面構(gòu)成一個(gè)八面體，試作圖畫出該八面體，并注明各晶面的晶面指數(shù)。五、體心立方晶格的晶格常數(shù)為a，試求出（100）、（110）、（111）晶面的面間距大小，并指出面間距最大的晶面。六、已知面心立方晶格的晶格常數(shù)為a，試求出（100）、（110）、（111）晶面的面間距大小，并指出面間距最大的晶面。七、試從面心立方晶格中繪出體心正方晶胞，并求出它的晶格常數(shù)。八、試計(jì)算體心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向的原子密度，并指出其最密排晶面和最密排晶向。（提示：晶面的原子密度為單位面積上的原子數(shù)，晶向的原子密度為單位長(zhǎng)度上的原子數(shù)。）第二章：晶體缺陷肖脫基空位、弗侖克爾空位、位錯(cuò)、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、柏氏矢量、位錯(cuò)密度、位錯(cuò)的滑移、位錯(cuò)的攀移、弗蘭克-瑞德源、派-納力、單位位錯(cuò)、不全位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)、位錯(cuò)反應(yīng)、擴(kuò)展位錯(cuò)、表面能、界面能、對(duì)稱傾側(cè)晶界、共格晶面、非共格晶面、內(nèi)吸附.1、按照幾何尺寸分類，晶體中存在三種缺陷，分別是（），（），（）。2、晶體中點(diǎn)缺陷主）。4、要表現(xiàn)形式有（），（）和（）。3、位錯(cuò)有兩種基本類型，分別是（），（刃型位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線（），螺型位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線（）總量的大小。6、位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)有兩種，分別是（）和（），刃型位錯(cuò)的柏氏矢量與其垂直的位錯(cuò)線所構(gòu)成的平面稱為（），對(duì)于一條刃型位錯(cuò)而言，）。5、柏氏矢量代表晶體滑移的（）和（），也表示位錯(cuò)線周圍（該面是唯一的，故不可能產(chǎn)生（）運(yùn)動(dòng)。7、體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格的單位位）。8、面心立方晶體中有兩種重要的不全位錯(cuò)，）。9、晶體的面缺陷主要包括（），（），（）。10、具有不同結(jié)構(gòu)的兩相之間的界面稱為（錯(cuò)的柏氏矢量分別可表示成（）、（）和（柏氏矢量分別為（），（），（），該界面有三種，分別是（），（）和（）。三.指出下圖各位錯(cuò)的性質(zhì),并說明刃型位錯(cuò)部分的多半原四、如右圖,某晶體的滑移面上有一柏氏矢量為b的位錯(cuò)環(huán),并受到一均勻切應(yīng)力τ.(1)分析該位錯(cuò)環(huán)各段位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)類型.(2)求各段位錯(cuò)線所受的力的大小及方向.(3)在τ的作用下,該位錯(cuò)環(huán)將如何運(yùn)動(dòng)?(4)在τ的作用下,若使此位錯(cuò)環(huán)在晶體中穩(wěn)定不動(dòng),其半徑應(yīng)為多少?五、判定下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？若能進(jìn)行，試在晶胞上作出矢量圖。六、試分析在（111）面上運(yùn)動(dòng)的柏氏矢量為b=a/2[10]的螺型位錯(cuò)受阻時(shí)，能否通過交滑移轉(zhuǎn)移到（11），（11），（11）面中的某個(gè)面上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)？為什么？七、根據(jù)晶粒的位向差及其特點(diǎn)，晶界有那些類型？有何特點(diǎn)屬性？第三章：純金屬的凝固解釋以下基本概念結(jié)晶、過冷、過冷度、結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、均勻形核、非均勻形核、臨界晶核半徑、臨界晶核形核功、形核率、變質(zhì)處理、光滑界面、粗糙界面、樹枝晶、柱狀晶、等軸晶、單晶、非晶、微晶、準(zhǔn)晶、多晶體。1、金屬結(jié)晶一般發(fā)生在理論結(jié)晶溫度以下，這種現(xiàn)象稱為（），理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差值叫做（），冷卻速度越大，則（）越大。2、金屬結(jié)晶過程是一個(gè)不斷（）和（）的過）。3、），程，直至液體耗盡為止。若由一個(gè)晶核長(zhǎng)成的晶體叫做（）多個(gè)晶核長(zhǎng)成的晶體叫做（要獲得結(jié)晶過程所必須的驅(qū)動(dòng)力，一定要有（），過冷度（），液固兩相自由能差值（驅(qū)動(dòng)力（），臨界晶核半徑（），臨界晶核形核功（），形核率（），結(jié)晶后（）越細(xì)小。4、在過冷液體中，會(huì)出現(xiàn)許多尺寸不同的原子小集團(tuán)稱為（），只有當(dāng)原子小集團(tuán)的半徑大于（）時(shí)，才可作為晶核而長(zhǎng)大。5、在形核時(shí)，系統(tǒng)總自由能變化是（）降低和（）增加的代數(shù)和，前者是形核的（），后者是形核的（）。6、均勻形核時(shí)，臨界晶核形核功與過冷度的關(guān)系可表達(dá)成（），它表明當(dāng)形成臨界尺寸晶核時(shí)，體積自由能補(bǔ)償表面能的（），尚有（）表面能沒有得到補(bǔ)償，需依靠（）。7、非均勻形核時(shí)，其形核功大小與潤(rùn)濕角有關(guān)，當(dāng)=00時(shí)，ΔG非=（），當(dāng)=900時(shí)，ΔG非=（），當(dāng)=1800時(shí)，ΔG非=（）。說明潤(rùn)濕角越小，對(duì)形核越（）。8、晶核長(zhǎng)大與液固界面結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般粗糙界面以（）方式長(zhǎng)大，而光滑界面以（）方式長(zhǎng)大。9、為獲得細(xì)晶粒，在金屬結(jié)晶時(shí)通常采用（），（由三個(gè)晶區(qū)組成，表面為（），中間為（），心部為（）。11、非均勻形核時(shí)臨界球冠半徑與均勻形核臨界晶核半徑（），但非均勻形核的晶核體積比均勻形核時(shí)（率（），結(jié)晶后晶粒（）。12、金屬結(jié)晶時(shí)形核方式有（）和（），在實(shí)際鑄造生產(chǎn)中常已）和（）等方法。10、金屬鑄錠一般），當(dāng)過冷度相同時(shí)，形核（）方式形核。三、a）設(shè)為球形晶核，試證明均勻形核時(shí)，形成臨界晶粒的ΔGK與其體積VK之間的關(guān)系式為。b）當(dāng)非均勻形核形成球冠形晶核時(shí)，其ΔGK與V之間的關(guān)系如何四、如果臨界晶核是邊長(zhǎng)為aK的正方體，試求出其ΔGK與aK的關(guān)系。為什么形成立方體晶核的ΔGK比球形晶核要大五、為什么金屬結(jié)晶時(shí)一定要有過冷度？影響過冷度的因素是什么？固態(tài)金屬熔化時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)過熱？為什么？六、試比較均勻形核與非均勻形核的異同點(diǎn)，說明為什么非均勻形核往往比均勻形核更容易進(jìn)行。七、在其它條件相同時(shí)，試比較下列鑄造條件下金屬晶粒尺寸大小，并說明為什么？1、砂型鑄造與金屬型鑄造2、鑄薄壁件與鑄厚壁件3、高溫澆注與低溫澆注八、說明晶體成長(zhǎng)形狀與溫度梯度的關(guān)系，分析在負(fù)溫度梯度下，金屬結(jié)晶出樹枝晶的過程。九、簡(jiǎn)述三晶區(qū)形成的原因及每個(gè)晶區(qū)的性能特點(diǎn)。十、為了得到發(fā)達(dá)的柱狀晶區(qū)應(yīng)該采取什么措施？為了得到發(fā)達(dá)的等軸晶區(qū)應(yīng)該采取什么措施？其基本原理如何？十一、指出下列各題錯(cuò)誤之處，并改正之。（1）所謂臨界晶核，就是體系自由能的減少完全補(bǔ)償表面能增加時(shí)的晶胚大小。（2）在液態(tài)金屬中，凡是涌現(xiàn)出小于臨界晶核半徑的晶胚都不能成核，但是只要有足夠的能量起伏提供形核功，還是可以形核。（3）無論溫度分布如何，常用純金屬都是以樹枝狀方式生長(zhǎng)。十二、何謂非晶態(tài)金屬？簡(jiǎn)述幾種制備非晶態(tài)金屬的方法。非晶態(tài)金屬與晶態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性能有什么不同第四章：二元相圖解釋以下基本概念組元、相、化學(xué)位、成分過冷、平衡分配系數(shù)、自由度、相律、同素異晶轉(zhuǎn)變、勻晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、包析轉(zhuǎn)變、熔晶轉(zhuǎn)變、偏晶轉(zhuǎn)變、合晶轉(zhuǎn)變、組織、偽共晶、離異共晶、枝晶偏析、比重偏析、正偏析、反偏析、區(qū)域偏析、區(qū)域提純、鐵素體、奧氏體、珠光體、萊氏體、變態(tài)萊氏體、一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體。1、相律是表示平衡條件下，系統(tǒng)的自由度數(shù)、（）數(shù)和（）之間的關(guān)系，根據(jù)相律可知二元系最大的平衡相數(shù)是（）。2、在二元合金相圖中，根據(jù)相律，兩個(gè)單相區(qū)必然交于（）點(diǎn)，兩個(gè)單相區(qū)之間必然存在一個(gè)（）相區(qū)，三相平衡時(shí)，系統(tǒng)的自由度等于（），說明轉(zhuǎn)變（）和三個(gè)相的（）都是恒定的。3、二元合金相圖杠桿定律只適用于（的（）和計(jì)算兩平衡相的（）區(qū)，當(dāng)二元系處于兩相平衡時(shí)，可根據(jù)杠桿定律確定兩平衡相）。4、固溶體合金在結(jié)晶時(shí)也遵循形核長(zhǎng)大規(guī)律，形核時(shí)也需要（）起伏。5、同純金屬相比，固溶體合金結(jié)晶的特點(diǎn)是（）結(jié)晶，）起伏、（）起伏，還需（其結(jié)晶常發(fā)生在一定的（）區(qū)間內(nèi)，始終進(jìn)行著溶質(zhì)原子和溶劑原子的（）過程。6、枝晶偏析的大小與液相線與固相線間的（）有關(guān)，與溶質(zhì)原子的（）有關(guān)，與結(jié)晶時(shí)的（）有關(guān)。7、固溶體合金在凝固時(shí)會(huì)產(chǎn)生成分過冷，成分過冷區(qū)的大小與結(jié)晶速度R有關(guān)，與界面前沿實(shí)際溫度分布G有關(guān)，與溶質(zhì)濃度C0大小有關(guān)，一般G(),C0()越容易產(chǎn)生成分過冷。8、固溶體合金在正的溫）。9、發(fā)生共晶反),R(度梯度下，因成分過冷區(qū)的大小不同，晶體形態(tài)可能出現(xiàn)（），（）和（應(yīng)時(shí)，因三相平衡，f=()，此時(shí)這一轉(zhuǎn)變是在（）溫度下進(jìn)行，三個(gè)平衡相的成分均（）。10、固溶體合金因選擇結(jié)晶會(huì)產(chǎn)生（）偏析，亞共晶合金或過共晶合金因先析出相與液相間密度不同，會(huì)產(chǎn)生（輕。）偏析，前者可通過（）退火消除，后者可通過依靠凝固過程中（）防止或減11、合金的鑄造性能取決于液相線與固相線之間（），其值越小，鑄造性能（），二元系具有（）成分的合金鑄造性能最好。12、在二元系中，由一相分解為二相的三相平衡轉(zhuǎn)變有（），（），（）和（）。13、在二元系中，由二相轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌嗟娜嗥胶廪D(zhuǎn)變有（成分，經(jīng)快速冷卻形成的全部共晶組織，稱為（），（）和（）。14、原合金成分不是共晶）。15、鐵素體是碳溶入（）中的（）固溶體，奧氏體是碳溶入（）中的（）固溶體，滲碳體是（）。16、奧氏體在1148℃時(shí)最大溶碳量可達(dá)（），在727℃時(shí)奧氏體的溶碳量為（）。17、珠光體是（）組成的機(jī)械混合物。18、工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過）反應(yīng)的產(chǎn)物，它是由（）和（共析鋼的含碳量分別為（），（），（），（）。19、亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼在室溫）。20、在Fe-Fe3C相圖中HJB線、ECF線、PSK線分別稱下的平衡組織分別是（），（），（為（），（）和（）。22、根據(jù)含碳量和組織特點(diǎn)，可將鐵碳合金分為三大類，分別是（），（）和（）。23、根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算的一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體最大可能含量分別為（），（）和（）。24、變態(tài)萊氏體是（）和（）的機(jī)械混合物，由于含有大量的滲碳體，所以塑性（），脆性（），但是（）好。25、鋼中的硫是有害元素，易造成鋼的（故。）性，這是因?yàn)镕eS能與（）形成低熔點(diǎn)的（）。）之26、在平衡冷卻后，隨含碳量的增加，鋼的硬度（），塑性和韌性（三、在正溫度梯度下，為什么純金屬凝固時(shí)不能呈樹枝狀成長(zhǎng)，而固溶體合金卻能呈樹枝狀成長(zhǎng)？四、何為合金平衡相圖，相圖能給出任一條件下合金的顯微組織嗎？五、有兩個(gè)形狀、尺寸均相同的Cu-Ni合金鑄件，其中一個(gè)鑄件的含鎳量ωNi=90%，另一鑄件ωNi=50%，鑄后自然冷卻。問凝固后哪一個(gè)鑄件的偏析嚴(yán)重？為什么？找出消除偏析的措施。六、何為成分過冷？成分過冷對(duì)固溶體結(jié)晶時(shí)晶體長(zhǎng)大方式和鑄錠組織有何影響？七、共晶點(diǎn)和共晶線有什么關(guān)系？共晶組織一般是什么形態(tài)？如何形成？八、鉍（熔點(diǎn)為271.5℃）和銻(熔點(diǎn)為630.7℃)在液態(tài)和固態(tài)時(shí)均能彼此無限互溶，ωBi=50%的合金在520℃時(shí)開始凝固出成分為ωSb=87%的固相。ωBi=80%的合金在400℃時(shí)開始凝固處成分為ωSb=64%的固相。根據(jù)上述條件，要求：（1）繪出Bi-Sb相圖，并標(biāo)出各線和各相區(qū)的名稱。（2）從相圖上確定含銻量為ωSb=40%合金開始結(jié)晶和結(jié)晶終了溫度，并求出它在400℃是的平衡向成分及其含量。九、根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出概略而元共晶相圖，組元A的熔點(diǎn)為1000℃，組元B的熔點(diǎn)為700℃；ωB=25%的合金在500℃結(jié)晶完畢，并由%的先共晶相α與%的（α+β）共晶體組成；ωB=50%的合金在500℃結(jié)晶完畢后則由40%的先共晶α相與60%的（α+β）共晶體組成，而此合金中的α相總量為50%。十、組元A的熔點(diǎn)為1000℃，組元B的熔點(diǎn)為700℃,在800℃時(shí)存在包晶反應(yīng)；α（ωB=5%）+L(ωB=50%)β(ωB=30%)；在600℃時(shí)存在共晶反應(yīng)：L(ωB=80%)在400℃時(shí)發(fā)生共析反應(yīng)：β(ωB=50%)β(ωB=60%)+γ(ωB=95%);α（ωB=2%）+γ(ωB=97%)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出相圖。十一、在C-D二元系中，D組元比C組元有較高的熔點(diǎn)，C在D中沒有固溶度。該合金系存在下述恒溫反應(yīng)：（1）（2）（3）（4）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，繪出概略的二元相圖。十二、假定需要用ωZn=30%的Cu-Zn合金和ωSn=10%的Cu-Sn合金制造尺寸、形狀形同的鑄件，參照Cu-Zn和Cu-Sn二元相圖，回答下述問題：（1）哪種合金的流動(dòng)性好？（2）哪種合金形成縮松的傾向大？（3）哪種合金的熱裂傾向大？（4）哪種合金的偏析傾向大？十三、默畫出Fe—Fe3C相圖，標(biāo)注各點(diǎn)、線的名稱、溫度和成分，并標(biāo)注各個(gè)區(qū)域的組織。十四、分析含碳量為0.2%、0.6%、1.2%的碳鋼從液態(tài)冷卻到室溫的結(jié)晶過程，用冷卻曲線和組織示意圖說明各階段的組織，并分別計(jì)算室溫下的相組成物及組織組成物的含量。十五、分析含碳量為3.0%和4.7%的白口鑄鐵的平衡結(jié)晶過程，計(jì)算室溫下的相組成物及組織組成物的含量。十六、計(jì)算鐵碳合金中二次滲碳體和三次滲碳體最大可能含量。十七、說明含碳量對(duì)碳鋼的組織和性能的影響。十八、為了區(qū)分兩種弄混的碳鋼，工作人員分別截取了A、B兩塊試樣，加熱至800℃保溫后以極其緩慢的速度冷卻到室溫，觀察金相組織，結(jié)果如下：A試樣的先共析鐵素體面積為41.6%，珠光體的面積為58.4%；B試樣的二次滲碳體的面積為7.3%，珠光體的面積為92.7%；設(shè)鐵素體和滲碳體的密度相同，鐵素體的含碳量為零，試求A、B兩種碳鋼的含碳量。十九、鐵碳相圖有哪些應(yīng)用，又有哪些局限性。第六章：固體材料的變形與斷裂解釋以下基本概念彈性變形、塑性變形、滑移、孿生、滑移帶、滑移系、多滑移、交滑移、取向因子、軟位向、硬位向、臨界分切應(yīng)力、加工硬化、形變織構(gòu)、纖維組織、絲織構(gòu)、板織構(gòu)、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、斷裂、脆性斷裂、韌性斷裂、解理斷裂、穿晶斷裂、沿晶斷裂1、金屬塑性變形的方式有兩種，分別是（）和（）。2、體心立方晶體的滑移面是（），滑移），滑移方向是（），共方向是（），共有（）個(gè)滑移系。3、面心立方晶體的滑移面是（有（）個(gè)滑移系。4、密排六方晶體的滑移面是（），滑移方向是（），共有（）個(gè)滑移系。5、臨界分切應(yīng)力的表達(dá)式是（），該式表明滑移系的分切應(yīng)力大小與（）有關(guān)，分切應(yīng)力越大，越容易（）。6、單晶體塑性變形時(shí)，把Φ=900或者λ=900的取向稱為（），把取向因子為0。5時(shí)對(duì)應(yīng)的取向稱為（），若取向因子大，則屈服強(qiáng)度（）。7、晶體發(fā)生滑移時(shí)會(huì)引起晶面的轉(zhuǎn)動(dòng)，拉伸時(shí)滑移面力求轉(zhuǎn)向與力軸（）方向，使原來有利取向滑移系變得愈來愈不利，稱之為（）。8、對(duì)滑移系少的（）金屬，在受到切應(yīng)力作用下易產(chǎn)生孿生變形，體心立方金屬在（）時(shí)才發(fā)生孿生變形。9、金屬經(jīng)過塑性變形之后，其晶粒外形會(huì)沿受力方向（），當(dāng)變形量很大時(shí)各晶粒（），呈現(xiàn)（）稱為纖維組織。10、多晶體塑性變形時(shí)，由于形變受到（）阻礙和相鄰的取向不同的（）約束，形變抗力比單晶體大，其屈服強(qiáng)度與晶粒直徑關(guān)系為（），稱為霍爾配奇公式。11、金屬經(jīng)過塑性變形之后，不但晶粒外形有所變化，晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度（），形成胞狀結(jié)構(gòu)，隨變形量增大，胞塊數(shù)量（），尺寸（）。12、在常溫下，金屬的晶粒尺寸愈小，其強(qiáng)度（），塑性和韌性（）。13、塑性變形量越大，金屬的強(qiáng)度（），塑性和韌性（），這種現(xiàn)象稱為（）。14、金屬冷塑性變形時(shí)，由于晶體轉(zhuǎn)動(dòng)，使金屬晶體中原為任意取向的各晶粒逐漸調(diào)整為取向彼此趨于一致，稱之為（）。有兩種形式的形變織構(gòu)，分別是（）和（）。15、金屬經(jīng)過塑性變形之后，會(huì)產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力，有三種內(nèi)應(yīng)力，分別是（）、（）和（）。一、密排六方金屬鎂能否產(chǎn)生交滑移？滑移方向如何？二、試用多晶體塑性變形理論解釋室溫下金屬的晶粒越細(xì)強(qiáng)度越高塑性越好的現(xiàn)象。五、銅單晶其外表面平行于（001），若施加拉應(yīng)力、力軸方向?yàn)閇001]，測(cè)得τc=0.7MN/m2,求多大應(yīng)力下材料屈服？六、Fe單晶拉力軸沿[110]方向，試問哪組滑移系首先開動(dòng)？若τc=33.8Mpa，需多大應(yīng)力材料屈服？七、鋅單晶體試樣截面積A=78.5mm2,經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：屈服載荷（N）Φ角（0）λ角（0）6208325218462148174273525572．52648．530．517．625．538466374．882．5COSλCOSΦてk(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出臨界分切應(yīng)力并填入上表(2)求出屈服載荷下的取向因子，作出取向因子和屈服應(yīng)力的關(guān)系曲線，說明取向因子對(duì)屈服應(yīng)力的影響。八、畫出銅晶體的一個(gè)晶胞，在晶胞上指出：（1）發(fā)生滑移的一個(gè)晶面；（2）在這一晶面上發(fā)生滑移的一個(gè)方向；（3）滑移面上的原子密度與{100}等其它晶面相比有何差別；（4）沿滑移方向的原子間距與其它方向相比有何差別。九、試述金屬經(jīng)塑性變形后組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間的關(guān)系，闡述加工硬化在機(jī)械零部件生產(chǎn)和服役過程中的重要意義。十、試述固溶強(qiáng)化的機(jī)制。十一、試述彌散硬化合金的強(qiáng)化機(jī)制。第七章：回復(fù)與再結(jié)晶解釋以下基本概念回復(fù)、再結(jié)晶、多邊形化、二次再結(jié)晶、冷加工、熱加工、動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶1、冷變形金屬經(jīng)重新加熱時(shí)，根據(jù)其組織和性能的變化，大體可分為（）、（）和（）三個(gè)階段。2、低溫回復(fù)主要涉及（），中溫回復(fù)主要涉及（），高溫回復(fù)主要涉及（）。3、再結(jié)晶過程也是一個(gè)（）與（）的過程，但是與重結(jié)晶（同素異晶轉(zhuǎn)變）相比，再結(jié)晶只發(fā)生組織變化而無（）變化。4、再結(jié)晶晶核形核方式有（）、（）和（）。5、再結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)之間存在下列關(guān)系（），一般塑性變形量越大，再結(jié)晶溫度（），金屬純度越高，再結(jié)晶溫度（）。6、再結(jié)晶后晶粒大小與變形度有密切關(guān)系，一般隨變形度增大，再結(jié)晶后晶粒越（），但是變形度為（）時(shí)，再結(jié)晶后晶粒（），人們稱此變形度為臨界變形度。7、再結(jié)晶的晶粒長(zhǎng)大是通過晶界遷移實(shí)現(xiàn)的，影響晶粒長(zhǎng)大的因素主要有（）、（）、（）和相鄰晶粒的位相差。8、熱加工是指在（）溫度以上的加工過程，在該加工過程中形變引起的（）與再結(jié)晶的（）過程同時(shí)存在。9、熱加工可以明顯改善鋼的質(zhì)量，通過熱加工可以消除（），細(xì)化（）、焊合（），改善（）分布。10、晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是（），晶粒長(zhǎng)大是通過（）移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，其移動(dòng)方向是（）。11、晶粒穩(wěn)定的立體形狀應(yīng)該是（），其二維形狀為（），所有晶界均為直線，晶界間夾角為（）。12、二次再結(jié)晶是一種特殊的晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，它不需要重新形核，而是少數(shù)晶粒獲得特殊的（）條件，造成晶粒大小差別（）。三、試述不同溫度下的回復(fù)機(jī)制。四、何為一次再結(jié)晶和二次再結(jié)晶？發(fā)生二次再結(jié)晶的條件有那些？三、何為臨界變形度？在工業(yè)生產(chǎn)中有何意義？四、五、用冷拔鋼絲繩吊掛顎板進(jìn)行固溶處理，顎板溫度接近1100℃，吊車送往淬火水槽途中發(fā)生斷裂。此鋼絲繩是新的，無疵病。試分析鋼絲繩斷裂原因。六、一塊純金屬板經(jīng)冷沖壓成金屬杯并再結(jié)晶退火后，試畫出截面上的顯微組織示意圖。七、已知W、Fe、Cu的熔點(diǎn)分別是3399℃、1538℃和1083℃，試估計(jì)其再結(jié)晶溫度。八、九、設(shè)有一楔型板坯經(jīng)過冷扎后得到相同厚度的板材，然后進(jìn)行再結(jié)晶退火，試問該板材的晶粒大小是否均勻？為什么？一十、一十一、為獲得細(xì)小晶粒組織，應(yīng)該根據(jù)什么原則制定塑性變形及其退火工藝。第八章：擴(kuò)散擴(kuò)散、穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、擴(kuò)散激活能、上坡擴(kuò)散、短路擴(kuò)散、反應(yīng)擴(kuò)散1、擴(kuò)散第一定律的表達(dá)式為（），它表示擴(kuò)散速度與（）和（）成正比，其中的負(fù)號(hào)表示（）方向和（）方向相反。2、擴(kuò)散第一定律為穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散定律，適合于（）和（）都不隨時(shí)間變化的條件下，而實(shí)際大多數(shù)擴(kuò)散過程都是在非穩(wěn)態(tài)條件下進(jìn)行的，因此該表達(dá)式的應(yīng)用受到限制。3、擴(kuò)散第二定律的表達(dá)式為（），它表示各處的濃度不僅與距離有關(guān)，還與（）有關(guān)。4、擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是（）而不是濃度梯度，當(dāng)濃度梯度與驅(qū)動(dòng)力方向一致時(shí)產(chǎn)生（）擴(kuò)散，當(dāng)濃度梯度與驅(qū)動(dòng)力方向相反時(shí)產(chǎn)生（）擴(kuò)散。5、擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（），它表明溫度越高，擴(kuò)散速度（）。這是因?yàn)?，溫度越高，原子振?dòng)能（），晶體空位濃度（），這些都有利于擴(kuò)散。6、固溶體類型不同，溶質(zhì)原子的擴(kuò)散激活能不同，一般間隙原子激活能比置換原子的（），間隙原子擴(kuò)散系數(shù)比置換原子的（），所以在滲層厚度相同的情況下，滲碳要比滲金屬所需的（）短的多。7、在912℃，碳在Υ-Fe中的擴(kuò)散系數(shù)比在α-Fe中的（）得多，但是鋼的滲碳常常在奧氏體中進(jìn)行，而不在鐵素體中進(jìn)行，其原因主要是（）和（）。8、原子在金屬及合金中的擴(kuò)散既可以在晶內(nèi)進(jìn)行，也可以沿晶界、外表面等晶體缺陷處進(jìn)行，一般來說，原子沿（）擴(kuò)散最快，沿（）次之，而沿（）最慢。9、影響擴(kuò)散的因素主要包括以下六個(gè)方面，分別是（）、（）、（）、（）、（）和（）。三、為什么鋼的滲碳在奧氏體中進(jìn)行而不在鐵素體中進(jìn)行？四、為什么往鋼中滲金屬要比滲碳困難？《材料科學(xué)基礎(chǔ)》測(cè)試題1名詞解釋致密度相固溶體離異共晶退火淬透性平衡分配系數(shù)二、填空1、典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)類型有（）、（）和（），其配位數(shù)相應(yīng)為（）、（）和（）。2、溶質(zhì)原子半徑與溶劑原子半徑相近的可形成（）固溶體，兩者半徑相差較大時(shí)是（）固溶體，鐵素體是一種（）固溶體。3、奧氏體形核時(shí)不僅需要（）起伏、（）起伏，此外還需要（）起伏。4、晶體固液界面分為光滑界面和粗糙界面，其長(zhǎng)大方式依次為（）、（）和（）。5、面心立方金屬的滑移面是（）、滑移方向是（）、可組成（）個(gè)滑移系。6、馬氏體是在（）的過飽和固溶體，淬火鋼中馬氏體的金相形態(tài)有兩種，它們使（）和（）。7、位錯(cuò)的兩種基本類型為（）和（），其中刃型位錯(cuò)的位錯(cuò)線方向與柏氏矢量的關(guān)系為（）8、馬氏體型不銹鋼的典型鋼號(hào)是（），奧氏體不銹鋼的典型鋼號(hào)是（），鐵素體不銹鋼是（）。9、上坡擴(kuò)散是指溶質(zhì)原子從（）向（）的擴(kuò)散，產(chǎn)生上坡擴(kuò)散的原因是合金系中存在著（）。簡(jiǎn)答題：1、何為加工硬化？如何解決加工硬化給后續(xù)加工帶來的困難？2、論述純金屬與固溶體合金在凝固過程中表現(xiàn)出的異同點(diǎn)，并解釋其原因？3、說明第一類和第二類回火脆性的異同點(diǎn)。4、分析回復(fù)與再結(jié)晶階段空位與位錯(cuò)的變化及其對(duì)性能的影響。5、如下圖所示有一位錯(cuò)環(huán)，分析位錯(cuò)環(huán)各點(diǎn)上位錯(cuò)的屬性，并綜合論述刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的異同點(diǎn)。四、計(jì)算銅單晶體拉伸時(shí)，若力軸為[001]方向，臨界分切應(yīng)力為0.64Mpa，問多大的拉伸應(yīng)力能使晶體開始滑移？四、默畫Fe—Fe3C相圖，填寫相區(qū)，并回答：1、說明CD線、ECF線、ES線、GS線、PSK線和HJB線的名稱和物理意義。2、3、分析45鋼比T8鋼硬度低的原因。4、5、簡(jiǎn)述鋼與白口鐵在化學(xué)成分，顯微組織和機(jī)械性能方面的主要差別。6、7、分析共晶白口鐵的結(jié)晶過程，并用杠桿定理計(jì)算變態(tài)萊氏體中組織組成物的相對(duì)含量。五、下圖為固態(tài)下互不溶解簡(jiǎn)單三元相圖投影圖，請(qǐng)完成下列各項(xiàng)。1、分析P、M、N三個(gè)合金的結(jié)晶過程，寫出平衡組織。2、說明P合金的組織相對(duì)含量及相的相對(duì)含量的算法，并寫出其值。（所需的輔助線自行補(bǔ)充標(biāo)注）《材料科學(xué)基礎(chǔ)》測(cè)試題2一.名詞解釋配位數(shù)柏氏矢量反應(yīng)擴(kuò)散臨界分切應(yīng)力中間相固溶強(qiáng)化二、填空1、典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)類型有fcc、bcc和hcp，其配位數(shù)相應(yīng)為（）、（）和（）。2、置換固溶體的溶解度與原子尺寸因素、（）、電子濃度因素和（）有關(guān)。3、當(dāng)過冷液體中出現(xiàn)一個(gè)半徑為r的球形晶胚時(shí)，其臨界晶核半徑為（），臨界形核功為（）。r*變小意味著形核數(shù)目（）。4、晶體長(zhǎng)大方式與（）有關(guān)，而晶體長(zhǎng)大形態(tài)與（）有關(guān)，同時(shí)也與界面前沿的（）分布有關(guān)。5、單晶體在發(fā)生塑性變形時(shí)，常見的方式有（）、（）和（）。6、動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是指在高溫下進(jìn)行形變，即變形過程中（）同時(shí)進(jìn)行。7擴(kuò)散第一定律適用于穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫成（），擴(kuò)散通量的符號(hào)為負(fù)，表示擴(kuò)散由高濃度向低濃度方向進(jìn)行，在此過程中擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是（）。8、冷變形后，再結(jié)晶后晶粒度大小的控制與（）、原始晶粒尺寸、（）和雜質(zhì)等有關(guān)。9、如下圖所示有一位錯(cuò)環(huán)，其中A點(diǎn)位錯(cuò)的性質(zhì)為（），它可做的運(yùn)動(dòng)為（），B點(diǎn)位錯(cuò)的性質(zhì)為（），它可做的運(yùn)動(dòng)為（）。10、根據(jù)相律，三元系自由度為零時(shí)，在相圖上表現(xiàn)為（），最大平衡相數(shù)為（）。三、簡(jiǎn)答題1、試證明：在同樣過冷度下均勻形核時(shí)，球形晶核較立方晶核更易形成。2、為什么在正溫度梯度下凝固時(shí)，純金屬以平面狀方式生長(zhǎng)，而固溶體合金卻通常以樹枝晶方式長(zhǎng)大？?jī)烧咴谀踢^程中的異同點(diǎn)有哪些？3、從材料塑性變形的機(jī)制來論述細(xì)晶強(qiáng)化理論。4、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶二者在概念上有何區(qū)別？5、室溫下對(duì)鉛板進(jìn)行彎折，越彎越硬，而隔一段時(shí)間后再行彎折，鉛板又象最初一樣軟，為什么？試說明該現(xiàn)象。四、默畫Fe—Fe3C相圖，填寫相區(qū)，并回答：1、奧氏體、鐵素體、滲碳體各為何種結(jié)構(gòu)？2、分別由亞共析鋼和過共析鋼制成的兩個(gè)試樣，經(jīng)組織分析確認(rèn)其珠光體量約為80%，試確定兩種鋼含碳量，并回答兩種鋼中共析滲碳體量是否相等，為什么？3、分析共晶白口鐵的結(jié)晶過程，并用杠桿定理計(jì)算變態(tài)萊氏體中組織組成物的相對(duì)含量。五、下圖所示成分三角形中，確定用10公斤P成分合金與10公斤S成分合金熔化混合后的合金M的成分，并在圖中標(biāo)出M。材料科學(xué)基礎(chǔ)試題3一、解釋概念：1．刃型位錯(cuò)2.正溫度梯度3.中間相4.淬透性5．上坡擴(kuò)散二、填空1．金屬晶體最常見的晶體結(jié)構(gòu)有、、等三種。2．位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的基本形式有和。3．鋼的鑄錠（件）宏觀組織可分為、和三個(gè)晶區(qū)。4．完全退火是將鋼材加熱到，然后緩慢冷卻。不完全退火是將鋼材加熱到，然后緩慢冷卻。5．回火獲得組織，進(jìn)行回火獲得組織，進(jìn)行金的銅合金。白銅是以為主要合金的銅合金。7．塑性變形的基本方式是和，其中是最重要的鋼經(jīng)加熱淬火，進(jìn)行回火獲得組織。6．黃銅是以為主要合方式。8．球墨鑄鐵生產(chǎn)中除選配合適的化學(xué)成分外，還要對(duì)鐵水進(jìn)行和處理。9．改善陶瓷脆性的途徑是、和。一、回答問題：二、1鋼的淬火加熱溫度范圍應(yīng)當(dāng)如何確定？其原因是什么？三、下圖所示的立方晶體的滑移面ABCD平行于晶體的上下底面。該滑移面上有一正方形位錯(cuò)環(huán)，如果位錯(cuò)環(huán)的各段分別與滑移面各邊平行，其柏氏矢量1）有人認(rèn)為：“此位錯(cuò)環(huán)運(yùn)動(dòng)移出晶體后，滑移面上產(chǎn)生的滑移臺(tái)階應(yīng)為4個(gè)b”。這個(gè)看法是否正確？為什么？2）指出位錯(cuò)環(huán)上各段位錯(cuò)線的類型，并畫出位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)出晶體后，滑移方向及滑移量。3)提高金屬抗腐蝕性能的途徑是什么？四、在鑄鐵石墨化過程中，如果第一階段完全石墨化，第二階段石墨化過程中如完全石墨化、或部分石墨化、或未石墨化，問它們各獲得何種組織鑄鐵？五、六、鋁硅二元合金為什么要進(jìn)行變質(zhì)處理？用什么方法進(jìn)行變質(zhì)處理？七、八、某廠采用9Mn2V鋼制造塑料模具，原設(shè)計(jì)要求硬度為HRC53－58，采用790℃油淬火并在200－220回火。使用時(shí)經(jīng)常脆斷。后來改在790加熱后在260－280的鹽浴中等溫4小時(shí)后空冷，雖然硬度有一定降低（HRC50）,但壽命大為提高，不再發(fā)生斷裂，試分析原因？《材料科學(xué)基礎(chǔ)》4名詞解釋1、致密度2.間隙化合物3.變質(zhì)處理4.相區(qū)接觸法則5.配位數(shù)6.位錯(cuò)7.非勻質(zhì)形核8.成分過冷9.偽共晶10.重心定律改錯(cuò)題奧氏體是面心立方結(jié)構(gòu)，致密度高，而鐵素體是體心立方結(jié)構(gòu)，致密度低。所以，碳在奧氏體中的溶解度要比鐵素體中的低。1、刄型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)都可以滑移和攀移。2、鐵—碳相圖中有五個(gè)單相區(qū)，五個(gè)單相分別是滲碳體、奧氏體、珠光體、萊氏體和鐵素體。3、刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的柏氏矢量分別與位錯(cuò)線的方向矢量垂直和平行，因此一根彎曲的位錯(cuò)線就有不同的性質(zhì)。4、間隙固溶體和間隙化合物都屬于間隙相。三、選擇題（下面各題的論述中有一個(gè)是正確的，請(qǐng)將正確答案的題號(hào)填在空格上）1．既能提高金屬的強(qiáng)度，又不降低其塑性的手段是A固溶強(qiáng)化B晶粒細(xì)化C沉淀強(qiáng)化2．單晶體的臨界分切應(yīng)力與_____A外力相對(duì)于滑移系的取向；B拉伸時(shí)的屈服應(yīng)力；C金屬的類型和純度。3．原合金成分不是共晶成分，經(jīng)過快速冷卻而形成的全部共晶組織稱為A離異共晶B偽共晶C退化共晶4．Cu—Sn合金鑄件表面出現(xiàn)“錫汗”現(xiàn)象，這表明鑄件產(chǎn)生嚴(yán)重的C反偏析A.正偏析B比重偏析5．根據(jù)三元相圖的垂直截面圖，A可以分析相成分的變化規(guī)律B可以分析合金的凝固過程C可以用直線定律計(jì)算各相的相對(duì)量6．鋼中高溫萊氏體是A鐵素體和滲碳體的混合物B鐵素體和奧氏體的混合物C奧氏體和滲碳體的混合物7．四相平衡轉(zhuǎn)變中的轉(zhuǎn)變屬于A四相平衡包共析轉(zhuǎn)變B四相平衡包共晶轉(zhuǎn)變C四相平衡包晶轉(zhuǎn)變8、鋼中珠光體是A鐵素體和滲碳體的混合物B鐵素體和奧氏體的混合物C奧氏體和滲碳體的混合物四、完成下列各題1、寫出{110}、{111}、{112}、{123}晶面族所包含的所有晶面2、3、試在面心立方晶胞中畫出{110}晶面和〈110〉晶向。4、5、指出三種以上細(xì)化金屬材料晶粒的方法及其原理。五、完成下列各題1、畫出Fe-FeC的平衡相圖，并填寫相區(qū)。2、說明相圖中各主要特征點(diǎn)（至少6個(gè)點(diǎn)）的物理意義及所處溫度和成分。3、4、說明相圖中各水平線的相變過程，相變產(chǎn)物及反應(yīng)條件。5、畫出按組織分區(qū)的Fe-FeC平衡相圖，并填寫各區(qū)。6、試計(jì)算含0.40%C合金平衡冷卻到室溫時(shí)各個(gè)相和組織組成物的相對(duì)含量。六、設(shè)有一由固態(tài)下完全不溶、且具有共晶轉(zhuǎn)變的A、B、C三組元組成的三元相圖，已知>>>，>>>試求：ABE（1）>>T>,>>T,>>T>，T≤的水平截面圖，并填寫相區(qū)（以上四個(gè)水平截面圖，任選兩個(gè)，每個(gè)3分）。（2）在A點(diǎn)和E點(diǎn)之間有一平行于AB直線的平面垂直截過該三元相圖，試作其垂直截面，并填寫相區(qū)（9分）。名詞解釋：（10分）1.偽共晶2.定向凝固3.上坡擴(kuò)散4.馬氏體5.成分過冷二、填空（14分）1．溶質(zhì)原子半徑與溶劑原子半徑相近的可形成（）固溶體，兩者半徑相差較大時(shí)形成（）固溶體，鐵素體是一種（）固體2．位錯(cuò)的兩種基本類型為（）和（），其中刃型位錯(cuò)的位錯(cuò)線方向與柏氏矢量的關(guān)系為（）。3．回復(fù)的驅(qū)動(dòng)力是（），再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是（），再結(jié)晶完后的晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是（），金屬在高溫下塑性變形時(shí)會(huì)發(fā)生（）或（）。4．小角度晶界是相鄰兩晶粒的位向差（）的晶界，它可分為（）和（）兩種基本類型。5．面心立方金）、滑移方向是（）、可組成（）個(gè)滑移系。6．球墨鑄鐵生產(chǎn)中除選配合適的）處理。7．置換固溶體的溶解度與原子尺寸因素、屬的滑移面是（化學(xué)成分外，還要對(duì)鐵水進(jìn)行（）和（（）、（）和（）有關(guān)。8．復(fù)合材料是由（）和（）以及它們的界面組成。9．黃銅是以（）為主要合金的銅合金。白銅是以（）為主要合金的銅合金。10．?dāng)U散第一定律適用于穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫成（），擴(kuò)散通量的符號(hào)為負(fù)，表示擴(kuò)）。散由高濃度向低濃度方向進(jìn)行，在此過程中擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是（三、選擇題（下面各題的論述中有一個(gè)是正確的，請(qǐng)將正確答案的題號(hào)填在空格上）（6分）1．Cu—Sn合金鑄件表面出現(xiàn)“錫汗”現(xiàn)象，這表明鑄件產(chǎn)生嚴(yán)重的A正偏析B比重偏析C反偏析2．原合金成分不是共晶成分，經(jīng)過快速冷卻而形成的全部共晶組織稱為共晶C退化共晶A離異共晶B偽3．當(dāng)△P=0時(shí)，根據(jù)相律A二元系中的三相平衡反應(yīng)可以在某一溫度范圍進(jìn)行B三元系中的三相平衡反應(yīng)可以在某一溫度范圍進(jìn)行C三元系中的四相平衡反應(yīng)可以在某一溫度范圍進(jìn)行4．鋼中珠光體是A鐵素體和滲碳體的混合物B鐵素體和奧氏體的混合物C