材科綜合復(fù)習(xí)題

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一名詞解釋

1空間點陣2合金3離異共晶4奧氏體5反偏析6滑移系7柏氏矢量8柯氏氣團9動態(tài)再結(jié)晶10交滑移11晶胞12不平衡共晶31相14成分過冷15異質(zhì)形核16置換固溶體17不全位錯18位錯反應(yīng)19反應(yīng)擴散20熱加工21晶體結(jié)構(gòu)22偽共晶23相律24間隙固溶體25枝晶偏析26晶胞27全位錯28鈴木氣團29冷加工30復(fù)滑移二問答題

1說明各種原子結(jié)合鍵(五種鍵)的形成和本質(zhì)，畫出其示意圖。比較金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料在結(jié)合鍵上的區(qū)別。畫圖說明固溶體中溶質(zhì)原子的偏聚、有序、無序等分布狀態(tài)，并說明其形成過程。

2根據(jù)回復(fù)與再結(jié)晶的有關(guān)原理，畫圖說明一塊純錫板被子彈擊穿后，彈孔周邊晶粒尺寸的分布狀況。

3畫圖表示位錯與其次相粒子的作用機制？

4畫圖說明金屬熔液過冷度和形核率之間的關(guān)系，并解釋其原因。5從能量角度說明上坡擴散的可行性以及應(yīng)力引起上坡擴散的原因。

6，問：?如下圖（見附件）所示，已知位錯環(huán)ABCD的柏氏矢量為b,切應(yīng)力為（1）位錯環(huán)的各邊分別是什么位錯？（2）設(shè)想在晶體中怎樣才能得到這個位錯？（3）在圖中切應(yīng)力的作用下，位錯環(huán)將如何運動？

7試述固態(tài)相變的特點。說明過飽和Al-Cu合金各脫溶析出相的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，畫出各析出相的析出動力學(xué)曲線。畫圖說明調(diào)幅分解發(fā)生的能量條件。8試述晶粒大小對金屬室溫強度和塑性、韌性的影響。

9共晶系中二元合金在不平衡結(jié)晶條件下將產(chǎn)生什么組織，分析其形成條件、形成過程和組織特征。

10對鎢板在1100℃、錫板在室溫進行加工變形，它們的組織、性能變化有何異同？11在一個簡單立方晶胞內(nèi)畫出一個（110）晶面和一個[112]晶向。

12如何根據(jù)一根位錯線的柏氏矢量來判斷其所導(dǎo)致的晶體滑移的方向和大??？13在什么條件下可在三元相圖的垂直截面中判斷四相反應(yīng)類型？如何判斷？

14根據(jù)下圖（見附件），用組織組成物填寫各區(qū)，說明合金1在不平衡冷卻條件下可能得到什么組織？

Gb2,?15位錯的線張力可表示為T＝求一曲率半徑為R、柏氏矢量為b的位錯保持彎曲平衡所需的切應(yīng)力。畫圖表示位錯與其次相粒子的作用機制。

16冷加工和熱加工過程中組織與性能變化如何？它們各有什么優(yōu)、缺點？17根據(jù)金屬強度和位錯密度的關(guān)系及有關(guān)加強理論,論述金屬加強的途徑和方法。

18根據(jù)結(jié)晶規(guī)律，分析細化鑄件晶粒的方法及其原因。19試分析引起馬氏體高硬度高強度的原因。

20分析下圖（見附件）所示三元合金相圖投影圖中合金Ⅴ和合金Ⅵ的平衡凝固過程。-Fe時的體積變化。純鐵滲碳時，應(yīng)使其處于奧氏體狀態(tài)，還是鐵素體狀態(tài)，為什么？?-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)?-Fe和碳的原子半徑分別是0.129nm,0.125nm和0.077nm。假定Fe的原子半徑不變，計算?-Fe、?-Fe中的溶解度，已知?-Fe中的溶解度高于其在?21畫圖說明面心立方和密排六方結(jié)構(gòu)晶體中原子堆垛方式的區(qū)別。畫圖說明體心立方結(jié)構(gòu)八面體和周邊體間隙半徑的計算方法。在奧氏體和鐵素體中，碳原子都處于八面體間隙而不是周邊體間隙，請結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)的鋼球模型，說明其原因。計算說明為什么碳在

23寫出描述晶粒大小與材料強度關(guān)系的霍爾-佩奇公式,并作簡要說明。

24,位錯環(huán)的各段分別與滑移面各邊平行，且其柏氏矢量b//AB。指出位錯環(huán)上各段位錯線的類型，并畫出位錯運動出晶體后的滑移量和滑移方向。?D?C?B?如下圖（見附件）所示，滑移面ABCD上有一正方形位錯環(huán)A

作用下單位位錯所受的力。用各晶界的界面能與界面夾角之間的關(guān)系說明晶粒的穩(wěn)定形狀。?25說明晶體中各種點缺陷的形成及其對周邊點陣的影響，畫出其模型示意圖。為什么點缺陷在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，而位錯則是不平衡的晶體缺陷？在晶體的某一滑移面上有一柏氏矢量為b的位錯，求晶體在切應(yīng)力26珠光體與萊氏體有何異同？

27如下圖（見附件）所示，將一鍥型銅片置于間距恒定的兩軋輥間軋制。請問：（1）畫出軋制后的銅片經(jīng)完全再結(jié)晶后晶粒大小沿片長方向變化的示意圖。（2）假使在較低溫度退火，何處先發(fā)生再結(jié)晶？為什么？

28試述珠光體（珠光體、索氏體、屈氏體）、貝氏體（上貝氏體、下貝氏體）和馬氏體（板條馬氏體、片狀馬氏體）的組織形態(tài)和性能特點。

29位錯是金屬變形和加強的基礎(chǔ)，試述位錯在各種加強機制中的作用。

相變自測題

相變部分自測題判斷題（1）

1、Ac3表示加熱時，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的實際溫度。2、本質(zhì)細晶粒鋼在任何加熱條件下都可以獲得細小的晶粒。

3、固態(tài)相變時，舊相中的空位、位錯等晶體缺陷對相變時的形核會產(chǎn)生阻礙作用。

4、臨界冷卻速度是指得到全部馬氏體（含少量剩余奧氏體）的最小冷卻速度。

5、同一鋼件，水淬比油淬得到的淬透層深，所以水淬時鋼的淬透性好。6、合金鋼與碳鋼比較，既具有良好的淬透性，又具有高的淬硬性。

7、在奧氏體向貝氏體轉(zhuǎn)變過程中，碳原子能擴散，而鐵原子不能擴散。8、為改善過共析鋼的切削加工性，可采用完全退火。9、鑄鐵在澆注后快速冷卻，不利于石墨化，簡單得到白口。

10、一種或多種單體發(fā)生加聚反應(yīng)時，除生成高分子化合物外，還會析出低分子化合物。判斷題（2）

1、Ac1表示加熱時，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的平衡溫度。

2、鋼在熱處理時所獲得的奧氏體晶粒大小主要取決于冷卻速度。3、共析碳鋼奧氏體，連續(xù)冷卻時不發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。

4、片狀珠光體的性能主要取決于片層間距，片層間距越小，強度，硬度越高，塑性越差。

5、同種鋼，片狀珠光體和粒狀珠光體比較，片狀珠光體的強度、硬度高，而塑性、韌性差。

6、上貝氏體和下貝氏體比較，硬度、強度、塑性、韌性都比較差。7、片狀馬氏體和板條馬氏體都是脆性很大，只不過硬度高低不同。8、玻璃鋼是玻璃和鋼絲組成的復(fù)合材料。

9、用粘土、長石和石英為原料，經(jīng)配料、成型、燒結(jié)而制成的陶瓷稱為陶瓷。

10、塑料是指在室溫下處于玻璃態(tài)的高聚物。判斷題（3）

1、合金元素只有溶入奧氏體中，才能提高鋼的淬透性。2、時效加強是指由于形成固溶體而使強度、硬度升高的現(xiàn)象。3、ZGMn13是耐磨鋼，在各種摩擦條件下都會表現(xiàn)出良好的耐磨性。4、組成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。5、玻璃鋼是玻璃和鋼絲組成的復(fù)合材料。6、鋼中馬氏體是碳在γ-Fe中的過飽和固溶體。

7、鋼淬火后一般都有剩余奧氏體，但假使冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變終止溫度Mf點，奧氏體就會全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。8、黃銅是以Zn為主加元素的銅合金。

9、為改善過共析鋼的切削加工性，可采用球化退火。10、馬氏體都是硬而脆。判斷題（4）

1、可鍛鑄鐵是可以鍛造的。

2、鑄鐵中，碳和硅的含量越高，越簡單形成石墨。3、合金元素只有溶入奧氏體中，才能提高鋼的淬透性。

4、本質(zhì)晶粒度表示奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成時的晶粒大小。

5、固態(tài)相變比液態(tài)結(jié)晶阻力大，其主要原因有：一是多出一項應(yīng)變能；二是擴散較困難。

6、臨界冷卻速度是指得到全部馬氏體（含少量剩余奧氏體）的最大冷卻速度。

7、δ6000.1/1000表示耐熱鋼的持久強度。

8、鋼熱處理加熱時得到的奧氏體晶粒越細小，冷卻后所得組織的晶粒也越細小，其強度和韌性越高。

9、鋼淬火后一般都有剩余奧氏體，但假使冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變終止溫度Mf點，奧氏體就會全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。10、玻璃鋼是玻璃和鋼絲組成的復(fù)合材料。判斷題（5）

1、Q235-A?F是球墨鑄鐵的牌號，“235〞表示抗拉強度。2、1Cr13鋼是冷模具鋼。

3、δ7001000表示耐熱鋼的持久強度。4、45鋼常用最終熱處理是調(diào)質(zhì)處理。

5、GCv15鋼使用態(tài)組織是回火馬氏體+碳化物+少量剩余奧氏體。6、w18Cr4V鋼使用態(tài)組織是回火索氏體。

7、ZoCr鋼使用態(tài)組織是回火馬氏體+碳化物+剩余奧氏體。

8、5CrMnMo鋼屬于工具鋼，所以它的使用態(tài)組織應(yīng)當(dāng)是回火馬氏體+碳化物+剩余奧氏體。

9、ZGMn13尋常在鑄態(tài)下使用，不再進行其它熱處理。10、組成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。選擇題（1）

1、塑料的使用狀態(tài)為（）A、粘流態(tài)B、玻璃態(tài)C、高彈態(tài)2、按用途分，40Cr鋼屬于（）A、滲碳鋼B、調(diào)質(zhì)鋼C、彈簧鋼

3、40Cr鋼中，合金元素Cr的主要作用是（）A、提高淬透性，加強鐵素體B、提高淬透性和紅硬性C、提高硬度，耐磨性

4、按用途分，ZoCrMnTi鋼屬于（）A、滲碳鋼B、調(diào)質(zhì)鋼C、彈簧鋼

5、ZoCrMnTi鋼中，參與Ti的主要目的是（）A、提高耐磨性B、提高淬透性C、細化晶粒

6、按用途分，60SiZMn鋼屬于（）

A、滲碳鋼B、彈簧鋼C、滾動軸承鋼7、按用途分，GCr15鋼屬于（）A、調(diào)質(zhì)鋼B、滾動軸承鋼C、刃具鋼8、按用途分，W18Cr4V鋼屬于（）A、不銹鋼B、高速鋼C、結(jié)構(gòu)鋼9、W18Cr4V鋼常用最終熱處理是（）

A、淬火＋高溫回火B(yǎng)、高溫淬火＋560℃三次回火C、高溫淬火+200℃低溫回火

10、W18Cr4V鋼中，Cr的主要作用是（）Ａ、提高耐磨性B、提高淬透性C、提高紅硬性選擇題（2）

1、橡膠的使用狀態(tài)為（）

A、玻璃態(tài)B、高彈態(tài)C、粘流態(tài)

2、在過冷奧氏體三種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，硬度由高到低依次是（）A、珠光體>貝氏體>馬氏體B、貝氏體>馬氏體>珠光體C、馬氏體>貝氏體>珠光體

3、片狀珠光體的性能主要取決于片層間距，片層間距越小，（）A、強度、硬度越低，塑性越好；B、強度、硬度越高，塑性越低；C、強度、硬度越高，塑性越好；

4、同種鋼，片狀珠光體與粒狀珠光體比較，片狀珠光體的（）A、強度、硬度高，塑性、韌性差；B、強度、硬度低，塑性、韌性好；C、強度、硬度高，塑性、韌性好；

5、下貝氏體與上貝氏體比較，下貝氏體的（）

A、硬度高，強度高，韌性好；B、硬度高，強度高，韌性差；C、硬度低，強度低，韌性好；

6、馬氏體具有高硬度、高強度的主要原因是（）A、固溶加強相變加強時效加強B、固溶加強細晶加強淬火應(yīng)力大C、細晶加強位錯加強淬火應(yīng)力大

7、按相變過程中，形核和長大特點分，馬氏體轉(zhuǎn)變屬于（）A、擴散型相變B、無擴散型相變C、半擴散型相變8、過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變溫度越低，所得組織的硬度（）A、越高B、越低C、變化不大

9、過冷奧氏體連續(xù)冷卻，當(dāng)冷卻速度≤Vc時，冷速越快，冷卻后所得硬度（）

A、越高B、越低C、有時高有時低10、高分子鏈的幾何形態(tài)可分為三種（）A、結(jié)晶型部分結(jié)晶型無定型B、線型支鏈型體型C、線型無定型體型選擇題（3）

1、T10鋼中的含碳量是（）A、0.1%B、1%C、10%2、40CrNiMo中，含碳量是（）A、0.04%B、0.4%C、4%3、40CrNiMo中，含水量鎳量是（）A、3、T8鋼淬火高溫回火后得到何種組織？

4、在回火組織中，哪種組織具有高的硬度和耐磨性？5、在回火組織中，哪種組織具有高的彈性極限？6、在回火組織中，哪種組織具有良好的綜合力學(xué)性能？

7、鋼熱處理后的顯微組織圖中呈板條狀形態(tài)的組織是何種組織？8、鋼熱處理后的顯微組織圖中呈針狀或竹葉狀的組織是何種組織？9、鋼熱處理后的顯微組織圖中呈黑針狀的組織是何種組織？10、鋼熱處理后的顯微組織圖中呈羽毛狀的組織是何種組織？

階段思考題(1)

綜合題一：材料的結(jié)構(gòu)

1談?wù)勀銓Σ牧蠈W(xué)科和材料科學(xué)的認識。

2金屬鍵與其它結(jié)合鍵有何不同，如何解釋金屬的某些特性？3說明空間點陣、晶體結(jié)構(gòu)、晶胞三者之間的關(guān)系。

4晶向指數(shù)和晶面指數(shù)的標(biāo)定有何不同？其中有何須注意的問題？

5畫出三種典型晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其表示符號、原子數(shù)、配位數(shù)、致密度各是什么？

6碳原子易進入?-鐵，還是?-鐵，如何解釋？7研究晶體缺陷有何意義？

8點缺陷主要有幾種？為何說點缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷？9位錯概念是在什么背景下提出的？其易動性是如何實現(xiàn)的？10試述位錯的性質(zhì)。

11試述博士矢量的意義。

12與位錯有關(guān)的三個力的表達式各是什么？簡述其求解原理。13柯氏氣團是如何形成的？它對材料行為有何影響？14晶體中的界面有何共性？它對材料行為有何影響？

綜合題二：凝固、相結(jié)構(gòu)與相圖

1簡述合金相的分類，固溶體與純金屬相比，有何結(jié)構(gòu)、性能特點？2固溶體與純金屬的結(jié)晶有何異同？

3試述勻晶系不平衡結(jié)晶的過程（平均成分線的形成、兩種偏析）4分析共晶系合金典型的不平衡結(jié)晶組織及其形成原因。

5試述含碳量對平衡組織和性能的影響（相含量、形態(tài)的變化）。6說明三元相圖的水平截面、垂直截面及投影圖的應(yīng)用。7分析兩種合金平衡冷卻過程，指出其室溫組織。

8指出Fe-Fe3C相圖中適合鍛造、鑄造、冷塑變、熱處理加工的成分范圍，說明原因。

9什么是過冷？為何說過冷是凝固的必要條件？10分析界面結(jié)構(gòu)和溫度梯度對晶體生長形態(tài)的影響。11根據(jù)凝固理論，試述細化晶粒的基本途徑。

12判斷不同溫度下晶核半徑與自由能變化關(guān)系曲線。

13畫圖說明成分過冷的形成，成分過冷對晶體生長形狀有何影響？

14常見的鑄錠缺陷有哪些？

15液態(tài)金屬凝固時需要過冷，那么固態(tài)金屬熔化時是否需要過熱？為什么？16談?wù)勀闼私獾哪绦录夹g(shù)及其應(yīng)用。

綜合題三：擴散、塑變與再結(jié)晶

1可不可以說擴散定律實際上只有一個，為什么？2滲碳為什么在奧氏體中而不在鐵素體中進行？

3在研究純鐵滲碳時，尋常假定滲碳氣氛的滲碳能力足以使奧氏體的溶碳量達到飽和，且滲碳開始工件表面可迅速獲得一個恒定的表面濃度CS,此濃度在整個過程中維持不變。

（1）結(jié)合Fe-Fe3C相圖，分別畫出純鐵在930℃和800℃滲碳時，滲碳鐵棒的成分－距離曲線示意圖。

（2）選擇溫度低于727℃，能否達到滲碳的目的，為什么？4試分析材料加強常用的方法、機制及適用條件。

5為何晶粒越細、材料的強度越高，其塑韌性也越好？

6何謂單滑移、多滑移和交滑移？畫出三者滑移線的形貌。7試分析單晶體滑移和孿生變形的異同點。8某面心立方晶體的可動滑移系為(111)[110]。

（1）指出引起滑移的單位位錯的柏士矢量。

（2）若滑移是由純