材料科學(xué)基礎(chǔ)

練習(xí)題12/17/20231DalianJiaotongUniversity第一章材料的結(jié)構(gòu)1.試證明四方晶系中只有簡(jiǎn)單四方點(diǎn)陣和體心四方點(diǎn)陣兩種類型。可作圖加以證明四方晶系表面上看也可以含簡(jiǎn)單四方、底心四方、面心四方和體心四方結(jié)構(gòu)，但根據(jù)選取晶胞的原則，晶胞應(yīng)有最小的體積，盡管可以從

4個(gè)體心四方晶胞中勾出面心四方晶胞、從

4個(gè)簡(jiǎn)單四方晶胞中勾出1個(gè)底心四方晶胞，但它們均不具有最小的體積。因此，四方晶系實(shí)際上只有簡(jiǎn)單四方和體心四方兩種獨(dú)立的點(diǎn)陣。12/17/20232DalianJiaotongUniversity(a)(b)12/17/20233DalianJiaotongUniversity2.為什么密排六方結(jié)構(gòu)不能稱為一種空間點(diǎn)陣？空間點(diǎn)陣中每個(gè)陣點(diǎn)應(yīng)具有完全相同的周圍環(huán)境，而密排六方晶胞內(nèi)的原子與晶胞角上的原子具有不同的環(huán)境。在A和B原子連線的延長(zhǎng)線上取BC＝AB，然而C點(diǎn)卻無(wú)原子。若將密排六方晶胞角上的一個(gè)原子與相應(yīng)的晶胞內(nèi)的一個(gè)原子組成一個(gè)陣點(diǎn)（0,0,0陣點(diǎn)可視作由0,0,0和2/3,1/3,1/3這一對(duì)原子所組成），如圖，這樣得出的密排六方結(jié)構(gòu)應(yīng)屬簡(jiǎn)單六方點(diǎn)陣。12/17/20234DalianJiaotongUniversity3.標(biāo)出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向:①立方晶系(421),(123),(130),[211],[311];②六方晶系(2111),(1101),(3212),[2111],[1213]。12/17/20235DalianJiaotongUniversity4.Cu-Zn和Cu-Sn組成固溶體最多可溶入多少原子數(shù)分?jǐn)?shù)的Zn或Sn？若Cu晶體中Zn溶入原子數(shù)分?jǐn)?shù)為10%，最多還能溶入多少原子數(shù)分?jǐn)?shù)的Sn？Cu基固溶體的極限電子濃度為1.36。Cu-Zn固溶體可溶入36％ZnCu-Sn固溶體可溶入12％Sn最多還能溶入8.67%Sn。12/17/20236DalianJiaotongUniversity第二章晶體缺陷1.Nb的晶體結(jié)構(gòu)為bcc，其晶格常數(shù)為0.3294，密度為8.57g/cm3，試求每106Nb中所含的空位數(shù)目。(Nb的原子量為92.91)設(shè)空位的粒子數(shù)分?jǐn)?shù)為x所以，106個(gè)Nb中有7176.6個(gè)。12/17/20237DalianJiaotongUniversity共析鋼－相組成物和組織組成物的相對(duì)量相組成為：α

、Fe3C組織組成為：P12/17/20238DalianJiaotongUniversityFe-C合金相組成物、組織組成物的相對(duì)量（共析溫度）過(guò)共晶鑄鐵L'd%=100%共晶鑄鐵亞共晶鑄鐵過(guò)共析鋼P(yáng)%=100%共析鋼F,Fe3C亞共析鋼相組成組織組成12/17/20239DalianJiaotongUniversityCA+(A+Fe3C)LdA+Fe3CII+(A+Fe3CII+Fe3C)AL(P+Fe3C)P%=余下A%×先共晶A%Fe3CII%=總的Fe3C%-共晶Fe3C%L'd%=1-P%-Fe3CII%12/17/202310DalianJiaotongUniversity1．默寫Fe-Fe3C相圖，用組織組成物填寫各區(qū)；2．分析含碳量為0.45%的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程，畫出室溫組織示意圖；3．計(jì)算含碳量為0.45%的鐵碳合金室溫下的組織組成物和相組成物的相對(duì)量。t0TLL+δL+δ+γL+γγα+γα+P+γα+PFP(1)Fe-Fe3C相圖(2)結(jié)晶過(guò)程(3)相對(duì)量相組成為：α

、Fe3C組織組成為：α+P把該題中的亞共析鋼→過(guò)共析鋼，同樣要求掌握。12/17/202311DalianJiaotongUniversity

1、一個(gè)體心立方晶胞中共有

2個(gè)原子，其致密度為

0.68，配位數(shù)為

8，其八面體間隙比四面體間隙小。

2、晶體中一共有

14種空間點(diǎn)陣，它們分屬于

7大晶系，其中四方晶系的點(diǎn)陣特點(diǎn)為

a=b≠c,===90°

，鋁的晶體結(jié)構(gòu)屬于

fcc

種空間點(diǎn)陣。3、工程材料中常見(jiàn)化學(xué)鍵主要有離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵和分子鍵（范德華鍵）。4、固溶體的一個(gè)重要特點(diǎn)是仍然保持了溶劑的晶體結(jié)構(gòu)。根據(jù)溶質(zhì)在溶劑中的位置，固溶體可以分為置換固溶體和間隙固溶體兩大類。5、結(jié)晶過(guò)程是一個(gè)形核和晶核長(zhǎng)大的過(guò)程。液態(tài)金屬發(fā)生均勻形核的三個(gè)必要條件是過(guò)冷、結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏。6、根據(jù)結(jié)合鍵的不同，陶瓷可分為離子晶體陶瓷和共價(jià)晶體陶瓷兩大類。一、填空12/17/202312DalianJiaotongUniversity7、一條位錯(cuò)線具有

1個(gè)柏氏矢量，位錯(cuò)線只能終止在晶體的表面或晶界上，而不能中斷于晶體的內(nèi)部。按位錯(cuò)線與柏氏矢量之間的關(guān)系，晶體中的位錯(cuò)可分為刃型、螺型和混合型三大類。單位長(zhǎng)度位錯(cuò)的能量與

Gb2

成正比。8、堆垛層錯(cuò)是一種面缺陷，根據(jù)層錯(cuò)的形成方式不同，面心立方晶體中有

Shockley和

Frank兩種不全位錯(cuò)。、9、金屬間化合物包括正常價(jià)化合物、電子化合物和間隙化合物三大類，它們都具有高熔點(diǎn)、高硬度和高脆性等共同特性。10、結(jié)晶過(guò)程中，晶體的長(zhǎng)大方式有垂直長(zhǎng)大和橫向長(zhǎng)大兩種。12/17/202313DalianJiaotongUniversity二、名詞解釋

1、相2、非均勻形核3、固溶強(qiáng)化4、晶體點(diǎn)陣

5、過(guò)冷度12/17/202314DalianJiaotongUniversity三、判斷題1、因?yàn)棣?Fe的致密度比γ-Fe的小，即α-Fe的晶格內(nèi)總間隙比γ-Fe的大，所以當(dāng)鐵與碳形成固溶體時(shí)，α-Fe的溶碳能力肯定比γ-Fe大。（

）2、密排六方點(diǎn)陣不是一種空間點(diǎn)陣。（

）3、凡是過(guò)冷金屬液體中的固態(tài)顆粒，都可以作為有效的形核劑。（

）4、在任何溫度下，液相出現(xiàn)的最大結(jié)構(gòu)起伏都是晶核。（

）5、如果金屬中不含位錯(cuò)，那么它將有極高的強(qiáng)度，但如果采用冷塑性變形、熱處理等方法使金屬的位錯(cuò)密度提高，也會(huì)提高金屬的強(qiáng)度。（

）12/17/202315DalianJiaotongUniversity

6、兩元素形成間隙固溶體時(shí)，只要晶格類型相同，原子直徑相近，就可以形成無(wú)限固溶體。（

）

7、用柏氏矢量不但可以判斷位錯(cuò)的類型，而且可以反映由位錯(cuò)引起的晶格畸變量。（

）

8、過(guò)冷度越大，晶體生長(zhǎng)速率越快，晶粒長(zhǎng)得越粗大。（

）

9、滲碳體（Fe3C）是一種復(fù)雜的間隙化合物。（

）

10、刃型位錯(cuò)的滑移面只有一個(gè)，而螺型位錯(cuò)的滑移面有無(wú)數(shù)個(gè)。（

）12/17/202316DalianJiaotongUniversity四、簡(jiǎn)答題

1）設(shè)如圖所示的AB為一混合型位錯(cuò)，其位錯(cuò)線方向和柏氏矢量如圖所示。試畫出P點(diǎn)處的刃型位錯(cuò)分量，并說(shuō)明它是正刃型位錯(cuò)還是負(fù)刃型位錯(cuò)。ABbP2）試證明：在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面和晶向必定垂直。3）試畫出立方晶系中屬于{110}的所有晶面。12/17/202317DalianJiaotongUniversity五、綜合題1、對(duì)fcc結(jié)構(gòu)的晶體（點(diǎn)陣常熟為a）（1）分別計(jì)算原子在[100]、[110]和[111]晶向上的原子密度，并說(shuō)明哪個(gè)晶向是密排方向；（2）分別計(jì)算原子在（100）、（110）和（111）晶面上的原子密度和三個(gè)面的晶面間距，并指出晶面間距最大的晶面。2、繪圖表示，在兩個(gè)相互垂直的滑移面上，柏氏矢量相互垂直的兩個(gè)刃型位錯(cuò)，發(fā)生交割后的反應(yīng)結(jié)果。3、設(shè)均勻形核時(shí)晶核為球形，試證明臨界晶核的形核功ΔGc與臨界晶核體積Vc的關(guān)系為

ΔGc＝－1/2VcΔGv。12/17/202318DalianJiaotongUniversity一、填空1、__2__，_68%_，_8_，__小_。2、__14_，_7_，__a=b≠c,α＝β＝γ＝90o，面心立方。3、__金屬鍵____、__共價(jià)鍵_____、_離子鍵_____和___分子鍵____。4、__溶劑_，間隙固溶體，__置換固溶體_兩大類。5、_形核___和核長(zhǎng)大。結(jié)構(gòu)起伏、__能量起伏和__過(guò)冷度_____。6、離子晶體和共價(jià)晶體7、__1__，__終止__，_中斷，_

刃型__、__螺型___和_混合型_。_Gb2_。8、__面__，__肖克萊__和__弗蘭克

9、正常價(jià)化合物_、__電子化合物__和___間隙化合物__，高熔點(diǎn)___、_高硬度__和__高脆性__。10、__垂直長(zhǎng)大_和___橫向長(zhǎng)大_

12/17/202319DalianJiaotongUniversity二、名詞解釋1、相：指在任一給定的物質(zhì)系統(tǒng)中，具有同一化學(xué)成分、同一原子的集聚狀態(tài)合性質(zhì)的均勻連續(xù)組成部分。2、非均勻形核：在過(guò)冷液態(tài)金屬中，晶胚依附在其它物質(zhì)表面成核的過(guò)程。3、固溶強(qiáng)化：固溶體的強(qiáng)度、硬度高于組成它的各個(gè)組元，而塑性則較低，這種現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。4、晶體點(diǎn)陣：由實(shí)際原子、離子、分子和各種原子集團(tuán)，按一定幾何規(guī)律的具體排列方式稱為晶體點(diǎn)陣。5、過(guò)冷度：金屬的實(shí)際開始結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱為過(guò)冷度。三、判斷題×2、√3、×4、×5、√6、×7、√8、×9、√10、√12/17/202320DalianJiaotongUniversity四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）

1、解：P點(diǎn)處的刃型位錯(cuò)分量如下圖中的b1所示。該分量為正刃型位錯(cuò)。

2、試證明：在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面和晶向必定垂直。證明：假設(shè)立方晶胞的晶格常數(shù)為a，晶面指數(shù)為（hkl），晶向指數(shù)為[hkl]則晶面的法線向量為：從上式可以得到，沿法線方向的晶向指數(shù)亦為[hkl]，因此，[hkl]晶向必與（hkl）晶面垂直。12/17/202321DalianJiaotongUniversity3、解：{110}包含（110），（101），（011），（ī10），（ī01）和（0ī1）共六個(gè)晶面。如下圖所示。12/17/202322DalianJiaotongUniversity五、綜合題

1、解：（1）[100]晶向上的原子密度＝(1/2×2)/a=1/a[110]晶向上的原子密度＝(1/2×2+1)/21/2×a=1.06/a[111]晶向上的原子密度＝(1/2×2)/31/2a=0.577/a

通過(guò)比較可知，在fcc結(jié)構(gòu)的晶體中，[110]晶向?yàn)槊芘欧较颉＃?）（100）晶面的原子密度＝（1/4×4+1）/a2=2/a2(110)晶面的原子密度＝(1/4×4+1/2×2)/21/2×a2=1.414/a2(111)晶面的原子密度＝(1/2×3+1/6×3)/3/1/2/2×a2=2.31/a2

根據(jù)立方晶系的晶面間距公式：d=a/(h2+k2+l2)1/2

可以求得（100）、（110）及（111）晶面的晶面間距分別為：

d＝1/2d(100)=1/2×a/(12+02+02)/1/2=a/2=0.5ad＝1/2d(110)=1/2×a/(12+12+02)1/2=21/2/4a=0.3535ad(111)=a/(12+12+12)1/2=31/2/3a=0.577a

晶面間距最大的晶面是（111）晶面。12/17/202323DalianJiaotongUniversity

2、

解：兩個(gè)位錯(cuò)發(fā)生交割后的反應(yīng)結(jié)果如下圖所示：ABCDPQb1b212/17/202324DalianJiaotongUniversity3、解：假設(shè)晶核的半徑為r，球形晶胚單位面積的表面能為，則：

ΔG＝－4/3πr3ΔGv+4πr2σ----------①

當(dāng)dΔG/dr=0時(shí)，可以求得臨界晶核的半徑為：rc＝2σ/ΔGv

所以，臨界晶核的形核功為：

ΔGc

＝1/3σ×4πr2c

＝1/3σ×4π(2σ/ΔGv)2------②又因?yàn)椋号R界晶核體積Vc

＝4/3πr3c

＝4/3π(2σ/ΔGv)3------

③

聯(lián)立求解②和③

式即可以得到：

ΔGc＝1/2VcΔGv。12/17/202325DalianJiaotongUniversity12/17/202326DalianJiaotongUniversity12/17/202327DalianJiaotongUniversity1）布拉菲點(diǎn)陣共有

種，歸納為

個(gè)晶系；面心立方結(jié)構(gòu)單個(gè)晶胞中的原子數(shù)為

，密排六方結(jié)構(gòu)單個(gè)晶胞中的原子數(shù)為

。2）由熱激活離開平衡位置的原子可以有兩個(gè)去處，一是遷移到晶體的表面上所形成的空位稱為

空位；二是遷移到晶體點(diǎn)陣的間隙中所形成的空位稱為

空位。3）刃型位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線相互

；螺型位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線相互

。4）相鄰兩晶粒之間位向差為

的晶界稱為小角晶界。5）金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件是

，結(jié)構(gòu)條件是

，保證晶體生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)條件是

。6）合金鑄錠的典型宏觀組織包括外殼的

、中間的

和心部的

。7）面心立方金屬滑移面為

，滑移方向?yàn)?/p>

。8）金屬原子在晶體中擴(kuò)散機(jī)制主要有

和

兩種。9）霍耳—佩奇公式為

。一、填空題試卷A12/17/202328DalianJiaotongUniversity二、名詞解釋1）

固溶體

2）成分過(guò)冷

3）偽共晶

4）加工硬化

5）反應(yīng)擴(kuò)散12/17/202329DalianJiaotongUniversity三、判斷題（正確的打（√），錯(cuò)誤的打（×））1）柏氏矢量越小的位錯(cuò)，能量越低，在晶體中越穩(wěn)定。（）2）過(guò)冷度越大，晶體生長(zhǎng)速度越快，晶粒長(zhǎng)得越粗大。（）3）晶界處原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，故其腐蝕速度一般都比晶內(nèi)快。（）4）無(wú)論溫度分布如何，常用純金屬生長(zhǎng)都是呈樹枝狀界面。（）5）白口鑄鐵中的碳以Fe3C形式存在，而灰口鑄鐵中的碳一般是以石墨形式存在。（）6）原子擴(kuò)散的真正驅(qū)動(dòng)力是濃度剃度。（）7）螺型位錯(cuò)和刃型位錯(cuò)都可以進(jìn)行交滑移。（）8）微觀內(nèi)應(yīng)力是由于塑性變形時(shí)，工件各部分之間的變形不均性所產(chǎn)生的。（）9）回復(fù)可使冷變形金屬的加工硬化效果及內(nèi)應(yīng)力消除。（）10）流線是熱變形工件的組織特征，依此可判斷材料的加工方式。（）12/17/202330DalianJiaotongUniversity四、簡(jiǎn)答題1）

在單位晶胞中畫出立方晶系的如下晶面和晶向：

(211)、(101)、[123]、[212]2）

試分析下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行？

(1)

a(100)→a/2(111)+a/2(111)；

(2)a/3(112)+a/2(111)→a/6(111)。3）試用位錯(cuò)理論解釋固溶強(qiáng)化的原因。4）試述影響擴(kuò)散系數(shù)的主要因素？5）試分析冷變形量對(duì)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響。6）何謂“枝晶偏析”？如何消除？12/17/202331DalianJiaotongUniversity五、綜合題1）

畫出完整的Fe—Fe3C相圖，回答下列問(wèn)題：（15分）（1）分析含3.2%C合金平衡狀態(tài)下結(jié)晶過(guò)程（作圖表示），計(jì)算其室溫組織組成物的相對(duì)含量；（2）分析含2.0%C合金在室溫下從組織中觀察到少量萊氏體組織的原因。2）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，需要多大的拉伸力才能使晶體開始塑性變形？（10分）12/17/202332DalianJiaotongUniversity一、填空題1）14，7，4，6；2）肖脫基，弗蘭克爾；3）垂直，平行；4）θ＜10℃；5）過(guò)冷度、結(jié)構(gòu)起伏、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度；6）細(xì)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、等軸晶區(qū)；7）（111）、[110]；8）間隙擴(kuò)散機(jī)制、空位擴(kuò)散機(jī)制、9）σS=σ0+Kd1/2試卷A答案12/17/202333DalianJiaotongUniversity二、名詞解釋1）是一種元素滲入另一種元素晶格結(jié)構(gòu)中的結(jié)晶固相，晶體結(jié)構(gòu)保持了溶劑元素的結(jié)構(gòu)。2）由于液相成分改變而形成的過(guò)冷。3）不平衡結(jié)晶條件下，在共晶成分點(diǎn)附近的合金能夠獲得共晶組織的現(xiàn)象。4）經(jīng)冷變形的金屬硬度、強(qiáng)度顯著升高，塑性、韌性明顯下降現(xiàn)象。5）伴有相變發(fā)生的擴(kuò)散。12/17/202334DalianJiaotongUniversity三、判斷題

1）√，2）×，3）√，4）×，5）√，6）×，7）×，8）×，9）×，10）√。四、簡(jiǎn)答題

1）畫圖略

2）（1）不能，（2）不能。

3）溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用，柯氏氣團(tuán)的釘扎作用。

4）溫度，晶體結(jié)構(gòu)，固溶體類型，化學(xué)成分。

5）臨界變形量之前，晶粒尺寸不變；臨界變形量范圍，晶粒粗大；超過(guò)臨界變形量，隨著變形量的增加，晶粒細(xì)小。

6）枝和枝晶間隙之間成分的不均勻性，擴(kuò)散退火。12/17/202335DalianJiaotongUniversity五、綜合題1）

畫圖略（1）畫圖略，Ld＝（3.2－2.11）/（4.3－2.11），A＝（4.3－3.2）/（4.3－2.11），

Fe3CⅡ＝[（2.11－0.77）/（6.69－0.77）]*A，

P＝[（6.69－2.11）/（6.69－0.77）]*A。（2）不平衡結(jié)晶，離異共晶。2）σ＝0.64√612/17/202336DalianJiaotongUniversity一、填空題1）體心立方結(jié)構(gòu)單個(gè)晶胞中的原子數(shù)為_____；密排六方結(jié)構(gòu)和面心立方結(jié)構(gòu)堆垛順序分別為_____，_____。2）固溶體按溶質(zhì)原子分布有無(wú)規(guī)律可分為_____固溶體和_____固溶體。3）按照缺陷在空間分布的情況，可將晶體結(jié)構(gòu)中存在的缺陷分為_____、_____、_____三類。4）柏氏矢量物理意義在于表示了位錯(cuò)區(qū)域點(diǎn)陣畸變總量的

和

；5）相鄰兩晶粒之間位向差為

的晶界稱為大角晶界。6）金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是

；冷變形金屬回復(fù)和再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是

，再結(jié)晶后晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是

；原子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是

。試卷B12/17/202337DalianJiaotongUniversity7）在液態(tài)金屬中形成固體晶核時(shí)有兩種方式，即___________

與

。8）通常將在

和

中進(jìn)行的擴(kuò)散稱為“短路擴(kuò)散”。9）擴(kuò)散系數(shù)的一般表達(dá)式為

。二、名詞解釋1）金屬化合物

2）去應(yīng)力退火

3）離異共晶

4）二次再結(jié)晶

5）流線12/17/202338DalianJiaotongUniversity三、判斷題（正確的打（√），錯(cuò)誤的打（×））

1）一般說(shuō)來(lái)，層錯(cuò)能愈高，出現(xiàn)層錯(cuò)的幾率就愈小。（）

2）在任何溫度下，液態(tài)金屬中出現(xiàn)的最大結(jié)構(gòu)起伏都是晶坯。（）

3）單晶體就是只有一個(gè)晶粒構(gòu)成的晶體。（）

4）晶體中的晶粒總是具有自發(fā)長(zhǎng)大和使界面平直化，以減小晶界的總面積的趨勢(shì)。（）

5）非晶態(tài)金屬是在特殊的冷卻條件下，把液態(tài)金屬的原子排列固定到固態(tài)來(lái)。（）

6）相圖上的成分間隔越大，合金的流動(dòng)性越差。（）

7）二元合金系中一旦溫度固定以后，三相平衡只能在恒定的壓力下存在。（）

8）固溶體合金棒順序結(jié)晶過(guò)程中，液/固界面推進(jìn)速度越快，則棒中宏觀偏析越嚴(yán)重。（）

9）晶界上不存在空位，故以空位機(jī)制擴(kuò)散的原子在晶界上無(wú)法進(jìn)行擴(kuò)散。（）

10）采用適當(dāng)?shù)脑俳Y(jié)晶退火，可以細(xì)化金屬鑄件的晶粒。（）12/17/202339DalianJiaotongUniversity四、簡(jiǎn)答題1）在單位晶胞中畫出立方晶系如下晶面和晶向：（102）、（211）、〔121〕、〔301〕。2）試分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度剃度的關(guān)系。3）簡(jiǎn)單敘述控制鑄件晶粒大小的措施。4）試說(shuō)明晶體滑移的臨界分切應(yīng)力定律。5）再結(jié)晶與重結(jié)晶（同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變）主要區(qū)別是什么？為什么兩者都能細(xì)化晶粒？6）將純鐵置于830℃溫度下滲碳，由表及里會(huì)出現(xiàn)什么相，請(qǐng)定性畫出該溫度下純鐵表面至心部的碳濃度分布曲線。12/17/202340DalianJiaotongUniversity五、綜合題

1）畫出完整的Fe—Fe3C相圖，回答下列問(wèn)題：（1）分析含4%C合金平衡狀態(tài)下結(jié)晶過(guò)程（作圖表示），計(jì)算其室溫組織的相含量和組織含量；（2）試畫出45鋼平衡冷卻狀態(tài)下的室溫組織圖。2）試用位錯(cuò)理論解釋細(xì)晶強(qiáng)化和加工硬化的原因。12/17/202341DalianJiaotongUniversity試卷B答案一、填空題1）2，ABABA……，ABCABCA……；2）有序，無(wú)序；3）點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷；4）大小，方向；5）θ＞10℃；6）過(guò)冷度，變形儲(chǔ)存能的釋放，晶界能的降低和界面曲率的減少（界面兩側(cè)的化學(xué)位差），化學(xué)位剃度。7）均勻形核，非均勻形核；8）線缺陷，面缺陷；9）D＝D0exp（-Q/RT）12/17/202342DalianJiaotongUniversity二、名詞解釋1）合金成分超過(guò)兩種固溶體的最大溶解度時(shí)，形成與A、B兩組元晶格類型均不相同的新相。2）冷變形金屬通過(guò)加熱使內(nèi)應(yīng)力得到很大程度消除，同時(shí)又能保持冷變形強(qiáng)化狀態(tài)的工藝。3）共晶量很小的合金，在不平衡條件下，共晶體與初生相相同的那一相，依附在初生固溶體上生長(zhǎng)，而把另一相推向晶界或枝間。4）再結(jié)晶完成后，在某些情況下，晶粒長(zhǎng)大只是少數(shù)幾個(gè)晶粒突發(fā)性地、迅速地粗化的現(xiàn)象。5）金屬中的各種夾雜物、偏析及第二相等，在熱變形時(shí)可隨基體金屬一起流動(dòng)，可順變形方向分布的現(xiàn)象。12/17/202343DalianJiaotongUniversity三、判斷題

1）√，2）×，3）√，4）√，5）√，6）√，7）√，8）×，9）×，10）×。四、簡(jiǎn)答題

1）畫圖略

2）正溫度剃度，平面狀；負(fù)溫度剃度，樹枝狀。

3）提高冷卻速度，加入形核劑，振動(dòng)。

4）τ＝σ0m5）再結(jié)晶—必須經(jīng)過(guò)冷變形，在一個(gè)溫度范圍發(fā)生，以新的等軸晶粒代替變形晶粒；重結(jié)晶—在某一溫度發(fā)生相變，新相代替舊相。

6）表γ→α里，畫圖略12/17/202344DalianJiaotongUniversity五、綜合題1）畫圖略：相含量：Fe3C＝（4－0.01）/（6.69－0.0.01），α＝1-Fe3C；組織含量：Ld＝（4－2.11）/（4.3－2.11），A＝（4.3－4）/（4.3－2.11），

Fe3CⅡ＝[（2.11－0.77）/（6.69－0.77）]*A，P＝[（6.69－2.11）/（6.69－0.77）]*A。2）晶粒愈細(xì)，應(yīng)力集中就愈小，滑移變形就難以由一個(gè)晶粒傳遞到相鄰晶粒中，強(qiáng)度高；隨著加工變形的進(jìn)行，位錯(cuò)交互作用形成交割和纏結(jié)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使硬度、強(qiáng)度增加。12/17/202345DalianJiaotongUniversity上海交大2001年碩士研究生入學(xué)考試題一、選擇題(本大題共20小題，每題3分，共60分。請(qǐng)將答案寫在選擇題答卷中)1．氯化銫(CsCl)為有序體心立方結(jié)構(gòu)，它屬于______。

(A)體心立方點(diǎn)陣(B)面心立方點(diǎn)陣(C)簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣

2．六方晶系中(1120)晶面間距______(1010)晶面間距。

(A)小于(B)等于(C)大于

3．立方晶體中的[001]方向是______。

(A)二次對(duì)稱軸(B)四次對(duì)稱軸(C)六次對(duì)稱軸

4．理想密排六方結(jié)構(gòu)金屬的c/d

為______。

(A)1.6(B)2√(2/3)(C)√(2/3)5．任一合金的有序結(jié)構(gòu)形成溫度______無(wú)序結(jié)構(gòu)形成溫度。

(A)低于(B)高于(C)可能低于或高于

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12/17/202346DalianJiaotongUniversity

7．在體心立方結(jié)構(gòu)中，柏氏矢量為a[l00]的位錯(cuò)______分解為a/2[111]+a/2[111]。

(A)不能(B)能(C)可能

8．面心立方晶體的孿晶面是______。

(A){112}(B){110}(C){111}9．菲克第一定律描述了穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的特征，即濃度不隨______變化。

(A)距離(B)時(shí)間(C)溫度

l0．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

11．原子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是_____。

(A)組元的濃度梯度(B)組元的化學(xué)勢(shì)梯度(C)溫度梯度

12．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_____。

(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12/17/202347DalianJiaotongUniversity

13．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)1/3(B)2/3(C)3/414．合金在凝固時(shí)產(chǎn)生成分過(guò)冷的條件是_____。(其中TL是成分為CL的合金開始凝固溫度)(A)(dTL/dC)C=0>G(B)(dTL/dC)C=0<G(c)(dTL/dC)C=0＝G15．有效分配系數(shù)K。表示液相的混合程度，其值范圍是_____。(其中K。是平衡分配系數(shù))(A)l<K：<K。(B)K。<K，<1(C)K。<K。<116．鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無(wú)。

(A)萊氏體(B)珠光體(C)鐵素體

17．在二元系合金相圖中，計(jì)算兩相相對(duì)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12/17/202348DalianJiaotongUniversity

18．在三元系濃度三角形中，凡成分位于_____上的合金，它們含有另兩個(gè)頂角所代表的兩組元含量相等。

(A)通過(guò)三角形頂角的中垂線

(B)通過(guò)三角形頂角的任一直線

(C)通過(guò)三角形頂角與對(duì)邊成45’的直線

19．在三元系相圖中，三相區(qū)的等溫截面都是一個(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)

20．根據(jù)三元相圖的垂直截面圖，可以_____。

(A)分析相成分的變化規(guī)律(B)分析合金的凝固過(guò)程

(C)用杠桿法則計(jì)算各相的相對(duì)量12/17/202349DalianJiaotongUniversity上海交大2003年碩士研究生入學(xué)考試題1．聚乙烯高分子材料中C—H化學(xué)鍵屬于_____。

(A)金屬鍵(B)離子鍵(C)共價(jià)鍵(D)氫鍵2．面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)的鋁晶體中，每個(gè)鋁原子在本層(111)面上的原子配位數(shù)為_____。

(A)12(B)6(C)4(D)33．某單質(zhì)金屬?gòu)母邷乩鋮s到室溫的過(guò)程中發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹，則低溫相的原子配位數(shù)比高溫相_____。

(A)低(B)高(C)相同4．簡(jiǎn)單立方晶體的致密度為_____。

(A)100％(B)65％(C)52％(D)58％5．立方晶體中(110)和(211)面同屬于——晶帶。

(A)[110]