《材料科学基础》试题库
一、
名词解释
1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体
7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织
10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体
14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析
19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 29、 30、 二、
选择
1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中 _____。
A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同
2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于 _____。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无 _____。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是 _____。
A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 _____。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制
6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为 _____。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的c/a为 _____。 A、1.6 B、2×√(2/3) C、√(2/3)
8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 _____。
A、单相区 B、两相区 C、三相区
9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是 _____。（其中Ko是平衡分配系数）
A、1 11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的 _____。 A、1/3 B、2/3 C、3/4 12、金属结晶过程中（ ）： a、临界晶核半径越大，形核越易；b、临界晶核形成功越大，形核越易； c、过冷度越大，形核越易； d、均质形核比非均质形核容易。 13、三元相图中（ ）： a、垂直截面图上可应用杠杆定律；b、垂直截面图上三相区域为直边三角形； c、四相共晶反应平面在成份投影图上为曲边四边形；d、四相反应为等温反应。 14、 三、判断正误(每小题1分，共10分) 正确的在括号内画“√”， 错误的画“×” 1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。 ( ) 2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。 ( ) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。 ( ) 4. 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减小，因此是一个自发过程。 ( ) ( ) 6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 ( ) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 ( ) 8. 塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。 ( ) 9. 和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两种转变的难易程度相似。 ( ) 10. 除Co以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线左移，从而增加钢的淬透性。 ( ) 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分） 2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？ 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？ 5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？ 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？ 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？ 8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？ 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？ 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？ 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔGB ＜0、结构起伏和能量起伏。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行？若不在γ-Fe相区进行会有什么结果？ 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？ 19、位错密度有哪几种表征方式？ 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征？（12分） 23、加工硬化的原因？（6分） 24、柏氏矢量的意义？（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象？（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数0.365nm，（011）晶面间距是多少？（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式？（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么？（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么？（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分） 31、某晶体的原子位于四方点阵的节点上，点阵的a=b，c=a/2，有一晶面在x，y，z轴的截距分别为6个原子间距、2个原子间距和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 32、证明理想密排六方结构的轴比c/a=1.633。 33、立方晶系的(111)，(110)，(123)晶面族各包含多少晶面，写出它们的密勒指数。 34、说明柏氏矢量的确定方法，如何利用柏氏矢量和位错线来判断位错的类型？ 35、简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。 36、为什么晶粒细化既能提高强度，也能改善塑性和韧性？ 37、共析钢的奥氏体化有几个主要过程？合金元素对奥氏体化过程有什么影响？ 38、提高钢材耐蚀性的主要方法有哪些？为什么说Cr是不锈钢中最重要的合金元素？ 39、何为位错反应？如何判断一个位错反应能否进行？ 40、根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。 41、分析金属冷变形度的大小对再结晶晶粒尺寸的影响，说明原因。 42、简述成分过冷的形成以及成分过冷对固溶体生长形态的影响。 43、位错增值机理 五、计算、作图 1、已知碳在r—Fe中的扩散常数D0＝2.0×10-5m2/s，扩散激活能Q＝1.4X105J/mol（R＝8.31J/(molK))。碳势均为CP＝1.1％C的条件下对20#钢在880℃进行渗碳，为达到927℃渗碳5h同样的效果，渗碳时间应为多少？(12分) 2、对fcc结构的晶体(点阵常数为a) (1)分别计算原子在[100]，[110]和[111]晶向上的原子密度，并说明哪个晶向是密排方向： (2)计算原子在(100)，(110)和(111)晶面上的原子密度和三个面的面间距，并指出面间距最大的晶面。 3、写出附图1.1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指数；在右图单胞中画出晶面(111)和该面上属于<112>三个晶向，并标出具体指数。(12分) 4、已知碳在γ-Fe中扩散时，D0 =2.0×10-5m2/s，Q=1.4×105J/mol。当温度在927℃时，求其扩散系数为多少？（已知摩尔气体常数R=8.314J/mol?K） 5、作图表示立方晶体的?011?、?231?、?321?晶面和、?112?、?102?晶向。（每题2分，共10分） 6、已知A（熔点600℃）与B（熔点500℃）在液态无限互溶，固态时A在B中的最大固溶度（质量分数）为ωA＝0.30，室温时为ωA＝0.10；但B在固态和室温时均不溶于A。在300℃时，含ωB=0.40的液态合金发生共晶反应。试绘出A-B合金相图；并分析ωA=0.20、ωA=0.80的合金在室温下的组织组成物和相组
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