2014年材料科學(xué)基礎(chǔ)期中考題A21

1、姓名:學(xué)號:院系:級班大連理工 大學(xué)I 課程名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷：A考試形式：閉卷i|授課院（系）:_材料科學(xué)與工程學(xué)院考試日期:2014年5月 試卷共8頁-一-二三四五六七總分標(biāo)準(zhǔn)分162100得分一、解釋下列概念（8 >2分=16分）11、空間點(diǎn)陣由結(jié)點(diǎn)在三維空間做周期性排列所形成的三維陣列I,2、肖脫基缺陷 處于晶格結(jié)點(diǎn)上的原子離開平衡位置遷移到晶體表面或內(nèi)表面的 |正常結(jié)點(diǎn)位置上，而使晶體內(nèi)部留下空位。；3柯氏氣團(tuán)溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子與位錯交互作用而形成的溶質(zhì)原子氣團(tuán)4、Orowan機(jī)制第二相粒子比基體硬，位錯受到粒子的阻擋，形成了包圍粒子的位 錯環(huán)，其余部分位錯線在線張力作用下

2、迅速被拉直并繼續(xù)滑移。:5、無限固溶體 若溶質(zhì)可以任意比例溶入溶劑，即溶質(zhì)的溶解度可達(dá)100%則固溶 1體稱為無限固溶體。I 6、孿晶 孿生區(qū)域內(nèi)晶體結(jié)構(gòu)與母體結(jié)構(gòu)相同，但晶體取向發(fā)生了變化，與母體呈鏡 |面對稱，構(gòu)成孿晶。7、partial dislocation柏氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯稱為分位錯8 slip system 一個滑移面及其上的一個滑移方向構(gòu)成一個滑移系分 二、填空題(18X 1分=18分)1用字母A、B、C表示FCC結(jié)構(gòu)(111)面的堆垛次序為ABCABC .HCP結(jié)構(gòu)(0001)面的堆垛次序為ABAB 。2. 刃位錯的割階為刃 型位錯.扭折為螺 型位錯。3. BCC晶體中

3、原子密排方向為 <111>，密排面為110。4. 刃型位錯的運(yùn)動方向與位錯線 垂直:螺型位錯的運(yùn)動方向與位錯線平行。5. 產(chǎn)生塑性變形的方式主要有滑移 、 扭折與 孿牛 。6相界面按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為共格、 半共格與 非共格界面。7.再結(jié)晶的驅(qū)動力就是變形金屬經(jīng)回復(fù)后未被釋放的儲存能，回復(fù)的驅(qū)動力就是形變儲存能。8. 個b|110的螺位錯在(111)面上運(yùn)動,若發(fā)生交滑移,則交滑移后在(-1-11)面上運(yùn)動。9. (110)、(112)與(113)晶面的晶帶軸為1-10。得 分三、簡答題(4X 5分=20分)I 1.試說明位錯反應(yīng)a100a111 a111能否進(jìn)行。I22| 2.F

4、e有BCC與FCC兩種結(jié)構(gòu),C在FCC結(jié)構(gòu)的Fe中溶解度較大。請從間隙的形狀 '與大小分析原因。3.在立方晶系的晶胞圖中畫出下列晶面與晶向：(112)、(213)、120、121。4.在對BCC結(jié)構(gòu)金屬做拉伸實驗時，某一位錯開動的滑移系為(110)1 11,如果在 010方向上作用85 MPa的應(yīng)力，計算該滑移系的分切應(yīng)力。I 1.幾何條件 a100=a/21-1-1+a/2111能量條件 s?<3a2/4+3a2/4能量條件不滿足，不能進(jìn)行。I 2.這就是因為固溶于 FCC-Fe與BCC-Fe中的碳原子均處于八面體間隙中，而FCC-Fe的八面體間隙尺寸比BCC-Fe的大的緣故。

5、圖略。 4.COSA =|010 - 110010;-111110101111-inrTT = 85x£4=34.7MPauJI得；分 四、(共12分)。請說明以下概念的差異：'(1)臨界分切應(yīng)力-臨界變形量；:(2)二次再結(jié)晶-動態(tài)再結(jié)晶；|(3)交滑移-多滑移1 臨界分切應(yīng)力：當(dāng)塑性變形以滑移方式變形時，外力在某一滑移系上的分切應(yīng)力:達(dá)到臨界值時才能發(fā)生滑移。這一極限分切應(yīng)力稱為臨界分切應(yīng)力。|臨界變形量：一般為2%-10%在臨界變形量處，再結(jié)晶得到特別粗大的晶粒。；動態(tài)再結(jié)晶：即金屬在熱變形過程中發(fā)生的再結(jié)晶現(xiàn)象。I二次再結(jié)晶：再結(jié)晶結(jié)束后晶粒正常長大被抑制，只有少數(shù)晶

6、粒異常長大。通常就是1再結(jié)晶結(jié)束后，若金屬變形較大且加熱溫度較高，則只有少量處于優(yōu)越條件的晶粒:優(yōu)先長大,并吞食周圍的大量小晶粒，最后獲得晶粒異常粗大的組織。|交滑移:螺型全位錯從一個滑移面轉(zhuǎn)移到另一個滑移面上繼續(xù)滑移的現(xiàn)象。|多滑移：即晶體的滑移在兩組或者更多的滑移面上同時進(jìn)行或者交替進(jìn)行（共10分）室溫下槍彈穿過一銅板與一鉛板，試分析長期保持后兩板彈孔周圍組織的變化與原因。（提示：銅與鉛的熔點(diǎn)分別為1357、77K與600、61K） 答:對于銅板,由題可知其熔點(diǎn)為1357、77K。室溫下溫度為20攝氏度，即:293、15K。Th =T/Tm=293、15/1357、77=0、2159 可知

7、 0、1<T<0、3 且 Th<0、35 可知長時間在室溫下， 彈孔周圍組織會發(fā)生低溫回復(fù)。微觀上,組織中的空位或間隙原子移動到晶界或位錯處消失 ，空位與間隙 原子相遇復(fù)合，空位集結(jié)形成空位對或空位片，點(diǎn)缺陷密度大大下降。相對于銅板的再結(jié)晶溫度，由于溫 度過低，并不會發(fā)生再結(jié)晶。對于鉛板，由題可知其熔點(diǎn)為 600、61K。可知Th=293、15/600、16= 0、4885 可知0、3<Th<0、 5且"0、35可知長時間在室溫下，彈孔周圍組織會發(fā)生中溫回復(fù)，即組織中原子活動能力比較強(qiáng)，位 錯可以在滑移面上滑移或交滑移，使異號位錯相遇相消，位錯密度下降，

8、位錯纏結(jié)內(nèi)部重新排列組合,使 亞晶規(guī)整化。并且會發(fā)生再結(jié)晶，由原來的變形大晶粒生成細(xì)小的晶粒，使周圍組織軟化。對于銅板與鉛板來說遠(yuǎn)離彈孔的組織由于受到的影響較小，并不會發(fā)生變化。得六、（共12分）如圖，在晶體的滑移面上有一柏氏矢量為b的位錯環(huán)，并受到均勻切應(yīng)力 t與正應(yīng)力c的作用。（1）分析該位錯環(huán)各段位錯的結(jié)構(gòu)類 型;（2）在t的作用下，該位錯環(huán)將如何運(yùn)動？（3）在c的作用下,位錯環(huán)將如何運(yùn)動？（可畫圖解答）（1）AB:正刃型位錯，CD:負(fù)刃型位錯，BC:右螺型位錯，DA:左螺型位錯（2）: t的方向與b相同，且與刃位錯線垂直，由AB刃型位錯半原子面向 CD運(yùn) 動,CD刃位錯半原子面向AB運(yùn)

9、動，兩個螺型位錯在切應(yīng)力下向中間移動，可知 位錯環(huán)縮小。在c的作用下，AB發(fā)生正攀移與CD發(fā)生負(fù)攀移，而AD,BC為螺型位錯無變 化。得 分no1)0oio11no11010七、(共 12 分)There is a single crystal with FCC structure 、(1) What is its slip system?(2) Determi ne the active slip system by Reflecti on Rule (mirror rule) in resp onse to ten sile load ing along 213(Point F)、(3) Accord ing to the crystal rotati on, an alyze the possible multi-slip process 、(可中文回答)TOO100(1)111<110>(2)(1-11)011單晶體受拉伸時滑移方向力圖轉(zhuǎn)向拉伸方向，這在極圖上相當(dāng)于拉伸軸向滑移方向011轉(zhuǎn)動剛開始滑移系為(1-11)011，當(dāng)F點(diǎn)到達(dá)對稱線上時(1-11)