材料科學(xué)基本試題目整合(內(nèi)附部分自己整編答案解析)

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫一、選擇1、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C_。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2、在二元系合金相圖中，計算兩相相對量的杠桿法則只能用于B_。A、單相區(qū)中B 、兩相區(qū)中C、三相平衡水平線上3 、鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無_A。A、萊氏體B、珠光體C、鐵素體4、原子擴(kuò)散的驅(qū)動力是 _B。A、組元的濃度梯度B、組元的化學(xué)勢梯度C、溫度梯度5、在置換型固溶體中，原子擴(kuò)散的方式一般為C_。A、原子互換機(jī)制B、間隙機(jī)制C、空位機(jī)制6、在晶體中形成空位的同時又產(chǎn)生間隙原子，這樣的缺陷稱為B。A、肖脫基缺陷B 、弗蘭克爾缺陷C、線缺陷7 、理想

2、密排六方結(jié)構(gòu)金屬的 c/a 為 _A_。A、 1.6B、2 xW/3)C、“2/3)A_。A、單相區(qū)B 、兩相區(qū)C、三相區(qū)9、有效分配系數(shù) Ke 表示液相的混合程度，其值范圍是。（其中 Ko 是平衡分配系數(shù)）A、 1KeK 0B、KoKe1C、KeK 018、在三元系相圖中，三相區(qū)的等溫截面都是一個連接的三角形，其頂點(diǎn)觸及10 、面心立方晶體的孿晶面是A、 112B 、 110C、 11111 、形成臨界晶核時體積自由能的減少只能補(bǔ)償表面能的B_。A、1/3B、2/3C、3/412 、金屬結(jié)晶過程中（）：a、臨界晶核半徑越大，形核越易;b 、臨界晶核形成功越大，形核越易；C、過冷度越大，形核越

3、易;d 、均質(zhì)形核比非均質(zhì)形核容易。13 、三元相圖中（）：a、垂直截面圖上可應(yīng)用杠桿定律；b、垂直截面圖上三相區(qū)域?yàn)橹边吶切?C、四相共晶反應(yīng)平面在成份投影圖上為曲邊四邊形;d 、四相反應(yīng)為等溫反應(yīng)。(x )14、三、判斷正誤 （每小題 1 分，共 10 分 ）正確的在括號內(nèi)畫“2”,錯誤的畫“X”1.金屬中典型的空間點(diǎn)陣有體心立方、面心立方和密排六方三種。( x)2.作用在位錯線上的力 F 的方向永遠(yuǎn)垂直于位錯線并指向滑移面上的未滑移區(qū)。3.只有置 換固 溶體 的兩 個組元 之間 才能無限 互溶， 間隙固溶 體則 不能。4.金屬結(jié)晶時， 原子從液相無序排列到固相有序排列， 使體系熵值減小

4、， 因此是一個自發(fā)過程。5.固溶體凝固形核的必要條件同樣是 GB 0、結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏。6. 三元相圖垂直截面的兩相區(qū)內(nèi)不適用杠桿定律。7.物質(zhì)的擴(kuò)散方向總是與濃度梯度的方向相反。8.塑性變形時，滑移面總是晶體的密排面，滑移方向也總是密排方向。9.和液固轉(zhuǎn)變一樣，固態(tài)相變也有驅(qū)動力并要克服阻力，因此兩種轉(zhuǎn)變的難易程度相似。( x)10.除Co以外，幾乎所有溶入奧氏體中的合金元素都能使C曲線左移，從而增加鋼的淬透性。四、簡答1 、簡述工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)韌化方法。 （ 20 分）2、簡述 Al-Cu 二元合金的沉淀強(qiáng)化機(jī)制（ 20 分）強(qiáng)化機(jī)制是 AL 與 CU 行成置換固熔體增大其位錯運(yùn)動阻力，達(dá)

5、到提高其強(qiáng)度和硬度的作用所以其強(qiáng)化機(jī)制叫：固溶強(qiáng)化3、為什么奧氏體不銹鋼（18-8型不銹鋼）在450 C850 C保溫時會產(chǎn)生晶間腐蝕？如何防止或減輕奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕？室溫下碳元素在奧氏體的溶解度很小，約002-0 03 （質(zhì)量分?jǐn)?shù) ），而一般奧氏體鋼中含碳量均超過 002-0 03 ，因此只能在淬火狀態(tài)下使碳固溶在奧氏體中，以保證鋼材具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。 但是這種淬火狀態(tài)的奧氏體鋼當(dāng)加熱到 450850（2 或在該溫度下長期使用時， 碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度大于鉻在奧氏體中的擴(kuò)散速度。當(dāng)奧氏體中含碳量超過它在窀溫的溶解度 （0 02-0 03）后。碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻

6、化合， 析出碳化鉻 Gr23C6 。但是鉻的原子半徑較大，擴(kuò)散速度較小，來不及向邊界擴(kuò)散，品界附近大量的鉻和碳化合形成碳化鉻， 所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部， 而是來自品界附近。 結(jié)果就使晶界附近的鉻含量大為減少，當(dāng)品界含鉻量小于 l2 (質(zhì)量分式 )時，就形成“貧鉻區(qū)” 。造成奧氏體邊界貧鉻， 當(dāng)晶界附近的金屬含量鉻量低于 l2 時就失去了抗腐蝕的能力，在腐蝕介質(zhì)作用下，就在晶粒之自】產(chǎn)生腐蝕即產(chǎn)生晶問腐蝕。 從上可知， 晶間腐蝕產(chǎn)卡的根本原因是由于晶粒邊界形成貧鉻層造成的。 (1)控制含碳量 (2) 添加穩(wěn)定劑 (3)進(jìn)行固溶處理 (4)采用雙相組織 (5)加

7、快冷卻速4、為什么大多數(shù)鑄造合金的成分都選擇在共晶合金附近？因?yàn)檫x在共晶合金附近結(jié)晶溫度區(qū)間小， 所以液體流動性好啊，流動性好， 充型能力好，充型能力好，鑄件獲得完整的結(jié)構(gòu)，精度也較高液固相線距離大7枝晶偏析傾向愈大，合金流動性也愈差，形成分散縮孔的傾向也愈大，使鑄造性能惡化。所以鑄造合金的成分常取共晶成分和接近共晶成分或選擇5 、什么是交滑移 ?為什么只有螺位錯可以發(fā)生交滑移而刃位錯卻不能？交滑移：晶體在兩個或多個不同滑移面上沿同一滑移方向進(jìn)行的滑移。螺位錯的交滑移：螺位錯從一個滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面的過程；螺位錯的柏氏矢量與位錯線平行， 因此包含位錯線的所有晶面都可以是螺位錯的滑

8、移面，此當(dāng)螺位錯滑移受阻時， 他可以在另外一個晶面上進(jìn)行滑移。 但是刃位錯的柏氏矢量與位錯線垂直，他的滑移面就只有由位錯線和柏氏矢量構(gòu)成的平面，所以他只能在這個面上滑移，故不能發(fā)生交滑移6、根據(jù)溶質(zhì)原子在點(diǎn)陣中的位置，舉例說明固溶體相可分為幾類？固溶體在材料中有何意義？1、置換固溶體溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格中的結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體稱置換固溶體。當(dāng)溶劑和溶質(zhì)原子直徑相差不大，一般在15 以內(nèi)時，易于形成置換固溶體。銅鎳二元合金2、間隙固溶體即形成置換固溶體，鎳原子可在銅晶格的任意位置替代銅原子。溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱間隙固溶體。間隙固溶體的溶劑是直徑較大的過渡族金屬， 而溶質(zhì)是

9、直徑很小的碳、 氫等非金屬元素。 其形成條件是溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑之比必須小于 0.59 。如鐵碳合金中，鐵和碳所形成的固溶體鐵素體和奧氏體，皆為間隙固溶體。7、固溶體合金非平衡凝固時，有時會形成微觀偏析，有時會形成宏觀偏析，原因何在？8、應(yīng)變硬化在生產(chǎn)中有何意義？作為一種強(qiáng)化方法，它有什么局限性？9 、一種合金能夠產(chǎn)生析出硬化的必要條件是什么？10 、比較說明不平衡共晶和離異共晶的特點(diǎn)。11 、枝晶偏析是怎么產(chǎn)生的？如何消除？結(jié)晶溫度間隔寬的固溶體合金， 當(dāng)冷卻速度快時，發(fā)生不平衡結(jié)晶， 先結(jié)晶的成分來不及充形成枝晶偏析。 偏析程分?jǐn)U散， 使先結(jié)晶的主干與后結(jié)晶的支干及支干間的成分產(chǎn)生差異

10、， 度取決于合金液凝固時的冷卻速度、 偏析元素擴(kuò)散速度及受液固相線溫度間隔支配的溶質(zhì)平 衡分配系數(shù)。 液固相線溫度間隔大的固溶體類合金， 當(dāng)凝固冷卻速度較快時， 易發(fā)生不平衡 結(jié)晶，使先結(jié)晶成分來不及充分?jǐn)U散而形成枝晶偏析1. 適當(dāng)提高熔煉溫度，加強(qiáng)對合金液的脫氣、除渣、精煉、變質(zhì)和孕育處理，加強(qiáng)攪拌，使合金液均勻、凈化2. 易產(chǎn)生枝晶偏析的合金，可加入適量晶粒細(xì)化劑或微冷鐵3. 易產(chǎn)生枝晶偏析的合金， 可通過調(diào)整澆注溫度和澆注速度、 控制型溫來控制鑄件的凝固冷 卻速度，使之與溶質(zhì)的分配和擴(kuò)散相匹配4.均勻化退火可消除枝晶偏析12 、請簡述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些.（1）溫度；（2）晶體結(jié)構(gòu)與

11、類型； （ 3）晶體缺陷；（ 4 ）化學(xué)成分。13 、請簡述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點(diǎn)？ 相同點(diǎn)：小原子溶入。不同點(diǎn)：間隙固溶體保持溶劑（大原子）點(diǎn)陣； 間隙相、間隙化合物改變了大原子點(diǎn)陣， 形成新點(diǎn)陣。間隙相結(jié)構(gòu)簡單；間隙化合物結(jié)構(gòu)復(fù)rk 的晶核）G r*14 、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？ 臨界晶核的物理意義：可以自發(fā)長大的最小晶胚（或，半徑等于形成臨界晶核的充分條件：（1）形成rrk的晶胚;（2 ）獲得A A* （臨界形核功）的形核功。15 、請簡述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。熱力學(xué)條件 能量條件： A AG max ;成分條件。16、為什么鋼的

12、滲碳溫度一般要選擇在丫-Fe相區(qū)中進(jìn)行？若不在丫 -Fe相區(qū)進(jìn)行會有什么結(jié)果？ 丫相是原始生長相，固溶度高，滲碳可以均勻分布在組織結(jié)構(gòu)中。溫度過低的其他相，比如馬氏體，或珠光體的，不能均勻擴(kuò)散到組織結(jié)構(gòu)中，偏析嚴(yán)重，導(dǎo) 致強(qiáng)度降低。溫度過高，組織會重新生核成長，會破壞原來的組織結(jié)構(gòu)19 、位錯密度有哪幾種表征方式？ 體密度：即單位體積內(nèi)的位錯線長度；面密度：即垂直穿過單位面積的位錯線根數(shù)。20 、淬透性與淬硬性的差別。淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力; 淬硬性是指在一定條件下淬火后獲得馬氏體 組織所能達(dá)到的最高硬度22、馬氏體相變的基本特征？ （12分）1. 無擴(kuò)散性2. 切變性，即由

13、母相變?yōu)樾孪嗟木Ц窀慕M過程是以切變方式進(jìn)行的3. 具有一定的晶體學(xué)位相關(guān)系的慣習(xí)面，即共格切變4. 轉(zhuǎn)變在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行5. 快速轉(zhuǎn)變，一般不需要孕育期6. 轉(zhuǎn)變不完全，會留有相當(dāng)數(shù)量的殘余奧氏體23、加工硬化的原因？ （6分）產(chǎn)生加工硬化的主要原因是金屬在塑性變形時晶粒產(chǎn)生滑移，滑移面和其附近的晶格扭曲,使晶粒伸長和破碎， 金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力等，因而繼續(xù)塑性變形就變得困難，從而引起加 工硬化。24、柏氏矢量的意義？ （6 分） 它描述了位錯線上原子畸變特征、方向、大??；位錯的畸變能和柏氏矢量的平方成正比，（011 ）晶面間距是多少？ （5分）26、已知916 C時，Y-Fe的點(diǎn)陣常數(shù)

14、 0.365nm面心立方的 -Fe=0.365nm對立方晶系，d a Jo212120.365721.03nm27、畫示意圖說明包晶反應(yīng)種類，寫出轉(zhuǎn)變反應(yīng)式?4 分）28、影響成分過冷的因素是什么？ （9分）溫度梯度（平緩有利）；凝固速度（越快越有利）;凝固范圍（越大越有利）。29、單滑移、多滑移和交滑移的意義是什么？（9 分）形成單滑移，這種情況下，加工只有一個滑移系統(tǒng)上的分切應(yīng)力最大并達(dá)到臨界分切應(yīng)力,在同時達(dá)到了硬化最弱；當(dāng)拉力軸在晶體的特定取向上可能使幾個滑移系的分切應(yīng)力相等,臨界分切應(yīng)力時發(fā)生多滑移， 這種情況下會發(fā)生加工硬化現(xiàn)象；交滑移是螺旋位錯在兩個相 交的滑移面上運(yùn)動，當(dāng)螺型位

15、錯在一個滑移面上運(yùn)動遇到障礙會轉(zhuǎn)到另一個滑移面上繼續(xù)滑 移，滑移方向不變。交滑移影響材料的塑性。（6 分）30、簡要說明純金屬中晶粒細(xì)度和材料強(qiáng)度的關(guān)系，并解釋原因。1ys0 kyd2Hall-Petch 霍爾-佩奇公式，細(xì)度減小，屈服強(qiáng)度增加，用晶界位錯塞積模型解釋。對粗晶 粒，晶界塞積的位錯多， 產(chǎn)生應(yīng)力集中大，在變形傳遞中容易使位錯源開動，因此屈服強(qiáng)度低。31、某晶體的原子位于四方點(diǎn)陣的節(jié)點(diǎn)上，點(diǎn)陣的a=b， c=a/2，有一晶面在 x，y，z 軸的截距分別為6個原子間距、2個原子間距和4個原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。（a,廠 3/3a）32、證明理想密排六方結(jié)構(gòu)的軸比c/a=1.63

16、3。33、立方晶系的(111)，(110)，(123)晶面族各包含多少晶面，寫出它們的密勒指數(shù)。34、說明柏氏矢量的確定方法，如何利用柏氏矢量和位錯線來判斷位錯的類型?答：首先在位錯線周圍作一逆時針回路，然后在無位錯的晶格內(nèi)作同樣的回路，該回路必不閉合，連接終點(diǎn)與起點(diǎn)即為柏氏矢量.位錯線與柏氏矢量垂直的是刃型位錯，平行的是螺型位錯.35、簡要說明成分過冷的形成及其對固溶體組織形態(tài)的影響。答：固溶體凝固時，由于溶質(zhì)原子在界面前沿液相中的分布發(fā)生變化而形成的過冷36、為什么晶粒細(xì)化既能提高強(qiáng)度，也能改善塑性和韌性?答：晶粒細(xì)化減小晶粒尺寸，增加界面面積，而晶界阻礙位錯運(yùn)動，提高強(qiáng)度；晶粒數(shù)量增加，

17、塑 性變形分布更為均勻，塑性提高；晶界多阻礙裂紋擴(kuò)展，改善韌性.37、共析鋼的奧氏體化有幾個主要過程？合金元素對奧氏體化過程有什么影響?答: 共析鋼奧氏體化有 4 個主要過程 : 奧氏體形成、 滲碳體溶解、 奧氏體均勻化、 晶粒長大。合金元素的主要影響通過碳的擴(kuò)散體現(xiàn)，碳化物形成元素阻礙碳的擴(kuò)散，降低奧氏體形成、 滲碳體溶解、奧氏體均勻化速度。38 、提高鋼材耐蝕性的主要方法有哪些？為什么說 Cr 是不銹鋼中最重要的合金元素？ 答：提高鋼材耐蝕性的主要方法有： 在表面形成致密氧化膜、 提高基體電極電位、 形成單相 組織。 Cr 可形成表面致密氧化膜 Cr2 O 3,可提高電極電位，可形成單相鐵

18、素體39 、何為位錯反應(yīng)？如何判斷一個位錯反應(yīng)能否進(jìn)行？40 、根據(jù)凝固理論，試述細(xì)化晶粒的基本途徑。由 凝固理論可知，結(jié)晶時單位體積中的晶粒數(shù)目z 取決于形核率 N 和晶體長大速率 Vg兩個因素，即 Z X N/Vg 。基本途徑:(1)增大過冷度 增加，N和Vg都隨之增加，即 z增多。(2) 加入形核劑。加入形核劑后，可以促使過冷液體發(fā)生非均勻形核。即不但使非均勻 形核所需要的基底增多， 而且使臨界晶核半徑減小， 這都將使晶核數(shù)目增加， 從而細(xì)化晶粒。(3) 振動結(jié)晶。振動結(jié)晶，一方面提供了形核所需要的能量，另一方面可以使正在生長 的晶體破斷，以提高更多的潔凈核心，從而使晶粒細(xì)化。41 、分

19、析金屬冷變形度的大小對再結(jié)晶晶粒尺寸的影響，說明原因。42 、簡述成分過冷的形成以及成分過冷對固溶體生長形態(tài)的影響。43 、位錯增值機(jī)理五、計算、作圖1、已知碳在r Fe中的擴(kuò)散常數(shù) Do = 2.0 X10-5m 2/s，擴(kuò)散激活能 Q = 1.4X10 5J/mol ( R=8.31J/(molK)。碳勢均為Cp= 1.1 % C的條件下對20#鋼在880 C進(jìn)行滲碳，為達(dá)到927 C2、對fee結(jié)構(gòu)的晶體（點(diǎn)陣常數(shù)為a） 分別計算原子在100 , 110和111晶向上的原子密度，并說明哪個晶向是密排方向:計算原子在（100），（110）和（111）晶面上的原子密度和三個面的面間距，并指出

20、面間距最 大的晶面。CE的指數(shù)；在右圖單胞中畫出晶面（111）和該面上屬于112三個晶向，并標(biāo)出具體指數(shù)。（12 分）4、已知碳在丫 -Fe中擴(kuò)散時，D0 =2.0 X10-5 m2/s ,Q=1.4 X105J/mol。當(dāng)溫度在 927 C 時,3、寫出附圖1.1所示立方晶格中晶面 ABCD和晶向求其擴(kuò)散系數(shù)為多少？（已知摩爾氣體常數(shù)R=8.314J/mol ?K） 5、作圖表示立方晶體的 011、 231、 321晶面和、112、 102晶向。（每題2分,共10分）6、已知A （熔點(diǎn)600 C）與B （熔點(diǎn)500 C）在液態(tài)無限互溶，固態(tài)時 A在B中的最大固A。在a=0.20、溶度（質(zhì)量分

21、數(shù)）為3 A= 0.30，室溫時為3 A = 0.10 ；但B在固態(tài)和室溫時均不溶于300 C時，含3 b=0.40的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。試?yán)L出A-B合金相圖；并分析33A=0.80的合金在室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。在A-B二元相圖中，分析 wb=0.6的合金平衡凝固后，在室溫下的相組成物及組織組成物,并計算各相組成物的相對含量。解:相組成：A +卩組織組成：A +卩+ AllA%in90 60100%33.3%90 01 33.3%66.7%按已知條件，A-B合金相圖如圖4-13A - 13 A R 一尤HI圖所示(各相區(qū)均用組織成物標(biāo)注)。I合金(A-0.80B):室溫下由

22、A與B兩相組成，其相對量為W 3=(0.8-0)/(0.9-0)=89%.WA=1- 3=11%.室溫下的組織為3 + A n,其組織組成物的相對量與組成物相同，即 W 3 =89%, WA n =11%.n合金（A-0.55B）:室溫下由A與B兩相組成，其相對量為0.55 0.40WJ 100% 50%0.70 0.40W（A ）共晶1 初50%室溫下的組織為B初+（A+ B）共晶+A n。在共晶反應(yīng)剛完成時。則有B初+（A+ 3）共晶冷至室溫時，將由B初與共晶B中析出A n,但由于共晶B中析出的 A n與共晶A連接在一起。0.90 0.70不W分辨，故略去不計。50%b3初%中析出An的相

23、對量為所以，室溫下B初的相對量為 W B初=W B初-WA n = 50% - 11% = 39%該合金室溫下組織成物的相對量為W B 初 =39% .W(A+ B)共晶=50% .WA n =11%7、繪出Fe-Fe3C相圖，標(biāo)出鐵碳相圖上的 C、E、F、G、K、P、S點(diǎn)，說明ECF、PSK水平線和ES、GS曲線的意義，其上發(fā)生的轉(zhuǎn)變及生成的組織組成物。A15380純鐵的熔點(diǎn)C11484.3共晶點(diǎn)，LCf IdD12276.69滲碳體的熔點(diǎn)（計算值）E11482.11碳在Y -Fe中的最大 溶解度G9120純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，a -Fe Y-FeP7270.0218碳在a -Fe中的最大溶

24、解度S7270.77共析點(diǎn)，As 7 PQ6000.0057600 C時碳在a -Fe中的溶解度ECF共晶線發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，生成 萊氏體（Ld）。共晶反應(yīng)式為：LcLdACD液相線此線以上為液相（L）,緩冷至液相線時，開始結(jié)晶AECF固相線此線以下為固相PSK共析線A1發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，生成珠光體（P）.共析反應(yīng)式為：AS 7PESA cm碳在丫-Fe中的溶解度曲線PQ碳在a-Fe中的溶解度曲線GSA3奧氏體7鐵素體轉(zhuǎn)變線8、已知某低碳鋼d 0 =64KPa , K=393.7 ，若晶粒直徑為 50 m，該低碳鋼的屈服強(qiáng)度是多少?ys10kyd29、試計算BCC晶體最密排面的堆積密度BCC密排面為1

25、10 面，其面積為:. 110 面上被原子占據(jù)的面積為（兩個原子）：48堆積密度:沖 9d；T = 0.5888I A 16O10、面心立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)金屬中的原子堆垛方式和致密度是否有差異?請加以說明。FCC和HCP均按ABCABC方式堆垛；致密度也都是0.74。11、計算WC = 3.3 %的鐵碳合金常溫下萊氏體的相對含量，組織中珠光體的相對含量和共析滲碳體的含量。（9分）12、已知Cu的原子量為63.5，原子半徑是 0.1278 nm。（ 20分）（1 ）計算銅的密度、點(diǎn)陣常數(shù)和最大面間距。（2）在立方晶胞（圖1.）中標(biāo)出下列晶面和晶向（要求用字母標(biāo)出，女0oa:001，等等）：（

26、011 ）、（ 11 ）、（ 221）、102、 110、11 （3）以上哪些晶面和晶向互相垂直?13、柏氏矢量的物理意義是什么？根據(jù)柏氏矢量如何區(qū)分螺型位錯和刃型位錯？什么是全位錯和不全位錯？簡述位錯反應(yīng)條件。無外力作用時，位錯反應(yīng)能否進(jìn)行？ （ 18分）14、假設(shè)在鎂晶體中，由一個位錯源放出的位錯移到晶體表面,使晶體表面產(chǎn)生高度約為10 -4cm的滑移臺階，問有多少個位錯運(yùn)動至表面？（已知b=3.2 A ）15、在鋁試樣中測得晶粒內(nèi)部的位錯密度為5x10 13m -2假定位錯全部集中在亞晶界上,b=a/2101且每個亞晶粒的截面均為正六邊形，而位錯全為刃位錯，其柏氏矢量2x10 -10m，

27、如亞晶粒之間的傾角為5。，試求亞晶界上的位錯間距和亞晶粒的平均大小。b 2x1計卿一二云苑召0.087正六邊形面積總邊長為6a，單位面積中亞晶數(shù)目P /6=5*10人2/6=87.匸 刀2 求得a=110-5 (m )。因?yàn)椋珼=2.3nm ,所以六邊形邊長為：2.3*87=198nm,則晶梨外接圓直徑 d=2*198=396nm.17、在870 C比在930 C滲碳有一定優(yōu)越性，淬火變形小又可得到較細(xì)的晶粒，碳在丫鐵中的 Do=2.O xi0-5m2/s,Q=140 X103j/mol,請計算：（10分）（a） 870 C時碳在丫鐵中的擴(kuò)散系數(shù);（b）將滲層加深一倍需多長時間?（c）若規(guī)定0

28、.3%C作為滲碳層厚度的量度,則在930 C滲碳10小時的滲層厚度為 870 C滲碳10小時的多少倍?(氣體常數(shù) R=8.314J/mol K,滲層厚度D870 C =7.98X10-12 m 2/s(b)4倍時間(c)1.44 倍18、位錯線與柏氏矢量，切應(yīng)力方向，位錯線運(yùn)動方向以及晶體滑移方向的關(guān)系?六、綜合1、試分析冷塑性變形對合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。2 ）形成位錯胞；（3 ）組織結(jié)構(gòu)：（1 ）形成纖維組織：晶粒沿變形方向被拉長；（ 晶粒轉(zhuǎn)動形成變形織構(gòu).力學(xué)性能：位錯密度增大，位錯相互纏繞，運(yùn)動阻力增大，造成加 工硬化。 物理化學(xué)性能：其變化復(fù)雜，主要對導(dǎo)

29、電，導(dǎo)熱，化學(xué)活性，化學(xué)電位等有影響。體系能量：包括兩部分：(1 )因冷變形產(chǎn)生大量缺陷引起點(diǎn)陣畸變，使畸變能增大；(2 )這兩部分統(tǒng)再結(jié)晶因晶粒間變形不均勻和工件各部分變形不均勻引起的微觀內(nèi)應(yīng)力和宏觀內(nèi)應(yīng)力。稱為存儲能，其中前者為主要的。 冷變形后引起的組織性能變化為合金隨后的回復(fù)、 作了組織和能量上的準(zhǔn)備。2、對鐵碳合金(wc= 0.0015)經(jīng)過完全退火后：(20分)(1 ) 在室溫下包含哪些組成相，計算其相對量。(2 ) 在室溫下由哪些組織組成物構(gòu)成，畫出組織示意圖，并計算各自的相對量。(3)在室溫下該合金經(jīng)過較大的塑性變形(例如壓縮50 %)，其組織會發(fā)生哪些變化?(4)變形后再經(jīng)過

30、 750 C充分保溫后緩慢冷卻到室溫，所得到的組織與原完全退火的組織有哪些差別?3、請根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問題:(1 )分析合金I、II的平衡結(jié)晶過程，并繪出冷卻曲線;(2)說明室溫下I、II的相和組織是什么？并計算出相和組織的相對含量;如果希望得到共晶組織和 5%的B初的合金，求該合金的成分;分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組織有何不同。a 初+ 3 II0 90-0.05，相組成與組織組成比例相同巧 二 叫 =0-0-2冥100處二1衛(wèi)6處 用皿 0.90-0.05II :3 初 + ( a + 3 ) 共+ 3 II (忽略)朋 0,90-0.50=吧= 呂賀乂 1

31、00% =乃 tw 少0.90-0.50化=鷲 煮:xl00% = ll .7% 0.90-0.05二 0&-0-0, X100% = 8S.24%00.90-0.05(3 )設(shè)所求合金成分為xx = Q.Q5 x(O.90 - 0.50) -+0.50 = 52%4 ） I 合金在快冷條件下可能得到少量的共晶組織，且呈現(xiàn)離異共晶的形態(tài)， 合金中的3 II量會減少，甚至不出現(xiàn);II 合金在快冷條件下 3 初呈樹枝狀，且數(shù)量減少。共晶體組織變細(xì)小，相對量增加。4、敘述板條馬氏體和下貝氏體的組織形態(tài)，并說明板條馬氏體和下貝氏體具有良好強(qiáng)韌性的原因。5 、試述冷變形金屬在加熱時，其組織和性能發(fā)生的變化。6、試論述含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響。7、論述影響擴(kuò)散的主要因素。8、求體心立方結(jié)構(gòu)中的四面體和八面體間隙的半徑及其中心位置的坐標(biāo)。9、 45 鋼的過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，請回答下列問題：共 15 分）（1 ）說明圖中A1線、Ms、1線、2線、3線表示的意義。2 ）過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有哪些？寫出各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的名稱、相變類型、 組織形態(tài)和性能特點(diǎn);3 ）在 V1、 V2、 V3、 V4 冷卻速度下，各得