材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題

1、查看文本習(xí)題一、名詞解釋金屬鍵；結(jié)構(gòu)起伏；固溶體；枝晶偏析；奧氏體；加工硬化；離異共晶；成分過冷；熱加工；反應(yīng)擴(kuò)散二、畫圖1在簡單立方晶胞中繪出（）、（210）晶面及、210晶向。2結(jié)合Fe-Fe3C相圖，分別畫出純鐵經(jīng)930°C和800°C滲碳后，試棒的成分一距離曲線示意圖。3如下圖所示，將一鍥形銅片置于間距恒定的兩軋輥間軋制。試畫出軋制后銅片經(jīng)再結(jié)晶后晶粒大小沿片長方向變化的示意圖。4畫出簡單立方晶體中（100）面上柏氏矢量為010的刃型位錯與（001）面上柏氏矢量為010的刃型位錯交割前后的示意圖。5畫圖說明成分過冷的形成。三、Fe-Fe3C相圖分析1用組織組成物填寫

2、相圖。2指出在ECF和PSK水平線上發(fā)生何種反應(yīng)并寫出反應(yīng)式。3計算相圖中二次滲碳體和三次滲碳體可能的最大含量。四、簡答題1已知某鐵碳合金，其組成相為鐵素體和滲碳體，鐵素體占82%，試求該合金的含碳量和組織組成物的相對量。2什么是單滑移、多滑移、交滑移？三者的滑移線各有什么特征，如何解釋？。3設(shè)原子為剛球，在原子直徑不變的情況下，試計算g-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe時的體積膨脹率;如果測得910C時g-Fe和a-Fe的點(diǎn)陣常數(shù)分別為0.3633nm和0.2892nm,試計算g-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe的真實(shí)膨脹率。4間隙固溶體與間隙化合物有何異同？5可否說擴(kuò)散定律實(shí)際上只有一個？為什么？五、論述題TC結(jié)合右

3、圖所示的TC（晶體強(qiáng)度）一P位錯密度關(guān)系曲線，分析強(qiáng)化金屬材料的方法及其機(jī)制。晶須冷塑變六、拓展題1畫出一個刃型位錯環(huán)及其與柏士矢量的關(guān)系。2用金相方法如何鑒別滑移和孿生變形？3固態(tài)相變?yōu)楹我子谠诰w缺陷處形核？4畫出面心立方晶體中（225）晶面上的原子排列圖。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(rèn)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(diǎn)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(jìn)入a-鐵，還是b-鐵，如何解釋？7研究

4、晶體缺陷有何意義？8點(diǎn)缺陷主要有幾種？為何說點(diǎn)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(shí)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(dá)式各是什么？簡述其求解原理。13柯氏氣團(tuán)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(diǎn)？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

5、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(xì)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(kuò)散、塑變與再結(jié)晶1可不可以說擴(kuò)散定

6、律實(shí)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(jìn)行？3在研究純鐵滲碳時，通常假定滲碳?xì)夥盏臐B碳能力足以使奧氏體的溶碳量達(dá)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°C和800°C滲碳時，滲碳鐵棒的成分一距離曲線示意圖。(2) 選擇溫度低于727C，能否達(dá)到滲碳的目的，為什么？4試分析材料強(qiáng)化常用的方法、機(jī)制及適用條件。5為何晶粒越細(xì)、材料的強(qiáng)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(diǎn)。8某面心

7、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?nèi)行臀诲e引起的，試指出位錯線的方向。(3) 若滑移是由純螺型位錯引起的，試指出位錯線的方向。(4) 指出在上述(2)、(3)兩種情況下滑移時位錯線的滑移方向。9若單晶體銅的表面恰為（100），假設(shè)晶體可以在各個滑移系上進(jìn)行滑移，試分析表面上滑移線形貌。若晶體表面為（111）呢？10鎢板在1100°C加工變形，錫板在室溫下變形，它們的組織結(jié)構(gòu)有何變化？11根據(jù)形變金屬退火后晶粒尺寸與變形量關(guān)系示意圖，（1）將一鍥形銅片置于間距恒定的兩軋輥間軋制，畫出此銅片經(jīng)完全再結(jié)晶后晶粒大小沿片長方

8、向變化示意圖。（2）塊純錫板被子彈擊穿，試畫出彈孔周圍組織變化示意圖。12熱加工和冷加工是如何劃分的，分析熱加工和冷加工過程中的組織與性能變化。13繪出第六章內(nèi)容結(jié)構(gòu)框圖。14繪出第七章內(nèi)容結(jié)構(gòu)框圖。15繪出第八章內(nèi)容結(jié)構(gòu)框圖。綜合題四：固態(tài)相變與新型材料1固態(tài)相變與凝固兩過程有何異同？2說明固態(tài)相變比液態(tài)材料結(jié)晶阻力大的原因。3說明晶體缺陷促進(jìn)固態(tài)相變形核的原因。4描述脫溶轉(zhuǎn)變的相變過程，并建立它與馬氏體回火轉(zhuǎn)變過程的聯(lián)系。5再結(jié)晶和調(diào)幅分解是相變過程嗎，為什么？6分析調(diào)幅分解的熱力學(xué)條件。7試述馬氏體高強(qiáng)度、高硬度的原因。8列表說明下列內(nèi)容。形成條件相變類型組成相亞結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)形貌特征PP

9、TSM板條M片狀MBBL-B9畫圖說明A-M轉(zhuǎn)變。10談?wù)勀銓M織結(jié)構(gòu)、加工工藝、化學(xué)成分和性能四者之間的關(guān)系。11簡述復(fù)合材料增強(qiáng)原理。12簡述復(fù)合材料界面結(jié)合類型，如何改善界面結(jié)合狀態(tài)。13采用一定的方法（框圖法、分枝法等）說明本書各章內(nèi)容之間的聯(lián)系。材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（一）1. 寫出立方晶系的112晶面族所包含的所有晶面。2. 在立方晶系的四面體中，畫圖并表示出四面體所包含的111晶面族的四組晶面。3. （10）和（112）晶面是否屬于同一晶帶？為什么？畫圖表示出晶帶軸和晶帶面。4. 分別在三個晶胞中畫圖表示11與（110）、11與（01）、（211）與211晶向和晶面。5. 在六方晶系中

10、，畫圖表示（110）、（010）晶面及113晶向。并用二坐標(biāo)系寫出其晶向指數(shù)及晶面指數(shù)。金屬的晶體結(jié)構(gòu)習(xí)題課習(xí)題（一）1. 畫出立方晶系111晶面族構(gòu)成的八面體的各晶面指數(shù)。2. 標(biāo)出下列各晶面和晶向指數(shù)：4. 試?yán)L圖說明hep結(jié)構(gòu)不是一種晶胞（a=b工c,a=B=Y=90。）空間點(diǎn)陣的原因。5求fee結(jié)構(gòu)中面間距d（g、d（110）、d（1oo）的大小，并指出面間距最大的晶面。材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（三）一. 填空題1位錯線與柏氏矢量垂直，該位錯為；位錯線與柏氏矢量平行時為位錯。2無限固溶體永遠(yuǎn)是；間隙固溶體永遠(yuǎn)是。3. 位錯線在晶體內(nèi)部可以，可以形成，但不可以中止于。4. NaCL和CaF2晶體

11、各屬于空間點(diǎn)陣。5.影響置換固溶體溶解度的因素主要有。6. 在面心立方結(jié)構(gòu)的單胞中，碳原子可以存在位置的坐標(biāo)，單位晶胞內(nèi)最多能有個碳原子可以溶入單胞內(nèi)。7. 間隙相和間隙化合物都是由原子半徑較小的非金屬元素和過渡族元素組成，它們的主要區(qū)別。8. 刃型位錯在切應(yīng)力的作用下可以進(jìn)行運(yùn)動；在垂直于半原子面的正應(yīng)力的作用下可以進(jìn)行，即半原子面的和運(yùn)動；正攀移機(jī)制是，負(fù)攀移機(jī)制為。9在切應(yīng)力的作用下，當(dāng)位錯在晶體中滑移運(yùn)動時，刃位錯運(yùn)動方向與b方向，與方向，與位錯線；螺型位錯線的運(yùn)動方向與b，與方向，與位錯線方向。10.可滑移面是，刃型位錯的可滑移面有個，這是因為；螺型位錯的可滑移面有個，因為。二. 寫

12、出b=00，位錯線運(yùn)動方向為110位錯的可滑移面，并指出是何種類型的位錯？三. FeAL是電子化合物，具有體心立方結(jié)構(gòu)，試計算其電子濃度值，并畫出其晶體結(jié)構(gòu)的單胞。BP四. AB線為一混合型位錯，其位錯線方向和柏氏矢量方向如圖所示。1）試畫出P點(diǎn)處的刃型位錯和螺型位錯分量。b2）并說明是正刃還是負(fù)刃型位錯及半原子面的位置？A3）說明是左螺型還是右螺型位錯。材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（四）1. 圖a）和圖b）分別表示一對同號刃型位錯和30o一對異號刃型位錯。假定位于原點(diǎn)的刃型位錯30o固定不動，在位錯滑移力（F）的作用下，另一XXX位錯運(yùn)動到何位置才處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)？試在圖中標(biāo)出，并說明原因。圖a）圖b）

13、2. 畫圖說明在fee結(jié)構(gòu)晶體的（11）晶面上，可以運(yùn)動的單位位錯的柏氏矢量有哪些？它們相應(yīng)能在哪些晶面上運(yùn)動？3. 在面心立方結(jié)構(gòu)的晶體中，沿01晶向上有一單位位錯與沿12晶向的一個肖克萊部分位錯反應(yīng)合成一個弗蘭克部分位錯：（1）求合成后的弗蘭克部分位錯的柏氏矢量。（2）試根據(jù)能量條件分析上述位錯反應(yīng)能否進(jìn)行。（3）為什么把此種位錯稱為固定位錯？B4. 在具有fee結(jié)構(gòu)的單晶體中有一ABC晶面，其晶面指數(shù)為（11）：（1）A寫出位于該晶面上柏氏矢量平行于的C單位位錯的柏氏矢量。（2）若該位錯是螺位錯，位錯在運(yùn)動中受阻，將交滑移到哪一個晶面上？（3）若該單位位錯可在（11）晶面上分解，寫出位錯

14、分解的反應(yīng)式，并指出分解后的位錯類型。5. 在體心立方結(jié)構(gòu)晶體內(nèi)的（011）晶面上有一個b=11刃型位錯，在（01）晶面上有一個b=111刃型位錯，它1 2們分別沿所在晶面進(jìn)行滑移，當(dāng)彼此相遇時，能否發(fā)生位錯反應(yīng)？第一章純金屬的晶體結(jié)構(gòu)單元練習(xí)題判斷是非題，對的在括號中劃“V”，錯的劃“X”：1. 布拉非點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)是同一概念，因此不管離子晶體，分子晶體，還是原子晶體，晶體結(jié)構(gòu)類型共有14種。（）2. 如果某晶面（hkl）平行于某晶向uvw，晶向與晶面之間存在hu+kv+lw二1的關(guān)系（）3. fee結(jié)構(gòu)中，四面體間隙數(shù)是單胞原子數(shù)的1倍。（）4. 溫度相同時，碳原子在-Fe中的溶解度小于在

15、-Fe中的溶解度，這是因為-Fe的致密度小于-Fe的致密度。（）5. fee結(jié)構(gòu)的晶體中（11）晶面上含有110、101、01三個最密排方向。（）填空題1. <111>晶向族包括組晶向。2. 110晶面族包括組晶面。3. 晶面（12）和（10）為共帶面，其晶帶軸的晶向指數(shù)為。4. fee結(jié)構(gòu)晶體的滑移面（密排晶面）是_，滑移方向（密排晶向）是l_；bee結(jié)構(gòu)晶體的滑移面是，滑移方向為;hep結(jié)構(gòu)的滑移面是，滑移方向為。5. 某晶體的致密度為74%，該晶體的晶體結(jié)構(gòu)為。問答題1. 畫圖并計算fee和bee結(jié)構(gòu)晶體的八面體間隙半徑大小。2. 畫圖并說明hep結(jié)構(gòu)不是一種空間點(diǎn)陣的原因，

16、并計算91.633。3作圖表示（11）、（11）、（112）晶面及11,112晶向。4.求bee結(jié)構(gòu)（111）、（100）及（110）晶面的面間距大小，并指出面間距最大的晶面。第三章晶體結(jié)構(gòu)習(xí)題課習(xí)題（二）1. 判斷下列位錯是否能夠進(jìn)行：（1）a100+a010-111+11（2）a100-111+1（3）10+21-11（4）110-12+2112. 在面心立方晶體的（11）晶面上有匕=10的單位位錯，試問該位錯的刃型分量及螺型分量應(yīng)處于什么方向上？在晶胞中畫出它們的方向，并寫出它們的晶向指數(shù)。3. 柏氏矢量b=110的單位位錯可以在fee結(jié)構(gòu)晶體的哪些111晶面上存在？試寫出該單位位錯在這

17、些晶面上分解為兩個肖克萊部分位錯的反應(yīng)式。4在面心立方晶體的（m）晶面上有=10和叮01的單位位錯向相運(yùn)動相遇后會發(fā)生位錯反應(yīng)形成新的位錯，試寫出反應(yīng)式。若兩單位位錯在各自的滑移面內(nèi)又可分解為擴(kuò)展位錯，試寫出位錯分解的反應(yīng)式。5在外力作用下，fee結(jié)構(gòu)的晶體在（11）晶面上沿10方向滑移，試回答下列問題： 若晶體的滑移是由單位位錯的運(yùn)動引起的，寫出該單位位錯的柏氏矢量。 若此單位位錯是純?nèi)行臀诲e，寫出位錯線方向及在外力作用下滑移運(yùn)動的方向。 若此單位位錯是純螺型位錯在（11）晶面上運(yùn)動受阻后將交滑移到哪一個晶面上？ 若此單位位錯在（11）晶面內(nèi)可以分解為擴(kuò)展位錯，寫出位錯分解的反應(yīng)式并判斷能否

18、進(jìn)行。 若擴(kuò)展位錯在（11）晶面內(nèi)滑移受阻還能否運(yùn)動？如何運(yùn)動？6. 在面心立方結(jié)構(gòu)的（11）晶面上有匕=01的單位位錯以及匕=12的肖克萊部分位錯，兩位錯運(yùn)動相遇發(fā)生位錯反應(yīng)，試問：寫出反應(yīng)式并判斷是否能夠進(jìn)行？說明合成位錯的性質(zhì)。7. 寫出fee結(jié)構(gòu)晶體的（111）晶面上所有單位位錯可以分解為擴(kuò)展位錯的反應(yīng)式。材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（五）1填空1）擴(kuò)散系數(shù)D的物理意義是。2）菲克第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。3）菲克第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。4）擴(kuò)散系數(shù)與溫度之間關(guān)系的表達(dá)式是一一。5）上坡擴(kuò)散是指。下坡擴(kuò)散是指。反應(yīng)擴(kuò)散是原子擴(kuò)散是6）擴(kuò)散通量為2試說明公式D=d2P的物理意義比較間隙擴(kuò)散和空位擴(kuò)散兩

19、者D表達(dá)式的區(qū)別。3含碳量為0.8%的碳鋼，在900°C的脫碳?xì)夥罩斜兀藭r與氣氛相平衡的表面碳濃度為0.2%，已知在保溫3小時后，脫碳層厚度為0.3mm，若保溫時間改為7小時，試問脫碳層厚度應(yīng)是多少？4有一塊含碳量0.1%的碳鋼，在930C滲碳，滲到0.05cm處時，碳濃度為0.45%，且t0的全部時間內(nèi)，滲碳?xì)夥帐冀K保持表面成分含碳量為1%,今設(shè)D=1.4X10-7cm2/s 試計算滲碳所需的時間。 計算滲碳層增加一倍所需的時間。5工業(yè)滲碳溫度常選擇在奧氏體相區(qū)（920930C），而不在鐵素體相區(qū)（700900C），這說明Dy>Dao這一結(jié)論是否cc正確？為什么？試分析工

20、業(yè)滲碳常選擇在奧氏體相區(qū)不在鐵素體相區(qū)的原因。（工業(yè)滲碳是使含碳量0.10.2%的碳鋼表面達(dá)到0.81.0%C）6現(xiàn)對純鐵在540C進(jìn)行普通滲氮，爐內(nèi)氮勢足以形成相（Fe23N），試根據(jù)FeN相圖，畫出滲層的氮濃度分布曲線。并說明鋼的滲N與鋼的滲C在擴(kuò)散類型上有何不同。FeN%C1234540CN%X0材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（六）一.是非題：對的答（+）,錯的答（X）并改正錯誤1）在任何溫度下，液態(tài)金屬中出現(xiàn)的相起伏都是晶胚。（）2）在過冷的液態(tài)金屬中，凡是出現(xiàn)大于或等于臨界晶核的晶胚都是晶核。（）3）不論晶胚大小，凡是體積自由能的減少不能補(bǔ)償表面自由能的增高，就是有足夠高的形核功提供，也不能形核。

21、（）4）所謂臨界晶核，就是形成晶胚時體積自由能的減少正好補(bǔ)償三分之二表面自由能增加時的晶胚大小。（）5）純金屬均勻形核時，形核率隨過冷度的增加而增加。（）6）實(shí)際金屬凝固時，過冷度很小，這主要是由于非均勻形核的原因。（）7）臨界晶核半徑主要取決于過冷度，過冷度越大，臨界晶核半徑越小。（）8）非均勻形核功大小主要取決于過冷度，過冷度越大，臨界形核功越小。（）9）純金屬凝固時，要得到枝晶組織，界面前沿液體中的溫度梯度必須是正的溫度梯度（）10）在實(shí)際生產(chǎn)中，純金屬凝固后形成具有三個晶區(qū)的鑄錠組織。（）3T11）實(shí)際金屬凝固時過冷度越大，形核率越大。（）GT3T2T2G二分析下面兩圖，哪個圖正確？T

22、1T1并說明原因。（AG形核功rrr晶核半徑,T>T>T）321（a）圖（b）圖三綜述金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件、能量條件、結(jié)構(gòu)條件和動力學(xué)條件。四. 根據(jù)凝固理論，試述工業(yè)中細(xì)化晶粒的基本措施及其機(jī)理。五. 簡述純金屬枝晶的形成條件和長大過程。材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（五）1. 銅和鎳固態(tài)完全互溶，它們的熔點(diǎn)分別是T=1083°C,T=1452°C，問：Ni10%Cu及Ni50%Cu兩種合金在澆鑄和凝固CuNi條件相同的條件下，哪種合金形成柱狀晶的傾向大？哪種合金的枝晶偏析嚴(yán)重？為什么？2. 畫圖并說明共晶成分的AL-Si合金在快冷條件下得到亞共晶組織+（+Si）的原因。3

23、. 畫出PbSb相圖，求：1）分析過共晶合金的平衡結(jié)晶過程（寫出反應(yīng)式）、畫出冷卻曲線及組織示意圖、寫出結(jié)晶后的室溫組織。2）求室溫組織中組織組成物的相對重量、共晶組織中的共晶及共晶的相對重量。（二次相忽略不計）3）求室溫組織中組成相的相對重量。材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)（六）1. 填空1）固溶體合金，在鑄造條件下，容易產(chǎn)生偏析，用方法處理可以消除。2）ALCuAL共晶屬于型共晶，AL-Si共晶屬于型共晶，PbSn共晶屬于型共晶。23）固溶體合金凝固時有效分配系數(shù)k的定義是。當(dāng)凝固速率無限緩慢時，k趨于_；當(dāng)凝固速ee率很大時，則k趨于。e4）K0<1的固溶體合金非平衡凝固的過程中，K。越小，成分

24、偏析越,提純效果越；而K°l的固溶體合金非平衡凝固的過程中，K。越大，成分偏析越,提純效果越。5）固溶體合金凝固時成分最均勻，液相完全混合時固溶體成分偏析（宏觀偏析），液相完全無混合時固溶體成分偏析最，液相部分混合時固溶體成分偏析。2. 已知A-B二元相圖，液、固相線近似為直線且K>1合金成分為C,固相無擴(kuò)散，液相完全無混合凝固。試畫出：o01）A-B二元合金相圖及液相實(shí)際溫度分布線。2）邊界層液相溶質(zhì)分布曲線3）由液相溶質(zhì)分布而引起的液相溫度分布曲線并對照相圖加以說明（理論溫度分布曲線）。4）畫出由液相實(shí)際溫度與理論溫度分布曲線組成的成分過冷區(qū)并定義何謂成分過冷。3. 固溶體

25、合金液相完全無混合凝固時，產(chǎn)生成分過冷的臨界條件為：=.（m為液相線斜率，G為液相實(shí)際溫度梯度,R為液一固界面移動速度且K°l）1）說明能否產(chǎn)生成分過冷的條件。2）如果外界條件不變，圖中C和C兩合金相比哪個合金產(chǎn)生成分過冷的傾向大？為什么？013）成分過冷對固溶體生成形態(tài)有何影響？對于一定成分的合金Co，如何控制外界條件來避免出現(xiàn)粗大的樹枝狀組織？4. 試說明晶體生長形態(tài)與固相界面形貌、前沿液相溫度梯度的關(guān)系。5試說明在正溫度梯度下為什么固溶體合金凝固時一定呈樹枝狀方式長大，而純金屬卻得不到樹枝狀晶體？（3題）鐵碳合金狀態(tài)圖一章課堂討論思考題1背畫Fe-FeC相組成物相圖和組織組成物

26、相圖，在相圖中標(biāo)出A、A、A線并說明該線的意義。3 13cm2說明相圖中三條水平線的意義。3寫出純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變線（常壓），并指出該線在相圖中是如何表示的。4說明鐵碳合金在固態(tài)下的基本相F、A、Fe3C的：1）合金類型及晶體結(jié)構(gòu)2）比較F與A的含碳量大小，并說明理由。3）比較D與D的大小，試從晶體結(jié)構(gòu)因素分析其原因。ay5試分析亞共晶及過共晶合金白口鐵完全無混合凝固時，初晶A呈樹枝狀、初晶FeCT呈規(guī)則的白色條狀的原因。6鋼可以鍛造而白口鐵不可以鍛造，為什么？（鋼的始鍛溫度在固相線以下200300°C）7鋼和白口鐵平衡結(jié)晶室溫組織的本質(zhì)區(qū)別是什么？8試比較45鋼和20鋼；T10鋼和

27、T12鋼力學(xué)性能好壞，并說明原因。9分析45鋼、T8鋼、T12鋼、3.0%C、4.3%C、5.0%C鐵碳合金平衡結(jié)晶過程及組織，畫出冷卻曲線及室溫組織示意圖。10求鐵碳合金中FeC“和FeC中的最大百分含量，并指出各屬于何種類型的鐵碳合金。11求共晶白口鐵L'd組織中P、FeC、FeC卄和FeC卄的百分含量。12求45鋼、T10鋼、3.0%C、5.0%C的鐵碳合金平衡結(jié)晶室溫組織中各相及組織組成物相對重量。13有一含碳量2.0%的鐵碳合金試樣，室溫組織中觀察到少量萊氏體，試分析其原因。14有一含碳量2.2%的鐵碳合金室溫組織為珠光體和厚網(wǎng)狀滲碳體，沒有發(fā)現(xiàn)萊氏體，試分析其原因。15有一

28、過共析鋼，其平衡組織中FeC“的重量百分?jǐn)?shù)為7%,試判斷其鋼的含碳量。16試分析鐵一碳合金，隨含碳量的增加對其組織及性能的影響。是非概念思考題1）fee結(jié)構(gòu)中的（111）晶面上有一個b=110的全位錯它可以分解為211和12（）2）一般金屬的平均直徑在0.0150.25mm范圍，亞晶粒的平均直徑在0.001mm范圍。（）3）加工硬化指數(shù)是指丁=而式中的n值，它在數(shù)值上和最大均勻應(yīng)變相等，因此，n值越大金屬的加工性能越好。（）4）fee結(jié)構(gòu)的金屬加工硬化的原因是因為形成了L-C位錯導(dǎo)致位錯塞積，因此使位錯滑移遇到了較大的阻力造成的。（）5）fee結(jié)構(gòu)的金屬其滑移面、孿晶面和層錯面都是111晶面族

29、。（）6）純金屬凝固時均勻形核所需過冷度較非均勻形核所需過冷度大得多。（）7）碳在一Fe中比在YFe中的擴(kuò)散系數(shù)大，所以鋼的滲碳往往在低于坷溫度范圍進(jìn)行。（）8）金屬提純所使用的區(qū)域熔煉在操作時要使液相盡量混合均勻。（）9）布拉非點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)是同一概念，因此不管離子晶體，分子晶體還是原子晶體，晶體結(jié)構(gòu)類型共有14種。（）10）在某一過冷度下，大于臨界晶核半徑的晶胚能夠長大，因為這樣的晶胚形成時，引起系統(tǒng)自由能的變化為G0。（）11）單位面積小角度晶界的界面能總是比大角度晶界的界面能低。（）12）在實(shí)際生產(chǎn)中，固溶體合金凝固后形成具有三個晶區(qū)的鑄錠組織。（）13）固溶體中溶劑原子的擴(kuò)散是自擴(kuò)散

30、，溶質(zhì)原子的擴(kuò)散是互擴(kuò)散。（）14）YFe和奧氏體雖然成分不同，但顯微組織是相同的。（）15）面心立方晶體中有一刃型位錯，其柏氏矢量為011,滑移面為（11），則其位錯線方向為11；若為螺位錯，其位錯線方向為011。（）16）利用Fe-Fe3C相圖可以判斷鐵碳合金熱處理的可能性，鍛造的可能性，鍛造時始鍛溫度和終鍛溫度。（）17）三元相圖垂直截面圖中的三相區(qū)常呈三角形，其三個頂點(diǎn)分別表示三個平衡相的成分。（）18）合金區(qū)域提純可采用區(qū)域熔煉方法，但重熔凝固時最好使其液相完全混合。（）19）在二元相圖和三元相圖的兩相區(qū)中，都可以使用杠桿定律。（）20）純金屬凝固時必須是在負(fù)的溫度梯度下才能以樹枝方

31、式長大;而固溶體合金實(shí)際凝固時常以樹枝方式長大,長成樹枝晶，這是由于成分過冷所致。（）21）在影響擴(kuò)散的諸因素中，最主要的并且可以控制的因素是溫度。（）22）鋼和白口鐵顯微組織的主要區(qū)別是有無珠光體，熱加工性能上的主要區(qū)別是能否鍛造。23）三元系中包共晶轉(zhuǎn)變L+a=B+Y是四項平衡轉(zhuǎn)變，在Te溫度以下的三相平衡轉(zhuǎn)變?yōu)長-B+y和a-B+丫。（）24）間隙相多數(shù)是由過渡族元素M與非金屬元素X組成，其原子數(shù)之比為一定值0.59,故為簡單結(jié)構(gòu)。（）25）如果某晶面（hkl）平行于某晶向uvw，貝9其晶向與晶面之間有hu+kv+lw二1的關(guān)系。（）26）在aFe的單晶體中首先開動的滑移系是11（110

32、）,引起滑移的單位為錯是b=110.（）27）若上題滑移是由韌性位錯引起的，位錯線的方向是1。（）28）若上題滑移是由螺型位錯引起的，位錯線的方向是110。（）29）單晶體塑變時除了滑移之外還有晶體的轉(zhuǎn)動，晶體轉(zhuǎn)動的方向是： 滑移面向力軸方向轉(zhuǎn)動使入減小©增大。（） 滑移面向滑移方向轉(zhuǎn)動。（）30）三元相圖的水平截面圖中的三相區(qū)都是直邊三角形，三個頂點(diǎn)表示三個平衡相的成分點(diǎn)。31）固溶體的擴(kuò)散總是受濃度梯度的控制，溶質(zhì)原子總是自濃度高處向低處擴(kuò)散。（）32）金屬凝固時過冷度越大，形核率越大。（）33）金屬及合金凝固時，液相混合越均勻，鑄錠的內(nèi)外成分也越均勻。（）34）純金屬凝固時均勻

33、形核的臨界半徑與過冷度的關(guān)系是AT°（）35）退火優(yōu)質(zhì)碳鋼鐵素體量占40%，該鋼的鋼號為50鋼。（）36）對擴(kuò)散系數(shù)影響最強(qiáng)烈的因素是晶體結(jié)構(gòu)因素。（）37）工業(yè)生產(chǎn)上確定再結(jié)晶溫度的方法是形變70%的金屬試樣保溫1小時出現(xiàn)完全再結(jié)晶的最低溫度。（）38）面心立方結(jié)構(gòu)中四面體的間隙數(shù)是晶胞原子數(shù)的1倍。（）39）冷變形金屬再結(jié)晶后即改變了晶粒的形狀又改變了金屬的晶體結(jié)構(gòu)。（）40）用冷拉紫銅管制造輸油管，在冷彎以前應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，以防止在彎曲時產(chǎn)生開裂。（）41）冷加工與熱加工是按照在變形中是否產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變來區(qū)分的。（）42）共晶成分的ALSi合金快速冷卻條件下獲得（a+Si）共晶

34、組織。（）43）尺寸、形狀相同的50%Ni的CuNi合金鑄態(tài)組織，其鑄造性能好于90%Ni合金。（）44）退火態(tài)的T8鋼其強(qiáng)度、硬度高于45鋼；T12鋼的強(qiáng)度、硬度高于T8鋼。（）45）K0<1的固溶體合金凝固的過程中，屯越大成分偏析越大。（）46）碳在aFe中擴(kuò)散系數(shù)大于碳在YFe中的擴(kuò)散系數(shù)，所以，鋼的滲碳常在鐵素體中進(jìn)行。（）47）碳在aFe中的溶解度小于碳在丫一Fe中的溶解度，這是因為aFe的致密度小于丫一Fe的致密度。（）48）fee結(jié)構(gòu)的晶體中（11）晶面上含有110、101、01三個滑移方向。（）49）鍛鋼的力學(xué)性能優(yōu)于鑄鋼，鋼可以鍛造而白口鐵不可以鍛造。（）50）bee結(jié)

35、構(gòu)的晶體中（10）晶面上含有111、11、1四個滑移方向。（）51）C原子在細(xì)晶粒中的擴(kuò)散速度小于在粗晶粒中的擴(kuò)散速度。（）材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)八ABCE1 E2 E3 E1MN2H31.圖為A-B-C三兀固態(tài)完全不溶共晶相圖投影圖：1）分析合金12.3三元合金的平衡結(jié)晶過程，寫出反應(yīng)式及室溫組織。2）求合金3室溫組織中各組織組成物及相組成相對重量。3）畫出M-N及B-H變溫截面圖，填寫出各相圖區(qū)，并指出各種三元合金成分特點(diǎn)。ABCE1E2E3E2. 圖為A-B-C三元固態(tài)有限溶解的共晶相圖投影圖，分析1、2、3、4、5、6合金的平衡結(jié)晶過程，寫出反應(yīng)式及室溫組織。3. 圖、為A-B-C三元合金相圖在T溫度時的E四相平衡轉(zhuǎn)變水平截面圖形：（1）說明在T溫度時各發(fā)生何種類型的四相平衡E轉(zhuǎn)變？并寫出反應(yīng)式。：2）在稍大于或略低于T溫度時各發(fā)生何種類型圖E的二元反應(yīng)？寫出反應(yīng)式。LLaBYaBYaBYL圖圖圖金屬與合金的塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶及思考題1填空