天大金屬材料學第24講模擬試題

1、一、名詞解釋晶胞：構(gòu)成晶格的最基本單元致密度：晶體結(jié)構(gòu)中的原子體積占總體積的百分比攀移：刃型位錯在垂直于滑移面方向上的移動，成為攀移。固溶強化：由于溶質(zhì)原子的固溶引起的強化效應(yīng)。組元：組成材料最基本的，獨立的物質(zhì)稱為組元奧氏體：碳溶于Y -Fe中而形成的間隙固溶體。過冷度：理論凝固溫度與實際凝固溫度之差。成分過冷：由于固溶體合金在凝固過程中界面前沿的液態(tài)成分有變化而產(chǎn)生的一個過冷 區(qū)，稱為成分過冷。形變織構(gòu)：金屬在形變時，晶體的滑移面會轉(zhuǎn)動，使滑移層逐漸轉(zhuǎn)向與拉力軸平行。由于 各個晶粒的某個相同的滑移系，在變形量較大時都逐漸轉(zhuǎn)向于拉力軸平行，也就是說，原來 的各個晶粒是任意取向的，現(xiàn)在由于晶粒

2、的轉(zhuǎn)動使各晶粒的取向趨于一致，這就形成了晶體 的擇優(yōu)取向位錯的寬度：金屬滑移和未滑移部分的分界是以位錯表征的，這種分界并不明顯，是一 個過度的區(qū)域，這個過渡區(qū)域就叫做位錯寬度。二、填空題常見的典型金屬通常有（面心立方）（體心立方）（密排六方）三種晶體結(jié)構(gòu)晶體可以分為（7）個晶系，空間點陣可以分為（14）種空間點陣。缺陷可以分為（點缺陷），（線缺陷），（面缺陷），（體缺陷）。位錯反應(yīng)條件：（幾何條件，Z b前= b后）和（能量條件E b2前E b2后）正溫度梯度下，晶體生長按連續(xù)生長機制，呈（平面式）向液相中推進。在負溫度梯度下， 晶體呈（樹枝狀）向液體中生長。鑄件的凝固組織分為（表層細晶區(qū)），

3、（柱狀晶生長區(qū)）和（中心等軸晶）三個組成部分。在氣體或者液體中，物質(zhì)的傳輸方式為（擴散）和（對流）。在固體中，物質(zhì)的傳輸方式 為（擴散）金屬塑性變形的主要方式是（滑移）和（攣晶）。（滑移系的多少）是影響金屬塑性好壞的重要因素，塑性還和（雜質(zhì)對變形的影響），（加 工硬化）的影響，（屈服強度）和（金屬斷裂抗力）高低有關(guān)系三、問答題與計算1.在面心立方晶胞中畫出012和1-23的晶向，（012） （1-23）的晶面ffi fOI幻ft 應(yīng)打盡向的H定FB少HI ，12J，-從面的喘定為什么C在Y-Fe中的溶解度比在a-Fe中的溶解度大？Y-Fe面心立方結(jié)構(gòu)a-Fe為體心立方結(jié)構(gòu)。碳的原子半徑是y-F

4、e間隙半徑的1.45倍，是a-Fe 間隙半徑的4倍，由此可見，雖然a-Fe總的間隙較y-Fe多，且間隙位置數(shù)也多，但每個間 隙尺寸都很小，碳原子進入該間隙較困難，因而碳在y-Fe中的溶解度比在a-Fe中的溶解度 大。固溶體與中間相的區(qū)別以及各自的分類固溶體：合金中某一組元做溶劑，其他組元做溶質(zhì)，所形成的與溶劑具有相同結(jié)構(gòu)，晶格常 數(shù)稍有變化的固相。中間相：兩組元的相對尺寸差，電子濃度及電負性差都有一容限，當溶質(zhì)原子加入量超過此 容限時便會形成一種新相，叫中間相。依據(jù)：溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占位置，置換固溶體，間隙固溶體 固溶度的大小，有限固溶體，無限固溶體 相對分布，有序固溶體，無序固溶體中間

5、相的分類：正常價化合物、電子化合物、尺寸因素化合物。簡述鋼中雜質(zhì)元素及其對性能的影響？（1）Si和Mn，提高碳鋼的強度和硬度（2）硫，少量提高加工性能，產(chǎn)生偏析，熱脆（3）磷，提高強度，降低韌性，產(chǎn)生冷脆氧，降低強度塑性，降低耐蝕性，降低加工性能氮，強度硬度上升，塑性韌性下降氫，產(chǎn)生氫脆，內(nèi)部微裂紋非均勻形核為什么比均勻形核更容易？(1)結(jié)構(gòu)過程如下：雜質(zhì)f提供有利性和表面f減少界面能f形成功1-過冷度1-更容易(2)能量G非=昭均S (0 )S (0 ) = (2-3cos0 +cos30 ) /4形狀因子0WS (0 )W1所以非均勻形核能比較低，比較容易形核。6.例鼬 有跑鋼齒酷氣體滲碟

6、滲轆壑度是爐內(nèi)椎碳氣氛控制使工 件表面含碳值彰為艮9%，試計算距毒面0.5mm處含碳量達到辿0.4%時所需 的時間（俚定碳在盹7定時的擴散系數(shù)Dl】M&X1U-lE將式匚7-10）改寫.成以下形式，以便于記憶和計算即(7-11)G-O-2pG-0, 9,在 jrS.OXlO-mitC-OU,代入式7 IB pn0. 90-Qr 40_ , _ M-ym 1國57do-oTzo = _2x7r ssx 1 olm? 的知危沔)=&UW)A山 7131由表7-1.#用內(nèi)荀法可以求出杖MO. 755) = 0. 7134即暑答5 755 8567g由式（7-11可知，如果設(shè)定距表面工處的猥煉度為一定

7、值，見訝為I. 4 v JLJ& /一確定食，由表ai可奩得承黃尹值，所以工mw氣當口為渚數(shù)時.可知層 深度與誨碳時間呈拋物線關(guān)系這和唳子的無規(guī)行走理論即式（7-6）是一致的。7.舉例說明柯肯達爾效應(yīng)。c ftJU U V O P Cu/圄】1柯肯達爾的實歿樣品黃銅內(nèi)流出的Zn原子多，銅盒中Cu原子流入黃銅內(nèi)較少，Zn和Cu原子兩者的擴散速度 不一樣，使Mo絲的間距發(fā)生變化。由于界面兩側(cè)的兩種原子，在互相擴散到對方的基體中， 當其擴散速率不相等時，會發(fā)生原始界面的移動，界面移向原始擴散速度較大的一邊，這種 效應(yīng)稱為柯肯達爾效應(yīng)。8.制踴 如在面心立方品胞購-一上施加一崩MW的應(yīng)力，.試求滑募系

8、（11： IS I：的分切應(yīng)力“FS 3-J1荷移系（111切門上姬分切應(yīng)力 r = JcoasA解：此題主晝是琳定該梢移系對拉力軸的相對取向，先畫出圖8-1J.顯然滑 移方向和拉力軸的卡角4=45七co = 0.707.滑移面的法經(jīng)質(zhì)技力軸夫角為牝莊施密特定律= S9X7X0, 707MPa=2S. IMPa 此踱的另一解袱是按矢址運算，求兩矢蟲的夾角。對立方晶系 兩晶面3伯G與g婦的*萬為J A；+&；+滑移面法線口1】1與網(wǎng)1的夾角為0. 577血= E+1X0+1X1 -工 v ir + f/WIT+F 方9.影響再結(jié)晶的因素1）在給定溫度下發(fā)生再結(jié)晶需要一個最小形變量，這通常稱為臨界

9、變形度，低于此變形度， 不能再結(jié)晶；2）變形度越小，開始再結(jié)晶的溫度就越高。這也意味著臨界變形度隨著退火溫度的升高而 減?。?）再結(jié)晶后晶粒的大小主要取決于變形程度。變形量越大，再結(jié)晶后的晶粒越細；4）微量雜質(zhì)元素就可明顯的升高再結(jié)晶溫度或推遲再結(jié)晶過程的進行；5）第二相的影響；6）原始晶粒越細，或者退火時間增長，都會降低再結(jié)晶溫度四、論述題繪制鐵碳相圖，標出每個點的溫度和碳含量，依據(jù)杠桿定律對某點的成分含量進行計算。&(Fg)導1400s晰770*1W5*L134*1200-1W738*P SEA7276001154P912 S(U-68)4002.U81227；二 二EQ 11) 1146

10、* C(4 30a Fna + F! C23U*- - 200DFF扇潦1搭1廠。2：門、3：5 4招肖5、寸狷）疽5,69Fl FvC相圖 fC液相線（計算）-一-右墨相圖佚素體的居里溫度tg 轉(zhuǎn)如計算J圖3-4?鐵碳相圖 5-7 Fe-FaC相國中各主娑點的度，含碳&宣也AMas說叫1符勺F.A純軼懦點1%149or同片恒用反業(yè)液長兮金的博（tim&-仍窩諄歆體婚克C計位Eliiu-2. 1 1詼在丫_&中的堆上溶ftti.l：F114B4 g瓶誰體GPJ20mi Ft網(wǎng)素異構(gòu)就史點CAOH也購機曖在 Ft中的站大陪就度J1眥包M點盤K7276M?拓713射0LFi&Fl同素R妝轉(zhuǎn)斐點CAJP7?7Ck械涪特5中葉鋼大語解度S137ft. ?%共折點 i*tapJ-FiCQ堂擔O-OOOBPS典4Ft中的帝抑匿GS線：又稱A3線，它是在冷卻過程中，由奧氏體析出鐵素體的開始線，或加熱時鐵素體 全部溶入奧氏體的終了線。ES線：碳在奧氏體中的固溶度曲線。又稱為Acm線。當溫度低于此線時，奧氏體中將析出Fe3C，稱為二次滲碳體，以區(qū)別CD線析出的一次滲碳體。PQ線：碳在鐵素體中的固溶度曲線。鐵素體從727冷卻下來，也會析出滲碳體，稱為三 次滲碳體。結(jié)語：同學們，今天