《材料科學(xué)基礎(chǔ)》習(xí)題與思考題電子教案

《材料科學(xué)根底》習(xí)題與思考題10僅供學(xué)習(xí)與溝通，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝《材料科學(xué)根底教程》復(fù)習(xí)題與思考題一、選擇與填空以下組織中的哪一個可能不是亞穩(wěn)態(tài)，即平衡態(tài)組織？馬氏體+剩余奧氏體b)上貝氏體c)鐵素體+珠光體d)奧氏體+貝氏體1-2以下組織中的哪一個可能不是亞穩(wěn)態(tài)？鐵碳合金中的馬氏體 b)鐵碳合金中的珠光體+鐵素體c)鋁銅合金中的α+GPZ d)碳合金中的奧氏體+貝氏體a)假設(shè)冷卻速度越大，則成分偏析的傾向越大；假設(shè)過冷度越大，則成分偏析的傾向越大；假設(shè)兩組元熔點(diǎn)相差越大，則成分偏析的傾向越??；假設(shè)固相線和液相線距離越近，則成分偏析的傾向越小。有兩要公正右螺旋位錯，各自的能量都為E1，當(dāng)它們無限靠近時，總能量為 。a)2E1 b)0 c)4E1的刃型位錯在一個原子面間隔的兩個平行滑移面上相向運(yùn)動以后，在相遇處 。a)相互抵消 b)形成一排間隙原子 c)形成一排空位動方向處處垂直于位錯線，在運(yùn)動過程中是可變的，晶體做相對滑動的方向 。a)隨位錯線運(yùn)動方向而轉(zhuǎn)變b)始終是柏氏矢量方向c)始終是外力方向位錯線張力是以單位長度位錯線能量來表示，則確定長度位錯的線張力具有 綱。長度的 b)力的 c)能量的位錯線上的割階一般通過 形成。位錯的交割 b)共格界面 c)小角度晶界1-7位錯上的割階一般通過 形成。a)孿生 b)位錯的交滑移 c)位錯的交割1-23刃形位錯的割階局部 。a)為刃形位錯 b)為螺形位錯 c)為混合位錯1-24面心立方晶體中Frank不全位錯最通常的運(yùn)動方式是 。a)沿{111}面滑移 b)沿垂直于{111}的面滑移 c)沿{111}面攀移1-25位錯塞積群的一個重要效應(yīng)是在它的前端引起 。a〕應(yīng)力偏轉(zhuǎn) b)應(yīng)力松弛 c)應(yīng)力集中面心立方晶體中關(guān)于Shcockley分位錯的話，正確的選項(xiàng)是 。Shcockley分位錯可以是刃型、螺型或混合型;Shcockley分位錯能滑移和攀移;Shcockley分位錯能交滑移。湯普森四周體中羅-羅向量、不對應(yīng)羅-希向量、希-希向量分別有 個。a)12，24，8，12 b)24，24，8，12 1－32 ，位錯滑移的派－納力越小。相鄰位錯的距離越大 b)滑移方向上的原子間距越大c)位錯寬度越大1－33層錯和不全位錯之間的關(guān)系是 。a)層錯和不全位錯交替消滅； b)層錯和不全位錯能量一樣；d)不全位錯總是消滅在層錯和完整晶體的交界處。1－34位錯交割后原來的位錯線成為折線，假設(shè) 。折線和原來位錯線的柏氏矢量一樣，則稱之為扭折，否則稱之為割階；折線和原來位錯線的柏氏矢量不同，則稱之為扭折，否則稱之為割階；折線在原來的滑移面上，則稱之為扭折；折線和原來的滑移面垂直稱之為割階；的滑移面上，則稱之為割階；折線和原來的滑移面垂直稱之為扭折。1-18在單相組織中存在著大小不等的晶粒，在長大過程中會發(fā)生 。小晶粒將移向大晶粒一方，直至晶粒大小相等；界面將移向小晶粒一方，最終小晶粒將消逝；大小晶粒借吞并相鄰晶粒同時長大。在單相組織中存在著大小不等的晶粒，由界面曲率驅(qū)動界面移動的規(guī)律可知 。小晶粒將移向大晶粒一方，直到晶粒大小相等；大小晶粒吞并相鄰晶粒，同時長大；向小晶粒一方，最終小晶粒將消逝。1-6界面能量最低的相界面是 。a)共格界面 b)孿晶界面 c)小角度界面很多面心立方金屬，在 過程中會形成孿晶。塑性變形b)從高溫急冷到室溫 c)再結(jié)晶退火1-11FCC、BCC、HCP三種晶體構(gòu)造的材料中，塑性變形時最簡潔生成孿晶的是 。a)FCC b)BCC c)HCP塑性變形和再結(jié)晶過程，在以下何種狀況下必定會得到粗大的晶粒組織是 。a)在臨界變形量進(jìn)展塑性變形加工 b)大變形量 c)較長的退火時間 d)較高的退火溫度對面心立方晶體而言，外表能最低的晶面是 。a)(100) b)(110) c)(111) d)(121)1-56經(jīng)冷變形后的金屬在回復(fù)過程中，位錯會發(fā)生 。增殖 b)大量消逝 c)局部重排 1-57位錯上的割階是在 過程中形成的。交滑移 b)復(fù)滑移 c)孿生 交割1-9冷變形金屬中產(chǎn)生大量的空位、位錯等晶體缺陷，這些缺陷的存在， 。阻礙原子的移動，減慢集中過程；對集中過程無影響；加速了原子的集中過程。1-14A和A-B合金焊合后發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)，測得界面對A試樣方向移動，則 。a)A組元的集中速率大于B組元； b)A組元的集中速率小于B組元；c)AB組元的集中速率一樣。1-28原子的集中具有構(gòu)造敏感性。因此，在多晶金屬和合金中有 下標(biāo)體積、晶界、外表分別代表體集中、晶界集中和外表集中〕a)Q ≥Q ≥Q b)Q ≥Q ≥Q c)Q ≥Q ≥Q體積 晶界 外表 外表 體積 晶界 晶界 外表 體積1-31Cu-Al合金和Cu焊接成的集中偶發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)，其原始標(biāo)記面對Cu-Al合金一側(cè)漂移，則兩元素的集中通量關(guān)系為 。a)JCu＜JAl b＝JCu＞JAl c＝JCu＝JAl1－36原子集中過程的驅(qū)動力是 。a)組元的濃度梯度 b)組元的化學(xué)勢梯度 c)集中的溫度 d)集中的時間1-48以下過程與晶體中空位遷移過程關(guān)系不大的是：a)形變孿晶 b)自集中 c)回復(fù) d)位錯攀移1-49以下有關(guān)固體中集中的說法中，正確的選項(xiàng)是 。原子集中的驅(qū)動力是存在著濃度梯度；空位集中是指間隙固溶體中溶質(zhì)原子從一個空位間隙跳到另一個空位間隙；晶界上點(diǎn)陣畸變較大，因而原子遷移阻力較大，所以比晶內(nèi)的集中系數(shù)要小；成分均勻的材料中也存在著集中。1-10既能提高金屬的強(qiáng)度，又能降低其脆性的手段是 。加工硬化b)固溶強(qiáng)化c)晶粒細(xì)化d)其次相強(qiáng)化1-29加工硬化是一種有效的強(qiáng)化手段，其缺點(diǎn)是 。只適用于雙相材料 b)材料在高溫下不適用 適用于單晶體脆性相分布在另一相基體上時，對材料的強(qiáng)韌性比較有利的組織形態(tài)是 。a)一相呈網(wǎng)狀分布在另一相晶界上； b)一相以顆粒狀彌散分布在另一相基體上；塊狀分布在另一相基體上。1-12如下說法哪個是正確的， 。形成點(diǎn)缺陷所引起的熵的變化使晶體能量增加；晶體總是傾向于降低點(diǎn)缺陷的濃度；濃度到達(dá)平衡值時，晶體自由能最低。1-21金屬中點(diǎn)缺陷的存在使熱導(dǎo)率 。a)增大 b)減小 c)不受影響1-22過飽和點(diǎn)缺陷〔如淬火空位、輻照缺陷〕 金屬的屈服強(qiáng)度。a)降低 b)提高 c)不轉(zhuǎn)變1-19單晶體的臨界分切應(yīng)力與 有關(guān)。外力相對于滑移系的取向 b)拉伸時的屈服應(yīng)力 c)金屬的類型與純度1-20在金相試樣外表上幾組穿插滑移線的產(chǎn)生是由于 。交滑移 b)多系滑移 c)單滑移1－35再結(jié)晶過程包含晶粒的形核與長大 。b)形核與長大的驅(qū)動力都來源于晶界能；c〕形核的驅(qū)動力來源于儲存能，長大的驅(qū)動力來源于晶界能；形核的驅(qū)動力來源于晶界能，長大的驅(qū)動力來源于儲存能。1－37在 狀況下再結(jié)晶后假設(shè)在更高文書保溫還可能發(fā)生特別晶粒長大。金屬在臨界變形量進(jìn)展冷變形 b)冷變形金屬中存在著彌散分布的其次相微粒冷變形前的原始晶粒粗大 d)冷變形金屬純度格外高1－3814種布拉菲點(diǎn)陣 。b)按其點(diǎn)陣常數(shù)分類，可歸結(jié)為七大晶系；c)d)按其幾何外形分類，可歸結(jié)為七大晶系。1-39假設(shè)某一晶體中假設(shè)干晶面同屬于某晶帶，則 。a)這些晶面必定是同族晶面 b)這些晶面必定相互平行c)這些晶面上原子排列一樣 面之間的交線相互平行1-40與〔113〕和〔112〕同屬一晶帶的有：12a)〔12〕b)〔12

21〕c)〔110〕d)〔211〕晶體點(diǎn)陣的對稱性越高，則 。a)獨(dú)立的點(diǎn)陣常數(shù)越少 晶體中原子排列越嚴(yán)密c)晶胞中原子越多 d)晶體構(gòu)造越簡潔拓?fù)涿芘排c幾何密排相比 。幾何密排的配位數(shù)高，致密度大 排的配位數(shù)高，致密度小c)拓?fù)涿芘诺呐湮粩?shù)高，致密度大 排的配位數(shù)高，致密度小TiC和CaO都具有NaCl型構(gòu)造，但 。TiC屬離子晶體，CaO屬共價晶體 b)TiC屬共價晶體，CaO屬離子晶體TiC屬間隙化合物，CaO屬離子晶體 ，CaO屬離子晶體1-44引入點(diǎn)陣概念是為了 。描述原子在晶胞中的位置 b)描述晶體的對稱性c)描述晶體構(gòu)造的周期性 d)同時描述晶體構(gòu)造的周期性和對稱性1-45A、B兩晶體，假設(shè) 。所屬的空間點(diǎn)陣一樣，則此兩晶體的構(gòu)造一樣；晶體構(gòu)造一樣，它們所屬的空間點(diǎn)陣可能不同；晶體構(gòu)造一樣，它們所屬的空間點(diǎn)陣必定一樣；所屬的空間點(diǎn)陣不同，兩晶體的構(gòu)造可能一樣。1-46體心立方〔BCC〕晶體中間隙半徑比面心立方〔FCC〕中的小，但BCC的致密度卻比FCC低，這是由于 。BCC中原子半徑小；BCC中的密排方向<111>FCC密排方向上的原子排列松散；BCC中的原子密排面{110}的數(shù)量太少；中原子配位數(shù)低。1-47組成固溶體的兩組元完全互溶的條件是 。兩組元的電子濃度一樣 b)兩組元的晶體構(gòu)造一樣c)兩組元的原子半徑一樣 d)兩組元電負(fù)性一樣1-50晶體構(gòu)造和空間點(diǎn)陣的相互關(guān)系是 ?？臻g點(diǎn)陣的每一個陣點(diǎn)代表晶體中的一個原子；每一種空間點(diǎn)陣代表唯一的一種晶體構(gòu)造；；晶體構(gòu)造確定，它所屬的空間點(diǎn)陣也唯一地確定；構(gòu)造可以用不同的空間點(diǎn)陣表示。1-51晶體中配位數(shù)和致密度之間的關(guān)系是 。a)配位數(shù)越大，致密度越大 b)配位數(shù)越小，致密度越大c)配位數(shù)越大，致密度越小 d)兩者之間無直接關(guān)系1-52間隙相和間隙固溶體的區(qū)分之一是 。a)間隙相構(gòu)造比間隙固溶體簡潔 b)間隙相中的間隙原子尺寸比間隙固溶體中的大c)間隙相的固溶度比間隙固溶體大d)間隙相的構(gòu)造和其組元的構(gòu)造不同1-53在離子晶體中 。a)陽離子半徑大于陰離子半徑；b)陰離子半徑大于陽離子半徑；c)陽離子半徑與陰離子半徑相等；d)陽離子半徑可以大于陰離子半徑，也可以小于陰離子半徑。1-54硅氧四周體中的氧離子 。a)只屬于一個硅氧四周體； b)可以被多個硅氧四周體共用；c)只能被兩個硅氧四周體共用； d)可以被四個硅氧四周體共用。6-1位錯有 和 兩種根本的運(yùn)動方式，刃型位錯由于多余的 它既能做運(yùn)動，也能做 運(yùn)動，而螺型位錯只能做 運(yùn)動。在常溫或低溫下，位錯的運(yùn)動格外困難，由于這種運(yùn)動需要原子的才能發(fā)生，明顯，上升溫度可以這種運(yùn)動。6-2刃型位錯的滑移方向與柏氏矢量，與使該位錯滑移的外分切應(yīng)力；螺位錯滑移方向與柏氏矢量 ，與使該位錯滑移的外分切應(yīng)力 無論什么位錯在外應(yīng)力作用下滑移時，其運(yùn)動方向總是與位錯線 在位錯線作用一個力，它的大小與 及 成正比，并指向 區(qū)。冷變形金屬的再結(jié)晶雖然是 與 過程，但是在這個過程中，金屬的 不變化。金屬鑄錠的組織從外表到心部一般由 、 、 三個晶區(qū)所組成。螺位錯的應(yīng)力場只有 應(yīng)力重量，無 應(yīng)力重量；刃位錯的應(yīng)力場既有 ，又有 應(yīng)力重量。外力作用在位錯線上的力始終指向位錯線的 方向，其大小與位錯的 成正比，而位錯的彈性應(yīng)變能與位錯的 成正比。不全位錯是 的邊界限，面心立方金屬中的肖克萊不全位錯可以在滑移面上在做運(yùn)動，不能做 運(yùn)動；弗蘭克不全位錯只能在層錯面上做 運(yùn)動，不能做 運(yùn)動導(dǎo)致層錯區(qū)的擴(kuò)大或縮小。位錯不能發(fā)生交滑移，但可以在正應(yīng)力作用下發(fā)生 運(yùn)動，擴(kuò)展位錯在發(fā)生交滑移前必需先發(fā)生 。金屬在常溫或低溫下主要塑性變形方式是 ，其次是。位錯滑移方向總是指向方向，位錯的滑移面是與打算的平面，只有那些位錯的滑移面與晶體的面全都的位錯才能做滑移運(yùn)動。再結(jié)晶的驅(qū)動力是，再結(jié)晶完成后的晶粒長大的驅(qū)動力是 。金屬在高溫下塑性變形時會發(fā)生或。三元合金相圖中的四相水平面與單相區(qū)交成 ，與三相區(qū)交成 。位錯的滑移面是由 和 打算的平面，刃型位錯的滑移面有 個，螺型位錯的滑移面理論上有 個，刃型位錯既可以做 運(yùn)動，又可以做 不能進(jìn)展 運(yùn)動，其易動性比螺位錯的 。不全位錯是 與 不相等的位錯，其位錯線晶體中的 區(qū)和 區(qū)的交界限，在通常狀況下，不全位錯 單獨(dú)滑移。二、答復(fù)與論述簡述“材料科學(xué)與工程〔MSE〕”的定義及其六面體五要素之間的關(guān)系。陶瓷材料一般由哪些相組成？布拉菲點(diǎn)陣一共有多少種？它們分屬于哪幾大晶類？銅屬于哪種布拉菲點(diǎn)陣？〔110〕、〔311〕和〔132〕是否發(fā)球同一晶帶？假設(shè)是的話，試指出其晶帶軸，另外再指出屬于該晶帶的任一其它點(diǎn)陣平面；假設(shè)不是的話，為什么？晶體的宏觀對稱元素有哪幾種？并畫圖示意其中一種。什么是固溶體？它是如何分類的？晶體的微觀對稱元素有哪幾種？并畫圖示意其中一種。什么？什么是化合物？它可分為哪幾類？依據(jù)硅氧四周體在空間的組合狀況，硅酸鹽構(gòu)造可以分成哪幾類？二元相圖中的三相平衡反響為什么是在恒溫下進(jìn)展的？三遠(yuǎn)相圖中的四相平衡反響為什么是在恒溫下進(jìn)展的？純金屬凝固和平衡凝固是否一樣？說明兩者的一樣或不同之處。單相固溶體正常凝固時是否會消滅成分過冷？為什么？推斷以下位錯反響能否進(jìn)展：a a a[101]+ [011] [110]2 2 2在面心立方晶體中有下述位錯反響：a a a [101]+ [121] [111]2 6 3推斷該反響能否進(jìn)展。在室溫下對鐵板〔1538℃〕和錫板〔232℃〕，分別進(jìn)展來回彎折，隨著彎折的進(jìn)展，各會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？何謂上坡集中？其產(chǎn)生的條件是什么？何謂柯肯達(dá)爾效應(yīng)？何謂超塑性？其產(chǎn)生的條件是什么？蘭克分位錯、肖克萊分位錯和面角位錯的特點(diǎn)。試比較單晶銅與多晶銅的加工硬化特性。試比較單晶鋅與多晶鋅的塑性變形特性。試述孿生與滑移的異同，比較它們在塑變過程中的作用。選擇結(jié)晶？什么是區(qū)域熔煉？何謂珠光體轉(zhuǎn)變？請簡述這一轉(zhuǎn)變過程及其所得到的組織與性能。四、繪圖與計(jì)算依據(jù)鐵碳平衡相圖，答復(fù)以下問題。寫出Fe-C合金在1495℃、1154℃、1148℃、738℃727℃發(fā)生的三相平衡反響的反響式。指出以以下圖中各二元相圖中的錯誤，說明為什么是錯的，并在圖上予以訂正。〔缺圖，在書中P24第十題〕

a a在銅單晶體中〔111〕和〔111〕滑移面上各存在一個柏氏矢量為 [110]和 [011]的全2 2a a位錯，當(dāng)它們分解為擴(kuò)展位錯時，其領(lǐng)先位錯分別為6[211]和6[121]。求它們可能的位錯分解反響。式，推斷該反響能否自發(fā)進(jìn)展？并分析該生成的位錯其位錯特性和運(yùn)動性質(zhì)。aa=0.36nm,G=4104MPa,＝0.04J/m，試求上述柏氏矢量a[10]的位錯形成擴(kuò)展位錯的寬度。2寫出以下晶面指數(shù)?！矆D在P78第七題和P81第七題〕a10]可以分解成兩個不全2a a位錯6[121及6[211，試從幾何條件和能量條件兩個方面給以說明。試分析在面心立方金屬中〔a〕，以下位錯反響能否進(jìn)展，并指出這些位錯各屬什么類型？反響后生成的位錯能否在滑移面上運(yùn)動？a10]＋a2]→a11]2 6 3假定某立方晶體中的活動滑移系為〔111〕10]：給出引起滑移的單位位錯的柏氏矢量，加以說明。假設(shè)引起滑移的為刃型位錯，指明位錯線方向及其滑移方向。假設(shè)引起滑移的為螺型位錯，指明位錯線方向及其滑移方向。五、推斷與糾錯擴(kuò)展位錯之間常夾有一片層錯區(qū)，因此擴(kuò)展位錯是面缺陷。金屬中點(diǎn)缺陷的存在使電阻率增大。 〔經(jīng)過冷變形后再結(jié)晶退火的金屬，晶粒都可得到細(xì)化?！场病病场郴ス奈诲e，一個為純螺型，另一個為純?nèi)行停瑒t這兩個位錯之間沒有相互作用。 〔〕〔〕使分散分布的位錯集中在一起形成位錯墻，因位錯應(yīng)力場的疊加，使點(diǎn)陣畸變增大。 〔〕在合金中，其次相與基體之間界面能的大小打算了其次相的形貌和分布。 〔〕大過程就是晶界遷移過程，也就是晶界的平直化過程，所以只要晶界平直了，晶粒就不長大了。 〔〕一個不含空位的完整晶體在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的。 〔〕溶體中溶質(zhì)濃度越高，則溶質(zhì)所占據(jù)的間隙越多，供集中的空位間隙越少，導(dǎo)致集中系數(shù)下降。 〔〕變形金屬只有在通常定義的再結(jié)晶溫度以上才能發(fā)生再結(jié)晶，此溫度以下不行能發(fā)生再結(jié)晶。 〔〕力方向處處垂直于位錯線，位錯運(yùn)動過程中，晶體發(fā)生相對滑動的方向始終是柏氏矢量方向。 〔〕滲碳處理常常在鋼的奧氏體區(qū)域進(jìn)展，這是由于碳在奧氏體中的濃度梯度比在鐵素體中的大。 〔〕回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大三個過程均是形核及核長大過程，其驅(qū)動力增色為變形儲能?！病炒煞勰Y(jié)時難以避開的顯微空隙，在隨后成型過程中產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致陶瓷的實(shí)際拉伸強(qiáng)度低于理論的屈服強(qiáng)度。 〔〕晶體中的滑移和孿生都不轉(zhuǎn)變原有的晶體構(gòu)造，但孿生變形卻使晶體的變形局部發(fā)生了位向變化。 〔〕再結(jié)晶織構(gòu)是再結(jié)晶過程中被保存下來的變形織構(gòu)。 〔〕一個位錯環(huán)不行能處處都是螺位錯，也不行能處處都是刃位錯。 〔〕體的變形除與結(jié)合鍵的本性有關(guān)外，還與晶體的滑移系少、位錯的柏氏矢量大有關(guān)。 〔〕為了消退硫化物在鋼中的熱脆，其兩面角要大。 〔〕再結(jié)晶完畢后發(fā)生晶粒長大時的驅(qū)動力主要來自高的總晶界能。 〔〕集中過程中，原子的流量直接正經(jīng)于集中時間。 〔〕由于碳在奧氏體中的集中系數(shù)比鐵素體中大，故鋼的滲碳處理常常在奧氏體相區(qū)進(jìn)展?！病巢牧系幕瘜W(xué)組成〔分〕通過相構(gòu)造而打算材料的性能?！?在氯化鈉晶體中，NaCl這樣的分子是不存在的?！?〕對離子化合物而言，不行將化學(xué)式與分子式和構(gòu)造式混為一談?！?〕金剛石與石墨都是碳的單質(zhì)，但它們在硬度、光學(xué)性質(zhì)與電學(xué)性質(zhì)方面