材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(帶答案)

材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。任選六題，每小題3分，共18分）1晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣2熱加工與冷加工3上坡擴(kuò)散與下坡擴(kuò)散4間隙固溶體與間隙化合物5相與組織6交滑移與多滑移7金屬鍵與共價(jià)鍵8全位錯(cuò)與不全位錯(cuò)9共晶轉(zhuǎn)變與共析轉(zhuǎn)變二、畫圖題（任選兩題。每題6分，共12分）1在一個(gè)簡單立方晶胞內(nèi)畫出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。2畫出成分過冷形成原理示意圖（至少畫出三個(gè)圖）。3綜合畫出冷變形金屬在加熱時(shí)的組織變化示意圖和晶粒大小、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和塑性變化趨勢圖。4以“固溶體中溶質(zhì)原子的作用”為主線，用框圖法建立與其相關(guān)的各章內(nèi)容之間的聯(lián)系。三、簡答題（任選6題，回答要點(diǎn)。每題5分，共30分）1在點(diǎn)陣中選取晶胞的原則有哪些？2簡述柏氏矢量的物理意義與應(yīng)用。3二元相圖中有哪些幾何規(guī)律？4如何根據(jù)三元相圖中的垂直截面圖和液相單變量線判斷四相反應(yīng)類型？5材料結(jié)晶的必要條件有哪些？6細(xì)化材料鑄態(tài)晶粒的措施有哪些？7簡述共晶系合金的不平衡冷卻組織及其形成條件。8晶體中的滑移系與其塑性有何關(guān)系？9馬氏體高強(qiáng)度高硬度的主要原因是什么？10哪一種晶體缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷，為什么？四、分析題（任選1題。10分）1計(jì)算含碳量w=0.04的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)冷卻到室溫后，組織中的珠光體、二次滲碳體和萊氏體的相對含量。2由擴(kuò)散第二定律推導(dǎo)出第一定律，并說明它們各自的適用條件。3試分析液固轉(zhuǎn)變、固態(tài)相變、擴(kuò)散、回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的驅(qū)動力及可能對應(yīng)的工藝條件。五、某面心立方晶體的可動滑移系為(111)[110].（15分）(1)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量.(2)如果滑移由純?nèi)行臀诲e(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向.(3)如果滑移由純螺型位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向.(4)在(2),(3)兩種情況下,位錯(cuò)線的滑移方向如何?(5)如果在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試確定單位刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)線受力的大小和方向。（點(diǎn)陣常數(shù)a=0.2nm)。六、論述題（任選1題，15分）1試論材料強(qiáng)化的主要方法、原理及工藝實(shí)現(xiàn)途徑。2試論固態(tài)相變的主要特點(diǎn)。3試論塑性變形對材料組織和性能的影響。材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)參考答案一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。每小題3分，共18分）（評分標(biāo)準(zhǔn)：給出每個(gè)概念的定義各得1分，說明異同得1分）1晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣異：點(diǎn)的屬性、數(shù)目、有無缺陷；同：描述晶體中的規(guī)律性。2熱加工與冷加工異：熱加工時(shí)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶與加工硬化；冷加工只發(fā)生加工硬化；同：發(fā)生塑性變形。3上坡擴(kuò)散與下坡擴(kuò)散異：擴(kuò)散方向；同：驅(qū)動力－化學(xué)位梯度。4間隙固溶體與間隙化合物異：結(jié)構(gòu)與組成物的關(guān)系；同：小原子位于間隙位置。5相與組織異：組織具有特定的形態(tài)；同：都是材料的組成部分。6交滑移與多滑移異：多個(gè)滑移系的滑移；同：交滑移中滑移系具有相同的滑移方向。7異：電子共用范圍不同,金屬鍵中電子屬所有原子共用,共價(jià)鍵中屬若干原子共用.同：成鍵方式為電子共用.8異：柏氏矢量與點(diǎn)陣常數(shù)的關(guān)系不同.同：都是線缺陷,即位錯(cuò).9異：共晶轉(zhuǎn)變?yōu)閺囊合噢D(zhuǎn)變,共析轉(zhuǎn)變?yōu)閺墓滔噢D(zhuǎn)變.同：在恒溫下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為兩個(gè)固相.二、畫圖題（任選兩題。每題6分，共12分）1在一個(gè)簡單立方晶胞內(nèi)畫出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。圖略；每個(gè)指數(shù)各計(jì)1分，指數(shù)規(guī)范性1分。(參考聶金鳳圖)2畫出成分過冷形成原理示意圖（至少畫出三個(gè)圖）。(參考”聶金鳳”圖)圖略：每個(gè)圖各計(jì)2分?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考試試卷（第一套）課程號6706601060考試時(shí)間120分鐘適用專業(yè)年級（方向）：材料科學(xué)與工程專業(yè)2006級考試方式及要求：閉卷考試題號一二三四五六總分得分閱卷人名詞解釋（簡短解釋，每題2分，共20分）空間點(diǎn)陣線缺陷吸附滲碳體組織固態(tài)相變穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散形核率調(diào)幅分解霍爾-配奇方程平衡凝固二、選擇題（只有一個(gè)正確答案，每題1分，共10分）1、彎曲表面的附加壓力△P總是()曲面的曲率中心。A.指向B.背向C.平行

D.垂直2、潤濕的過程是體系吉布斯自由能()的過程。A.升高B.降低C.不變

D.變化無規(guī)律3、一級相變的特點(diǎn)是，相變發(fā)生時(shí)，兩平衡相的()相等，但其一階偏微分不相等。A.熵B.體積C.化學(xué)勢D.熱容4、固溶體合金的凝固是在變溫下完成的，形成于一定溫度區(qū)間，所以在平衡凝固條件下所得到的固溶體晶粒()A.成分內(nèi)外不均勻B.不同溫度下形成的各晶粒成分是不同的C.晶粒內(nèi)外，晶粒形成不分先后，同母液成分是一致的5、強(qiáng)化金屬材料的各種手段，考慮的出發(fā)點(diǎn)都在于()A.制造無缺陷的晶體或設(shè)置位錯(cuò)運(yùn)動的障礙B.使位錯(cuò)增殖C.使位錯(cuò)適當(dāng)?shù)臏p少6、既能提高金屬的強(qiáng)度，又能降低其脆性的手段是()A.加工硬化B.固溶強(qiáng)化C.晶粒細(xì)化7、根據(jù)顯微觀察，固液界面有兩種形式，即粗糙界面與光滑界面，區(qū)分兩種界面的依據(jù)是值大小()A.α<=2為光滑界面B.α>=1為光滑界面C.α>=5為光滑界面8、滲碳處理常常在鋼的奧氏體區(qū)域進(jìn)行，這是因?yàn)?)A.碳在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)比在鐵素體中大B.碳在奧氏體中的濃度梯度比在鐵素體中大C.碳在奧氏體中的擴(kuò)散激活能比在鐵素體中小9、界面能最低的相界面是()A.共格界面B.孿晶界C.小角度晶界10、鐵碳合金組織中的三次滲碳體來自于()A．奧氏體；B．鐵素體；C．二次滲碳體三、簡述題（每題4分，共20分）1、固-固相變與液-固相變有什么區(qū)別。2、為什么非均勻形核比均勻形核更容易？3、解釋回復(fù)的定義，回復(fù)階段具有哪些特點(diǎn)？4、分析影響晶界遷移率的主要因素。5、寫出立方晶系的{321}晶面族和﹤112﹥晶向族中的全部等價(jià)晶面和晶向的具體指數(shù)。四、請畫出片狀馬氏體顯微組織示意圖。（5分）五、請寫出面心立方、體心立方、密排六方金屬晶體中密排面上單位位錯(cuò)的柏氏矢量。（5分）六、綜合題（40分）1、試從晶界的結(jié)構(gòu)特征和能量特征分析晶界的特點(diǎn)。（10分）2、請分別計(jì)算面心立方晶體（fcc）中（100）、（110）、（111）晶面的面密度。假設(shè)晶胞點(diǎn)陣常數(shù)為a。（10分）(在一個(gè)晶胞內(nèi)計(jì)算，面密度指面上所含原子個(gè)數(shù)與該面面積比值)3、有一70MPa應(yīng)力作