山東大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫

1、山東大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫1、鐵素體、奧氏體、珠光體、馬氏體、貝氏體、萊氏體2、共晶 轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變、包析轉(zhuǎn)變3、晶面族、晶向族4、有限固溶體、無限固溶體5、晶胞6、二次滲碳體7、回復(fù)、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶8、晶體結(jié)構(gòu)、 空間點(diǎn)陣9、相、組織10、不平衡共晶、偽共晶、離異共晶11、臨 界變形度12、淬透性、淬硬性13、固溶體 置換固溶體 間隙固溶體14、均勻形核、非均勻形核15、成分過冷16、共析（共析）（包 晶）反響17、臨界晶核18、枝晶偏析19、鋼的退火，正火，淬火， 回火20、反響擴(kuò)散21、臨界分切應(yīng)力22、調(diào)幅分解23、二次硬化 24、上坡擴(kuò)散25、負(fù)溫度梯度30、柏氏矢量描

2、述位錯特征的一個重要矢量，它集中反映了位錯區(qū)域內(nèi)畸變總 量的大小和方向，也是位錯掃過后晶體相對滑動的量。31、柯氏氣 團(tuán)32、動態(tài)再結(jié)晶33、交滑移 攀移34、相 組織35、線缺陷36、 熱加工冷加工37、全位錯不全位錯38、位錯反響39、相律40、 相圖描述各相平衡存在條件或共存關(guān)系的圖解，也可稱為平衡時熱力 學(xué)參量的幾何軌跡。41、點(diǎn)陣畸變在局部范圍，原子偏離其正常的點(diǎn)陣位置，造成點(diǎn)陣畸變。42、 過冷度相變過程中冷卻到相變點(diǎn)以下某個溫度后發(fā)生轉(zhuǎn)變，平衡相變溫 度與該實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度之差稱過冷度。43、形變織構(gòu)多晶形變過程中出現(xiàn)的晶體學(xué)取向擇優(yōu)的現(xiàn)象。44、二次再結(jié) 晶再結(jié)晶結(jié)束后正常長大被抑

3、制而發(fā)生的少數(shù)晶粒異常長大的現(xiàn) 象。45、滑移系晶體中一個滑移面及該面上的一個滑移方向的組合稱一個滑移 之增加。（）（4）珠光體是單相組織。（）（5）亞共析鋼的基本相是鐵素體和珠光體。（）（6）擴(kuò)散是 原子的定向移動。（）（7）金屬鑄件可通過再結(jié)晶退火細(xì)化晶粒。（）（8）再結(jié)晶雖包含形核和長大過程，但它不是一個相變過程。（）（9）點(diǎn)缺陷是熱力學(xué)上平衡的缺陷（）0（10） 一條彎曲位錯線，其各局部的柏氏矢量都相同（）。（11）不平衡凝固時，固界面上固、液相的平衡不符合相圖所表 示的平衡關(guān)系。（）（12）只有在負(fù)溫度梯度下，合金凝固才能形 成樹枝狀晶。（）（13）在多晶體的塑性變形過程中，其各晶粒

4、的 變形是獨(dú)立的。（）（14）熱加工是指在高溫狀態(tài)下進(jìn)行的加工過 程。（）（15）材料中的晶粒越細(xì)，其強(qiáng)度越高，其塑性就越低。（）（16）原子的擴(kuò)散只能由高濃度處向低濃度處進(jìn)行。（）（17） 固態(tài)相變時新相晶核往往優(yōu)先在晶體缺陷處形成。（）（18）體心立方金屬的滑移系總數(shù)比面心立方多，因而其塑性也 比面心立方金屬好。（）（19） 一種材料中只能存在一種結(jié)合鍵。（）（20）可以利用三元相圖的變溫截面圖，分析合金相和成分變化。（）判斷題：.過冷度越大，形核率與線長大速率的比值越大，那么獲得的晶 粒越細(xì)小。（）（2分）.金屬以及合金由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為結(jié)晶，是一個典 型的相變過程。（）（2分）

5、.金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來到達(dá)細(xì)化晶粒的目的。 4.回復(fù)退火可以有效的消除冷變形金屬的內(nèi)應(yīng)力。.幾乎所有的鋼都會產(chǎn)生第一類回火脆性，假設(shè)回火后采用快冷 的方式可以防止此類脆性。（）（2分）.畫出Fe-C相圖，標(biāo)明多相區(qū)的相，一次滲碳體，二次滲碳 體，三次滲碳體，共晶滲碳體，共析滲碳體形成條件，組織結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?合金中的二次滲碳體的最大含量多少? （15分）2 （20分）判斷題（1）屬于同一種空間點(diǎn)陣的晶體可以具有不同的晶體結(jié)構(gòu)一個位錯環(huán)不可能處處都是螺位錯，也不可能處處都是刃 位錯。（3）致密度高的密排金屬作為溶劑形成間隙固溶體時，其溶解 度總比致密度低的金屬小。（4

6、）非共晶成分的合金，經(jīng)較快冷卻而 形成的全部共晶組織稱為偽共晶。（5）液態(tài)金屬結(jié)晶時，形成臨界晶核時體積自有能的減少只能 補(bǔ)償新增外表能的3. （6）單晶體的臨界分切應(yīng)力主要取決于晶體 的類型及純度，而與外力的大小和取向無關(guān)。（7）強(qiáng)化金屬材料的 各種手段，其出發(fā)點(diǎn)都在于制造無缺陷的晶體或設(shè)置位錯運(yùn)動的障礙。 （8）一般情況下，高純金屬比工業(yè)純度金屬更容易發(fā)生再結(jié)晶。（9） 純金屬經(jīng)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變后，會產(chǎn)生組織和結(jié)構(gòu)方面的變化。（10） 調(diào)幅分解過程中發(fā)生溶質(zhì)原子的上坡擴(kuò)散。6. （15分）（1）用晶向和晶面指數(shù)的組合寫出面心立方，體心立方 及密排六方金屬的全部滑移系。（2）在面心立方晶體的單位

7、晶胞中畫 出一個滑移系，并標(biāo)出晶面晶向指數(shù)。3.在立方晶體中畫出以下晶面和晶向：【112】，【一210】，（102） （11-2）6.分別列出對純金屬和合金可能采取的強(qiáng)化機(jī)制。8.850攝氏度滲碳與950攝氏度滲碳相比，優(yōu)點(diǎn)是熱處理后產(chǎn)品 晶粒細(xì)小。a）計算上述兩個溫度下碳在r-Fe中的擴(kuò)散系數(shù)，D0=2.0*10- 5m2/s Q=140*103J/mol.o b） 850攝氏度滲碳需用多長時間才能獲 得950攝氏度滲碳5小時的滲層厚度（不同溫度下碳在r-Fe中的溶 解度的差異可忽略）1.為什么過冷度是液態(tài)合金結(jié)晶的驅(qū)動力？結(jié)晶過程的發(fā)生必須是液相的自由能高于固相的自由能，液相金屬與固相金屬

8、自由能之差即為結(jié)晶的驅(qū)動力，要獲得結(jié)晶過程所必需的驅(qū)動力，一 定要使實(shí)際結(jié)晶的溫度低于理論結(jié)晶溫度，即要有一定的過冷度，才 能滿足熱力學(xué)條件。1.液態(tài)合金凝固時的熱過冷和成分過冷有何區(qū)別？成分過冷對 單相合金晶體生長方式有何影響？答題要點(diǎn)：熱過冷液態(tài)凝固時所需過冷完全由傳熱所提供。成分過冷：凝固時由于溶質(zhì)再分配造成固液界面前沿溶質(zhì)濃度變 化，引起理論凝固溫度的改變而在液固界面前液相內(nèi)形成的過冷。成 分過冷對單相合金晶體生長方式影響：無“成分過冷”的平面生長。當(dāng)單相合金晶體生長條件符合: 界面前方不產(chǎn)生成分過冷。界面將以平向生長方式生長。宏觀平坦的 界面是等溫的，以恒定的平衡成分向前推進(jìn)。獲得成

9、分完全均勻的單 相固溶體柱狀晶甚至單晶體。(2)窄成分過冷區(qū)的胞狀生長。當(dāng)單相 合金晶體生長符合條件：時，界面前方產(chǎn)生一個窄成分過冷區(qū)，晶 體生長以胞狀晶方式生長。較寬成分過冷區(qū)的柱狀樹枝晶生長。隨著界面前方成分過冷 區(qū)加寬，凸起晶胞將向熔體伸展更遠(yuǎn)；原來胞晶拋物狀界面逐漸變得 不穩(wěn)定。晶胞生長方向開始轉(zhuǎn)向優(yōu)先的結(jié)晶生長方向，胞晶的橫向也 將受晶體學(xué)因素的影響而出現(xiàn)凸緣結(jié)構(gòu)，當(dāng)成分過冷加強(qiáng)時，凸緣上 又會出現(xiàn)鋸齒結(jié)構(gòu)即二次枝晶。將出現(xiàn)二次枝晶的胞晶稱為胞狀樹枝 晶，或柱狀樹枝晶。(4)寬成分過冷區(qū)的自由樹枝晶生長。當(dāng)固一液 界面前方液體中成分過冷的最大值大于液體中非均質(zhì)生核所需要的 過冷度AT

10、異時，在柱狀枝晶生長的同時，界面前方這局部液體將發(fā)生 新的形核過程，導(dǎo)致晶體在過冷的液體中自由成核生長，并長成樹枝 晶，這稱為自由樹枝晶，此后的凝固過程便是等軸晶不斷向液體內(nèi)部 推進(jìn)的過程。1.在晶格常數(shù)為a的面心立方晶胞中，畫出111晶面族的全部晶 面并標(biāo)出各自的晶面指數(shù)，計算面間距。（12，）3.含碳量為百分之3.5的鐵一碳合金，在室溫時由哪兩個相組 成？各占的重量百分?jǐn)?shù)是多少？并計算室溫時珠光體和萊氏體的百 分含量。（1291.畫出面心立方體的（111）和（100）面，計算面間距和面密度。 證實(shí)晶面的間距越大，原子面密度越高。（15）6. （1） .如果不考慮畸變能，第二相粒子在晶內(nèi)析出

11、是何形態(tài)？ 在晶界析出呢？ （2）如果不考慮界面能，析出物為何形態(tài)？是否會 在晶界優(yōu)先析出呢？ （12，）3.鑄件典型宏觀組織是由哪幾局部構(gòu)成的，它們的特征和形成 機(jī)理如何？答題要點(diǎn)：鑄件典型宏觀組織是由外表細(xì)晶粒區(qū)、柱狀晶區(qū)和內(nèi)部等軸晶區(qū) 三個局部構(gòu)成的，他們的特征分別是：外表細(xì)晶粒區(qū)。是緊靠鑄型壁的激冷組織，也稱激冷區(qū)，由無規(guī) 那么排列的細(xì)小等軸晶所組成。柱狀晶區(qū)。由垂直于型壁（沿?zé)崃鞣?向）彼此平行排列的柱狀晶粒所組成。內(nèi)部等軸晶區(qū)。由各向同性的等軸晶組成。等軸晶的尺寸比外表 細(xì)晶粒區(qū)的晶粒尺寸粗大。各區(qū)的形成機(jī)理如下：外表細(xì)晶粒區(qū)的形成。鑄型壁附近熔體受到強(qiáng)烈的激冷作用而大 量形核，形

12、成無方向性的外表細(xì)等軸晶組織，也叫“激冷晶”。此區(qū) 形成的前提條件是，抑制鑄件形成穩(wěn)定的凝固殼層，凝固殼層形成, 界面處晶粒單向散熱，那么晶粒逆熱流方向擇優(yōu)生長而形成柱狀晶。柱 狀晶主要是從外表細(xì)晶粒區(qū)形成并開展而來的，穩(wěn)定的凝固完層一旦 形成，處在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的單向熱流的作用下, 便轉(zhuǎn)而以枝晶狀延伸生長。由于各技晶主干方向互不相同，那些主干 與熱流方向相平行的枝晶，較之取向不利的相鄰枝晶生長得更為迅 速.它們優(yōu)先向內(nèi)伸展并抑制相鄰枝晶的生長。在逐漸淘汰掉取向不 利的晶體過程中開展成柱狀晶組織。內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成，是由于剩余熔體內(nèi)部晶核自由生長的結(jié)果。2,簡述純金屬晶體宏觀長

13、大方式。晶體的宏觀長大方式有平面生長方式和樹枝晶生長方式。當(dāng)固一 液界面前方液體中的為正溫度梯度時，界面前方液體的過冷區(qū)及過冷 度很小，晶體生長時凝固潛熱的析出方向同晶體生長方向相反，一旦 某一晶體生長伸入液相區(qū)就會被重新熔化，導(dǎo)致晶體以平面方式生長。 當(dāng)固一液界面前方液體中的為負(fù)溫度梯度時，界面前方液體的過冷區(qū) 較大，界面上凸起的晶體將快速伸入過冷液體中，成為樹枝晶生長方 式。3.影響鑄件凝固方式的因素有哪些？影響鑄件凝固方式的因素有二，一是合金的化學(xué)成分；二是鑄件 斷面上的溫度梯度。純金屬和共晶成分的合金，凝固區(qū)TL-TS=O,屬 層狀凝固；當(dāng)合金的液相線溫度和固相線溫度相差很大時，此時凝

14、固 范圍很寬，那么稱為體積凝固方式或稱糊狀凝固方式。但是，假設(shè)溫度梯 度較小時，鑄件的凝固方式由層狀變成糊狀的凝固方式。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）3、為什么奧氏體不銹鋼（18-8型不銹鋼）在450C。850C。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？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？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？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？7、固溶體合金非平衡凝固時，有時會形成微觀偏析，

15、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、比擬說明不平衡共晶和離異共晶的特點(diǎn)。1K枝 晶偏析是怎么產(chǎn)生的？如何消除？ 12、請簡述影響擴(kuò)散的主要因素 有哪些。13、請簡述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點(diǎn)？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？ 15、請簡述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。16、為什么鋼的滲碳溫度一般要選擇在y-Fe相區(qū)中進(jìn)行？假設(shè)不 在y-Fe相區(qū)進(jìn)行會有什么結(jié)果？17、一個楔形板坯經(jīng)冷軋后得到相同厚度的板材，再結(jié)晶退火后 發(fā)現(xiàn)板材兩

16、端的抗拉強(qiáng)度不同，請解釋這個現(xiàn)象。18、冷軋純銅板，如果要求保持較高強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？ 假設(shè)需要繼續(xù)冷軋變薄時，又應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？19、位錯密度有哪幾種表征方式？ 20、淬透性與淬硬性的差異。21、鐵碳相圖為例說明什么是包晶反響、共晶反響、共析反響。 22、馬氏體相變的基本特征？ （12分）23、加工硬化的原因？ （6 分）24、柏氏矢量的意義？ （6分）25、如何解釋低碳鋼中有上下屈服點(diǎn)和屈服平臺這種不連續(xù)的現(xiàn) 象？ （8分）26、916co時，y-Fe的點(diǎn)陣常數(shù)0.365nm,（011） 晶面間距是多少？（5分）27、畫示意圖說明包晶反響種類，寫出轉(zhuǎn) 變反響式？ （4分）28、影響

17、成分過冷的因素是什么？（9分）29、單滑移、多滑移和交滑移的意義是什么？ （9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。 （6分）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)。32、證明理想密排六方結(jié)構(gòu)的 軸比 c/a= 1.633。33、立方晶系的Q11）, （110）, （123）晶面族各包含多少晶面，寫 出它們的密勒指數(shù)。34、說明柏氏矢量確實(shí)定方法，如何利用柏氏矢量和位錯線來判 斷位錯的類型？ 35、簡要說明成分過冷的形成及其對固溶體組織形

18、 態(tài)的影響。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？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？ 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？ 39、何為位錯反響？如何判斷一 個位錯反響能否進(jìn)行？ 40、根據(jù)凝固理論，試述細(xì)化晶粒的基本途 徑。41、分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1.提高金屬材料強(qiáng)度的途徑有哪些？細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、加工硬化、沉淀強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化等。細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、加工硬化、復(fù)相強(qiáng)化、彌散

19、強(qiáng)化（時效強(qiáng) 化）。答：加工硬化：是隨變形使位錯增殖而導(dǎo)致的硬化；細(xì)晶強(qiáng)化：是由于晶粒減小，晶粒數(shù)量增多，尺寸減小，增大了 位錯連續(xù)滑移的阻力導(dǎo)致的強(qiáng)化；同時由于滑移分散，也使塑性增大。 該強(qiáng)化機(jī)制是唯一的同時增大強(qiáng)度和塑性的機(jī)制。彌散強(qiáng)化：又稱 時效強(qiáng)化。是由于細(xì)小彌散的第二相阻礙位錯運(yùn)動產(chǎn)生的強(qiáng)化。包括 切過機(jī)制和繞過機(jī)制。復(fù)相強(qiáng)化：由于第二相的相對含量與基體處于同數(shù)量級是產(chǎn)生的 強(qiáng)化機(jī)制。其強(qiáng)化程度取決于第二相的數(shù)量、尺寸、分布、形態(tài)等, 且如果第二相強(qiáng)度低于基體那么不一定能夠起到強(qiáng)化作用。固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子對位錯運(yùn)動產(chǎn)生阻礙。包括彈性交互作 用（柯氏氣團(tuán)）、電交互作用（玲木氣團(tuán)）和

20、化學(xué)交互作用。二.畫出立方晶系中（111）面、（435）面。寫出立方晶系空間點(diǎn) 陣特征。（10分）立方晶系中（111）面、（435）面圖略。立方晶 系空間點(diǎn)陣特征是點(diǎn)陣參數(shù)有如下關(guān)系：a二b=c, cx=p=y=90o也可 用具有哪類對稱元素表示，假設(shè)有四個三次轉(zhuǎn)軸，那么對應(yīng)立方點(diǎn)陣。三. 鑄錠的一般組織可分為哪幾個區(qū)域？寫出其名稱。并簡述影響鑄錠結(jié) 晶組織的因素。（10分）分為三晶區(qū)：激冷區(qū)、柱狀晶區(qū)、中心等軸晶區(qū)。影響鑄錠結(jié)晶組織的因素：1,液體過冷度，越小越好。2,凝固 溫度范圍，越大越好，有利于枝晶的破碎。3,溫度梯度，越小越有 利于等軸晶。4,合金熔點(diǎn)低，溫度梯度小。5,攪拌或加孕育

21、劑。.畫圖并簡述形變過程中位錯增殖的機(jī)制。（10分）frank-read源機(jī)制，圖略見課本?；泼嫔弦粋€在A, B兩點(diǎn)被 釘扎的位錯AB,在應(yīng)力作用下弓出（狀態(tài)2）,弓出到3狀態(tài)時，下方相鄰局部反號相吸， 并局部合并，完成一次增殖過程放出一位錯環(huán)（狀態(tài)4）。在應(yīng)力 作 用下，繼續(xù)重復(fù)前面1-4過程。.寫出菲克第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說明其意義。簡述影響擴(kuò) 散的因素。（10分）一維下，J二-D ； J：擴(kuò)散流量，單位時間通過單 位面積擴(kuò)散的物質(zhì)量，D：擴(kuò)散系數(shù)，：濃度梯度，：其意義為物 質(zhì)擴(kuò)散量與該物質(zhì)的濃度梯度成正比，方向相反。影響擴(kuò)散的因素：1,溫度，滿足D=DOe的關(guān)系，T升高，D增 加。

22、2,界面外表及位錯，是擴(kuò)散的快速通道。3,第三組元，可對二 元擴(kuò)散有不同影響，如Mo、W降低C在r-Fe中的擴(kuò)散系數(shù)，Co、 Si加速C擴(kuò)散，Mn影響不大。4,晶體結(jié)構(gòu)，低對稱性的晶體結(jié)構(gòu) 中，存在擴(kuò)散的各向異性，如六方結(jié)構(gòu)晶體，平等與垂直于基面的擴(kuò) 散系數(shù)不同。5,熔點(diǎn)，同一合金系中，同一溫度下熔點(diǎn)高的合金中 擴(kuò)散慢，熔點(diǎn)低的擴(kuò)散快。六.簡述形變金屬在退火過程中顯微組織、存儲能及其力學(xué)性能 和物理性能的變化。（10分）隨退火溫度的升高或時間延長，出現(xiàn)亞 晶合并長大，再結(jié)晶武術(shù)及長大，無位錯的等軸再結(jié)晶晶粒取代長條 狀高位錯密度的形變晶粒，然后是晶粒正常長大。儲存能逐漸被釋放, 硬度及強(qiáng)度下降

23、，伸長率上升，電阻降低，密度提高。再結(jié)晶時各種 性能變化都比回復(fù)時強(qiáng)烈得多。七.簡述固態(tài)相變與液態(tài)相變的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。(10分)相同點(diǎn)：都是相變，由形核、長大組成。臨界半徑，臨界形核功 形式相同。轉(zhuǎn)變動力學(xué)也相同。不同之處：形核阻力中多了應(yīng)變能一項(xiàng)，千萬固態(tài)相變的臨界半 徑及形核功增大，新相可以亞穩(wěn)方式出現(xiàn)，存在共格，半共格界面, 特定的取向關(guān)系，非均勻形核。八.畫出鐵碳相圖，標(biāo)明相圖中各特征點(diǎn)的溫度與成分，寫出相圖 中包晶反響、共晶反響與共析反響的表達(dá)式。(10分)包晶反響：L(0.53%C)+5-Fe(0.09%CHy-Fe(0.17%C)共晶反響： L(4.3%CHy-Fe(2.11%

24、C)+Fe3(6.69%C)共析反響：Y-Fe(0.77%C)-c(- Fe(0.02%C)+Fe3C(6.69%C)九.分析再過程中行核和張大與凝固過程中的行核和張大有何不 同點(diǎn)。(10分)凝固時形核的驅(qū)動力，是新、舊化學(xué)位差，再結(jié)晶驅(qū)動力只是形 變儲存能。凝固常是均勻形核，再結(jié)晶形核在現(xiàn)有的形變不均勻區(qū), 如晶界附近、切變帶、形變帶、第二相粒子周圍。凝固長大時與母相 不會有取向關(guān)系，再結(jié)晶長大時可有特定取向關(guān)系。十.分析含碳量 0.12%的鐵碳合金的結(jié)晶過程。(10分)(單考生做)含碳0.12%的鋼，由液相冷卻時，先形成鐵素體，到1495c。包晶 溫度，局部進(jìn)行包晶反響；新相奧氏體在已生成

25、的鐵素體上形核并向 鐵素體和液相中生長。反響后是兩相組織鐵素體+奧氏體，圖略。鐵 素體相對量為:(0.17-0.12)/(0.17-0,09)=62.5%o繼續(xù)冷卻得到單相奧 氏體。十一.簡述鑄錠的宏觀偏析。(10分)(單考生做)宏觀偏析：正常偏析和比重偏析。正常偏析：指按合金的分配系數(shù)先析出的含溶質(zhì)低，后凝固的含 溶質(zhì)多。因鑄錠尺寸大，由外表到中心成分不均勻，偏析出現(xiàn)在宏觀 尺度上，稱宏觀偏析。反常偏析：仍遵守分配系數(shù)關(guān)系，只是形成大量枝晶后，富集溶 質(zhì)的液相會沿枝晶間的通道逆向反流到先凝固的鑄錠外表附近，千萬 由外表到中心成分分布的反常。比重偏析：是凝固時，固相與液相比重不同，而沉積或漂浮

26、，從 而造成鑄錠下端與上端成分的不均勻，也是宏觀尺度。十二.簡述金屬晶體中缺陷的類型。(10分)(單考生做)按尺寸分為：點(diǎn)缺陷，如溶質(zhì)、雜質(zhì)原子、空位；線缺陷，如位 錯；面缺陷，如各種晶界、相界、外表等；體缺陷，如孔洞、氣泡等。 體缺陷對材料性能是絕對有害的。.簡述二元系中共晶反響、包晶反響和共析反響的特點(diǎn)；并計算 其各相平衡時的自由度。(12)二，共晶反響是：液相同時凝固出兩 個不同成分的固相相互配合生長，一般長成片層狀。共析與共晶相 似，只是母相是固相，即一個固相同時生成另兩個不同成分的固相。 包晶反響是：液相與一個固相反響生成另一個固相，新生成的固相包 住原有的固相，反響需要固相中的擴(kuò)散

27、，速度較慢。這三種反響出現(xiàn)時，自由度都是0,即三相成分固定，溫度也固 定。.什么是點(diǎn)陣參數(shù)？正方晶系和立方晶系的空間點(diǎn)陣特征是什 么？畫出立方晶系中(1 2 -3)的晶面。(12)點(diǎn)陣參數(shù)是描述點(diǎn)陣單胞幾何開關(guān)的基本參數(shù)，由六個參數(shù)組成, 即三個邊長a、b、c和它們之間的三個夾角a、0、Y。正文晶系的點(diǎn)陣參數(shù)特征是a#bNc, cx=p=y=90o立方晶系 的點(diǎn)陣參數(shù)特征是a二b二c, a呻二丫二90。立方晶系中(123)的晶面特征 圖略。.凝固過程中形核和長大與再結(jié)晶過程中形核和長大主要區(qū)別 是什么？簡述再結(jié)晶過程中核心的產(chǎn)生方式。(12)凝固時形核和長大的驅(qū)動力是新、舊相化們差，再結(jié)晶器形

28、核和 長大的驅(qū)動力只是形變儲存能。凝固時的形核常為均勻形核；再結(jié)晶形核常在現(xiàn)有的形變不均勻系。46、攣生晶體受力后，以產(chǎn)生李晶的方式進(jìn)行的切變過程。47、刃型位 錯和螺型位錯模型將晶體上半部切開，插入半個晶面，再粘合起來；這樣，在相當(dāng) 于刃端部為中心線的附近一定范圍，原子發(fā)生有規(guī)那么的錯動。其特點(diǎn) 是上半部受壓，下半部受拉。這與實(shí)際晶體中的刃型位錯造成的情景 相同，稱刃型位錯模型。同樣，將晶體的前半部切開，以刃端為界使 左右兩局部沿上下發(fā)生一個原子間距的相對切變，再粘合起來，這時 在已切動和未切動交界線附近，原子錯動情況與真實(shí)的螺位錯相似, 稱螺型位錯模型。48、晶界與界面能晶界是成分結(jié)構(gòu)相同

29、的同種晶粒間的界面。界面上的原子處在斷 鍵狀態(tài)，具有超額能量。平均在界面單位面積上的超額能量叫界面能。 49、形變織構(gòu)多晶形變過程中出現(xiàn)的晶體學(xué)取向擇優(yōu)現(xiàn)象。50、二次再結(jié)晶再結(jié)晶結(jié)束后正常長大過程被抑制而發(fā)生少數(shù)晶粒異常長大的 現(xiàn)象。51、淬透性與淬硬性：淬透性指合金淬成馬氏體的能力，主要與 臨界冷卻有關(guān)，大小用淬透層深度表示。而淬硬性指淬火后能到達(dá)的 最高硬度。主要與鋼中的碳含量有關(guān)。（1）滑移臨界分切應(yīng)力（2）金屬鍵（3）中間相（4）布喇菲點(diǎn) 陣（5）再結(jié)晶溫度（6）滑移系（7）位錯（8）二次再結(jié)晶（9）偏 析（10）馬氏體相變1,滑移臨界分切應(yīng)力：滑移系開動所需的最小分切應(yīng)力；它是 一

30、個定值，與材料本身的性質(zhì)有關(guān)，與外力取向無關(guān)。2,金屬鍵：自由電子與原子核之間靜電作用產(chǎn)生的鍵合力。3,中間相：合金中組元之間形成的、與純組元結(jié)構(gòu)不現(xiàn)的相。 在相圖的中間區(qū)域。4,布喇菲點(diǎn)陣：除考慮晶胞外形外，還考慮陣 點(diǎn)位置所構(gòu)成的點(diǎn)陣?；颍撼紤]旋轉(zhuǎn)對稱性外,還考慮平移對稱性， 經(jīng)有心化后構(gòu)成的全部陣點(diǎn)。區(qū)中，如晶界附近、切變帶、形變帶、第二相粒子周圍；凝固長大時 與母相不會有取向關(guān)系，再結(jié)晶長大時可能有一定的取向關(guān)系。再結(jié)晶核心產(chǎn)生方式：1,原有晶界推移成核，也稱應(yīng)變誘導(dǎo)晶 界遷移式形核；2,亞晶成核，即通過亞晶合并或長大形成新晶粒。.簡述菲克第一定律和菲克第二定律的含義，寫出其表達(dá)式，

31、并 標(biāo)明其字母的物理含義。(12).簡述晶界和晶粒大小對多晶體范性變形的作用與影響。(12)多晶中，每個晶粒與周圍相鄰晶粒取向不同，滑移開始的早晚不 同，滑移系數(shù)目也不同；晶粒間的協(xié)調(diào)是靠有足夠的獨(dú)立滑移系的開 動來實(shí)現(xiàn)的，即某一晶粒在一特定力軸作用下，取向因子大的滑移系 先開動，當(dāng)相鄰晶粒相接觸的區(qū)域受到周圍晶粒的影響而不能自己主 滑移系開動進(jìn)行形變時，可開動次生的、新的滑移系，以協(xié)調(diào)各種復(fù) 雜的形變方式；FCC/BCC結(jié)構(gòu)都有5個獨(dú)立滑移系，可實(shí)現(xiàn)任一種方 式的形變。晶界兩側(cè)滑移面不平等，晶界一方面是位錯運(yùn)動的障礙, 造成位錯塞積和強(qiáng)化；同時要求晶界附近多系滑移的出現(xiàn)，以協(xié)調(diào)晶 界兩側(cè)的形

32、變。晶粒大小對形變的影響是：晶粒細(xì)小，整個晶?？奢^ 形變均勻，不同的滑移系組合少；晶粒粗大時，形變過程中晶內(nèi)不同 區(qū)域不能相互協(xié)調(diào)，要求不同的滑移系組合并開動，常常出現(xiàn)晶粒 “碎化”，即一個大晶粒，隨形變的進(jìn)行“碎化”成幾局部，不同部 分內(nèi)有不同的滑移系開動。對性能的影響到遵循h(huán)all-petch關(guān)系cjs=(jO+KcI-1/2即晶粒越 細(xì)，晶界越多晶界對運(yùn)動位錯阻礙越顯著，提高強(qiáng)度幅度越大。.什么是一次帶狀組織和二次帶狀組織？分析一次帶狀組織和 二次帶狀組織形成的原因。(12)一次帶狀組織是凝固時形成枝晶，熱軋后成帶狀而產(chǎn)生的；在 CuCI浸蝕下，黑色條帶是枝晶干(含溶質(zhì)不)，白色條帶常是

33、富集雜 質(zhì)的枝晶間，也稱原始帶狀。二次帶狀是固態(tài)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，在硝酸酒 精浸蝕下，白色帶狀是先共析鐵素體，黑色帶狀是珠光體，也稱顯微 帶關(guān)組織。只有在一次帶狀的基礎(chǔ)上才會產(chǎn)生二次帶狀。這些帶狀都 與元素的偏析和夾雜物的特殊分布有關(guān)。.畫出Fe-C相圖，標(biāo)明Fe-C相圖中各點(diǎn)的溫度和含碳量。（12） 9.簡述固態(tài)相變的一般特點(diǎn)。（12）（統(tǒng)考生做，單考生不做）1,相 變阻力中多了應(yīng)變能一項(xiàng)。2,形核方面：非均勻形核，存在特定的取向關(guān)系，常為共格或 半共格界面。3,生長方面：出現(xiàn)慣習(xí)現(xiàn)象，即有脫溶貫序；特殊/規(guī)那么的組織 形態(tài)，如片狀、針關(guān)。4,有亞穩(wěn)相出現(xiàn)以減少相變阻力。.簡述凝固過程的宏觀特征，

34、表達(dá)凝固過程中晶體成長的機(jī)理。 （12）（統(tǒng)考生做，單考生不做）凝固時宏觀特征是:要有一定的過冷度，會放出明顯的結(jié)晶潛熱。成長機(jī)理有三種：連續(xù)式成長、二維形核及借助臺階側(cè)向生長、 借螺旋位錯生長。11.什么是固溶體？影響固溶體的原因有哪些？固 溶體與其純?nèi)軇┙M元相比，其結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和物理性能發(fā)生了哪些 變化？ （12）（統(tǒng)考生做，單考生不做）溶質(zhì)原子原子態(tài)溶入溶劑點(diǎn)陣中組成的單一均勻固體；溶劑的點(diǎn) 陣類型被保存。影響固溶度的因素有：1,原子尺寸因素。當(dāng)溶劑、溶質(zhì)原子直徑尺寸相對差小于15% 時，有大的代位溶解度。2,負(fù)電性因素。溶劑、溶質(zhì)的負(fù)電性差越 小溶解度越大，一般小于0.40.5%會有

35、較大溶解度。電子濃度因素。有兩方面的含義：一是原子價效應(yīng)，即同一溶劑 金屬，溶質(zhì)的原子價越高，溶解度越??；二是相對價效應(yīng)，即高價溶 質(zhì)溶入低價溶劑時的溶解度高于相反的情況。特點(diǎn)是：固溶體中有 點(diǎn)陣畸變（強(qiáng)度、硬度會提高）而造成點(diǎn)陣常數(shù)變化；出現(xiàn)原子偏聚 或有序化，甚至形成有序固溶體。固溶體的結(jié)構(gòu)變化：點(diǎn)陣畸變，點(diǎn)陣常數(shù)變化，偏聚及短程有序， 甚至形成有序固溶體。力學(xué)性能變化：硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降, 物理性能變化：電阻加大，導(dǎo)電率下降。12.列舉三種增加凝固過程 中核心數(shù)的方法，簡要分析其增加核心數(shù)的原因。（12）（統(tǒng)考生做,單考生不做）1,提高冷卻速度從而加大了過冷度。相變驅(qū)動力加大，提高

36、了 形核率。2o加孕育劑。提供大量的非均勻形核地點(diǎn)，提高了形核率， 降低了形核位壘。3,機(jī)械或電磁攪拌。將枝晶振碎增加核數(shù)目或加強(qiáng)熱滿打滿算 能量落，提高了，形核率。.簡述含碳量為0.25%的鋼的結(jié)晶過程和固態(tài)組織轉(zhuǎn)變過程。（12）（統(tǒng)考生做，單考生不做）如下圖。由液相先凝固出鐵素體，在1495C。進(jìn)行包晶反響，生 成奧氏體；繼續(xù)冷卻，由生產(chǎn)剩余的液相再次析出奧氏體，然后變成 單相奧氏體。冷至約800C0,從奧氏體中析出先共析鐵素體，在727C。 進(jìn)行共析反響，形成珠光體，最后得到鐵素體加珠光體組織。.簡述連續(xù)脫溶和不連續(xù)脫溶的含義。（12）（統(tǒng)考生做，單考生 不做）連續(xù)脫溶：隨新相生成，母相

37、成分連續(xù)的由過飽和態(tài)轉(zhuǎn)變到 飽和態(tài)。不連續(xù)脫溶：也稱胞狀脫溶，此時在母相和新生成的a相間存在 一個界面，跨過界面母相由過飽和不連續(xù)地突變到飽和狀態(tài)狀態(tài)，點(diǎn) 陣常數(shù)也不連續(xù)。.根據(jù)缺陷相對與晶體尺寸和其影響范圍的大小，缺陷可以分 為哪幾類？簡述這幾類缺陷的特征。（12）有四類：點(diǎn)缺陷：沿三個方向的尺寸很小，溶質(zhì)原子、間隙原子、空位。線缺陷：沿兩個方向的尺寸很小，第三個方向睥尺寸很大，甚至 可貫穿整個晶體，指位錯。面缺陷：沿一個方向上的尺寸很小，另 兩個方向上的尺寸很大，如晶界，相界。體缺陷：在三個方向上的 尺寸較大，但不是很大，如第二相粒子，顯微空洞五、計算、作圖1、碳在rFe中的擴(kuò)散常數(shù)D0

38、= 2.0310-5m/s,擴(kuò)散激活 能 Q = 1.4X10J/mol （R =28.31J/（molK）o碳勢均為CP=1.1%C的條件下對20#鋼在880C0 進(jìn)行滲碳，為到達(dá)927C。滲碳5h同樣的效果，滲碳時間應(yīng)為多少？ （12分）2、對fee結(jié)構(gòu)的晶體（點(diǎn)陣常數(shù)為a）（1）分別計算原子在，和晶向上的原子密度，并說明哪個晶向是密 排方向：計算原子在（100）, Q10）和（111）晶面上的原子密度和三個 面的面間距，并指出面間距最大的晶面。3、寫出附圖1,1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指數(shù); 在右圖單胞中畫出晶面（111）和該面上屬于 H2三個晶向，并標(biāo)出具 體指數(shù)。（12

39、分）-5254、碳在 y-Fe 中擴(kuò)散時,DO =2.0310m/s, Q=1.4310J/molo 當(dāng)溫度在927C。時，求其擴(kuò)散系數(shù)為多少？（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、A （熔點(diǎn)600C0）與B （熔點(diǎn)500C0）在液態(tài)無限互溶, 固態(tài)時A在B中的最大固溶度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為3A=0.30,室溫時為 3A=0.10；但B在固態(tài)和室溫時均不溶于A。在300C。時，含ujB=0.40 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反響。試?yán)L出A-B合金相圖；并分析wA=0,20 3A=0.

40、80的合金在室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。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。8、某低碳鋼o 0=64KPa , K=393.7 ,假設(shè)晶粒直徑為 50pim ,該低碳鋼的屈服強(qiáng)度是多少？9、試計算BCC晶體最密排面的堆積密度。10、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。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、Cu的原子量為635 原子半徑是61

41、278 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)出以下晶面和晶向（要求用字母 標(biāo)出，如 oa:,等等）：（011）、（11?）、（?221）、?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？簡述位錯反響條件。無外 力作用時，位錯反響 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外表，使晶體外表產(chǎn)生高度約為10- 4cm的滑移臺階，問有多少個位錯運(yùn)動至外表？（b=3.2 A）15、在鋁試樣中測得晶粒內(nèi)部的位錯密度為5

42、x10m,假定位錯全 部集中在亞晶界上，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b=a/22xl0-10m,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。16、在立方晶系的 晶胞內(nèi)畫出具有以下密勒指數(shù)的晶面和晶向：17、在870C。比在930C。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 D0=2.0310-5m2/s,Q=*-*J/mol, 請計算：（10分）（a） 870C。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）假設(shè)規(guī)定0.3%C作為滲碳層厚度的量度，那么在930C。滲碳10小 時的滲層厚度為87

43、0C。滲碳10小時的多少倍？（氣體常數(shù)R=8.314J/mol2K,滲層厚度?Dt）13-218、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、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750C。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

44、織有哪些差異?3、請根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答以下問題：（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；（3）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；（4）分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組 織有何不同。19試分析引起馬氏體高硬度高強(qiáng)度的原因。20分析以下圖所示三元合金相圖投影圖中合金V和合金VI的平衡 凝固過程。21畫圖說明面心立方和密排六方結(jié)構(gòu)晶體中原子堆垛方式的區(qū) 別。畫圖說明體心立方結(jié)構(gòu)八面體和四面體間隙半徑的計算方法。在 奧氏體和鐵素體中，碳原子都處于八面體間隙而不是四面體間隙

45、，請 結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)的鋼球模型，說明其原因。計算說明為什么碳在?-Fe中 的溶解度高于其在?-Fe中的溶解度，?-Fe、?-Fe和碳的原子半 徑分別是0.129nm,0.125nm和0。77nm。假定Fe的原子半徑不變， 計算?-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)?-Fe時的體積變化。純鐵滲碳時，應(yīng)使其處于奧氏 體狀態(tài)，還是鐵素體狀態(tài)，為什么？23寫出描述晶粒大小與材料強(qiáng)度關(guān)系的霍爾-佩奇公式,并作簡 要說明。24如以下圖所示，滑移面ABCD上有一正方形位錯環(huán)A?B?C?D?, 位錯環(huán)的各段分別與滑移面各邊平行，且其柏氏矢量bAB。指出位 錯環(huán)上各段位錯線的類型，并畫出位錯運(yùn)動出晶體后的滑移量和滑移 方向。25說明晶體

46、中各種點(diǎn)缺陷的形成及其對周圍點(diǎn)陣的影響，畫出 其模型示意圖。為什么點(diǎn)缺陷在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，而位錯那么是不平 衡的晶體缺陷？在晶體的某一滑移面上有一柏氏矢量為b的位錯，求 晶體在切應(yīng)力?作用下單位位錯所受的力。用各晶界的界面能與界面 夾角之間的關(guān)系說明晶粒的穩(wěn)定形狀。26珠光體與萊氏體有何異同?27如以下圖所示，將一鍥型銅片置于間距恒定的兩軋相間軋制。 請問：畫出軋制后的銅片經(jīng)完全再結(jié)晶后晶粒大小沿片長方向變化 的示意圖。如果在較低溫度退火，何處先發(fā)生再結(jié)晶？為什么？28試述珠光體（珠光體、索氏體、屈氏體）、貝氏體（上貝氏體、 下貝氏體）和馬氏體（板條馬氏體、片狀馬氏體）的組織形態(tài)和性能 特點(diǎn)

47、。29位錯是金屬變形和強(qiáng)化的基礎(chǔ)，試述位錯在各種強(qiáng)化機(jī)制中 的作用。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按照能級寫出N、0、Si、Fe、Cu、Br原子的電子排布。3原子的結(jié)合鍵有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？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？4理解空間點(diǎn)陣、晶體結(jié)構(gòu)、晶胞概念，理解三者之間的關(guān)系（區(qū) 別聯(lián)系）。5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？（說明這個是基礎(chǔ)，可能不會直接讓你標(biāo)定六方指數(shù)，但是要掌 握其他綜合題目會考）6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？密排面、密排方向，相應(yīng)關(guān)系式。7研究晶體

48、缺陷有何意義？晶體缺陷如何分類？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 述位錯的分類和性質(zhì)。11試述柏式矢量的意義。12理解單位長度位錯線應(yīng)變能與柏氏矢量的平方關(guān)系，如何判 斷位錯反響能否進(jìn)行。（課堂練習(xí)書上例題）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？15高分子鏈的結(jié)構(gòu)，高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)包括那些方面？掌握基 本概念，說出幾種常用高分子材料及用途。綜合題二：凝固、相結(jié)構(gòu)與相圖1固溶體概念、分類，了解影響固溶度的因素。2請說明間隙化 合物與間隙固溶體的異同。

49、3理解不平衡結(jié)晶的過程（平均成分線的形成），分析共晶系合 金典型的不平衡結(jié)晶組織（偽共晶、離異共晶）及其形成原因。4深刻理解二元共晶相圖（固態(tài)互溶不互溶相圖上的差異），分 析兩種合金平衡冷卻過程，指出其室溫組織。會使用杠桿定理計算相 組成。要求根據(jù)題目要求繪制相圖。5理解Fe-Fe3c相圖的組元基 本相。（鐵素體，奧氏體，123次滲碳體）6畫出Fe-Fe3c相圖，正確標(biāo)定特征點(diǎn)，試述含碳量對平衡組織 和性能的影響（相含量、形態(tài)的變化）。提一下：會分析平衡轉(zhuǎn)變過 程和室溫組織（典型有代表意義的如果共析鋼0.77-2.11,和過共晶 白口鑄鐵4.3-6.69）（大題）7什么是熱過冷？什么是成分過冷

50、？成分過冷對晶體生長形狀有 何影響？ 8分析界面結(jié)構(gòu)和溫度梯度對晶體生長形態(tài)的影響。9簡 述鑄錠或鑄件凝固組織特點(diǎn)及形成原因。10談?wù)勀闼私獾哪绦?技術(shù)及其應(yīng)用。綜合題三：擴(kuò)散、塑變與再結(jié)晶1請簡述擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些？2擴(kuò)散的推動力是什么？什么是互擴(kuò)散與柯肯達(dá)爾效應(yīng)？3掌握鋼的滲碳問題，擴(kuò)散第二定律的應(yīng)用，高斯誤差函數(shù)解來 求解。書上例題。4熟練掌握滑移系，施密特定律（運(yùn)用計算，書 上類似例題）。5什么是單滑移，多滑移和交滑移？ 6試分析單晶體 滑移和攣生變形的異同點(diǎn)。7為何晶粒越細(xì)、材料的強(qiáng)度越高，寫出描述晶粒大小與材料強(qiáng) 度關(guān)系的霍爾-佩奇公式，并作簡要說明。8冷變形金屬的組織與性能

51、及能量的變化。9熱加工和冷加工 是如何劃分的？10當(dāng)冷變形金屬加熱時會發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大等過程。 了解這些過程的發(fā)生和開展規(guī)律。5,再結(jié)晶溫度：形變金屬在一定時間內(nèi)剛好完成再結(jié)晶的最低 溫度。6,滑移系：晶體中一個可滑移面及該面上一個滑移晶向合稱 一個滑移系。7,位錯：是晶體內(nèi)的一種線缺陷，其特點(diǎn)是沿一條線方向原子 有規(guī)律地發(fā)生錯排，這種缺陷用一線方向和一個柏氏矢量共同描述。8,二次再結(jié)晶：不規(guī)那么結(jié)晶結(jié)束后，正常長大過程被抑制而發(fā) 生的少數(shù)晶粒反常長大的現(xiàn)象。9,偏析：合金中化學(xué)成分的不均勻性。10,馬氏體相變：其過程遵循無擴(kuò)散、切變方式的相轉(zhuǎn)變。成分過冷 再結(jié)晶 空間點(diǎn)陣間隙相 成

52、分過冷 反響擴(kuò)散 連續(xù) 脫溶上坡擴(kuò)散不連續(xù)脫熔加工硬化偽共晶非均質(zhì)形核依靠外來夾雜或型壁界面所提供的異質(zhì)界面非 自發(fā)地形核，稱為異質(zhì)形核，或非均質(zhì)形核。成分過冷由固一液界面前方溶質(zhì)的再分配引起的過冷。定向凝固又稱定向結(jié)晶，是使金屬或合金在熔體中定向生長 晶體的一種工藝方法。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 。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那么只 能用于 o 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、萊氏體B、珠光體C、鐵素 體4、原子擴(kuò)散的驅(qū)動力是 。

53、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。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 o A、肖脫基缺陷B、弗蘭克爾缺陷C、線缺陷7、理想密排六 方結(jié)構(gòu)金屬的 c/a 為 o A、16B、23V(2/3) C V (2/3)8、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 o 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、l k0 b、kokel c、 kek0面心立方晶體的攣晶面是 o a、11

54、2b 110c 111 11、形成臨界晶核時體積自由能的減少只能補(bǔ)償外表能的 。 A、1/3 B、2/3 C、3/4 12、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)?直邊三角形；c、四相共晶反響平面在成份投影圖上為曲邊四邊形; d、四相反響為等溫反響。14、1以下對金屬鍵描述正確的選項(xiàng)是：A無方向性和飽和性B有方向性和飽和性C有方向性無飽和性 D無方向性有飽和性2以下對晶體與非晶體描述正確的選項(xiàng)是：A晶體有熔點(diǎn)和

55、性能的各向異性；非晶體有熔點(diǎn)和性能的各向同 性B晶體有熔點(diǎn)和性能的各向異性；非晶體沒有熔點(diǎn)，性能為各向 同性C晶體沒有熔點(diǎn)和性能的各向異性;非晶體有熔點(diǎn)，性能為各向 同性D晶體有熔點(diǎn)和性能的各向異性俳晶體也有熔點(diǎn)和性能的各向 異性3金屬的典型晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方和密排六方三種, 它們的晶胞中原子數(shù)分別為：A4； 2； 6B6； 2； 4C4； 4； 6D2； 4； 64關(guān)于間隙固溶體與間隙化合物說法正確的選項(xiàng)是：A二者在結(jié)構(gòu) 方面不同B二者力學(xué)性能相近C二者結(jié)合鍵相同D二者物理性 能相近5柏氏矢量是表示位錯特征的矢量，但它不能用于：A判斷位錯性質(zhì)B表示位錯的能量C判斷位錯反響D表示 位

56、錯密度6晶界不包括：A大角度晶界B小角度晶界C攣晶界D外表7以下對液一 固粗糙界面描述正確的選項(xiàng)是：A微觀粗糙，宏觀平整B微觀粗糙，宏 觀粗糙C微觀平整，宏觀粗糙D微觀平整，宏觀平整8能得到非晶 態(tài)合金的技術(shù)是：A定向凝固技術(shù)B尖端形核技術(shù)C急冷凝固技術(shù)D垂直提 拉技術(shù)9合金與純金屬結(jié)晶的不同點(diǎn)是：A需要過冷B需要能量起伏C需要成分起伏D需要結(jié)構(gòu)起 伏10以下不屬于Fe-Fe3C相圖中的組成相是：A鐵素體B奧氏 體C滲碳體D石墨11 Fe-Fe3c相圖的組元是：A Fe和Fe3C B Fe和C C鐵素體和Fe3C D奧氏體和Fe3C 12 隨含碳量的提高，熱軋鋼力學(xué)性能的變化規(guī)律是：A強(qiáng)度、硬

57、度升 高，塑性、韌性降低B強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性升高C強(qiáng)度先 升后降D強(qiáng)度先降后升13以下不屬于鑄錠中宏觀偏析的是：A正常偏析B枝晶偏析C反常偏析D比重偏析14晶體塑 性變形時，不能通過刃型位錯進(jìn)行：A單滑移B多滑移C交滑移 D晶體轉(zhuǎn)動15晶粒大小對金屬的性能有重要影響。晶粒越小，A金屬的強(qiáng)度越高，塑性越好B金屬的強(qiáng)度越高，塑性越差C 金屬的強(qiáng)度越低，塑性越好D金屬的強(qiáng)度越低，塑性越差16對金 屬冷沖壓成型時，有時會產(chǎn)生“制耳”，其形成原因是：A剩余應(yīng) 力B變形織構(gòu)C加工硬化D晶格畸變17用于降低冷變形金屬 中的內(nèi)應(yīng)力的方法是：A低溫回火B(yǎng)回復(fù)退火C再結(jié)晶退火D 高溫回火18在熱加工過程中

58、，一般不發(fā)生：A動態(tài)回復(fù)B動態(tài)再結(jié)晶C靜態(tài)再結(jié)晶D加工硬化19固 態(tài)相變比液一固相變困難的主要原因是：A固態(tài)相變的溫度低B固態(tài)相變時有應(yīng)變能的額外增加C固 態(tài)相變時沒有擴(kuò)散D固態(tài)相變時有界面自由能的升高20用于調(diào) 整低碳鋼的硬度和改善其切削加工性能的熱處理工藝是：A完全退 火B(yǎng)球化退火C正火D回火二、多項(xiàng)選擇題（每題1分，共20 分）1以下對金屬特性描述正確的選項(xiàng)是：A有良好的延展性B有良 好的導(dǎo)電性C有良好的導(dǎo)熱性D具有金屬光澤2以下對空間點(diǎn) 陣描述正確的選項(xiàng)是：A空間點(diǎn)陣中的點(diǎn)代表原子的中心B空間點(diǎn)陣中每一點(diǎn)周圍 的環(huán)境都相同C有無限多種D可分屬7個晶系3固溶體材料中常 見的組成相，以下描

59、述正確的選項(xiàng)是：A固溶體的結(jié)構(gòu)與溶劑相同B固溶體的溶質(zhì)原子只能占據(jù)溶 劑的間隙位置C固溶體中的原子可形成有序分布D溶質(zhì)原子的固 溶度是有限的4空位是晶體中一種典型的點(diǎn)缺陷，以下說法正確的 是：A在點(diǎn)陣中形成拉應(yīng)力場B在一定溫度下沒有一定的平衡濃 度C使電阻增大D可提高屈服強(qiáng)度5位錯是晶體中的線缺陷，實(shí) 際上位錯：A是晶體滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界B是一個管道狀缺陷區(qū)C 可以在晶體內(nèi)部中止D是一種熱力學(xué)平衡的缺陷6面缺陷包括：A外表B晶界C相界D溶質(zhì)原子7以下對金屬結(jié)晶描述正 確的是：A包括形核一長大兩個過程B溫度低于熔點(diǎn)才能進(jìn)行C需要 能量起伏D需要結(jié)構(gòu)起伏8細(xì)化金屬鑄件晶粒的方法有：A提高過冷度

60、B變質(zhì)處理C振動和攪拌D高溫慢速澆鑄9 二元相圖中有一些重要的幾何規(guī)律，主要有：A相鄰相區(qū)的相數(shù)差1B三相平衡區(qū)是一條水平線C相圖中兩條水平線之間是兩相區(qū)D單相區(qū)邊界線的延長線 應(yīng)進(jìn)入相鄰的兩相區(qū)10共晶系合金在快速冷卻條件下，可得到：A 偽共晶組織B不平衡共晶組織C離異共晶組織D包晶組織llFe-Fe3c相圖中有三條水平線，它們表示的相變是：A合晶 轉(zhuǎn)變B包晶轉(zhuǎn)變C共晶轉(zhuǎn)變D共析轉(zhuǎn)變12常見的鑄錠三區(qū)包括:A細(xì)晶區(qū)B等軸晶區(qū)C微晶區(qū)D柱狀晶區(qū)13金屬塑性變 形的主要方式有：A滑移B攀移C李生D扭折14多晶體塑性變形與單晶體塑性變形的不同之處是：A多晶體塑性變形不能以攣生的方式進(jìn)行B多晶體塑性