材料科学基础试卷及答案

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1、材料科学基础试卷(2009年1月17日)一.名词解释（4分×5题=20分）1.位错：(4分)已滑移区与未滑移区的分界部分。2.马氏体转变：(4分)同成分、不变平面切变类型的固态转变。3.晶体：(4分)质点（原子、分子或离子）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。4.形变强化：(4分)由塑性变形引起的材料强度、硬度升高的现象。5.间隙固溶体：(4分)将外来组元引入晶体结构，占据主晶相间隙位置的一部分，仍保持一个晶相，这种固溶体称为间隙固溶体。二．填空（30分，每空1分）1.一个体心立方晶胞中占有的原子数目为2。2．典型

2、金属的晶体结构有体心立方、面心立方、密排六方。3．晶界分为小角晶界、大角晶界两类，两个晶粒的位向差小于_10度，它们之间的晶界称为小角度晶界。4．相界面分为共格、半共格、非共格三大类。5．固态相变按热力学可分为一级相变、二级相变，按原子迁移方式可分为扩散型、切变型，按相变方式可分为有核相变、无核相变。6.板条马氏体显微组织是由许多成群的板条组成，亚结构为_高密度的位错_。7.马氏体是C在α-Fe中的过饱和间隙式固溶体。具有体心立方点阵。马氏体相变属于___位移型无扩散相变___相变。8．脱溶沉淀包括GP区、θ″相、θ′相、θ相

3、四个过程。9．晶体材料在力的作用下，主要表现为:线弹性变形、非线弹性变形、均匀塑性变形、非均匀塑性变形、断裂五个过程。10.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随时间变化。11.原子扩散的驱动力是浓度梯度。三、是非题（正确打√，错误打×）（每小题1分,共计10分）1、面心立方金属滑移面通常为{110}，滑移方向为<111>。（×）2、再结晶是指无畸变的等轴新晶粒逐渐取代变形新晶粒的过程。（√）3、从热力学角度看，扩散的真正推动力是由浓度梯度的不同引起的，各组元的原子总是由高浓度扩散到低浓度。（×）4、晶粒细化可以提高材料

4、的强度，同时又可以提高材料的塑性指标。（√）5、利用三元相图的垂直截面可分析给定合金在冷却过程中的相变过程，在两相区也可应用杠杆定律来计算两平衡相的相对量。（×）6、实际金属结晶过程中，形核有均匀形核和非均匀形核两种方式，由于非均匀形核所需形核功较高，所以主要以均匀形核为主。（×）7、二元合金中，固溶体结晶时，在正的温度梯度下，晶体只能以平面方式长大，不能以树枝状和胞状方式长大。（×）8、孪生是晶体难以进行滑移时，而进行的另外一种塑性变形方式。（√）9、一根位错线不能在晶体内部中断，也不能在晶体表面中断，只能在晶体内部自成封闭

5、的位错环或者和其它位错线相连接。（×）10、所有垂直于同一方向的晶面构成一个晶带。（×）四．简要回答下列问题（5分×3题=15分）1.什么叫临界晶核半径？它的物理意义？(5分)答案:临界晶核半径是指ΔG为最大值时的晶核半径。r0，晶核不能自动形成。r>rc时，ΔGv占优势，故ΔG<0，晶核可以自动形成，并可以稳定生长。2．比较刃型位错和螺型位错的异同。为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？(5分)答案:（1）相同：线缺陷、应力场、畸变能；不同：位错线与柏氏矢量的相对位向、应力场的性质、运

6、动方式。（2）螺位错的柏氏矢量与位错线平行，因此包含位错线的所有晶面都可以是螺位错的滑移面，因此当螺位错滑移受阻时，他可以在另外一个晶面上进行滑移。而刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，他的滑移面就只有由位错线和柏氏矢量构成的平面，所以他只能在这个面上滑移，故不能发生交滑移。3．比较Fe-Fe3C合金平衡冷却时Fe3C的五种存在形式的异同。(5分)答案：比较一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体形成的温度、条件、形态。五．论述题:论述珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变的相同性和相异性。（10分）答案：从以下几个方

7、面论述：形成温度、相变过程及领先相、转变时的共格性、转变时的点阵切变、转变时的扩散性、转变时碳原子扩散的大约距离、合金元素的分布、等温转变的完全性、转变产物的组织、转变产物的硬度几方面论述。六．计算题（15分）画出Fe-Fe3C相图，分析Fe-1.0%C和Fe-5.0%C两种合金的冷却相变过程，并计算两种合金在室温的组织组成和相组成。一.名词解释（4分×5题=20分）1.位错：(4分)已滑移区与未滑移区的分界部分。2.马氏体转变：(4分)同成分、不变平面切变类型的固态转变。3.晶体：(4分)质点（原子、分子或离子）以周期性重复

8、方式在三维空间作有规则的排列的固体。4.形变强化：(4分)由塑性变形引起的材料强度、硬度升高的现象。5.间隙固溶体：(4分)将外来组元引入晶体结构，占据主晶相间隙位置的一部分，仍保持一个晶相，这种固溶体称为间隙固溶体。二．填空（30分，每空1分）1.一个体心立方晶胞中占有的原