大学材料学院 材料科学与工程试卷及答案.doc

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1、福州大学材料学院材料科学与工程专业（班）2年级材料科学基础课程2005—2006学年第2学期（A）卷期末考试题（120分钟）考生姓名学号考试时间2006年7月5日题号得分分数主考教师：阅卷教师：一、名词解释（18分，每个3分）1．晶体缺陷2．反应扩散3．非均匀形核4．伪共晶5．成分过冷6．再结晶二、填空（22分，第10题每个2分，其余每个1分）1．空位平衡浓度的数学表达式是。温度越高，空位浓度越。2．位错可以滑移和攀移，位错可以交滑移。3．扩散的驱动力是。4．相律的数学表达式为。5．金属凝固的驱动力是，阻力是。6．写出Hall－Patch公式：。7．面心立方晶体的滑移面为，滑移方向为，孪

2、生面为，孪生方向为。8．Fe－C合金中从奥氏体中析出的渗碳体称为，从铁素体中析出的渗碳体称为。第一页，共3页9．下图为A-B-C三元共晶投影图，合金n1,n2,n3的室温组织分别为：，，。10．位错反应的条件是：1），2）。三、问答题（60分）（6、7两题任选一题）1．分析实际晶体强度低于理论强度的原因。提高晶体强度的原则是什么？具体的方法有哪些？其中哪些方法可以提高纯金属的强度？2．10钢（含碳0.1%）在930℃渗碳，渗层厚度定义为从表面测量至碳含量为0.3%的位置，求渗层厚度和时间的关系式。[表面碳浓度达到碳在奥氏体中的饱和值Cs=1.3%，此时，]3．根据下图所示的二元合金相图，

3、指出：1）各水平线的反应类型。2）分析合金I、II的冷却过程，画出冷却曲线，指出室温时组织组成物和相组成物。第二页，共3页4．A－B合金相图如下所示。某课题组有很多含B40％的A－B合金。因研究急需少量纯共晶合金（含B60％），请设计一种实验方案，利用现有的合金制备这种纯共晶合金。5．有一70MPa应力作用在fcc晶体的方向上，求作用在和滑移系上的分切应力。（以下两题，任选一题）6．塑性变形对金属组织结构和性能有何影响？如何消除这些影响？7．将一契型铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制，如下图所示。1）画出此铜片经完全再结晶后沿片长度方向晶粒大小变化的示意图。并说明原因。2）如果在较低温度退火

4、，何处先发生再结晶？为什么？第三页，共3页标准答案及评分标准（A卷）一、名词解释（每个3分）1．晶体中微区原子排列不规则或不完整。2．伴随有新相形成的扩散。3．晶胚依附在其它基体表面形成核心。4．共晶点附近非共晶成分的合金非平衡凝固后得到的共晶组织。5．合金凝固时在液－固界面前沿，由溶质重新分布引起的过冷。6．在塑性变形组织加热过程中，形成新的等轴晶粒取代变形组织的过程。二、填空（22分，第10题每个2分，其余每个1分）1．，高2．刃型位错，螺型位错3．化学位梯度4．，（恒压）5．液相与固相体积自有能差，固相与液相界面能6．7．{111},<110>8.(111),[112],9.二次渗

5、碳体，三次渗碳体10．A+(A+B+C),B+(B+C)+(A+B+C),(A+B+C)11.1）几何条件：反应后各位错柏氏矢量之和等于反应前各位错柏氏矢量之和2）能量条件：反应后各位错的总能量应小于反应前各位错能量之和三、问答题（每体10分）1．1）实际晶体存在位错，位错在晶体中逐步运动所需的应力比整体刚性滑移低得多。（2分）2）阻碍位错的萌生和运动，或制备不含位错的晶体（2分）3）固溶强化，细晶强化，弥散相强化（沉淀相强化），加工硬化（应变强化）（每个1分）4）加工硬化，细晶强化（2分）2．将有关数据代入得（5分）（3分）（1分）（mm）（1分）3．1）包晶转变（1分）共晶转变（1分

6、）2）冷却过程：I合金：1－2L→，2，3－4，4－5，5－6（1分）室温组织：，（1分）组成相（1分）II合金：2－3，3，3以下不变（1分）室温组织：（1分）组成相（1分）冷却曲线：（各1分）4．合金的小于1，合金熔化后在瓷舟中从一端开始凝固，先凝固为α固溶体，剩余液体溶质浓度不断升高，使溶质完全混合，当剩余液体溶质浓度达到共晶成分60％时，剩余液体同时发生共晶转变，瓷舟后面的固体即为（α＋β）共晶，将α固溶体切除，即得（α＋β）共晶。5．（2分）1）对，MPa（4分）2）对，（4分）6．1）晶粒内部出现大量的滑移带或孪晶带（2分）晶粒沿变形方向伸长位错密度升高，不均匀分布－缠结－逐

7、渐形成胞状亚结构2)加工硬化（6分）电阻率增高形变织构残余应力3）回复再结晶（2分）7．1）最左端a未变形，晶粒不变，从b开始变形，临界变形量，再结晶后晶粒特别粗大，再往右，变形量增大，再结晶后晶粒越细。（图3分，说明3分）2)最右端先发生，因为变形量最大。（4分）