材料科学基础试题及答案文档格式.docx
- 文档编号:13760365
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:373.26KB
材料科学基础试题及答案文档格式.docx
《材料科学基础试题及答案文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料科学基础试题及答案文档格式.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(3);
(4)和环境因素。
3)置换式固溶体的不均匀性主要表现为和。
4)按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分,固溶体可分为和。
5)无序固溶体转变为有序固溶体时,合金性能变化的一般规律是强度和硬度,塑性,导电性。
6)间隙固溶体是,间隙化合物是。
二、问答
1、分析氢,氮,碳,硼在α-Fe和γ-Fe中形成固溶体的类型,进入点阵中的位置和固溶度大小。
已知元素的原子半径如下:
氢:
0.046nm,氮:
0.071nm,碳:
0.077nm,硼:
0.091nm,α-Fe:
0.124nm,γ-Fe:
0.126nm。
2、简述形成有序固溶体的必要条件。
第三章纯金属的凝固
1.填空
1.在液态纯金属中进行均质形核时,需要起伏和起伏。
2液态金属均质形核时,体系自由能的变化包括两部分,其中自由能是形核的阻力,是形核的动力;
临界晶核半径rK与过冷度T关系为,临界形核功GK等于。
3动态过冷度是指。
4在工厂生产条件下,过冷度增大,则临界晶核半径,金属结晶冷却速度越快,N/G比值,晶粒越。
5.获得非晶合金的基本方法是。
二、问答
1根据凝固理论,试述细化晶粒的基本途径。
2试根据凝固理论,分析通常铸锭组织的特点。
3简述液态金属结晶时,过冷度与临界晶核半径,形核功及形核率的关系。
4铜的熔点Tm=1356K,熔化热Hm=1628J/cm2,σ=177×
10-7J/cm,点阵常数a=0.3615nm。
求铜T=100时均匀形核的临界核心半径。
5:
何谓过冷,过冷度,动态过冷度,它们对结晶过程有何影响?
6根据冷却速度对金属凝固后组织的影响,现要获得微晶,非晶,亚稳相,请指出其凝固时如何控制。
7、简述纯金属凝固时润湿角θ、杂质颗粒的晶体结构和表面形态对异质形核的影响。
第四章二元合金相图与合金凝固
1.固溶体合金凝固时,除了需要结构起伏和能量起伏外,还要有起伏。
2.按液固界面微观结构,界面可分为和。
3.液态金属凝固时,粗糙界面晶体的长大机制是,光滑界面晶体的长大机制是和。
4在一般铸造条件下固溶体合金容易产生偏析,用热处理方法可以消除。
5液态金属凝固时,若温度梯度dT/dX>
0(正温度梯度下),其固、液界面呈状,dT/dX<
0时(负温度梯度下),则固、液界面为状。
6.靠近共晶点的亚共晶或过共晶合金,快冷时可能得到全部共晶组织,这称为。
7固溶体合金凝固时,溶质分布的有效分配系数ke=,当凝固速率很大时ke趋于。
8.在二元相图中,L1→α+L2叫反应,β→L+α称为转变,而反应α1—α2+β称为反应,α+β→γ称为反应。
9Fe-Fe3C相图中含碳量小于为钢,大于为铸铁;
铁碳合金室温平衡组织均由和两个基本相组成;
根据溶质原子的位置,奥氏体其晶体结构是,是固溶体,铁素体是,其晶体结构是,合金平衡结晶时,奥氏体的最大含量是;
珠光体的含碳量是,它是由和组成的两相混合物;
莱氏体的含碳量是;
在常温下,亚共析钢的平衡组织是,过共析钢的平衡组织是,亚共晶白口铸铁的平衡组织是,莱氏体的相组成物是,变态莱氏体的相组成物是,Fe3CI是从中析出的,Fe3CII是从中析出的,Fe3CIII是从中析出的,它们的含碳量为,Fe3C主要性能特点是,A共析反应后的生成物称为。
2问答
1如图4-1所示为Ni-Al相图
1)填出相图中各相区的平衡相;
2)指出图中的稳定化合物和不稳定化合物;
3)写出图中存在的恒温反应,指明反应类型;
4)指出含Ni30%(重量)的合金在平衡冷却时的相变过程,计算室温下的相组成与组织组成,并计算出其中组织组成物的百分数。
5)试说明含Ni89%(重量)的Ni-Al合金其平衡凝固与非平衡凝固后的显微组织的不同。
6)设X合金平衡凝固完毕时的组织为α(Al)初晶+(α+β)共晶,其中α初晶占80%,则此合金中Ni组元的含量是多少?
7)绘出1500时Al-Ni合金系的自由能—成分曲线示意图。
图4-1图4-2
2根据Cu-Sn相图(图4-2),Cu为fcc结构。
回答下列问题:
1)α相为何种晶体结构?
2)计算212℃时Cu-90%Sn合金在TE温度时(共晶反应前)的平衡分配系数。
3)Cu-13.47%Sn合金在正常条件下凝固后,α相的晶界上出现少量β相,其原因何在?
如何消除β相?
4)分析Cu-70%Sn合金平衡凝固过程,并计算共晶反应刚完毕时相组成物和组织组成物的相对含量。
5)画出Cu-Sn系合金在450℃时各相自由能---成分曲线示意图。
图4-3图4-4
3如图4-3为Mg-Y相图
1)填相区组成,写出相图上等温反应及Y=5%wt时的合金K在室温时的平衡组织。
2)已知Mg为hcp结构,试计算Mg晶胞的致密度;
3)指出提高合金K强度的可能方法
4)简述图中Y=10%wt之合金可能的强化方法。
4试说明纯Al和铝-铜单相固溶体结晶的异同。
5根据4-4的铁碳亚稳平衡相图回答下列问题:
1)写出下列Fe3CII含量最多的合金;
珠光体含量最多的合金;
莱氏体含量最多的合金。
2)指出此二元系中比较适合做变形合金和铸造合金的成分范围。
3)如何提高压力加工合金的强度。
4)标注平衡反应的成分及温度,写出平衡反应式。
5)分析Fe-1%C合金的平衡凝固过程,并计算室温下其中相组成物和组织组成物的百分含量,
6)分析Fe-1%C合金在亚稳冷却转变和淬火冷却转变后组织的差异。
7)根据Fe-Fe3C状态图确定下列三种钢在给定温度下的显微组织(填入表中)
含碳量
温度
显微组织
0.4
770℃停留一段时间
P+F
900℃
A+F
0.77
680℃
P
刚达到770℃
A
1.0
700℃
P+Fe3CⅡ
A+Fe3C
8)画出1200℃时各相的自由能---成分曲线示意图。
图4-5图4-6
6:
A为金属元素,B为非金属元素,形成二元相图如图4-5:
1)画出Ⅱ合金平衡冷却曲线以及平衡结晶后组织示意图,计算其室温下相组成物及组织组成物相对含量。
2)试分析不同冷却速度对下图中Ⅰ合金凝固后显微组织的影响。
3)Ⅰ合金在工业条件冷凝后如对合金进行扩散退火,应如何确定退火温度。
7:
简述典型金属凝固时,固/液界面的微观结构,长大机制,晶体在正温度梯度下、负温度梯度下成长时固/液界面的形态。
8:
根据Pb-Bi相图(图4-6)回答下列问题:
1)把空相区填上相的名称。
2)设X合金平衡凝固完毕时的相组成物为β和(Bi),其中β相占80%,则X合金中Bi组元的含量是多少?
3)设Y合金平衡凝固完毕时的组织为(Bi)初晶+[β+(Bi)]共晶,且初晶与共晶的百分含量相等,则此合金中Pb组元的含量是多少?
4)Pb-30%Bi合金非平衡凝固后室温下组织与平衡凝固组织有何不同。
第五章三元合金相图
图8
1根据Fe-C-Si的3.5%Si变温截面图(5-1),写出含0.8%C的Fe-C-Si三元合金在平衡冷却时的相变过程和1100℃时的平衡组织。
图5-1
2图5-2为Cu-Zn-Al合金室温下的等温截面和2%Al的垂直截面图,回答下列问题:
1)在图中标出X合金(Cu-30%Zn-10%Al)的成分点。
Y
2)计算Cu-20%Zn-8%Al和Cu-25%Zn-6%Al合金中室温下各相的百分含量,其中α相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al,γ相成分点为Cu-18%Zn-11.5%Al。
3)分析图中Y合金的凝固过程。
%
图5-2
3如图5-3是A-B-C三元系合金凝固时各相区,界面的投影图,A、B、C分别形成固溶体α、β、γ。
1)写出,和单变量线的三相平衡反应式。
2)写出图中的四相平衡反应式。
3)说明O合金凝固平衡凝固所发生的相变。
图5-3图5-4
4图5-4为Fe-W-C三元系的液相面投影图。
写出e1→1085℃,P1→1335℃,P2→1380℃单变量线的三相平衡反应和1700℃,1200℃,1085℃的四相平衡反应式。
I,II,III三个合金结晶过程及室温组织,选择一个合金成分其组织只有三元共晶。
5如图5-5为Fe-Cr-C系含13%Cr的变温截面
1)大致估计2Cr13不锈钢的淬火加热温度(不锈钢含碳量0.2%,含Cr量13%)
2)指出Cr13模具钢平衡凝固时的凝固过程和室温下的平衡组织(Cr13钢含碳量2%)
3)写出(1)区的三相反应及795时的四相平衡反应式。
图5-5图5-6
6如图5-6所示,固态有限溶解的三元共晶相图的浓度三角形上的投影图,试分析IV区及VI区中合金之凝固过程。
写出这个三元相图中四相反应式。
图5-7
7分析如图5-7所示的三元相图,该合金中E点成分为27Pb18Sn55Bi,γ相成分取100%Bi。
1)指出这个三元系的初晶面,写出四相平衡反应式;
2)分析该三元合金系中1,2,3,4合金平衡结晶过程;
3)要配制一个初晶为γ,具有三元共晶而无二元共晶且γ/三元共晶=0.5的合金,计算该合金的成分。
第六章空位与位错
一、名词解释
空位平衡浓度,位错,柏氏回路,P-N力,扩展位错,堆垛层错,弗兰克-瑞德位错源,
奥罗万机制,科垂耳气团,面角位错,铃木气团,多边形化
1fcc晶体中,层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错运动有何影响?
层错能对金属材料冷、热加工行为的影响如何?
2.在铝单晶体中(fcc结构),
1)位错反应→]+能否进行?
写出反应后扩展位错宽度的表达式和式中各符号的含义;
若反应前的是刃位错,则反应后的扩展位错能进行何种运动?
能在哪个晶面上进行运动?
若反应前的是螺位错,则反应后的扩展位错能进行何种运动?
2)若(1,1,1)面上有一位错,与面上的位错发生反应,如图6-1。
写出位错反应方程式,说明新位错的性质,是否可动。
3)写出(111)与(111)两个滑移面上两全位错所分解为肖克莱不全位错的两个反应式。
4)如果两扩展位错运动,当它们在两个滑移面交线AB相遇时,两领先不全位错为和,两领先位错能否发生反应,若能,求新位错柏氏矢量;
分析新形成位错为何种类型位错,能否自由滑移,对加工
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料科学 基础 试题 答案