材料科学基础期末考试.docx
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材料科学基础期末考试
《材料科学基础》考试试卷(第一套)
课程号
6706601060
考试时间
120
分钟
适用专业年级(方向):
材料科学与工程专业2006级
考试方式及要求:
闭卷考试
题 号
一
二
三
四
五
六
总分
得 分
阅卷人
一、名词解释(简短解释,每题2分,共20分)
空间点阵
线缺陷
吸附
渗碳体组织
固态相变
稳态扩散
形核率
调幅分解
霍尔-配奇方程
平衡凝固
二、选择题(只有一个正确答案,每题1分,共10分)
1、弯曲表面的附加压力△P总是()曲面的曲率中心。
A.指向B.背向C.平行 D.垂直
2、润湿的过程是体系吉布斯自由能()的过程。
A.升高B.降低C.不变 D.变化无规律
3、一级相变的特点是,相变发生时,两平衡相的()相等,但其一阶偏微分不相等。
A.熵B.体积C.化学势D.热容
4、固溶体合金的凝固是在变温下完成的,形成于一定温度区间,所以在平衡凝固条件下所得到的固溶体晶粒()
A.成分内外不均匀B.不同温度下形成的各晶粒成分是不同的
C.晶粒内外,晶粒形成不分先后,同母液成分是一致的
5、强化金属材料的各种手段,考虑的出发点都在于()
A.制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍
B.使位错增殖C.使位错适当的减少
6、既能提高金属的强度,又能降低其脆性的手段是()
A.加工硬化B.固溶强化C.晶粒细化
7、根据显微观察,固液界面有两种形式,即粗糙界面与光滑界面,区分两种界面的依据是值大小()
A.α<=2为光滑界面B.α>=1为光滑界面C.α>=5为光滑界面
8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行,这是因为()
A.碳在奥氏体中的扩散系数比在铁素体中大
B.碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中大
C.碳在奥氏体中的扩散激活能比在铁素体中小
9、界面能最低的相界面是()
A.共格界面B.孪晶界C.小角度晶界
10、铁碳合金组织中的三次渗碳体来自于()
A.奥氏体;B.铁素体;C.二次渗碳体
三、简述题(每题4分,共20分)
1、固-固相变与液-固相变有什么区别。
2、为什么非均匀形核比均匀形核更容易?
3、解释回复的定义,回复阶段具有哪些特点?
4、分析影响晶界迁移率的主要因素。
5、写出立方晶系的{321}晶面族和﹤112﹥晶向族中的全部等价晶面和晶向的具体指数。
四、请画出片状马氏体显微组织示意图。
(5分)
五、请写出面心立方、体心立方、密排六方金属晶体中密排面上单位位错的柏氏矢量。
(5分)
六、综合题(40分)
1、试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。
(10分)
2、请分别计算面心立方晶体(fcc)中(100)、(110)、(111)晶面的面密度。
假设晶胞点阵常数为a。
(10分)(在一个晶胞内计算,面密度指面上所含原子个数与该面面积比值)
3、有一70MPa应力作用在fcc晶体的[001]方向上,求作用在(111)[10
]和(111)[
10]滑移系上的分切应力。
(10分)
4、假定均匀形核时形成边长为a的立方体形晶核,单位体积吉布斯自由能为ΔGv,单位面积界面能为σ。
(10分)
①求临界晶核边长。
②求临界晶核形成功。
③求临界晶核形成功与界面能的关系。
《材料科学基础》试题六
A卷
1.画出面心立方中的最密排晶面、晶向,并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向(必须标明坐标系)(5分)
2.解释什么是组织组成与相组成,根据Pb-Bi相图回答下列问题:
(15分)
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?
Pb-42%Bi合金非平衡凝固后得到何种非平衡组织?
3.如图所示的三元相图的投影图:
(10分)
写出这个三元系的四相平衡反应式;指出这个三元系中1合金的成分并分析其结晶过程;
4.固溶体合金的性能与纯金属比较有何变化?
(5分)
5.位错对材料性能有何影响。
(10分)
6.解释大角晶界,晶界非平衡偏聚。
晶界能对材料性能有何影响?
(10分)
7.解释滑移与孪生,写出FCC单晶体的一个滑移系,如何解释多相固溶体合金中弥散第二相对材料的强化?
变形后金属组织与性能变化如何?
(15分)
9.什么是再结晶织构与再结晶全图,冷变形金属在加热时进行回复与再结晶后晶粒长大的驱动力是什么,铜的熔点为1083℃,在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样,第一个试样加热到200℃,第二个试样加热到500℃,第三个试样加热到800℃,各保温一小时,然后空冷。
试画出各试样热处理后的显微组织示意图,说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。
(20分)
10.固体材料中原子扩散驱动力是什么,温度、晶体结构、晶体缺陷对扩散有何影响?
(10分)
B卷
1.画出体心立方中的最密排晶面、晶向,并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向(必须标明坐标系)(5分)
2.解释什么是伪共晶和离异共晶,根据Pb-Bi相图回答下列问题:
(15分)
设X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?
Pb-30%Bi合金非平衡凝固后得到何种组织?
3.分析如图所示的三元相图:
(10分)
写出这个三元系的四相平衡反应式;指出这个三元系中2合金的成分并分析其结晶过程;
4.比较金属间化合物与纯金属性能有什么区别?
(5分)
5.位错对材料性能有何影响?
(10分)
6.解释小角晶界,晶界平衡偏聚。
晶界能对材料性能有何影响?
(10分)
7.解释多晶体在冷塑性变形中的相对单晶体的变形特点,写出BCC单晶体的一个滑移系,如何解释多相固溶体合金中弥散第二相对材料的强化?
变形后金属组织与性能变化,(15分)
8.解释再结晶全图与热加工,冷变形金属在加热时进行回复与再结晶后晶粒长大的驱动力是什么?
铜的熔点为1083℃,在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样,第一个试样加热到200,第二个试样加热到500℃,第三个试样加热到800℃,各保温一小时,然后空冷。
试画出各试样热处理后的显微组织示意图,说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。
(20分)
9.固体材料中原子反应扩散是什么,温度、晶体结构、晶体缺陷对扩散有何影响?
(10分)
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