材料学基础试题Word下载.docx
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8.由g-Fe转变为a-Fe时,原子半径增大(),发生体积膨胀()。
9.Fcc和bcc结构中的八面体间隙均为正八面体。
10.空间点阵中每个阵点周围具有等同的环境。
11.在有序固溶体中,异类原子结合力小于同类原子结合力。
12.所有金属间化合物都能提高合金的强度。
13.Nb的原子半径为1.47A,C原子半径为0.77A,则NbC为间隙化合物()
14.纯金属发生同素异性转变将产生成分和有序度方面的改变。
15.与固溶体相比,金属间化合物具有高硬度低塑性。
16、纯金属中含有少量杂质在热力学上是稳定的。
17、柏氏矢量(b)的方向表示它与位错线的取向和位错的性质()。
18、螺型位错同刃型位错一样都存在多余半原子面。
19、刃型位错与螺型位错均可产生交滑移。
20、临界半径rK大小仅与过冷度有关。
21、液态金属凝固时,临界晶核半径与过冷度成反比。
22、在液态金属中形成临界晶核时,体系自由能的变化为零。
23、湿润角q=180度时,异质形核最容易进行。
24、从非均匀形核计算公式:
A非均匀=A均匀(2-3cosq+cos3q)/4看出当q=00时,固相杂质相当于现成的大晶核。
25、理论凝固温度与固/液界面处温度之差,称为动态过冷度。
26、动态过冷度是指结晶过程中实际液相温度熔点之差。
27、液态金属结晶时,其临界晶粒半径rK是不变的恒定值。
28、固溶体合金形核比纯金属形核难。
29、产生新相,其总自由能一定要比母相低才能发生。
( )
30、在一定温度下二元合金中存在二相平衡条件是a相和b相有相同的自由能。
31、晶粒之间化学成分不均匀的现象,称为枝晶偏析。
32、晶内偏析可通过均匀化退火消除。
33、存在晶内偏析的固溶体相由于其晶粒内各处成分不同,所以不能看成一个相。
34、任何合金的不平衡结晶总是先结晶的固溶体晶粒含高熔点组元多,而后结晶的固溶体枝晶含低熔点组元多。
35、伪共晶区往往偏向晶格简单粗糙界面一边。
36、离异共晶只能在非平衡条件下产生。
37、扩散退火可消除宏观偏析。
38、二元合金中的稳定化合物有一定熔点,在熔点以下不发生分解();
不稳定化合物都是共析反应的生成物。
39、在二元合金中,铸造性能最好的是共晶合金。
40、固溶体合金凝固时,在正温度梯度下晶体也可能以树枝晶长大。
41、低碳钢组织中铁素体相对量随C%增加而减少,珠光体相对量则增加。
42、莱氏体和变态莱氏体存在的温度范围不同(),除此之外,二者无其他差别()。
43、铸铁平衡结晶过程只有共晶转变而没有共析转变。
44、Fe-Fe3C相图中,含碳量低于0.0218%的合金平衡结晶组织中才有三次Fe3C存在。
45、铁素体与奥氏体的根本区别在于溶碳量不同,铁素体少而奥氏体多。
46、晶体的滑移和孪生都是位错运动的结果。
47、孪生开始时所需要的临界分切应力比滑移的临界分切应力小()。
48、某滑移系的取向因子越大,其临界分切应力也越大()。
49、滑移面两边晶体的位向一致()
50、金属材料中的织构都是有害的()。
51、金属中残余应力多数情况下是有害的。
52、第二相含量越多,半径越小,则对晶界迁移阻力越大。
53、再结晶过程经过形核与长大,因此也是相变过程。
54、固态下无相变金属与合金只能采用重熔办法改变其晶粒度。
55、所有金属热加工时都会发生动态再结晶。
56、经冷变形成型的纯铜火炉,即使长期加热使用也不会发生任何变化。
57、动态回复和动态再结晶都起提高金属热加工延性的作用()
58、所有金属在常温进行塑性变形都属于冷加工()
59、金属在回复过程中会发生位错的攀移。
60、铝合金热处理也是基于铝具有同素异构转变。
61、LF21是防锈铝合金,可用冷压力加工或淬火、时效来提高强度。
62、ZL109是铝硅合金,其中还含有少量的合金元素,可用热处理来
强化,常用于制造发动机的活塞。
63、LY12的耐蚀性比纯铝、防锈铝都好。
64、H70的组织为α+β',具有较高的强度、较低的塑性。
65、GCr15轴承钢球化退火只是为了消除内应力()
66、45号钢完全退火是为了消除网状渗碳体()
67、一般过共析钢不可采用完全退火()
68、正火是为了消除网状渗碳体()
69、淬火是为了得到马氏体()
70、淬火后高温回火是调质处理()
71、水做冷却介质比油好()
72、表面热处理有表面淬火和化学热处理组成()
73、碳素工具钢进热处理后具有较好的强度和韧性,但热硬性不高,不能用作热作模具。
()
74、合金元素加入奥氏体中后,均能增加奥氏体的稳定性()
75、高合金钢材淬火后经回火处理,其硬度缓慢下降()
76、马氏体转变的Ms和Mf线均随奥氏体含碳量的增加而上升。
77、为了减少淬火工具和淬火介质的温差,可在4Cr5MoSiV1工具钢进入淬火介质前,先放入冷水
中一段时间,这种方法较“预冷淬火法”。
78、与普通低碳钢相比,在相同碳含量下,合金钢的淬火变形和开裂现象较少。
79、Q235齿轮轴钢的热处理工艺是调质,处理后得回火索氏体组织,()
80、碳钢和低合金钢焊后采用高温回火处理,其热处理温度为580~650℃()
3、填空(25分,每空0.5分)
1、bcc结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______致密度为__________;
。
2、空间点阵只可能有________种,铝晶体属于_________点阵。
Al的晶体结构是__________,a-Fe的晶体结构是_________。
Mg的晶体结构是___________,
3、工业多晶体金属不呈现性能的各向异性,其原因是__________________。
晶体和非晶体的区别为__________和___________。
4、纯铁冷却时在912e发生同素异晶转变是从_______结构转变为______结构。
体积______
5、原子排列最密的晶面,其面间距______________(最大或最小)。
6、C原子半径为0.77A,Cr的原子半径为1.28A,则Cr23C6是____________化合物
7、随着溶质浓度的增大,单相固溶体合金的强度______________,塑性______________,导电性____________。
8、按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分,固溶体可分为_________和_________。
9、影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是:
(1)_______________________;
(2)___________________________;
(3)_______________________;
(4)___________________________和环境因素。
10、钢中Fe3C相结构为________________,黄铜中CuZn相结构为________________。
11、界面能最低的相界是()A共格界面B小角度晶界C孪晶界
12、空位是热力学_______________的缺陷,而位错是热力学_____________的缺陷。
(稳定或不稳定)。
13、位错常分为__________和______________两种位错。
14、在外加应力作用下,当位错在晶体中滑动时,刃型位错的运动方向与柏氏矢量b_____________,与t________________________,与位错线________________。
15、在液态金属中进行均质形核时,需要________起伏和___________起伏。
16、液态金属凝固时,均质形核的条件是:
(1)_________________________________;
(2)_______________________________,(3)___________________________________。
17、细化铸锭晶粒的基本方法是:
(1)_______________________,
(2)____________________,(3)___________________________。
18、形成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能的________。
19、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,__________自由能是形核的动力;
临界晶核半径rK与过冷度vT呈_________关系,临界形核功vGK等于_____________。
20、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___。
21、相律表达式为_____________________________。
22、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。
23、按液固界面微观结构,界面可分为__________________和____________________。
24、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_______________。
25、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。
26、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。
27、在二元相图中,L1→a+L2叫_____________反应,b→L+a称为__________转变,而反应a1—a2+b称为___________反应,a+b®
g称为___________反应。
29、Fe-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;
珠光体是由____________和________组成的两相混合物;
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_______________________。
30、面心的铝合金滑移系有__________个,镁合金的滑移系有________个,其塑性变形能力也较____(好或差)。
31金属材料的性能出现方向性,可能时由下列组织结构产生,__________________,________________,____________________。
32锌合金冷变形时容易发生___(孪生或滑移),发生均匀切变的那个晶面称为_____________。
33、单晶体试样拉伸时,其滑移面向着与拉伸轴_________的方向转动,压缩时滑移面朝着与压力轴___________的方向转动。
(平行或垂直)
34、多晶体塑性变形时,由于___________和___________的影响,其变形阻力比单晶体大。
35、在室温条件下进行塑性变形时,铅中易出现_________________。
36、多晶体塑性变形主要特点是:
___________________和_________________________
37、滑移系的取向因子等于零时,则为____________。
(软取向或硬取向)
38、硬性第二相对金属材料强韧性较为有利的形态和分布是________。
A呈网状分布在基体相的晶界上B以细小点状分布在基体上
C呈针状或片状分布在基体上
39、再结晶全图是表示______________,_____________与_______________关系的立体图。
40、金属板材深冲时,形成制耳是由于__________________________________。
41、宏观内应力可通过___________退火基本消除,而微观内应力必通过____________退火才能完全消除。
42、通常根据_________________温度来划分冷加工和热加工。
43、再结晶的驱动力是_________,再结晶后晶粒长大的驱动力是_________________________。
44、消除加工硬化的热处理方法是________________________。
45、常温下多晶体金属材料的屈服强度与晶粒直径之间的关系式бs=。
46、马氏体通常有_____和_____两种组织形态,它们的亚结构分别_____和_____,它们的形成原因主要与_____有关
47、铝合金热处理是首先进行______处理,获得______组织;
然后经_________过程使其强度、硬度明
显提高。
48、钢的淬透性越高,说明临界冷却速度越____
49、对于过热钢件,进行一次____或____,然后再按工艺规程进行淬火,便可以纠正过热
组织。
50、H62黄铜制品为防止应力腐蚀开裂,通常应用_____________的方法处理。
51、含W、Cr、Mo等合金元素较高的钢在回火冷却过程中,残余奥氏体转变为______,淬火钢的硬度______,这种现象称为______。
52、按原子扩散情况来分,马氏体转变属______转变,而珠光体转变属_______________转变。
53、钢的淬硬性主要取决于____,而钢的淬透性主要取决于____________。
54、钢材冶炼过程中添加__元素可以除去S杂质,添加元素_____可以除去P杂质。
55、20CrMnTi中的Ti元素的作用为______________。
56、2012(Al-Cu-Mg)铝合金时效过程中的先析出的为________相,随后析出_______相,最后析出_______相。
四、选择题(12分,每题1分)
1、晶体结构和空间点阵之间的关系为:
。
a空间点阵和晶体结构没有关系;
b空间点阵反映晶体结构中质点排列的周期规律性;
c空间点阵等同于实际晶体结构;
d空间点阵的结点就是晶体结构中的原子
2、当Cu-Au合金中两组元的原子数之比为1:
1时,在缓慢冷却条件下,Cu-Au合金可转变为:
a有序固溶体b无序固溶体
3.钨(W)的原子半径为1.41A,碳的原子半径为0.77A,则WC为________
A间隙固溶体,B间隙相,C间隙化合物
4、a-Co为hcp结构,b-Co为FCC结构,则Fe-Co无限固溶体为_____________结构。
AFCC,BBCC,Chcp
5、按照晶体结构,可将合金相分为______。
a共价键化合物和原子键化合物b离子晶体和原子晶体
c固溶体和化合物d置换固溶体和间隙固溶体
6、某一纯金属凝固时的形核功为△G*,其临界晶核界面能为△G(γ*A),则G*和△G的关系为:
a△G=3△G*b△G=1/3△G*c△G=△G*d△G=2△G*
7、晶界属于______A点缺陷;
b面缺陷;
c线缺陷
8、影响固溶度的主要因素有______
A溶质和溶剂原子的原子半径差
B溶质和溶剂原子的电复性差
C溶质元素的原子价
D电子浓度
9、较大的铸件一般是通过()进行细化晶粒的
A增大过冷度;
b降低冷却速度;
c变质处理。
10、要得到细小的层片状共晶组织,必须_______。
A增大过冷度B降低凝固速度C降低两相间的界面能
11、铸锭凝固后的常规缺陷有:
_____a缩孔b气泡c偏析d过烧
12、有枝晶偏析的铜镍合金,___________
A枝干富Cu,枝间富Ni
B枝干富Ni,枝间富Cu
C枝干和枝间都富Cu
13、铁碳合金中的Fe3CII是从_______中析出来的。
A液相B奥氏体C铁素体D珠光体
14、Fe3CII含量最多的是________。
AFe-0.0218%C合金BFe-0.77%C合金
CFe-2.11%C合金DFe-6.69%C合金
15、亚共析钢于两相区长时加热,()变成单相奥氏体。
A能B不能
16、晶体中点缺陷的存在,使电阻________。
A增大B减小C不变
17、冷加工金属回复时位错()
A大量消失B增殖C重排
18、界面能最低的相界是()
A共格界面B小角度晶界C孪晶界
19、孪生是金属塑性变形的另一种常见方式,以下描述中不是孪生特点的有()
a;
孪生所需临界应力远高于滑移时的临界切应力;
b孪生是一种切变过程
c孪生改变了晶体的位向,有利于金属塑性变形;
d密排六方的金属其对称性高,很少发生孪生;
20、钴冷却到1120℃时由面心立方晶格(fcc)转变成理想的密排六方晶格(hcp),则单位质量的钴发生上述转变时其体积()
①将膨胀;
②将收缩;
③不发生变化;
④不能确定
21、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是()。
A、C曲线B、铁碳相图C、钢的Ms线
22、在低温和常温下,单晶体的塑性变形主要通过()方式进行。
(A)滑移(B)扭折(C)孪生
23、铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时,则固态显微组织主要为。
(A)树枝晶(B)等轴晶(C)球晶
24、非均匀形核所需要的过冷度是均匀形核的()
A2倍;
B0.2倍;
C0.02倍
25、渗碳体是一种()
A间隙相;
B金属化合物;
C间隙化合物D固溶体
26、对于平衡状态下的亚共析钢,随着含碳量的增加,其
A.硬度,强度均升高B。
硬度下降,塑性升高
C.塑性,韧性均下降D。
强度塑性均不变
27、含碳量1%的碳钢平衡结晶到室温,则在室温下该合金中
A相组成物为铁素体和渗碳体B。
组织组成物是铁素体和二次渗碳体
C珠光体含量为96%D铁素体总含量为85%
28、为获得细小的晶粒的铝合金,可采用如下工艺
A固溶处理B变质处理C调质处理D冷变形和中间退火
29、经冷变形的金属随后加热到一定温度将会发生回复再结晶,这是一个
A低位错密度的晶粒取代高位错密度的晶粒的过程
B也是一个形核和长大的过程
C是一个典型的固态相变的过程
D也是重结晶过程
30、15Cr2Ni3MoW钢是一种下贝氏体钢,它的组织可能是
A含碳量饱和的单相铁素体B呈现竹叶状
C呈现羽毛状D含碳过饱和的片状铁素体和碳化物组成的复相组织
31铸铁和碳钢的主要区别在于组织中是否有
A渗碳体B珠光体C铁素体D莱氏体
32通常情况下,随回火温度的升高,淬火钢的
A强度下降B硬度下降C塑性提高D韧性基本不变
33、具有光滑界面的物质在负的温度梯度下长大时
A以二维晶核方式长大
B以螺旋方式长大
C以垂直方式长大
D呈现树枝状结晶
34、马氏体具有高强度的原因
A固溶强化B相变强化C时效强化D细晶强化
35、液体纯金属结晶时,()越大,结晶后的晶粒越细小
A形核率N;
b长大率Gc比值N/Gd比值G/N
36、高温回复阶段,金属中的亚结构发生变化时,()
A位错发生塞集;
b形成位错缠结;
c韧性位错通过攀移和滑移构成亚晶界
37、根据珠光体片间距的大小将珠光体分为三种,在550~600℃范围形成的珠光体类组织我们称为a上贝氏体b索氏体c马氏体d莱氏体e魏氏体f屈氏体
38、根据原子在相界面上的排列,可以把相界面分为:
a共格界面b半共格界面c小角度晶界d非共格界面E大角度晶界
39Al-Cu合金时效过程中的脱溶沉淀分为以下几个阶段(请按时间先后顺序填写):
aθ相形成bθ″相cGP区的形成dθˊ相形成
五、作图题(4分)
1、画出以下密勒指数的晶面和晶向
a(001)与【210】b(110)与【111】c(321)与【236】
2.试标定下列两个晶胞的晶向(A,B,C,D)与晶面(A,B,C)
3、立方晶系中1、(203)和【1-2-1】;
2.(321)和[-236];
3(221)与[1-22]
六综合题(每题10-15分)
1、
(1)正常情况下,一个铸锭(k0<
1)中溶质原子在锭子边缘和心部哪个地方高?
为什么?
(2)如果结晶的合金(固溶体)的两相区域很大,它的宏观偏析会大点还是会小点?
3)如果在凝固时,液体有强烈的对流并有搅拌,凝固后,其宏观偏析会加强还是减弱?
(4)从工业生产角度看,这类偏析可以消除或降低吗?
如何做?
(12分)
2、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题:
(12分)
1、说明α相和η相的晶体结构类型;
2、写出图中各水平线的平衡反应式(注明反应时的温度);
3、画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能-成分曲线示意图;
4、计算Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数;
5、说明Cu-35%Zn合金非平衡凝固时,枝晶偏析是否严重,为什么?
3、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。
一楔形板材经冷轧后得到厚度均匀的板材,若将该板材加热到略高于再结晶温度以上退火,试
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