《材料科学基础》复习提纲剖析

《材料科学基础》复习提纲

一、（共20分）名词解释（每个名词2分）

简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系

底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生

二、（共30分）简要回答下列问题

1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。

2、简述固溶体与中间相的区别。

3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。

4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。

5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。

6、简述刃型位错攀移的实质。

7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。

8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？

9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。

10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。

1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。

2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。

3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。·

4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。

5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。

6、简述刃型位错滑移的实质。

7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。

8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？

9、简述纯金属凝固的基本条件。

10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合

金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为

%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。

50% A、10%B、40%C，试计算A

初

三、（8分）A-B二元相图回答下列问题

Mg-Ni系的一个共晶反应为：507℃ L(23.5Wt.%Ni)<=>α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)

设C

1为亚共晶合金，C

2

为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的重量分数相等，但C

1

合

金中的α 总量为C

2合金中的α 总量的 2.5倍，试计算C

1

和C

2

的成分。

根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000℃和700℃，含w

B

=0.25的

合金正好在500℃完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶。和26.7%的(α+β)

共晶

组成。

而w

B ＝0.50的合金在500℃时的组织由40%的先共晶α和60%的(α+β)

共晶

组成，并且此合金

的α总量为50%。

四、铁碳相图（共16分）

1、Fe-Fe

3

C相图中三相恒温转变的类型？并写出相应的反应式。（6分）

2、分析含0.65%C的Fe-C合金的平衡凝固过程。（6分）

3、计算其室温平衡组织中相组成物和组织组成物的相对量。（4分）

1、画出Fe-Fe

3

C相图，并标出其室温下的平衡组织。（6分）

2、分析含0.9%C的Fe-C合金的平衡凝固过程。（6分）

3、计算其室温平衡组织中相组成物和组织组成物的相对量。（4分）

五、扩散问题（8分）

指出影响晶体中原子扩散的主要因素，并分析这些因素对晶体中原子扩散的影响规律。

简述扩散的驱动力？为什么二元系反应扩散后的扩散层组织中不存在两相混合区？六、强化理论（8分）

金属材料经冷加工变形后，其强度、硬度显著提高，而塑性、韧性则急剧下降，为什么？

与单晶体相比较，多晶体的塑性变形行为表现出何种特点？为什么？

第一章材料的晶体结构

概念：

简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵

空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族

晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对成称要素

置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物

简答：

简述晶体结构与空间点阵的区别。

画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向。

已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。

已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。

已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？

已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？

判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。

计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。

计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。

分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。

简述固溶体与中间相的区别。

简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。

简述影响置换固溶体溶解度的因素。

简述影响间隙固溶体溶解度的因素。

比较间隙相和间隙化合物这两种原子尺寸因素化合物的不同之处。

Mg2Si、NiAl、Cr23C6、Fe3C、Fe4N、VC、Cu3Al、CuZn3化合物中，哪些属于正常价化合物？电子浓度化合物？间隙相？

第二章晶体缺陷

概念：

空位，间隙原子、肖脱基空位、弗兰克尔空位

刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错的滑移、交滑移、攀移、双交滑移、位错的交割、扭折、割阶晶界、大角度晶界、小角度晶界、对称倾侧小角度晶界、扭转小角度晶界

简答：

指出刃型位错与螺型位错在结构方面的不同之处。

一个环形位错能否各部分均为刃型位错或螺型位错？为什么？

简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。

简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。