材料科学基础试题
材料科学基础试卷(带答案)

材料科学基础试卷(一)一、概念辨析题(说明下列各组概念的异同。
任选六题,每小题3分,共18分)1 晶体结构与空间点阵2 热加工与冷加工3 上坡扩散与下坡扩散4 间隙固溶体与间隙化合物5 相与组织6 交滑移与多滑移7 金属键与共价键8 全位错与不全位错9 共晶转变与共析转变二、画图题(任选两题。
每题6分,共12分)1 在一个简单立方晶胞内画出[010]、[120]、[210]晶向和(110)、(112)晶面。
2 画出成分过冷形成原理示意图(至少画出三个图)。
3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。
4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线,用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。
三、简答题(任选6题,回答要点。
每题5分,共30 分)1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些?2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。
3 二元相图中有哪些几何规律?4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型?5 材料结晶的必要条件有哪些?6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些?7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。
8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系?9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么?10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷,为什么?四、分析题(任选1题。
10分)1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后,组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。
2 由扩散第二定律推导出第一定律,并说明它们各自的适用条件。
3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。
五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].(15分)(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.(2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.(3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.(4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?(5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力,试确定单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。
材料科学基础试题及答案

第一章 原子排列与晶体结构1. fcc 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 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,把原子视为刚性球时,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ;bcc 结构的密排方向是 ,密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ;hcp 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 ,配位数是 ,,晶胞中原子数为 ,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 。
2. Al 的点阵常数为0.4049nm ,其结构原子体积是 ,每个晶胞中八面体间隙数为 ,四面体间隙数为 。
3. 纯铁冷却时在912ε 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构,配位数 ,致密度降低 ,晶体体积 ,原子半径发生 。
4. 在面心立方晶胞中画出)(211晶面和]211[晶向,指出﹤110﹥中位于(111)平面上的方向。
在hcp 晶胞的(0001)面上标出)(0121晶面和]0121[晶向。
5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。
6 在铅的(100)平面上,1mm 2有多少原子?已知铅为fcc 面心立方结构,其原子半径R=0.175×10-6mm 。
第二章 合金相结构一、 填空1) 随着溶质浓度的增大,单相固溶体合金的强度 ,塑性 ,导电性 ,形成间隙固溶体时,固溶体的点阵常数 。
2) 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。
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。
材料科学基础考试试题

材料科学基础考试试题(正文内容开始)第一部分:选择题1.下列哪种材料具有最高的热导率?a) 金属b) 聚合物c) 陶瓷d) 电解质2.以下哪些物理性质不属于金属材料的特点?a) 良好的导电性b) 高的熔点c) 可塑性d) 非晶态结构3.聚合物材料的优点包括哪些?a) 重量轻b) 高强度c) 耐腐蚀性d) 良好的电绝缘性4.在材料的固体溶质团簇中,溶质原子的半径大于或接近于溶剂原子的半径时属于哪种固溶体?a) 固溶体b) 不完全固溶体c) 具有间隙的固溶体d) 多元互溶体5.下列哪种材料具有最高的硬度?a) 钢b) 铝c) 橡胶d) 钻石第二部分:填空题1. 镍属于哪一类元素?__________2. 下列哪种热处理方法广泛用于提高钢的硬度和强度?__________3. 金属的塑性通过__________来衡量。
4. 聚合物材料的结构单元是由__________和__________构成的。
5. 下列哪种金属常用于制备高温合金?__________第三部分:简答题1. 简述淬火的过程,并解释其对材料性能的影响。
2. 解释金属腐蚀的原因,并提出几种常用的防腐蚀方法。
3. 什么是晶体缺陷?简要描述一些常见的晶体缺陷类型。
4. 解释材料的拉伸性能,并提及一些常用的材料测试方法。
5. 介绍聚合物材料的分类和应用领域。
第四部分:综合题1. 请列举出金属、聚合物和陶瓷材料各自的优缺点,并简要说明它们在实际应用中的常见用途。
(正文部分结束)根据题目要求,本文按题型分成了选择题、填空题、简答题和综合题四个部分进行论述。
每个部分的题目和问题都清晰地呈现出来,并按照文本排版的要求整洁美观地展示出来。
同时,每个部分都有相应的正文回答,语句通顺、流畅,不影响阅读体验。
文章在不使用“小节一”、“小标题”等词语的前提下,合理地划分了不同的题型部分,并根据每个部分的特点采用了相应的格式进行回答。
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材料科学基础期末试题及答案

材料科学基础期末试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,下列哪项不是材料的基本性质?A. 强度B. 硬度C. 导电性D. 可塑性答案:D2. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行?A. 位错运动B. 晶界迁移C. 扩散D. 相变答案:A3. 陶瓷材料的主要特性是什么?A. 高导电性B. 高塑性C. 高硬度和低热膨胀系数D. 高韧性答案:C4. 以下哪种合金的制备方法不属于固溶合金?A. 钢B. 黄铜C. 铝合金D. 马氏体不锈钢答案:D5. 玻璃材料的主要成分通常是什么?A. 硅酸盐B. 氧化物C. 碳化物D. 氮化物答案:A二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答:材料的疲劳现象是指在低于材料屈服强度的循环载荷作用下,材料发生损伤并最终导致断裂的现象。
影响疲劳的因素包括应力幅度、循环次数、材料的微观结构、环境条件等。
2. 描述金属的腐蚀过程及其防护措施。
答:金属的腐蚀是金属与周围环境发生化学反应,导致材料性能下降的过程。
常见的腐蚀类型有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防护措施包括使用耐腐蚀材料、涂层保护、阴极保护等。
3. 解释什么是相变以及它在材料科学中的重要性。
答:相变是指材料在外界条件(如温度、压力)变化下,从一种相态转变为另一种相态的过程。
相变对材料的物理性能和化学性能有重要影响,如钢的淬火和回火过程就是通过相变来改变其微观结构和宏观性能。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 给定一个金属棒,其长度为L,截面积为A,材料的杨氏模量为E。
当施加一个力F时,金属棒发生弹性变形,求金属棒的伸长量ΔL。
答:根据胡克定律,ΔL = F * L / (A * E)。
2. 假设一个立方体材料样品在三个正交方向上受到相同的应力σ。
如果材料的泊松比为ν,求该立方体样品在三个方向上的应变ε。
答:根据材料力学的一般关系,εx = εy = εz = σ / E,其中E是杨氏模量。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第一套试题

武汉理工大学《材料科学基础》考试试题第一套试卷一、填空题(共20分,每个空1分)1、村料科学要解决的问题就是研究材料的()与()、()、材料性质、使用性能以及环境间相互关系及制约规律。
2、晶体结构指晶体中原子或分子的排列情况,由()+()而构成。
晶体结构的形式是无限多的。
3、热缺陷是由热起伏的原因所产生的,()缺陷是指点离开正常的个点后进入到晶格间隙位置,其特征是空位和间隙质点成对出现:而()缺陷是指点有表面位置迁移到新表面位置,在晶体表面形成新的一层,向时在晶体内部留下空位。
4、硅酸盐熔体随着温度升高,低聚物浓度(),熔体的粘度()。
5、玻璃的料性是指玻璃的()变化时()随之变化的速率6、固体的表面粗糙化后,原来能润湿的液体,接触角将(),原来不能润湿的液体,接触角将()。
7、克肯达尔(Kirkendall)效应说明了互扩算过程中各组元的()不同以及置换型扩散的()机制。
8、按照相变机理可以将相变分成()、()、乃氏体相变和有序-无序转变9、晶体长大时,当析出晶体与熔体组成相同时,晶体长大速率由()控制,当析出晶体与熔体组成不同时,晶体长大速率由()控制10、同一物质处于不同结构状态时,其反应活性相差很大,一般来说,晶格能愈高、结构愈完整和稳定的,其反应活性也()。
二、判断题(共10分,每个题1分)1、()位错的滑移是指在热缺陷或外力作用下,位错线在垂直其滑移面方向上的运动,结果导致晶体中空位或间隙质点的增殖或减少。
2、()间隙扩散机制适用于间隙型固溶体中间隙原子的扩散,其中发生间隙扩散的主要是间隙原子,阵点上的原子则可以认为是不动的。
3、()要使相变自发进行,系统必须过冷(过热)或者过饱和,此时系统温度、浓度和压力与相平衡时温度、浓度和压力之差就是相变过程的推动力。
4、()扩散系数对温度是非常敏感的,随着温度升高,扩散系数明显降低。
5、()当晶核与晶核剂的接触角越大时,越有利于晶核的形成。
6、()固相反应的开始温度,远低于反应物的熔点或者系统的低共融温度。
材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 下列关于材料的定义,正确的是:A. 材料是指由天然资源或人工合成的物质,用于满足人类需求的实体。
B. 材料是指具有一定形态和组织结构的物质,能够展现出特定的性能和功能。
C. 材料是指具有一定物理、化学特征的物质,通过特定的加工过程得到的产品。
D. 材料是指用于制造产品的原始原料,主要包括金属、塑料和木材等。
答案:A2. 下列关于材料分类的说法,正确的是:A. 根据组成方式可将材料分为金属材料、非金属材料和半导体材料。
B. 根据材料的用途可将材料分为结构材料、功能材料和生物医用材料。
C. 根据材料的产生方式可将材料分为天然材料、人工合成材料和再生材料。
D. 根据材料的电导性可将材料分为导电材料、绝缘材料和半导体材料。
答案:B3. 下列关于材料性能的描述,正确的是:A. 机械性能是指材料的硬度、强度、韧性等方面的性质。
B. 热性能是指材料在热环境下的稳定性和导热性等方面的性质。
C. 光学性能是指材料对光的吸收、传输和反射等方面的性质。
D. 电磁性能是指材料对电磁波的传导和屏蔽等方面的性质。
答案:A二、填空题1. 下列是常见材料的表征方法中,________是通过观察材料的形貌、组织结构和晶体形态等方面对材料进行表征的方法。
答案:显微镜观察2. __________是材料用于测量、感知、存储、处理等方面的性能和功能。
答案:功能材料3. __________是制备金属材料的常用加工方法之一,通过热处理和机械加工使材料形成所需形状和性能。
答案:冶金加工三、简答题1. 请简述材料的晶体结构及其对材料性能的影响。
答:材料的晶体结构是指材料中原子、离子或分子的排列方式和周期性特征。
不同的晶体结构决定了材料的特定性能。
例如,金属材料的晶体结构主要为面心立方、体心立方和密堆积等形式,这种结构使金属具有优良的导电性和可塑性。
另外,晶体结构还影响材料的硬度、热膨胀性、熔点等性能。
因此,了解材料的晶体结构对于研究和设计高性能材料具有重要意义。
材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中的“三基”指的是什么?A. 基础理论、基本技能、基本方法B. 基本元素、基本结构、基本性质C. 基本元素、基本化合物、基本合金D. 基本元素、基本结构、基本性质答案:D2. 材料的硬度通常与哪种性质有关?A. 弹性B. 韧性C. 塑性D. 强度答案:D3. 以下哪个不是金属材料的特性?A. 高熔点B. 良好的导电性C. 良好的延展性D. 良好的热塑性答案:D二、简答题1. 简述材料的疲劳现象。
材料的疲劳现象是指在周期性或波动载荷作用下,材料在远低于其静载荷强度极限的情况下发生断裂。
疲劳通常发生在材料表面或内部缺陷处,由于应力集中而引发微裂纹,随着载荷的循环作用,裂纹逐渐扩展直至断裂。
2. 什么是材料的热处理,它对材料性能有何影响?热处理是一种通过加热和冷却过程来改变金属材料内部结构,从而改善其性能的方法。
热处理可以提高材料的硬度、强度、韧性等,同时也可以通过退火、正火等方法来降低硬度,提高塑性,以适应不同的使用需求。
三、计算题1. 已知某金属的杨氏模量为200 GPa,泊松比为0.3,求该金属在拉伸应力为100 MPa时的应变。
根据胡克定律,应力(σ)与应变(ε)的关系为:σ = E * ε,其中E是杨氏模量。
将已知数据代入公式得:ε = σ / E = 100 MPa / 200 GPa = 5e-4。
2. 某材料在单轴拉伸试验中,当应力达到250 MPa时,其伸长量为0.0005 m。
求该材料的杨氏模量。
杨氏模量E可以通过应力与应变的比值计算得出:E = σ/ ε。
已知应力σ = 250 MPa,伸长量ΔL = 0.0005 m,原长度L未知,但可以通过应变的定义ε = ΔL / L来推导。
由于应变ε很小,可以假设伸长量ΔL远小于原长度L,从而近似ε ≈ ΔL。
代入数据得:E = 250 MPa / 0.0005 = 500 GPa。
四、论述题1. 论述合金化对金属材料性能的影响。
材料科学基础试题及答案

金属中常见的晶格类型有哪三种;1、体心立方晶格2、面心立方晶格3、密排立方晶格金属有铬、钨、钼、钒、及&铁属于(体心立方晶格)金属有铜、铝、银、金、镍、y铁属于(面心立方晶格)金属有铍、镁、锌、钛等属于(密排立方晶格)金属的晶体缺陷:按照缺陷的几何特征,一般分为以下三类:1.空位和间隙原子(点缺陷)2.位错(线缺陷)3.晶界和亚晶界(面缺陷)一般来说,在常温下细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、硬度、塑性和韧性。
工业中常用以下方法细化晶粒1.增加过2.变质处3.附加振动4.降低浇注速度1.铁素体(F)碳溶入&铁中的间隙固溶体称为铁素体,2.奥氏体(A)碳溶入y铁中的间隙固溶体称为奥氏体,3.渗碳体(Fe3C)铁与碳组成的金属化合物称为.渗碳体,第四章铁碳合金相图根据相图中S点碳钢可以分为以下几类1.共析钢(含碳量小于0.0218%)的铁碳合金,其室温组织为铁素体。
2亚共析钢(含碳量等于0.0218%到2.11%)的铁碳合金,其室温组织为珠光体+铁素体。
3过共析钢(含碳量等于0.77%到2.11%)的铁碳合金,其室温组织为+二次渗碳第五章钢的热处理一般加热时的临界点用Ac1、Ac3、Accm来表示;冷却时的临界点用Ar1、Ar3、Arcm来表示。
共析碳钢的过冷奥氏体在三个不同的温度转变,可发生三种不同的转变:珠光体型转变、贝氏体型转变、马氏体型转变。
珠光体型转变有区别起见,又分为珠光体、索氏体、和托氏体三单晶体的塑性变形的方式有两种:滑移和孪生(孪晶),而滑移是单晶体塑性变形的主要方式。
多晶体的塑性变形的方式有两种:晶内变形和晶间变形。
二、填空题1.珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物共析组织)。
2.莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(共晶组织)。
3.奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达2.11%,在727℃时碳的质量分数为0.77%。
4. 根据室温组织的不同,钢可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。
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材料科学基础试题库一填空:1 固体中的结合键分为离子键,共价键和金属键3种化学键以及分子键、氢键等物理键。
23 复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
4 么宏观上完全相同,要么呈连续变化而没有突变现象。
5 扩散是固体中质量传输的唯一途径。
6一、判断题:1. 匀晶合金在不平衡凝固时成分会发生偏析.。
(T)2. 刃型位错有正负之分,他们之间有本质区别。
(F)3. 珠光体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。
(F)4. 因为晶体的排列是长程有序的,所以其物理性质是各向同性。
(F)5. 陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。
(F)6. 单相组织一般具有良好的延展性,而共晶合金则具有良好的铸造性能。
(T)7. 扩散是固体中质量传输的唯一途径。
(T)8. 在实际系统中,纯金属的凝固是非均匀形核。
(T)9. 在空位机制中,原子的扩散可以看作是空位的移动。
(T)10. 晶体长大微观界面为粗糙时,宏观表现为光滑界面。
(T)11. 热膨胀的本质是原子半径的胀大。
(F)12. 二元合金中不可能有四相共存。
(F )13. 根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是向浓度低的方向进行(F)14. 复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
(T )15. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。
(T)16. 枝晶偏析不可以通过退火的方法消除。
(F)17. 莱氏体和珠光体都是混合物。
(T)18. 把一根导线反复的缠绕后其电阻将会增加。
(T)19. 陶瓷的抗拉强度通常是抗压强度的5-10倍。
(F)20. 先共析渗碳体是间隙固溶体,其性质硬而脆。
(F)21. 在实际系统中,纯金属的凝固是均匀形核。
(F)22. Fick第一定律表示通过某一截面的扩散流量与垂直这个截面方向上浓度梯度成正比,其方向与浓度降落方向一致。
(T)23. 临界形核尺寸与其形状有密切关系。
(F)24. 高分子化合物的大分子由链节构成,链节的重复次数称为聚合度。
(T)25. 缩聚反应就是大分子变成小分子的反应,不一定有副产物。
( F)26. 将薄板在冲压之前进行一道微量冷轧工序,可以消除吕德斯带。
(T)27. 热塑性聚合物应力与应变呈线性关系主要是由链段运动引起。
(F)28. 晶体滑移的滑移是通过位错的运动来实现的。
(T)29.热膨胀的本质是原子间距离的增大。
(T)30.陶瓷的抗压强度通常比抗拉强度高。
(T)31.两相之间的自由能差值是发生相变的驱动力。
(T)选择题:1.属于<100>晶向族的晶向是(ABC)(A)[010] (B)[010] (C)[001] (D)[110]2.体心立方结构每个晶胞有(B)个原子。
(A)3 (B)2 (C)6 (D)13.不属于正常价化合物的有(BD)(A)NaCl (B)CuZn3 (C)BaO (D)Fe3C4.下列说法正确的是(BC)(A)过冷是凝固的动力学条件。
(B)固相与液相的G-T曲线:液相总是更陡。
(C)ΔG非*=σS/3 S表示晶胚表面积σ表示单位界面自由能(D)刃型位错可看成是插入一个半原子面,所以称为面缺陷。
5.下列说法错误的是(CD)(A)Fick第一律是假定dc/dt=0,即各截面上浓度不随时间变化。
(B)气体A在B中扩散,则Fick第二定律解为(Cs- Cx)/(Cx - Co)=erf(x/2√dt)(C)空位扩散激活能小于间隙扩散激活能。
(D)气体滲碳根据(B)中公式可以计算距表面任意深度的碳浓度。
6.固溶体的不平衡凝固可能造成(A)(A)晶内偏析(B)晶间偏析(C)集中缩孔(D)缩松7.属于包晶反应的是(A)(A)L+A→B (B)L+B→C+B(C)L→A+B (D)A+B→L8.热膨胀的本质是(C)(A)原子间平均距离随温度升高而减少。
(B)原子直径增大。
(C)原子间平均距离温度升高而增大。
(D)晶体结构发生变化,点阵常数增大。
9.蠕变的正确说法是(B)(A)物体在恒定应力作用下形变随温度升高逐渐增大的现象。
(B)物体在恒定应力作用下形变随时间逐渐增大的现象。
(C)物体在恒定应力作用下变形很小。
(D)物体在恒定应力下变形不规则。
10.Hall―Pectch公式是(A)(A)σs=σ0+kd-1/2 (B)σs=σ0+kd-1/3-1/5 (C)σs=σ0+kd (D)σs=σ0+kd11.以下说法错误的是(B)(A)在一个系统中,具有同一聚集状态的均匀部分称为相。
(B)同一相的结构完全相同,不能有缺陷。
(C)相成分可以有变化,但不能有突变。
12. 以下哪些工艺应用的原子扩散的理论(ABC)(A)渗氮(B)渗碳(C)硅晶片掺杂(D)提拉单晶硅13.金属的疲劳强度的影响因素主要有:(ABCD)(A)化学成分(B)应力集中(C)表面状态(D)环境14.影响铸锭性能主要晶粒区是(C)(A)表面细晶粒区(B)中心等轴晶(C)柱状晶粒区(D)三个区影响相同15.面心立方结构晶体的滑移系数目为:(A)(A)12 (B)8 (C)24 (D)1616.晶态高聚物特性是:(AB)(A)不能完全结晶(B)所有聚合物都可以结晶(C)冷却越快结晶越多17.银纹产生于:(AC)(A)玻璃态拉伸(B)纤维束断裂(C)局部屈服(D)裂纹扩展18.复合效应指:(AC)(A)集合了原有组分性能(B)改变了原有组分性能(C)增添了新的性能2.致密度为0.74的常见晶体结构是(BC)(A)BCC (B)FCC (C)密排六方(D)以上全是3.FCC结构晶体中(100)面的面密度ρ为(A)(A)2/a2 (B)1.41/a2 (C)4/(a3√3)(D)5/a24.属于正常价化合物的是(D)(A)σ相(B)Fe3C (C)CuZn (D)NaCl5.硅酸盐的基本结构单元是(C)(A)Si4O2- (B)Si2O76- (C)SiO44- (D)SiO42-7.位错密度的单位是(D)(A)cm2 (B)cm-3 (C)cm (D)cm-28.稳态扩散的条件是:c表示浓度,t表示时间,x表示路径,假设(C)(A)dx/dt=0 (B) dt/dx=0 (C) dc/dt=0 (D) dc/dx=09.下列说法中,错误的是(BC)(A)热固性塑料是刚硬的三维网络结构,分子不易运动,在拉伸时表现为脆性。
(B)复合材料的复合效应是指它综合了原有组分的性能。
(C)颗粒增强复合材料的增强颗粒尺度为0.01~1μm。
(D)界面效应导致复合材料各组分之间呈现出协同作用。
10.根据Hall―Pectch公式可知(A)(A)在常温下,晶粒越细,强度越大。
(B)在常温下,晶粒越细,强度越小。
(C)在常温下,晶粒大小与强度无关。
(D)在常温下,晶粒越细,冲击韧性越高。
11.以下说法错误的是(AB)(A)脆性断裂通常沿特定晶面进行,作用的应力垂直于该晶面。
(B)陶瓷材料受外力失效主要是由组织缺陷引起的。
12.热应力的来源(ABC)(A)热胀冷缩受到限制。
(B)温度梯度。
(C)复合材料各相膨胀系数不一样。
(D)-1/4物质原子的热运动。
8.对于冷变形小的金属,再结晶核心形成的形核方式一般是(A)(E)凸出形核(F)亚晶直接形核长大形核(G)亚晶合并形核(H)其他方式9.一次世界大战中,有很多黄铜弹壳因为宏观残余应力的存在而在使用过程中开裂失效,最好采用下列哪种工艺加以解决(C)(E)再结晶处理(F)冷变形处理(G)回复处理(H)热变形处理二改错:1 刃型位错有正负之分,他们之间有本质区别。
改:刃型位错的正负之分是相对的,只在讨论位错性质时有用。
2 过冷使固态金属自由能低于液态金属自由能,因此便发生结晶。
改:过冷只是结晶的必要条件,结构起伏(或相起伏)才是产生晶核的基础。
2 固熔体结晶的三要素是:能量起伏,结构起伏和熔体过冷。
改:固熔体结晶的三要素是:能量起伏,结构起伏和成分起伏。
3 根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是向浓度低的方向进行。
改:扩散的真正驱动力是化学位梯度,因此扩散总是朝化学位减小的方向进行。
三简答:1 晶胞:能够完全反映晶格特征的最小几何单元。
2 晶体缺陷:晶体中原子偏离其平衡位置而出现不完整性的区域称为晶体缺陷。
3 固熔体:固态下一种组元(熔质)熔解于另一种组元(熔剂)中而形成的新相。
4 凝固与结晶:物质从液态冷却转变为固态的过程称为凝固,若凝固后的物质为晶体,则这种凝固称为结晶。
四画图:(10分)在简单立方晶胞中画出(0 1 2),(1 1 1)晶面和<1 3 0>,<1 1 0>晶向。
四、简答题:(共20分,每小题5分)1.晶体缺陷:晶体中原子偏离其平衡位置而出现不完整性的区域称为晶体缺陷。
2.为什么三种典型晶体结构的金属塑性不同?滑移系的多少,滑移面原子密排程度及滑移方向数目决定了金属塑性的好坏,密排六方滑移系少,塑性最差,体心立方的滑移系等于或多于面心立方,但滑移方向(2个)比面心立方(3个)少,滑移面的密排程度也较低,所以体心立方金属的塑性又比面心立方金属差。
3.用等应变理论解释两相都有较好塑性的两相合金的强化作用。
合金塑性变形过程中,两相应变相等,平均流变应力为:σ=φ1σ1+φ2σ2式中φ为体积分数;σ为流变应力。
当第二相强于基相时,σ2>σ1,或σ2=σ1+δ,σ=φ1σ1+φ2(σ1+δ)=σ1+φ2δ>σ1。
合金得以强化。
4. 包晶反应速度非常缓慢的原因是:包晶反应时,β相依附于α相表面形成,并很快将α相包围起来,从而使α相与液相隔开。
欲继续进行包晶转变,必须通过β相层进行原子扩散,液相才能和α相继续相互作用生成β相。
固相中原子扩散比液相中困难得多,所以包晶反应预览:速度非常缓慢。
5. 简述冷变形金属在加热过程的三个主要阶段及性能的变化。
答案要点:①三个过程:回复、再结晶、晶粒长大。
6. 举例说明材料的化学成分、组织、性能之间的关系。
例举碳钢的化学成分、组织、性能之间的关系。
7. 简述固溶强化的本质。
固溶强化的实质是溶质原子与位错的弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。
其中最主要的是溶质原子与位错的弹性交互作用阻碍了位错的运动。
也就是说,溶质原子与位错弹性交互作用的结果,使得溶质原子趋于聚集在位错的周围,以减小畸变,降低体系能量,此即称为柯氏气团。
柯氏气团对位错有“钉扎”作用,为使位错挣脱气团的钉扎而运动或拖动气团运动,必须施加更大的外力。
因此,固溶体合金的强度要高于纯金属。
五计算:(25分)根据图1所列二元相图,(1)说明室温下合金的相和组织是什么?并计算相和组织组成物的相对含量。
(2)如果希望得到共晶组织加上相对量为5%的β初合金,求该合金的成分。
解:(1):相为α和β;组织为α和βⅡ。