金属学原理习题及答案
《金属学原理》典型题例
《金属学原理》典型题例晶体结构章节1. 纯铁在912 ℃由bcc结构转变为fcc结构，体积减少1.06%，根据fcc形态的原子半径计算bcc形态的原子半径。
它们的相对变化为多少？如果假定转变前后原子半径不便，计算转变后的体积变化。
这些结果说明了什么？2. 铜的相对原子质量为63.55，密度为8.96g/cm3，计算铜的点阵常数和原子半径。
测得Au的摩尔分数为40%的Cu-Au固溶体，点阵常数a=0.3795nm，密度为14.213g/cm3，计算说明他是什么类型的固溶体。
3. Fe-Mn-C合金中，Mn和C的质量分数为12.3%及1.34%，它是面心立方固溶体，测得点阵常数a=0.3642nm，合金密度为7.83g/cm3，计算说明它是什么类型的固溶体。
4 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：①立方晶系(421)，(1—23)，(130)，[21—1—]，[311]；②六方晶系(211——1)，(11—01)，(321——2)，[211——1]，[12—13]。
α和高温稳定的体5 已知纯钛有两种同素异构体：低温稳定的密排六方结构Ti-β，其同素异构转变温度为882.5℃，计算纯钛在室温(20℃)和心立方结构Ti-900℃时晶体中(112)和(001)的晶面间距(已知aα20℃=0.2951nm，cα20℃=0.4679 nm，aβ900℃=0.3307nm)。
6 试计算面心立方晶体的(100)，(110)，(111)等晶面的面间距和面致密度，并指出面间距最大的面。
7 Mn的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数为α为0.632nm，ρ为7.26g/cm3，r为0.112nm，问Mn晶胞中有几个原子，其致密度为多少？8 ①按晶体的钢球模型，若球的直径不变，当Fe从fcc转变为bcc时，计算其体积膨胀多少？②经X射线衍射测定，在912℃，α-Fe的a=0.2892nm，γ-Fe的a=0.3633nm，计算从γ-Fe转变为α-Fe时，其体积膨胀为多少？与①相比，说明其产生差异的原因。
金属学原理试题及答案
金属学原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属晶体中最常见的晶格类型是（）。
A. 立方晶格B. 六方晶格C. 四方晶格D. 三角晶格2. 下列元素中，属于铁素体的组成元素是（）。
A. 碳B. 镍C. 铬D. 锰3. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行？（）。
A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 电子迁移4. 在金属学中，霍尔-佩奇关系是用来描述（）。
A. 晶粒大小与强度的关系B. 晶界特性C. 位错密度D. 相界面5. 金属的热处理过程中，淬火后的金属通常需要进行（）。
A. 回火B. 正火C. 退火D. 时效6. 金属的疲劳断裂通常起始于（）。
A. 表面B. 晶界C. 晶内D. 夹杂物7. 金属的腐蚀类型中，电化学腐蚀属于（）。
A. 全面腐蚀B. 局部腐蚀C. 应力腐蚀D. 腐蚀疲劳8. 在金属学中，奥氏体转变是指（）。
A. 面心立方晶格转变为体心立方晶格B. 体心立方晶格转变为面心立方晶格C. 六方密堆积晶格转变为体心立方晶格D. 体心立方晶格转变为六方密堆积晶格9. 金属的硬度测试中，布氏硬度测试法适用于（）。
A. 极硬金属B. 极软金属C. 中等硬度金属D. 脆性材料10. 金属的冷加工可以提高其（）。
A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 导电性二、填空题（每题2分，共20分）11. 金属的冷加工硬化可以通过________方法来消除。
12. 金属的再结晶温度通常低于其________温度。
13. 在金属学中，________是指金属在塑性变形后，通过加热而发生的晶格重建过程。
14. 金属的腐蚀速率与________的浓度有关。
15. 金属的晶界通常是________的来源。
16. 金属的相图是用来描述合金在不同温度和组成下的________状态。
17. 金属的疲劳寿命可以通过________测试来评估。
18. 金属的断裂韧性是指材料在________作用下发生断裂的能力。
金属学原理2答案
一、简答题1. 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？答：可以。
.通过进行适当冷变形，而后在适当温度再结晶的方法获得细晶（应主意避开临界变形度和避免异常长大）。
或进行热加工，使之发生动态再结晶。
2. 固体中有哪些常见的相结构？答：固体中常见的相结构有：固溶体（单质）、化合物、陶瓷晶体相、非晶相、分子相。
3. 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？答：平衡结晶是指结晶速度非常缓慢，液相和固相中扩散均很充分的情况下的结晶。
非平衡结晶是指结晶速度比较快，扩散不充分的情况下的结晶。
4. 扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一定律？答：扩散第一定律的应用条件是稳态扩散，即与时间无关的扩散。
对于非稳态扩散的情况也可以应用扩散第一定律，但必须对其进行修正。
5. 什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？答：凝固过程中，随液固界面的推进，液固界面附近液相一侧产生溶质原子富集，导致液相的熔点发生变化，由此产生的过冷现象称为成分过冷。
无成分过冷时，固溶体以平面状生长，形成等轴晶；有较小过冷度时，形成胞状组织；有较大成分过冷时，形成树枝晶。
二、综合分析题图示Cu-Cd 二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：（13分）1） 请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式；2） 已知β相成分为w cd =46.5％，400℃时γ相的成分为w cd =57％，请计算400℃时w Cd＝50％合金的相组成。
答：1）549℃：包晶反应，（Cu ）+ L →β547℃：包晶反应，β + L →γ544℃：共晶反应，L → γ + δ397℃：包晶反应，δ + L → ε314℃：共晶反应，L → ε +（Cd ）2）%7.66%1005.46575057%=⨯--=β 或 %3.33%1005.46575.4650%=⨯--=γ。
14金属试题及答案
14金属试题及答案
一、选择题
1. 金属的导电性主要取决于金属内部的：
A. 电子
B. 原子核
C. 离子
D. 质子
答案：A
2. 以下哪种金属的熔点最高？
A. 铁
B. 铜
C. 金
D. 钨
答案：D
二、填空题
1. 金属的导热性主要与金属内部的________有关。
答案：自由电子
2. 纯金属的导电性比合金的导电性________。
答案：好
三、简答题
1. 请简述金属的延展性。
答案：金属的延展性是指金属在受到外力作用时，能够发生塑性变形而不断裂的性质。
2. 金属的耐腐蚀性与哪些因素有关？
答案：金属的耐腐蚀性与金属的化学性质、表面状态、环境因素等
多种因素有关。
四、计算题
1. 已知铜的密度为8.96g/cm³，求1立方米铜的质量。
答案：8960kg
2. 假设一个铝制的立方体，边长为1米，求其体积和质量。
已知铝的
密度为2.7g/cm³。
答案：体积为1立方米，质量为2700kg。
五、实验题
1. 描述如何通过实验鉴别铁和铜。
答案：可以通过观察金属的颜色、密度、磁性等物理性质进行鉴别，或者通过化学方法，如硫酸铜溶液的反应来区分。
2. 请设计一个实验来测量金属的导热性。
答案：可以使用热电偶和温度计来测量金属两端的温度差，通过热
传导的时间和温度变化来计算金属的导热系数。
《金属学原理》各章习题及解答(晶体的塑性变形)
σc =
τc = 2.4 × 10 5 × 3 × 2 Pa = 5.89 × 105 Pa cosϕ cos λ
金属学练习题及部分答案
二00二年试题：一.名词解释（20分，每个2.5分）（1）点阵畸变（2）柏氏矢量（3）相图（4）过冷度（5）形变织构（6）二次再结晶（7）滑移系（8）孪生二.画出立方晶系中（111）面、（435）面。
写出立方晶系空间点阵特征。
（10分）三.铸锭的一般组织可分为哪几个区域？写出其名称。
并简述影响铸锭结晶组织的因素。
（10分）四.画图并简述形变过程中位错增殖的机制。
（10分）五.写出菲克第一定律的数学表达式，并说明其意义。
简述影响扩散的因素。
（10分）六.简述形变金属在退火过程中显微组织、存储能及其力学性能和物理性能的变化。
（10分）七.简述固态相变与液态相变的相同点与不同点。
（10分）八.画出铁碳相图，标明相图中各特征点的温度与成分，写出相图中包晶反应、共晶反应与共析反应的表达式。
（10分）九.分析再过程中行核和张大与凝固过程中的行核和张大有何不同点。
（10分）十.分析含碳量0.12%的铁碳合金的结晶过程。
（10分）（单考生做）十一.简述铸锭的宏观偏析。
（10分）（单考生做）十二.简述金属晶体中缺陷的类型。
（10分）（单考生做）答案：一，1，点阵畸变：在局部范围，原子偏离其正常的点阵位置，造成点阵畸变。
2，柏氏矢量：描述位错特征的一个重要矢量，它集中反映了位错区域内畸变总量的大小和方向，也是位错扫过后晶体相对滑动的量。
3，相图：描述各相平衡存在条件或共存关系的图解，也可称为平衡时热力学参量的几何轨迹。
4，过冷度：相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。
5，形变织构：多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。
6，二次再结晶：再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。
7，滑移第：晶体中一个滑移面及该面上的一个滑移方向的组合称一个滑移系。
8，孪生：晶体受力后，以产生孪晶的方式进行的切变过程。
二，立方晶系中（111）面、（435）面图略。
立方晶系空间点阵特征是点阵参数有如下关系：a=b=c, α=β=γ=90°。
金属学原理3答案
一、简答题1. 试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
答：金属材料：主要以金属键为主，大多数金属强度和硬度较高，塑性较好。
陶瓷材料：以共价键和离子键为主，硬、脆，不易变形，熔点高。
高分子材料：分子内部以共价键为主，分子间为分子键和氢键为主。
复合材料：是以上三中基本材料的人工复合物，结合键种类繁多。
性能差异很大。
2. 位错密度有哪几种表征方式？答：有两种方式：体密度，即单位体积内的位错线长度；面密度，即垂直穿过单位面积的位错线根数。
3. 陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？答：氧化物陶瓷和硅酸盐陶瓷。
特点：1. 结合键主要是离子键，含有一定比例的共价键；2. 有确定的成分，可以用准确的分子式表达； 3. 具有典型的非金属性质。
4. 冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？答：保持较高强度则应进行低温退火，使其只发生回复，去除残余应力；要继续冷变形则应进行高温退火，使其发生再结晶，以软化组织。
5. 扩散激活能的物理意义为何？试比较置换扩散和间隙扩散的激活能的大小。
答：扩散激活能的物理意义是原子跃迁过程中必须克服周围原子对其的阻碍，即必须克服势垒。
相比而言，间隙扩散的激活能较小。
二、综合分析题1. 试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。
答：晶界结构特征：原子排列比较混乱，含有大量缺陷。
晶界能量特征：原子的能量较晶粒内部高，活动能量强。
晶界特征：•晶界——畸变——晶界能——向低能量状态转化——晶粒长大、晶界变直——晶界面积减小•阻碍位错运动——σ b ↑ ——细晶强化•位错、空位等缺陷多——晶界扩散速度高•晶界能量高、结构复杂——容易满足固态相变的条件——固态相变首先发生地•化学稳定性差——晶界容易受腐蚀•微量元素、杂质富集2. 试分析冷塑性变形对合金组织结构、力学性能、物理化学性能、体系能量的影响。
答：•组织结构：（1 ）形成纤维组织：晶粒沿变形方向被拉长；（2 ）形成位错胞；（3 ）晶粒转动形成变形织构。
《金属学原理》各章习题及解答(第一章晶体题解)
11.某正交晶系单胞中，在如下位置有单原子存在：①(0, 1/2, 0)，(1/2, 0, 1/2)两种位置都是同 类原子；②([1/2, 0,0])，(0, 1/2, 1/2)上是 A 原子，(0, 0, 1/2)，(1/2, 1/2, 0)是 B 原子。问上两 种晶胞各属于哪一种布喇菲点阵？ 解：①右图 a 中黑实线是一个正交单 胞，a 和 b 分别是两个晶轴，两个带影 线的圆代表给定的原子位置，应该注 意到在与此等效的所有位置都有原 子。根据题意，一个单胞含两个原子， 如果把黑线所定的晶轴向-b 平移 b/2， 把现在的 ABCDD'A'B'C'六面体看成 是单胞，可以知道这是 I 点阵。 ②右图 b 中黑实线是一个正交单胞，a 和 b 分别是两个晶轴，两个带影线的圆代表 A 原子 位置，两个黑色的圆代表 B 原子位置，应该注意到在与这些位置等效的所有位置都有相应 的各类原子。如果把黑线所定的晶轴向-a 平移 a/2，把现在的 CDEFF'C'D'E'六面体看成是 单胞，看出这是 I 单胞，其中结构基元由一个 A 原子和一个 B 原子构成。
8. 画出图 1-60 中四种平面点阵（它是无限大的）除平移外的所有对称元素及其所在位置（在 有限个阵点画出就可以了）。 解：把对称元素直接画在图 1-60 中，如下图所示。图 a 中过每个阵点并垂直纸面的轴都 是 2 次轴；根据上题的结果，在平行的 2 次轴中间又有 2 次轴，所以在四个相邻阵点中间 出现新的 2 次轴；因为α=90°，所以过 a1 以及过 a2 轴并垂直纸面的面是镜面，根据上题的 结果，在平行的 2 个镜面中间应是镜面，故在那里又出现新的镜面。图 c 中过每个阵点并 垂直纸面的轴都是 2 次轴；因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴，所以在阵点中间出现新的 2 次轴，在这些新的 2 次轴之间又出现新的 2 次轴；在图中看到一个复式单胞的轴之间夹 角是 90°，所以过复式单胞两根轴并垂直纸面的两个面是镜面，同样在每一组平行镜面之 间又应是新的镜面。图 b 中 a1=a2，并且α=90°，所以过每个阵点并垂直纸面的轴都是 4 次 轴，4 次轴隐含 2 次轴，因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴，故在两个 4 次轴的中间出现
材料科学基础之金属学原理扩散习题及答案
《材料结构》习题：固体中原子及分子的运动1. 已知Zn在Cu中扩散时D0=2.1×10-5m2/s，Q=171×103J/mol。
试求815℃时Zn在Cu中的扩散系数。
2. 已知C在γ铁中扩散时D0=2.0×10-5m2/s，Q=140×103J/mol; γ铁中Fe自扩散时D0=1.8×10-5m2/s，Q=270×103J/mol。
试分别求出927℃时奥氏体铁中Fe的自扩散系数和碳的扩散系数。
若已知1％Cr可使碳在奥氏体铁中的扩散激活能增加为Q=143×103J/mol，试求其扩散系数的变化和对比分析以上计算结果。
3. 若将铁棒置于一端渗碳的介质中，其表面碳浓度达到相应温度下奥氏体的平衡浓度C S。
试求（1）结合铁－碳相图，试分别示意绘出930℃和800℃经不同保温时间（t1<t2<t3）碳浓度沿试棒纵向的分布曲线；（2）若渗碳温度低于727℃，试分析能否达到渗碳目的。
4. 含碳0.2％的低碳钢进行870℃渗碳较930℃渗碳具有晶粒细小的优点，则（1）试计算以上两种温度下碳在γ-Fe中的扩散系数；（2）试计算870℃渗碳需多少时间可达到930℃渗碳10小时的渗层厚度（忽略C在γ-Fe 中的溶解度差异）；（3）若渗层厚度测至含碳量0.4％处，计算870℃渗碳10小时后的渗层厚度及其与930℃同样时间渗层厚度的比值。
（表面碳浓度取1.2）FeDγCDγCDγ习题4答案：1．解：根据扩散激活能公式得3-5132017110exp() 2.110exp 1.2610m /s 8.314(815273)-⎛⎫⨯=-=⨯⨯-=⨯ ⎪⨯+⎝⎭CuZn Q D D RT 2．解：根据扩散激活能公式得3γ-5172027010exp() 1.810exp 3.1810m /s 8.314(927273)-⎛⎫⨯=-=⨯⨯-=⨯ ⎪⨯+⎝⎭FeQ D D RT 3γ-5112014010exp() 2.010exp 1.6110m /s 8.314(927273)-⎛⎫⨯=-=⨯⨯-=⨯ ⎪⨯+⎝⎭CQ D D RT 已知1％Cr 可使碳在奥氏体铁中的扩散激活能增加为Q =143×103J/mol ， 所以，3γ-51120143.310exp() 2.010exp 1.1610m /s 8.314(927273)-⎛⎫⨯'=-=⨯⨯-=⨯ ⎪⨯+⎝⎭CQ D D RT 由此可见，1％Cr 使碳在奥氏体铁中的扩散系数下降，因为Cr 是形成碳化物的元素，与碳的亲和力较大，具有降低碳原子的活度和阻碍碳原子的扩散的作用。
金属学04年期末题-草
04年期末金属学原理试题答案（65分）一、填空（11分）1、伴随新相出现的扩散过程称为（1#反应扩散或相变扩散）；碳原子在铁晶格中的扩散机制是（2#间隙扩散）；铁原子的自扩散机制是（3#空位扩散）。
8章扩散2、单晶体的塑性变形可划分为（4#易滑移、5#线性硬化、6#抛物线型硬化）几个阶段。
第10章3、单相固溶体合金变形时溶质原子与位错的交互作用有（7#弹性、化学、静电交互作用）10章4、过共析钢平衡结晶条件下的室温组织组成物为（8#二次渗碳体和9#珠光体），相组成为（10#铁素体和11！渗碳体）。
二、Cr为体心立方结构，其点阵常数与α-Fe相近，试问两者在室温下能形成何种固溶体？影响该固溶体溶解度的因素有哪些？并说明其影响规律。
（6分）第3章答：置换固溶体；影响溶解度的因素：1、原子尺寸----原子半径尺寸差大，溶解度小；2、电化学因素----组元间负电性差大，溶解度小；3、电子浓度----极限电子浓度约为1。
4，溶质原子价越高，溶解度越低。
4、晶体点阵----类型相同，溶解度高。
三、画出NaCl的晶胞（3章），指出它所属的晶系、晶体点阵、空间点阵（1章）。
（6分）答：立方晶系，体心立方晶体点阵，简单立方空间点阵。
四、写出扩散第一定律的数学表达式，并说明式中各符号的含义及该定律的适用范围（8章，6分）答：J=―D(dC/dx)J：扩散通量，―：扩散方向与浓度梯度方向相反；D：扩散系数；dC/dx：浓度梯度。
适用于稳态扩散。
五、（10分，第9章晶体缺陷）–画图说明（1）面心立方晶体（111）面及该面上可能的滑移方向。
（2）若该面上某一位错运动引起晶体沿［110］方向切变2-1/2a，图示并写出该单位位错的柏氏矢量。
（3）若该位错为刃型或螺型位错时，分别图示并写出位错线的方向，指出哪根位错可能滑移、交滑移和攀移。
（1、9、10章）（4）若发生攀移,指出攀移面的指数，攀移的方向。
（5）若发生交滑移，指出交滑移的晶面指数。
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金属学原理习题库第一章1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些个原则？3. 铬的原子序数为24，共有四种同位数：4.31%的Cr 原子含有26 个中子，83.76%含有28 个中子，9.55%含有29 个中子，且2.38%含有30 个中子。
试求铬的原子量。
4. 铜的原子序数为29，原子量为63.54，它共有两种同位素Cu63 和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。
5. 已知Si 的原子量为28.09，若100g 的Si 中有5×1010 个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？6. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？7. 已知Si 的相对原子质量为28.09，若100g 的Si 中有5×1010 个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？第二章1. 试证明四方晶系中只有简单立方和体心立方两种点阵类型。
2. 为什么密排六方结构不能称作为一种空间点阵？3. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点的坐标。
4. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(-123)，(130)，[2-1-1]，[311]；b)六方晶系(2-1-11)，(1-101)，(3-2-12)，[2-1-11]，[1-213]。
5. 试计算面心立方晶体的(100)，(110)，(111)，等晶面的面间距和面致密度，并指出面间距最大的面。
6. 平面A 在极射赤平面投影图中为通过NS 及核电0°N，20°E 的大圆，平面B的极点在30°N，50°W 处，a)求极射投影图上两极点A、B 间的夹角；b)求出A 绕B 顺时针转过40°的位置。
7. Mo 的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo 的原子半径r。
8. In 具有四方结构其原子量M=114.82，原子半径r=0.1625nm，晶格常数a=0.32517nm，c=0.49459nm，密度ρ=7.286g/cm3，试问In 的单位晶胞内有多少个原子? In 致密度为多少？9. Mn 的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数为0.632nm，ρ为7.26g/cm3，r 为0.112nm，问Mn 晶胞中有几个原子，其致密度是多少？10．作图表示立方晶体的(123),(012),(421)晶面及[102],[211],[346]晶向。
11．在六方晶体中，绘出以下常见晶向[0001],[2110],[1010],[1120],[1210]等。
第三章1.Nb 的晶体结构为bcc，其晶格常数为0.3294nm，密度为8.57g/cm3，试求每106Nb 中所含空位数目。
2. 若fcc 的Cu 中每500 个原子会失去一个原子，其晶格常数为0.36153nm，试求铜的密度。
3. 在铁中形成1mol 空位的能量为104.675KJ，试计算从20℃升温之850℃时空位数目增加多少倍？4. 有两个被钉扎住的刃型位错A-B 和C-D，他们的长度x 相等，且有相同的b大小和方向(图3-2)。
每个位错都可看作F-R 位错源。
试分析在其增值过程中两者间的交互作用。
若能形成一个大的位错源，使其开动的τ c 多大？若两位错b 相反，情况又如何？图3-1 图3-2 图3-35. 如图3-3 所示，在相距为h 的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A、B。
试求出位错B 滑移通过位错A 上面所需的切应力表达式。
6. 两根刃位错显得b 大小相等且相互垂直(如图3-4 所示)，计算位错2 从其滑移面上x<=0 处移至x=a 处所需的能量。
7. 在同一滑移面上有两根平行的位错线，其柏氏矢量大小相等且相交成Φ角，假设两柏氏矢量相对位错线呈成对配置(图3-5)，试对能量角度考虑Φ在什么只是两根位错线相吸或相斥。
8. 图3-6 所示某晶体位错面上有一柏氏矢量为b 的位错环并收到一均匀切应力τ的作用，a)分析各段位错线所受力的大小并确定其方向；b)在τ作用下，若要使它在晶体中稳定不动，其最小半径为多大？9. 在三个平行的滑移面上有三根平行的刃型位错线A、B、C(图3-7)其柏氏矢量大小相等，AB 被钉扎不能动，a)若无其它外力，仅在A、B 应力场作用下，位错C 向哪个方向运动？b)指出位错向上述方向运动后最终在何处停下？。
10. 判断下列位错反应能否进行。
1)a+a→[101] [121]2 6a3[1 11] ;2)aa[100] →[101] +2a2[101];3)a+a→[112] [111]3 2a6[1 11] ;4)aa[100] →[111] +2a[111] .211. 已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差θ=1°及10°，求晶界上位错之间的距离。
从计算结果可得到什么结论？12. 如图所示，在相距为h 的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A、B。
试求出位错B 滑移通过位错A 上面所需的切应力表达式。
13. 图所示某晶体滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环并受到一均匀切应力的作用，a)分析各段位错线所受力的大小并确定其方向；b)在作用下，若要使它在晶体中稳定不动，其最小半径为多大？14. 试分析在fcc 中，下列位错反应能否进行?并指出其中三个位错的性质类型？反应后生成的新位错能否在滑移面上运动？第四章1. 有一硅单晶片，厚0.5mm，其一面上每107个硅原子包含两个镓原子，另一个面经处理后含镓的浓度增高。
试求在该面上每107 个硅原子需包含几个镓原子，才能使浓度梯度为2×10-26原子/m3m 硅的晶格常数为0.5407nm。
2. 为研究稳态条件下间隙原子在面心立方金属中的扩散情况，在厚0.25mm的金属薄膜的一个端面(面积1000mm2)保持对应温度下的饱和间隙原子，另一端面为间隙原子为零。
测得下列数据：温度(K) 薄膜中间隙原子的溶解度(kg/m3)间隙原子通过薄膜的速率(g/s)1223 14.4 0.00251136 19.6 0.0014计算在这两个温度下的扩散系数和间隙原子在面心立方金属中扩散的激活能。
3. 一块含0.1%C的碳钢在930℃渗碳，渗到0.05cm的地方碳的浓度达到0.45%。
在t>0 的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为1% ，假设D c7=2.0×10-5exp(-140000/RT)(m2/s)，(a) 计算渗碳时间；(b) 若将渗层加深一倍，则需多长时间？(c) 若规定0.3%C作为渗碳层厚度的量度，则在930℃渗碳10 小时的渗层厚度为870℃渗碳10 小时的多少倍？4. 含0.85%C的普碳钢加热到900℃在空气中保温1 小时后外层碳浓度降到零。
(a) 推导脱碳扩散方程的解，假定t>0 时，x=0 处，ρ=0。
(b) 假如要求零件外层的碳浓度为0.8%，表面应车去多少深度？（D c7=1.1×10-7cm/s）5. γ铁在925℃渗碳4h，碳原子跃迁频率为1.7×109/s，若考虑碳原子在γ铁中的八面体间隙跃迁，(a)求碳原子总迁移路程S；(b)求碳原子总迁移的均方根位移；(c)若碳原子在20℃时跃迁频率为Γ=2.1×10-9/s，求碳原子的总迁移路程和根均方位移。
6. 假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度为L max与自由旋转链的均方根末端距之比值，并解释某些高分子材料在外力作用下可产生很大变形的原因。
(l=0.154nm, h2=nl2)7. 有两种激活能分别为E1=83.7KJ/mol和E2=251KJ/mol的扩散反应。
观察在温度从25℃升高到600℃时对这两种扩散的影响，并对结果作出评述。
第五章1. 有一根长为5 m，直径为3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为70Gpa，求在200N的拉力作用下，此线的总长度。
2. 一Mg 合金的屈服强度为180MPa，E 为45GPa，a)求不至于使一块10mm×2mm的Mg 板发生塑性变形的最大载荷；b)在此载荷作用下，该镁板每mm 的伸长量为多少？3. 有一截面为10m×10mm 的镍基合金试样，其长度为40mm，拉伸实验结果如下：载荷(N) 标距长度(mm)0 4043，100 40.186，200 40.2102，0 40.4104，800 40.8109，600 41.6113，800 42.4121，300 44.0126，900 46.0127，600 48.0113，800(破断) 50.2试计算其抗拉强度σb，屈服强度σ0.2，弹性模量E以及延伸率δ。
4. 有一bcc 晶体的(110)[111]滑移系的临界分切力为60MPa，试问在[001]和[010]方向必须施加多少的应力才会产生滑移？5. Zn 单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30°，求拉伸后的延伸率。
6. 试指出Cu和a-Fe两晶体易滑移的晶面和晶向，并求出他们的滑移面间距，滑移方向上的原子间及点阵阻力。
(已知G Cu=483GPa，Gα-Fe=81.6GPa，ν=0.3)。
7. 已知平均晶粒直径为1mm 和0.0625mm 的α-Fe 的屈服强度分别为112.7MPa和196MPa，问平均晶粒直径为0.0196mm 的纯铁的屈服强度为多少？8. 铁的回复激活能为88.9KJ/mol，如果经冷变形的铁在400℃进行恢复处理，使其残留加工硬化为60%需160 分钟，问在450℃回复处理至同样效果需要多少时间？9. Ag冷加工后位错密度为1012/cm2，设再结晶晶核自大角度晶界向变形基体移动，求晶界弓出的最小曲率半径(Ag: G=30GPa，b=0.3nm，r=0.4J/m2)。
10. 有一70MPa应力作用在fcc晶体的[001]方向上，求作用在（111）和（111）滑移系上的分切应力。
11．简要分析加工硬化、细晶强化、固熔强化及弥散强化在本质上有何异同。
12．为细化某纯铝件晶粒，将其冷变形5％后于650℃退火1 h，组织反而粗化；增大冷变形量至80％，再于650℃退火1 h，仍然得到粗大晶粒。
试分析其原因，指出上述工艺不合理处，并制定一种合理的晶粒细化工艺。
13．灯泡中的钨丝在非常高的温度下工作，故会发生显著的晶粒长大。
当形成横跨灯丝的大晶粒时，灯丝在某些情况下就变得很脆，并会在因加热与冷却时的热膨胀所造成的应力下发生破断。