2021年河海大学力学与材料学院862材料科学基础一(无机非金属方向)考研核心题库之综合分析题精编
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一、2021年河海大学力学与材料学院862材料科学基础一（无机非金属方向）考研核心题库之综合分析题精编
1．图为Ti-Al二元合金相图。
(1)
请分析并分别写出和三个恒温转变的类型和反应式，以及时发生两相恒温转变的类型和反应式。
(2)请绘出合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。
(3)请分析时，31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。(注：时，；时，，)
图
【答案】(1):包析反应，
:共析反应，
:包晶反应，
:同素异构转变，
(2)如图所示。
图
(3)相组成：。
组织组成：。
2．立方系晶体(001)标准投影图如图，试在(001)标准投影图上确定极点：
的位置。
图
【答案】由(001)标准投影过程可以决定出(100)、(010)极点，与(100)、(010)相差可以标出
极点。极点与(001)极点夹角的，故在基圆上，与和两个极点的夹角为，即。由此可以决定出极点。
(111)极点在(001)与(110)连线上,(001)与(111)夹角为可以决定出(111)极点。
同理可以决定出极点。
极点在(001)与极点的连线上，与(001)夹角为，由此可以定出。各点见图。
图
3．已知面心立方合金黄铜的轧制织构为。
(1)解释这种织构所表达的意义。
(2)用立方晶体001标准投影图说明其形成原因。
【答案】(1)为板织构。织构表示轧面，轧向。
(2)黄铜为FCC结构，滑移系统为。沿轧向受到拉力的作用，晶体滑移转动。如图1所示，在晶体学坐标系中，设拉力轴位于001-101-111取向三角形中，则始滑移系为，拉力轴转向[011]方向，使拉力轴与滑移方向的夹角减小。当力轴到达两个取向三角形的公共边，即时，开始发生双滑移，滑移系也启动，拉力轴既转向[011]方向，又转向[101]方向，结果沿公共边转动。到达[112]方向时，由于[101]、[112]、[011]位于同一个大圆上，两个角同时减小到最小值，故[112]为最终稳定位置，从而使＜112＞方向趋向于轧向；在轧面上受到压力作用，设压力轴位于取向三角形中，则始滑移系为，压力轴转向面，使压力轴与滑移面的夹角减小。当力轴到达两个取向三角形的公共边，即时，开始发生双滑移，滑移系也启动，压力轴既转向
面，又转向面，结果沿公共边转动。到达面时，由于、位于同一大圆上，两个角同时减小到最小值，故为最终稳定位置，从而使面趋于平行于乳面。其结果，
轧面，轧向。
图1
4．(1)下图为铁碳相图，图b、c、d分别为3个不同成分(设为0.45%C、3.4%C、4.7%C)的铁碳合金缓冷凝固组织(包括随后的固态相变、硝酸酒精浸蚀)。说明它们各是哪个成分的合金，为什么？
(2)分析图d组织的凝固过程，并计算该合金中白色长条状组织的重量相对量(含6.69%C)。
图
【答案】(1)题图b组织为0.45%C合金，即亚共析钢，因其由等轴铁素体(白色)和珠光体(黑色)组成。题图c组织为3.4%C合金，即亚共晶白口铸铁，因其有枝晶状珠光体(黑色，原奥氏体晶粒形状)和变态莱氏体组成。题图d组织为4.7%C合金，即过共晶白口铸铁，因其由板条状白色一次渗碳体和变态莱氏体组成。
(2)液相冷却时，先形成板条状一次渗碳体，再形成共晶莱氏体，冷至室温后莱氏体变为变态莱氏体。一次渗碳体的相对量为：(4.7-4.3)/(6.69-4.3)=16.7%。
5．合金由基体和第二相组成，若相分布在晶界，和相不共格，试分析因界面能的不同，相可能的组织形态。
【答案】合金由基体和第二相组成，若相分布在晶界，和相不共格，其形貌取决于两个晶粒间的夹角(两面角、接触角)，在界面张力间存在图1所示的平衡关系，即:
式中，为相的界面张力；为两相间的界面张力；为两面角，决定于界面张力的比值。
(1)当，第二相形状如图2所示。
(2)当，第二相形状如图3所示。
(3)当，第二相形状如图4所示。