2012级材料科学基础试题

2012级《材料科学基础》课程试题

一、填空题（每空0.5分，共15分）

1．共价键的特点是和，共价晶体的配位数特点是。

2．在决定固态材料的组织和性能中起着极重要的作用。

3．是决定电子价化合物晶体结构的主要因素。

4．通常把柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为位错，把柏氏矢量等于单位点阵矢量或其整数倍的位错称为位错，把柏氏矢量不等于单位点阵矢量的位错称为位错。

5．割阶与原位错线不在同一滑移面上，故除非割阶发生攀移，否则它不能随位错一道运动，成为位错运动的障碍，通常称此为。

6．固态原子的扩散可沿体扩散与晶体缺陷扩散，其中最快的扩散通道是。

7．结晶的驱动力是；

固体中原子扩散的驱动力是;

再结晶的驱动力是；

晶体长大过程的驱动力是。

8．单晶体塑性变形的基本形式由和，它们都是在应力作用下产生。

多晶体的塑性变形具有和的特点，变形时要求各个晶粒至少能在个独立的滑移系进行滑移。冷变形金属的储存能主要以方式存在。

9．均匀形核时纯金属的液相必须处于一定的过冷条件时才能够结晶，而液相中客观存在的

和是促成均匀形核的必要因素。

10．在正的温度梯度下，光滑界面结构晶体的生长形态呈状；而粗糙界面晶体的生长形态呈状，在负的温度梯度下，不管是光滑界面结构还是粗糙界面晶体的生长形态均呈状。

11．固溶体凝固时，先结晶部分总是富熔点组元，后结晶部分则是富熔点组元，且非平衡凝固时的凝固终结温度总是平衡凝固时的终结温度。

12．固溶体合金在铸造条件下，容易发生成分偏析，可用的方法消除偏析。

二、名词区分（每题3分，共15分）

1．空间点阵和晶体结构

2．割阶和扭折

3．原子扩散和反应扩散

4．纤维组织和带状组织

5．组织组成物和相组成物

三、简答题（每题5分，共30分）

1．碳在γ－Fe中实际最大溶解度是多少？碳原子溶于γ－Fe 形成什么类型的固溶体？碳原子处在什么位置？γ－Fe中此类位置是否全部被碳原子占据？

2．晶体中位错的运动方式有滑移、攀移及交滑移，试说明位错三种运动产生的条件、运动过程和运动结果，并阐述如何确定位错滑移运动的方向？

3．在奥氏体下往钢中分别溶入碳原子和渗入金属原子，试回答:

（1）在溶入碳原子和渗入金属原子后，扩散速率是否相同？为什么？

（2）扩散机制是否相同？为什么？

4．何谓再结晶温度？能否说每个金属或合金有一个确定的再结晶温度？

在实际生产中如何确定再结晶温度？影响再结晶温度的主要因素有哪些？

5．在同样的负温度下，为什么Pb结晶出树状晶？而Si结晶平面却是平整的？

6．什么是二元合金的非平衡共晶、离异共晶和伪共晶？所产生的组织有什么特点？它们在什么条件下易形成？

四、综合题（第1题6分，第2、3题各10分，第4题14分）

1．体心立方晶体的滑移系之一是（123）[111—]，请在（123）面上画出[111—]方向

2．请回答有关屈服现象的下列问题：

（1）什么是屈服强度？屈服强度有什么意义？

（2）什么是屈服现象？屈服现象在应力—应变曲线上有什么特征？

（3）用位错理论解释屈服现象产生的原因。

（4）屈服现象对生产有什么影响？如何防止或消除？

3．有三种金属α－Fe、Al、Mg，请回答：

（1）这三种金属各属于何种晶体结构？这三种晶体结构有什么特征？（可列表比较）

（2）这三种金属的原子在空间中是如何堆垛排列起来的？

（3）何谓密排面和密排方向？这三种金属的密排面和密排方向是什么？

（用晶向族和晶面族表示）

（4）这三种金属的塑性变形能力有何差异？为什么？

4．有关铁碳合金和Fe－Fe3C相图

（1）在加热过程中，随着温度的升高，纯铁在912℃会发生何种转变？转变有什么特性？转变有什么特征？为什么？

（2）Fe－Fe3C相图中的三个平衡反应是什么？写出反应式，并标注温度和成分。

（3）何谓一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体？说明它们的形态，它们是在什么条件下形成的？

（4）铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大可能含量分别是什么？

（5）钳工在锯T10、T12等钢料时比锯10、20钢费力，锯条容易磨钝，是何原因？

（6）给出并解释：哪个区域的铁碳合金的铸造性能最好？哪个区域的铁碳合金适于制造铆钉？

哪个区域的合金适于锻造？