材料科学基础1试卷

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1、2008年一、简答题（每题10分，共60分）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？2.固体屮有哪些常见的相结构？3.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？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？5.何为织构？包括哪儿类？6.什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？二、作图计算题（每题15分，共60分）1.请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排而、密排方昀，并计算密排而间距和密排方向上原子间距。2.请绘出而心立方点阵晶胞，并在晶胞屮绘出（110）晶而；再以（110）晶而平行于纸而,绘出（110）晶面原子剖面图，并在其

2、上标出[001],[112],[1111晶向。3.己知H70黄铜在40（TC时完成再结晶需要1小时，而在390°C下完成再结晶需2小时，请计算在420°C下完成再结晶需要多长时间？4.一个FCC晶体在[了23]方在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是（11l）[T01],请确定使该滑移系开动的分切应力r。三、综合分析题（30分）1.请根据Fe-Fe3C相图分析冋答下列问题：（17分）1）请分析2.0wt.%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。2）请分析2.0wt.%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。

3、3）假设将一无限长纯铁棒置于93（TC渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图所示），试分析并标出930°C和缓冷至室温时的组织分布情况。（绘制在答题纸上）防护C原子防护1.阁示Cu-Cd二元相阁全阁及其400°C〜600°C范围的局部放大：（13分）1）请根据相图写出549°C、547°C.544°C、397°C和314°C五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式；2）已知p相成分为vvtY/=46.5%,400°C时y相的成分为=57%,请计算400°C时wc（,=50%合金的相组成。答案一、简答题（每题10分，共60分）1.固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒

4、？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，液相和同相屮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怙况，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。对于非稳态扩散的惜

5、况也可以应用扩散第一定律，但必须对其进行修正。5.何为织构？包栝哪几类？答：织构是晶体中晶面、晶向趋于一致现象。织构包括再结晶织构和变形织构。其中变形织构又包括丝织构和板织构。6.什么是成分过冷？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、作图计算题（每题15分，共60分）1.请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排而、密排方昀，并计算密排而间距和密排方向上原子间

6、距。晶体结构密排面密排方向密排面间距密排方向原子间距FCC{111}<110>yavzTaBCC{110}<111〉~aTaHCP{0001}<1120>l7Ca1.请绘出而心立方点阵晶胞，并在晶胞屮绘出(110)晶而；再以(110)晶而平行于纸而,绘出(110)晶面原子剖面图，并在其上标出[001],[1了?.],[T11]晶向。2.己知H70黄铜在400°C时完成再结晶需要I小时，而在390°C下完成再结晶需2小时，请计算在420°C下完成再结晶需要多长时间？答：在两个不同的恒定温度产生相同程度的再结晶时，Z2t3两边取对数，并比之得InInJ1_J1_n11400+TJ3—

7、390+27311400+273420+273z3=0.26h1.一个FCC晶体在［丁23］方向在2MPa正应力下屈服，己测得开动的滑移系是（11l）［T01］,请确定使该滑移系开动的分切应力r。-1+2+3=0.617cosA[123][101]

8、[丁23][T01]1+0+3714720.756T=2x0.617x0.756=0.933MPa三、综合分析题（30分）4.请根据Fe-Fc3C相图分析回答下列问题：（17分）4）请分析2.0wt.%C合金平衡状态下的结晶过程，并说