材料科学基础期末试题.pdf

《材料科学基础期末试题.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《材料科学基础》试卷Ⅴ一、填空题(20分，每空格1分)1.相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+22.二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。3.晶体的空间点阵分属于7大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为a=b≠c,α=β=γ=90°，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交（任选三种）。4.合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。此外还有

2、孪生和扭折等方式。6.成分过冷区从小到大，其固溶体的生长形态分别为平面状，胞状和树枝状。1．原子扩散的驱动力是：组元的化学势梯度2．凝固的热力学条件为：过冷度3.某金属凝固时的形核功为△G*，其临界晶核界面能为△G，则△G*和△G的关系为△G*=1/3△G5．金属液体在凝固时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。6．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。7.冷变形金属加热过程中发生回复的驱动力是：冷变形过程中的存储能9.合金铸锭的缺陷可分为缩孔和偏析两种。二、判断题（正确的打“√”错误的打“×”，每题1分，共12分）1.体心立方

3、结构是原子的次密排结构，其致密度为0.74。（×）2.同一种空间点阵可以有无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。（√）3.结晶时凡能提高形核率、降低生长率的因素，都能使晶粒细化。（√）4.合金液体在凝固形核时需要能量起伏、结构起伏和成分起伏。（√）5.小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。（×）6.非均匀形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促进非均匀形核的作用越大。（×）7.固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。（×）8.冷形变金属在再结晶时可以亚晶合并、亚晶长大和原晶界弓出三种方式形核。（√）9.动

4、态再结晶是金属材料在较高温度进行形变加工同时发生的再结晶、其形变硬化与再结晶软化交替进行。（√）10.金属-非金属型共晶具有粗糙-光滑型界面，所以它们多为树枝状、针状或螺旋状形态。（√）11.孪生变形的速度很快是因为金属以孪生方式变形时需要的临界分切应力小。（×）12.相图的相区接触法则是相邻相区相数差1。（√）三、简答题（28分）1.试述孪生和滑移的异同，比较它们在塑性过程中的作用。（10分）答：相同点：a.宏观上，都是切应力作用下发生的剪切变形；（1分）b.微观上，都是晶体塑性变形的基本形式，是晶体一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动

5、过程；（1分）c.不改变晶体结构。（1分）不同点：a.晶体中的取向滑移：晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同。孪生：已孪生部分和为孪生部分的位向不同，且两者之间具有特定的位向关系。（1分）b.位移的量滑移：沿滑移方向上原子间距的整倍数，且在一个滑移面上的总位移较大。孪生：原子的位移小于孪生方向的原子间距，一般为孪生方向原子间距的1/n。（1分）c.变形方式滑移：不均匀切变孪生：均匀切变（1分）d.对塑性变形的贡献滑移：对塑性变形的贡献很大，即总变形量大。孪生：对晶体塑性变形有限，即总变形量小。（1分）e.变形应力滑移：有确定的临界分应力。孪

6、生：所需临界分切应力一般高于滑移所需的临界分切应力。（1分）f.变形条件滑移：一般情况先发生滑移变形孪生：当滑移变形难以进行时，或晶体对称性很低、变形温度较低、加载速率较高时。g.变形机制滑移：全位错运动的结果。孪生：不全位错运动的结果。（1分）2.请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？（8分）答：置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。（2分）间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。（2分）影响扩散的主要因素有：温度

7、（温度约高，扩散速度约快）；晶体结构与类型（包括致密度、固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化学成分（包括浓度、第三组元等）。（4分）3.简述材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。(10分)1.答案：加工硬化：是随变形使位错增殖而导致的硬化；(2分)细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。弥散强化：又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制和绕过机制。(2分)复相强化：由于第二相的相对含量与基体

8、处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。(2分)固溶强化：由于溶质原子对位