模拟试题1
简答题（每题5分，共30分）
1.已知fcc晶体的致密度比bcc晶体的大，请解释为什么fcc的固溶度仍比
bcc的大？
答：间隙分为四面体间隙和八面体间隙。在fcc中八面体间隙较大，而bcc中因八面体间隙为扁八面体间隙，故其四面体间隙较大。因此fcc晶体能够容纳更多的溶质原子。
2.请简述影响固溶体固溶度的因素有哪些。
答：1）原子尺寸因素：置换固溶体的溶质与溶剂原子尺寸越相近固溶度越大。
间隙固溶体的溶质原子与溶剂间隙尺寸越相近固溶度越大。
2）晶体结构因素：置换固溶体溶质溶剂的晶体结构相似固溶度越大。
3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度越大。
4）电子浓度因素：电子浓度越低固溶度越大。
3.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核
功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
答：非均匀形核与均匀形核的临界晶核半径相等，但非均匀形核的临界晶核体积小。非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，但非均匀形核的表面能小于均形核的表面能，即非均匀形核的临界形核功小。因此非均匀形核比较容易。
4.原子的热运动如何影响扩散？
答：原子热运动越强烈，原子的跃迁距离增大，跃迁频率增大，跃迁几率增大，将使得扩散系数增大，即促进扩散。
5.如何区分金属的热变形和冷变形？
答：冷、热变形温度的分界是再结晶温度。
6.基体、增强体和界面在复合材料中各起什么作用？
答：基体：1）固定和粘附增强体2）保护增强体免受物理化学损伤3）隔离和阻断损伤。
增强体：1）承担载荷；2）阻碍基体变形。
界面：协调变形
二、作图计算题（每题10分，共40分）
1. 请分别计算简单立方晶体与面心立方晶体（100）、（110）和（111）晶面的间距。 晶面
（100）
（110）
（111）
简单立方 a （1分）
22a
（2分） 33a
（2分） 面心立方
2a
（1分）
42a
（2分）
33a
（2分）
2. 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A ＝0.0539，波耳滋曼常数K ＝1.381×10-23 J / K ）
答：
J A c kT E kT E A c V V
19201023
109.18.1710068.10539
.010ln
)]273500(10381.1[ln )exp(----?=??=+??-=-=??-
=
3. 请判定在fcc 中下列位错反应能否进行：]
111[3]211[6]110[2a
a a →+
答：几何条件：
()
1113313131612162612121a c b a c b a b b =-+=???
??+-++??? ??-=+
能量条件：
33262662222222
2a a a a a
a >=???? ??+=+
满足几何条件和能量条件，反应可以进行。
4. 已知三元简单共晶的投影图，见附图，
1) 请画出DF 代表的垂直截面图及各区的相组成；
2) 请画出X 合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。 答：
三、综合分析题
1. 如附图二所示，请分析：（22分）
1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
2) 分析Ab 、bg′、g′d 、d′、 d′h′、 h′e 、eB 七个区域室温下的组织组
成物（ j 点成分小于g 点成分）； 3) 分析I 、II 合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应； 4) 写出合金I 平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II 平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。
A
B
C
L
L→C
L→B+C
L→A+B+C
A+B+C
L
L+C
L+A+C
L+B+C
A+B+C
D
F
—
答：
1） 水平线kj 为包晶反应：
n
k j L αδ→+
水平线gh 为共晶反应：
h
g d L βα+→
2） Ab ： α bg′： α+βII g′d ： α+(α+β)共+βII d’： (α+β)共 d′h′： β+(α+β)共+αII h′e ： β+αII eB ： β
3） 合金I 合金II
4） 合金I 相组成：
%100 %10011?=?=
be bc w be ec w βα；
t/℃
k n j
g i d h
A b c 1 g’ c 2 d’ h’ e B
δ α
β
I
II
L L→δ
L→α
α
L+δ→α
L L→α
α→βII
L→α+β
α→βII
合金II 组织组成：
II
II w gd id
w be g b gd id w gd
ig
w βαββαβαβα-?-=?'??=?=
+%100 %100 %100II II )(析出量＝共晶前析出量；析出比例＝共晶前析出量；初初初
共
2. 请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变
化。（8分）
答：
回复 再结晶 正常长大
异常长大 驱动力 存储能
（主要是点阵畸
变能） 存储能 （主要是点阵畸
变能） 总界面能
总界面能和表面
能 力学性能变化 基本保持变形后
性能
恢复到冷变形前
的水平
基本保持再结晶后的水平
性能恶化 强度、塑性下降
模拟试题2
简答题（每题5分，共30分）
1．何为空间点阵？它与晶体结构有何异、同？
答：空间点阵是对晶体结构按照一定法则进行的高度数学抽象；晶体结构是对晶体的直观表示。点阵只有七大类，14种，晶体结构有无限多种。
2．请简述晶界有哪些特征？
答：晶界有自发变直的趋势；晶界引起晶体强度升高；晶界扩散比晶体内扩散速度快；晶界容易收到腐蚀；晶界容易吸附溶质原子和杂质；晶界是相变首先发生的地方。
3．何为固溶强化？置换固溶体与间隙固溶体相比,哪个的固溶强化效果强？请简述影响固溶度的因素。
答：溶质原子溶入晶格中，阻碍位错运动，引起强度升高，塑性下降的现象。晶体结构类型、原子尺寸差、电负性差异、电子浓度都会影响固溶度。
4．请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
答：热力学条件；结构条件；能量条件；成分条件。
5．什么是反应扩散？请简述其特点。
答：扩散时，元素超过最大固溶度因而形成新相的扩散。。反应快速分为有扩散无反应层和有反应层；两层之间有明确的界面；反应扩散速度取决于扩散速度和反应速度。
6．简述在什么情况下会发生单滑移、多滑移和交滑移，它们的滑移线形貌特征是什么。
答：变形量小或滑移系少的时候发生单滑移；变形量大或滑移系多时多个滑移系同时或交替开动称为多滑移；当螺位错为了避开障碍物改变滑移面时称为交滑移。单滑移滑移线为平行直线；多滑移为交叉的两组平行直线；交滑移为波纹线
二、作图计算题（每题10分，共40分）
1．请计算简单立方和体心立方晶体的（100）、（110）和（111）晶面的面间距（假设两种点阵的点阵常数都是a）。
答：
2． 在面心立方晶体中，分别画出]110[ )101(、
、]101[ )111(、和、]110[ )111(、，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若
外力方向为<001>，请问哪些滑移系可以开动？
3． 请判定下列反应能否进行，若能够进行，则在简单立方晶胞内绘出参加反应位错的柏氏矢量。
（1）]
001[]111[2]111[2a a
a →+
几何条件： ]
001[]002[2]111[2]111[2a a
a a ==+，满足几何条件
能量条件：
(
)2
2
2
222
32
2
22222222
2
211004311121)1()1(2a
a b a a a b b =++==??
?
??+++??? ??+-+-=+
不满足能量条件，反应不能进行。
（2）]
211[6]112[6]110[2a
a a +→
几何条件：]
110[2]330[6]211[6]112[6a
a a a ==+，满足几何条件
能量条件：
366661126)1(216222011222
22
22222222
3
2222
2
2222
1a a a a a b b a a a b =???
? ??+???? ??=??? ??+++??? ??-++=+=???? ??=??? ??++=
]
110[ )101(、不能构成滑移系
]
101[ )111(、能构成滑移系
不能开动
]110[ )111(、
能构成滑移系 能开动
满足能量条件，反应可以进行。
4． 已知三元简单共晶的投影图，见附图，
3) 请画出AD 代表的垂直截面图及各区的相组成；
4) 请画出X 合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。
三、综合分析题（每题15分，共30分）
1．已知Mg-Ni 合金系中一个共晶反应：
L 23.5%Ni ?α纯Mg +Mg 2Ni 54.6%Ni
设有C 1和C 2两种合金，C 1为亚共晶，C 2为过共晶。这两种合金的初生相质量分数相等，但室温时C1中α(即Mg)的总量是C 2中α总量的2.5倍，请确定C 1和C 2的成分。 答：1）见习题集，图略
B
C
L
L+A L+C
L+A+C
L+B+C
A+B+C
L ? A
L
A +
B + C
L ? A+C
L ? A+B+C
2）?
?
?
?
?
?
?
-
?
=
-
-
-
=
-
6.
54
6.
54
5.2
6.
54
6.
54
5.
23
6.
54
5.
23
5.
23
5.
23
2
1
2
1
x
x
x
x
x1=12.7%, x2=37.8%
2.某工厂对一大型零件进行淬火处理，经过1100℃加热后，用冷拉钢丝绳吊挂，
由起重吊车送往淬火水槽，行至途中钢丝突然发生断裂。该钢丝是新的，且没有瑕疵，是分析该钢丝绳断裂的原因。
答：冷拉钢丝处于加工硬化状态，强度高。在1100℃加热后，发生再结晶，强度下降。出炉时，钢丝承担不了工件的重量发生断裂，并非因钢丝瑕疵导致断裂。
模拟试题3
简答题（每题5分，共30分）
1.固溶体晶粒内存在偏析，主轴与枝间成分不同，整个晶粒还是不是一个相？答：仍然是一个相，因为固溶体可以有相应的成分变化范围。
2.固体中常见的有哪些相结构？
答：固溶体中常见的相结构有固溶体，化合物，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. 按热力学分，固态相变有哪几类？分类依据是什么？铁碳合金中，Fe 3C II 的形成属于其中的哪一类？ 答：按热力学分固态相变分为一级相变、二级相变和高级相变。Fe 3C II 的形成属于一级相变。
6. 复合材料按增强体形态可以分为哪几类？
答：可以分为连续纤维增强复合材料、短纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料。
二、作图计算题（每题8分，共40分）
1. 已知H 原子半径r 为0.0406nm ，纯铝是fcc 晶体，其原子半径R 为0.143nm ，请问H 原子溶入Al 时处于何种间隙位置？
答：fcc 晶体的八面体间隙414.0=R r ，四面体间隙225
.0=R r 。 根据题意知284.0143.00406
.0==Al H R r ，因此H 原子应处于八面体间隙。
2. 现有Zn 在Cu 中的稀固溶体，已知Zn 的扩散系数在727℃时的扩散系数为
3.67×10-11cm 2/s ，在327℃时为8.32×10-18cm 2/s ，请确定Zn 在Cu 中的扩散激活能。（R =8.314J/mol·K ）
答：
?
??? ??-=?10211-727exp /s cm 103.67RT Q D D ＝℃； ?
???
?
?-=?20218-327exp /s cm 1032.8RT Q D D ＝℃
mol J T T D D R Q T T R Q D D /190800600/11000/111032.81067.3ln 314.8/1/11ln 11ln 181121
27372721273727=??? ??-????? ?????-=???? ??-???????????? ??-=????
??-??? ?
?-=???? ??--℃℃℃℃解得：
3. 一个fcc 晶体在]231[方向在2MPa 正应力下屈服，已测得开动的滑移系是]011)[111(，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。
答：
617
.03143
21]111[]231[]111[]231[cos =++-=??=
φ
756
.02
143
01]011][231[]011][231[cos =++==
λ
MPa 933.0756.0617.02=??=τ
4. 对于Cu 含量0.04的Al-Cu 合金，经过80%冷变形后，分别在700K ，350K
保温1小时，请画出缓慢冷却到室温后的金相组织，并分析两组织出现差异的原因。 答：700K 退火1小时后发生形成单一α相，冷却是脱溶出θ相。250K 则仅发生回复，金相组织保持冷变形的组织形态。绘图略
5. 请根据附图作出简单三元共晶相图的垂直截面，并标明各个相区的相组成；绘出合金X 的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组成
A
B
C
L
L→B
L→A+B
L→A+B+C
A+B+C
L
L+C
L+A+C
L+B+C
A+B+C
D
F
L+A
三、综合分析题（每题15分，共30分）
1.若需要对纯铝试样进行强化，可以采用什么强化手段？通过何种手段实现？答：细晶强化，可以通过快速结晶或变形再结晶实现；
加工硬化，经适当的冷塑性变形后可以提高强度。
2.图示Cu-Cd二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：
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→β 547℃：包晶反应，β + L→γ
544℃：共晶反应，L→ γ + δ
℃℃
℃
℃
℃
℃
397℃：包晶反应，δ + L→ ε 314℃：共晶反应，L→ ε +（Cd）
2）
%
7.
66
%
100
5.
46
57
50
57
%=
?
-
-
=
β
或
%
3.
33
%
100
5.
46
57
5.
46
50
%=
?
-
-
=
γ
模拟试题4
简答题（每题6分，共30分）
7.请简述工程材料的分类。
答：金属材料，陶瓷材料，高分子材料，复合材料。
8.请简述滑移和孪生变形的特点？
答：
滑移变形特点：
1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变
2）滑移线与应力轴呈一定角度
3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上
4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带
5）特定晶面，特定晶向
孪生变形特点：
1) 部分晶体发生均匀切变
2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化
3) 临界切分应力大
4) 孪生对塑变贡献小于滑移
5) 产生表面浮凸
9.若将一位错线的正方向定义为原来的反向，此位错的柏氏矢量是否改变？位
错的类型是否改变？
答：柏氏矢量反向。位错类型不变，符号改变。
10.动态再结晶与静态再结晶后的组织有何差别？力学性能有何差别？
答：动态再结晶后获得中心有畸变的等轴晶，晶粒内部有被缠结位错分割的亚晶。静态再结晶后获得低位错密度的等轴晶。一般，动态再结晶后的强度、硬度比静态再结晶的高。
11.请简述金属间化合物的一般特性。
答：金属间化合物种类繁多，机构复杂，一般具有极高的硬度，较高的熔点，塑形差。往往具有特殊的物理化学性质。
二、作图计算题（每题10分，共40分）
6.设有一条内径为30mm的厚壁管道，被壁厚0.1mm的铁膜隔开。由管子一端
通入氮气，保持铁膜一侧活性氮原子浓度为1200 mol/m3，另一侧为100 mol/m3。如果在700℃下测得通过管道的氮气流量为2.8×10-4 mol/s，求此时氮原子在铁中的扩散系数。
答：满足扩散第一定律应用条件，得：
活性氮原子通量为：
铁膜中活性氮原子浓度梯度为：
由扩散第一定律：
7.请在立方晶胞中绘出和两晶面，并计算其夹角。
答：
α=19.1°
8.请分别绘出室温下，共析钢、过共晶白口铸铁平衡组织；Al-5.0wt%Cu合金
平衡组织；Al-13%Si合金平衡组织。
答：略
9.已知简单三元共晶的投影图，且A-B共晶温度最高，B-C共晶温度稍低，A-C
共晶温度最低。请绘出介于B-C和A-C共晶温度之间的等温截面，以及AE 垂直截面图，并标注各区域的相组成。
A B
e
E
C
答：
三、综合分析题（每题15分，共30分）
1. 请以层片状共晶组织为例，论述二元共晶时如何满足成分条件。
答：首先通过成分起伏获得某一组元的富集并形成共晶中的某一相（领先相），此时会在其周围形成另一组元的富集，比较容易满足另一相的形成条件，从而形成共晶中的另一相。如此反复，满足成分条件，交替形核，而形成共晶。 形核后，两相与液相的界面处均会形成溶质原子的富集，溶质原子通过横向扩散，满足两相生长所需的成分条件，实现液固界面的推进。
2. 根据Al-Zr 二元相图回答：
1) 写出1490℃、1250℃、975℃、940℃的相变反应，并判断反应类型。 2) 画出x ＝50.0％合金平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应。 3) 计算x ＝30.0％合金平衡结晶到室温下的相组成。 答：
1) 1490℃：L → Al 3Zr + Al 2Zr 共晶反应
1250℃：Al 3Zr 4 + Al 3Zr 2 → AlZr 包析反应 975℃：β-Zr + AlZr 2 → AlZr 3 包析反应 940℃：β-Zr + AlZr 3 → α-Zr 包析反应
A
B
C
L L+A+B L+A
L+B
L+B+C
L+C
E
A
L
L+A
L+C
L+B+C
A+B+C
L+A+C
2)
3) x ＝30.0％合金室温下相组成为： AlZr 3 ＋ AlZr 2
AlZr 3中含Al ＝25％，AlZr 2中含Al ＝33.3％
简答题（每题5分，共30分）
12. 什么是柏氏矢量？它有哪些特征？
答：柏氏矢量是描述晶体中位错性质及其引起畸变方向、程度的一种数学方法。 它具有唯一性、同一性和可加性。
L
L→Al 3Zr 2
Al 3Zr 2 + Al 3Zr 4
Al 3Zr 4 + Al 3Zr 2 → AlZr
AlZr
L → Al 3Zr 2 + Al 3Zr 4
13.固溶体的固溶度受哪些因素的影响？
答：原子尺寸、晶体结构、电负性、电子浓度。
14.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区各相
成分的变化规律。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；
双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；
三相区：三相具有确定成分，且不随结晶过程变化。
15.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？
答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
16.何为固溶强化？请简述其强化机制。
答：固溶强化就是溶质原子通过某种方式阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。其主要机制包括：（1）柯氏气团，即溶质原子与基体原子尺寸不同，产生的弹性应力场对位错运动产生阻碍；（2）玲木气团，即溶质原子降低了基体的层错能，使位错分解称为扩展位错，阻碍位错运动；（3）电交互作用，即溶质原子为带电粒子，与位错形成静电作用力，阻碍位错运动。
17.室温下对某种金属材料进行塑性变形，能发生动态再结晶吗？为什么？
答：可能。若再结晶温度低于室温，则室温下的变形属于热变形，就可能发生动态再结晶。
二、作图计算题（每题8分，共40分）
10.请比较FCC晶体中和两位错的畸变能哪个较大。答：
故：b1能量较低。
11.面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指
数，并分别绘图示之。
答：可能开动的有8个。分别是：
、、
、、
12.假设某合金平衡结晶时形成的临界晶核为边长为a的立方体。已知该合金体
系液固界面能为σ，单位体积自由能差为ΔG B。请推导均匀形核时临界晶核边长a*和临界形核功ΔG*的表达式。
答：ΔG = a3ΔG B + 6a2σ
13.500℃时，Al在Cu中的扩散系数为2.6×10-17 m2/s；1000℃时则为1.6×10-12
m2/s。计算该扩散偶的D0和扩散激活能Q。（R=8.314J/mol·K）
答：
Q=180435.396 J/mol =3×10-19 J/atom D 0=4.056×10-5 m 2/s
14. 请根据附图作出简单三元共晶相图中AF 所代表的垂直截面，并标明各个相区的相组成；绘出合金X 的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组成
三、综合分析题（每题15分，共30分）
3. 请分析回复、再结晶、正常长大、二次再结晶的热力学驱动力和动力学特征。 答： e
A
B
C
X
F
L L→B
L→L→
A+B
L
L+C
L+A
L+B
A+B
A
F
L+A
四川理工学院试卷（2009至2010学年第1学期） 课程名称：材料科学基础 命题教师：罗宏 适用班级：2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试（考查） 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷 分别一同交回，否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题：（10分，每题1分，正确的记错误的记“％” 1?因为晶体的排列是长程有序的，所以其物理性质是各向同性。 （％ 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。（话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。（X ） 4?异类原子占据空位称为置换原子，不会引起晶格畸变。 （X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 （话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。（话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 （话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密;
8.根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行。（X
9. 细晶强化本质是晶粒越细，晶界越多，位错的塞积越严重，材料的强度也就 越高。（V ） 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。（V ） 、单一选择题：（10分，每空1分） (B) L+B — C+B （C ） L —A+B （D ） A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属，再结晶核心形成的形核方式一般是（ A ） （A ） 凸出形核亚 （ B ）晶直接形核长大形核 （B ） 亚晶合并形核 （D ）其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？ （ C ） （A ）由钢板切出圆饼（B ）由合适的圆钢棒切下圆饼 （C ） 由较细的钢棒热镦成饼 （D ）铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有（B ） 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 （A ）晶内偏析 （C ）集中缩孔 属于＜100＞晶向族的晶向是（ (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 （A ）渗氮 （B ）渗碳 （C ）硅晶片掺杂 （） （D ）提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是（C ） （A ）表面细晶粒区 （B ）中心等轴（C ）柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是（A ） （ L 表示液相, A 、B 表示固相） (A) L+A — B
中南大学考试试卷 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、名词解释（5分×8） 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。 2、（10分）判断 ] 1101 [ 6 ]1 2 1[ 6 ]1 1 2[ 6 a a a → + 位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩 展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。 3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。 4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么? 5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。 6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中 （1）写出三相平衡和四相平衡反应式； （2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合金所在位置，写出该合金凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织示意图。
7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。 （1）写出相图中三条水平线的反应式，并画出T1温度下的成分－自由能曲线示意图； （2）说明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固过程，分别画出室温下组织示意图； （3）非平衡凝固对Cu－5wt％Sn合金的组织性能有何影响，如何消除？ 8、（20分）低层错能的工业纯铜铸锭采用T＝0.5T熔点温度热加工开坯轧制。 （1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制； （2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制； （3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？ 中南大学考试试卷 2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、填空（0.5X30=15分） 1、fcc结构的密排方向是_____，密排面是____，密排面的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。 2、形成有序固溶体的必要条件是：（1）________，（2）_________，（3）________。 3、无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：强度和硬度__________，塑性_______________，导电性_________________。 4、Fe-Fe3C相图中含碳量小于___为钢，大于____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由______和___两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是 ______；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____；Fe3C I是从_____中析出的，Fe3C II是从____中析出的，Fe3C III
材料科学基础考题 I卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷答： 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑移。滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的a相依附于初生a相生长，将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体：碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错（A ）分解为a/2[111]+a/2[l11]. （A）不能（B）能（C）可能 2. 原子扩散的驱动力是：（B ） （A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度 3?凝固的热力学条件为：（D ） （A）形核率（B）系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4?在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（A） （A）氧离子空位（B）钛离子空位（C）阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度，其值范围是（B ） （A）1vk e 一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其正确答案涂写在答题卡上。 1. 以“.js”为文件扩展名的文件是______。 (A) html文件(B) 网页文件(C) Java文件(D) Javascript文件 2.以下合法的变量名是______。 (A) new (B) _123 (C) null (D) 2abc 3.以下正确的字符串是______。 (A) xyz (B) ‘xyz” (C) “xyz’ (D) ‘xyz’ 4.设有语句： var st1=’test’; st1=st1+ 25; 则st1的值是______。 (A) ‘test25’ (B) 25 (C) ‘test’(D) 语法错误 5.123+”789”的值是______。 (A) ‘123789’ (B) 912 (C) “789”(D) 语法错误 6.表达式（a=2,b=5,a>b?a:b）的值是______。 (A) 2 (B) 5 (C) 1 (D) 0 7.设有语句var a=3,b=5,c=3,d=8,m=3,n=2; 则逻辑表达式(m=a>b)&&(n=c>d)运算后，n的值为_______。 (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 8.设var a=2,b=3; 则a++==b?(a-1):b的结果是___________。 A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 9. 下面while循环执行的次数为________。 var i=5; while (i==0) i--; A)无限B) 1 C) 5 D) 0 10. 以下数组的定义中____________是错误的。 A) var a=new Array(); B) var a=new Array(10); C) var a[10]={ 1,2,3}; D) var a=["1",2,"3"]; 11.设var x=3,y=4; 下列表达式中y的值为9的是________。 A）y*=x-3 B）y/=x*9 C）y-=x+10 D）y+=x+2 12. 在程序中有多个相关联的选项，若要默认选择某一项，应在该项中增加_________属性。 A) checked B) default C) selected D) defaultValue 13．结果为NaN的表达式是______。 (A) "80"+"19" (B) "十九"+"八十" (C) "八十"*"十九" (D) "80"*"19" 14．执行下面语句后c的值是_______。 var a=2,b=1,c=3; if(a 第1页（共11页） ########2018-2019学年第二学期 ########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷 （后附参考答案及评分标准） 考试时间：120分钟 考试日期：2019年6月 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 评卷人 复查人 一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 答案 1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（ ）。 A. 非均匀形核势垒 ≤ 均匀形核势垒 B. 非均匀形核势垒 ≥ 均匀形核势垒 C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒 D. 视具体情况而定，以上都有可能 2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（ ）。 A. 有相变潜热改变，无体积改变 B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变 C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变 D. 无相变潜热改变，无体积改变 得分 专业 年级 姓名 学号 装订线 3. 以下不是材料变形的是（）。 A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 粘性变形 D. 刚性变形 4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（） A. 2 B. 3 C. 1 D. 4 5. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。 A. 肖特基缺陷 B. 弗伦克尔缺陷 C. 螺位错 D. 色心 6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。 A. 可逆与突变 B. 不可逆与渐变 C. 可逆与渐变 D. 不可逆与突变 7. 下列说法错误的是（）。 A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的 B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松 C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道 D. 晶界易受腐蚀 8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。（） A. 越长；越低 B. 越长；越高 C. 越短；越低 D. 越长；不变 9. 下列说法正确的是（）。 A. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度上升 B. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度下降 C. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度上升 D. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度下降 10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是（）。 A. 陶瓷 B. 金属 C. 玻璃 D. 聚合物 第2页（共11页） 四、程序设计题（本大题共2小题，每小题15分，共30分） 1.对于教学数据库的三个基本表 学生student (sno,sname,sex,sage,sdept) 学习sc(sno,cno,grade) 课程course(cno,cname,cpno,ccredit) 试用SQL语句表示：下列语句。 （1）"查询全男同学信息情况" "select * from student where sex='男'" （2）"查询选修了1号课的学生的学号和成绩" "select sno,grade from sc where cno='1'" （3）"查询所有选修过课的学生的姓名，课程名及成绩" "select sname,cname,grade from student,sc,course where student.sno=sc.sno and https://www.doczj.com/doc/909868750.html,o=https://www.doczj.com/doc/909868750.html,o" （4）"查询选修了数据库原理课的最高成绩" "select max(grade) as '最高成绩' from student,sc,course where student.sno=sc.sno and https://www.doczj.com/doc/909868750.html,o=https://www.doczj.com/doc/909868750.html,o and cname='数据库原理'" （5）查询所有选修了1号课程的同学的姓名" " select sname from student where student.sno in (select sc.sno from sc where cno='1')" 2．设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式（20分）供应商表S（SNO,SNAME,STATUS,CITY）; 零件表P(PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT); 工程项目表J(JNO,JNAME,CITY); 供应情况表SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY)；SPJ表 J表 S表 P表 请用关系代数完成如下查询： 1．求供应工程J1零件的供应商号 SNO 2．求供应工程J1零件P1的供应商号吗SNO 3．求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO 4．求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO 5．求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO 1.∏sno（σJNO＝‘J1’（SPJ）） 2.∏sno（σJNO＝‘J1’ΛPNO=’P1’（SPJ）） 3.∏sno（σJNO＝‘J1’（SPJ）∞σcolor＝‘红’（P）） 4.∏jno（SPJ）-∏jno（∏sno（σcity＝‘天津’（S））∞∏sno，jno （SPJ）∞∏jno σcolor＝‘红’（P）） 5.∏jno, pno（SPJ）÷∏pno（σsno＝‘s1’（SPJ）） 五、分析题（本大题共2小题，每小题15分本大题共30分） 1. 学生运动会模型: (1)有若干班级,每个班级包括: 班级号,班级名,专业,人数 (2)每个班级有若干运动员,运动员只能属于一个班,包括:运动员号,姓名,性别,年龄 期末总复习 一、名词解释 空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。 超结构：长程有序固溶体的通称 固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。 致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附； 晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能； 小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界； 晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。或者：由奥氏体向马氏体转变的 期末考试模拟试题（二） 一．听句子，选出句子中含有的信息。（10分） ( ) 1. A. Singapore B. Paris C. Toronto ( ) 2. A. the biggest city B. the smallest city C. the hottest city ( ) 3. A. come to tea B. come to a party C. go for a walk ( ) 4. A. had a fever B. had a cold C. have a fever ( ) 5. A. Spring Festival B. Mid-autumn Festival C. Christmas ( ) 6. A. play cards B. play games C. play chess ( ) 7. A. food B. drink C. fruit ( ) 8. A. next Wednesday B. next Thursday C. next Saturday ( ) 9. A. the Monkey King B. the Lion King C. Mickey Mouse ( ) 10. A. go fishing B. play badminton C. go to the circus 二．听句子，写出句子中所缺的词。（5分） 1. Adults usually give to children during Spring festival in China. 2. We are going to the Great the day after . 3. I my house and other housework yesterday. 4. This is the time to be in . 5. What’s the of ? 三．听对话及问题，选出问题的正确答案。（10分） ( ) 1. A English. B. Chinese. C. Maths. ( ) 2. A. At school. B. At home. C. Sorry, I don’t know. ( ) 3. A. A new watch. B. Some flowers. C. A new clock. ( ) 4. A.Go shopping. B. See her friend in hospital. C. Go sightseeing. ( ) 5. A. Guangzhou. B. Beijing. C. Guilin. ( ) 6. A. Yes, she does. B. No, she didn’t. C. Yes, she did. ( ) 7. A. Washed his dog. B. Played football. C. Saw a film on TV. ( ) 8. A. Tuesday, May 3rd. B. Sunday, May 1st. C. Monday, May 2nd. ( ) 9. A. Yes, it is. B. No, it isn’t. C. No, it wasn’t. ( ) 10. A. Go boating. B. Go swimming. C. Go to see a film. 四．听短文，判断对错。对的T，错的F。（5分） ( ) 1. The shops and department stores are quiet. ( ) 2. People are doing their Christmas shopping. ( ) 3. Lots of families have their Christmas trees. ( ) 4. Mr. Brown and his family are getting ready for the Christmas. ( ) 5. They are going to have a big dinner. 五．看图写出所缺的单词或词组。（5分） 1. d 2. F C 3. S F 4. B 5. c 六．找出不同类的单词。（4分） ( ) 1. A. Christmas B. Easter C. Thanksgiving D. festival ( ) 2. A. Saturday B. April C. August D. December ( ) 3. A. important B. popular C. interesting D. present ( ) 4. A. sweet B. merry C. cake D. egg ( ) 5. A. winter B. summer C. season D. spring ( ) 6. A. painted B. had C. have D. was ( ) 7. A. housework B. lesson C. house D. dirty ( ) 8. A. mark B. prepare C. food D. feel 《材料科学基础》考试试卷（第一套） 课程号 6706601060 考试时间 120 分钟 一、 名词解释（简短解释，每题2分，共20分） 空间点阵 线缺陷 吸附 渗碳体组织 适用专业年级（方向）： 材 料 科 学 与 工 程 专 业 2006 级 考试方式及要求： 闭 卷 考 试 固态相变 稳态扩散 形核率 调幅分解 霍尔-配奇方程 平衡凝固 二、选择题（只有一个正确答案，每题1分，共10分） 1、弯曲表面的附加压力△P 总是( ) 曲面的曲率中心。 A.指向 B.背向 C.平行 D.垂直 2、润湿的过程是体系吉布斯自由能( )的过程。 A.升高 B.降低 C.不变 D.变化无规律 3、一级相变的特点是，相变发生时，两平衡相的( )相等，但其一阶偏微分不相等。 A.熵 B.体积 C.化学势 D.热容 4、固溶体合金的凝固是在变温下完成的，形成于一定温度区间，所以在平衡凝固条件下所得到的固溶体晶粒( ) A.成分内外不均匀 B.不同温度下形成的各晶粒成分是不同的 C.晶粒内外，晶粒形成不分先后，同母液成分是一致的 5、强化金属材料的各种手段，考虑的出发点都在于( ) A.制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍 B.使位错增殖 C.使位错适当的减少 6、既能提高金属的强度，又能降低其脆性的手段是( ) A.加工硬化 B. 固溶强化 C. 晶粒细化 7、根据显微观察，固液界面有两种形式，即粗糙界面与光滑界面，区分两种界面的依据是值大小( ) A. α<=2为光滑界面 B. α>=1为光滑界面 C. α>=5为光滑界面 8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行，这是因为( ) A. 碳在奥氏体中的扩散系数比在铁素体中大 B. 碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中大 C. 碳在奥氏体中的扩散激活能比在铁素体中小 9、界面能最低的相界面是( ) A. 共格界面 B. 孪晶界 C. 小角度晶界 10、铁碳合金组织中的三次渗碳体来自于( ) 一年级语文期末考试模拟试题 一、阅读： 1、大自然的邮票 春天的树上，长出嫩嫩的芽瓣。夏天的树上，挂满肥肥的叶片。秋天的树上，树叶涂满鲜红和金黄。冬天的树下，树叶落地化成土壤。落叶是大自然的邮票，把一年四季寄给你，寄给我，寄给大家。 （1）这一段话共有（）； （2）填空 a、一年有、、、四个季节。 b、春天的树上，芽瓣是；夏天的树上，叶片是；秋天的树叶颜色有和；冬天的树下，满地是。 c、大自然的邮票指。 2、人有两件宝 人有两件宝，双手和大脑。双手会做工，大脑会思考。 用手不用脑，事情做不好。用脑不用手，啥也做不好。 用手又用脑，才能有创造。一切创造靠劳动，劳动要用手和脑。 （一）这是一首儿歌，一共有（）话。 （二）填空： （1）人有两件宝是指和。做工靠，思考靠。 （2）做事情要用又用。这样才能。 （三）词语搭配： （1）认真地劳动（2）一双手指 辛勤地双手一根手表 勤劳的头脑一只小手 聪明的思考一块手套 3、夏天 初夏，石榴花开了。远看，那红色的花朵像一簇簇火焰。近看，一朵朵石榴花像一个个小喇叭。淡黄色的花蕊在风中摇动，就像一群仙女在翩翩起舞。 1、这段话共有（）句。 2、用“ ”划出第2、3两句句子。 3、石榴花在开放。它的花蕊是的， 花朵是的。 4、我喜欢石榴花是因为。 5、石榴花很多，从（）、（）等词可以看出。 4、斧子 老爷爷微笑着说：“孩子，你很诚实。我要把这两把斧子也送给你吧！”孩子说：“老爷爷，不是我的东西，我不要。”说完，拿着自己的斧子走了。 （1）老爷爷说了（）句话，孩子说了（）话。 （2）老爷爷送给孩子两把斧子，他有没有要？为什么？ （） （3）学了本文后，我们也要做个（）的孩子。 5、时钟花 小白兔没有钟，不知道时间，它请小山羊帮忙想办法。小山羊送给它三盆花。 太阳出来了，牵牛花开了，张开了小喇叭。中午，午时花开了，张开了笑脸。天黑了，夜来香开了，张开了小嘴请轻地唱歌。 1、这篇短文有（）段话。 2、小山羊送给小白兔什么花？ -----------、--------------、-------------- 3、（）花早晨开，（）花中午开，（）花晚上开。 6、金鱼 鱼池中的金鱼各种各样，有圆头的，有大眼的，也有尾巴像花朵的。颜色也不少，有金色、黑色、白色，也有白色和金色相间的，很好看。 它们非常活泼，常在水里游，有时互相追逐，有时一起游戏，加上色彩美丽，真令人喜 几种强化加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。 强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。 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。 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：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。 几种概念 1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。 3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。 4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高。 5、形变织构：随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。滑移和孪晶的区别 滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。 扩散驱动力：化学位梯度是扩散的根本驱动力。 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+2 2. 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 M c,a = B =Y =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。此外还有孪生和扭 材料科学基础试卷(一) 一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。任选六题，每小题3分，共18分） 1 晶体结构与空间点阵 2 热加工与冷加工 3 上坡扩散与下坡扩散 4 间隙固溶体与间隙化合物 5 相与组织 6 交滑移与多滑移 7 金属键与共价键 8 全位错与不全位错 9 共晶转变与共析转变 二、画图题（任选两题。每题6分，共12分） 1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。 2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。 3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。 4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。 三、简答题（任选6题，回答要点。每题5分，共 30 分） 1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？ 2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。 3 二元相图中有哪些几何规律？ 4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？ 5 材料结晶的必要条件有哪些？ 6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？ 7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。 8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？ 9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？ 10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？ 四、分析题（任选1题。10分） 1 计算含碳量0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。 2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。 3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。 五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分） (1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量. (2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向. (3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向. (4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何? (5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错 线受力的大小和方向。（点阵常数0.2)。 六、论述题（任选1题，15分） 1 试论材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。 2 试论固态相变的主要特点。 3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。 材料科学基础期末总结复习资料 1、名词解释 （1）匀晶转变：由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。 （2）共晶转变：合金系中某一定化学成分的合金在一定温度下，同时由液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构的固相的过程称 为共晶转变。 （3）包晶转变：成分为H点的δ固相，与它周围成分为B点的液相L，在一定的温度时，δ固相与L液相相互作用转变成成分是J 点的另一新相γ固溶体，这一转变叫包晶转变或包晶反应。即HJB---包晶转变线，LB+δH→rJ （4）枝晶偏析：合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。 （5）晶界偏析：晶粒内杂质原子周围形成一个很强的弹性应变场,相应的化学势较高,而晶界处结构疏松,应变场弱,化学势低,所以晶粒内杂质会在晶界聚集,这种使得溶质在表面或界面上聚集的现象称为晶界偏析 （6）亚共晶合金：溶质含量低于共晶成分，凝固时初生相为基体相的共晶系合金。 （7）伪共晶：非平衡凝固时，共晶合金可能获得亚（或过）共晶组织，非共晶合金也可能获得全部共晶组织，这种由非共晶合金所获得的全部共晶组织称为伪共晶组织。 （8）离异共晶：在共晶转变时，共晶中与初晶相同的那个相即附着在初晶相之上，而剩下的另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处，从而失去共晶组织的特征，这种被分离开来的共晶组织称为离异共晶。 （9）纤维组织：当变形量很大时，晶粒变得模糊不清，晶粒已难以分辨而呈现出一片如纤维状的条纹，这称为纤维组织。 （10）胞状亚结构：经一定量的塑性变形后，晶体中的位错线 通过运动与交互作用，开始呈现纷乱的不均匀分布，并形成位错缠结，进一步增加变形度时，大量位错发生聚集，并由缠结的位错组成胞状亚结构。 （11）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬 度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。 （12）结构起伏：液态结构的最重要特征是原子排列为长程无序、短程有序，并且短程有序原子集团不是固定不变的，它是一种此消彼长、瞬息万变、尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏。 （13）能量起伏：能量起伏是指体系中每个微小体积所实际具 有的能量，会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。 （14）垂直长大：对于粗糙界面，由于界面上约有一半的原子 位置空着，故液相的原子可以进入这些位置与晶体结合起来，晶体便连续地向液相中生长，故这种长大方式为垂直生长。 （15）滑移临界分切应力：晶体的滑移是在切应力作用下进行的，但其中许多滑移系并非同时参与滑移，而只有当外力在某一滑移 开放英语(1)期末考试模拟试题(及答案) 一、语音知识 ( 每题1分, 共5分) 比较下列各组单词的读音, 从A、 B、 C、 D中找出一个其划线部分与其它三个划线部分发音不同的选题。 1.( ) A. fast B. water C. dance D. ask 2. ( ) A. cup B. but C. rush D. during 3. ( ) A. food B. soon C. cool D. book 4. ( ) A. hear B. earn C. dear D. near 5. ( ) A. article B. sharp C. quarter D. harm 二、词语填空 ( 每题1分, 共5分) 6. The boy looked, but he could not ________ anything. A. look B. looked C. look at D. see 7. Speak loudly, please. I can’t ________ you. A. listen B. listen to C. hear D. heard 8. Lei Feng liked helping ________. A. some B. another C. other D. others 9. He was late ________ the bus. A. because B. because of C. for D. but 10. She can ________ English well. A. say B. talk C. speak D. tell 几种强化 加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度与硬度升高,而塑性与韧性降低的现象。 强化机制:金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎与纤维化,金属内部产生了残余应力。 细晶强化:就是由于晶粒减小,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。 弥散强化:又称时效强化。就是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制与绕过机制。(2 分) 复相强化:由于第二相的相对含量与基体处于同数量级就是产生的强化机制。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:固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用与化学交互作用。 几种概念 1、滑移系:一个滑移面与该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移:螺型位错在两个相交的滑移面上运动,螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍,会转动到另一滑移面上继续滑移,滑移方向不变。 3、屈服现象:低碳钢在上屈服点开始塑性变形,当应力达到上屈服点之后开始应力降落,在下屈服点发生连续变形而应力并不升高,即出现水平台(吕德斯带) 原因:柯氏气团的存在、破坏与重新形成,位错的增殖。 4、应变时效:低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点,但就是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热,在进行拉伸试验,则屈服点又重复出现,且屈服应力提高。 5、形变织构:随塑性变形量增加,变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。 滑移与孪晶的区别 滑移就是指在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面与晶向,相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面与晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶:在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织,这种非共晶成分的共晶组织,称为伪共晶组合。 扩散驱动力:化学位梯度就是扩散的根本驱动力。 一、填空题(20 分,每空格1 分) 1、相律就是在完全平衡状态下,系统的相数、组元数与温度压力之间的关系,就是系统的平衡条件的数学表达式: f=C-P+2 2、二元系相图就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°,请列举除立方与正方晶系外其她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、柱状晶区与中心等轴晶区三部分。 中南大学考试试卷答案 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、名词解释（5分×8） 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 参考答案： 1.金属玻璃：指金属从液态凝固后其结构与液态金属相同的固体； 2.金属间化合物：金属与金属、金属与某些非金属之间形成的化合物，结构与组成金属间化合物的纯金属不同，一一般具有熔点高、硬度高、脆性大的特点。 3.离异共晶：有共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶数量多，共晶数量很少，共晶中与初晶相同的相依附初晶长大，共晶中另外一个相呈现单独分布，使得共晶组织失去其特有组织特征的现象； 4.晶界偏聚：由于晶内与晶界上的畸变能差别或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象； 5.科垂尔气团：溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象，这种气团可以阻碍位错运动，产生固溶强化效应等结果； 6.孪生：是晶体塑性变形的一种重要方式，晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分晶体作均匀切变，使得相邻部分晶体取向不同，并以切变晶面（挛晶面）成镜面对称； 7.反应扩散：伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散，如从金属表面向内部渗入金属时，渗入元素浓度超过溶解度出现新相； 8.变形织构：经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构为织构，若织构是在塑性变形中产生的，称为变形织构。 二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。javascript期末考试模拟题
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