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材料科学基础试题练习（附解析）-3第一篇：材料科学基础试题练习(附解析)-3试卷（三）一.名词解释（3分/个＝18分）1.变温截面 2.过冷度 3.偏析反应 4.固溶体 5.成分过冷 6.形核功。
二.写出固溶体的分类（10分）：三.试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点及成因。
（12分）四.根据Fe-Fe3C亚稳平衡相图回答下列问题：（40分）1）画出Fe-Fe3C亚稳平衡相图；2）写出下列Fe3CII含量最多的合金；珠光体含量最多的合金；莱氏体含量最多的合金。
3）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。
4）分析Fe-1%C合金的平衡凝固过程，并计算室温下其中相组成物和组织组成物的百分含量，5）根据Fe-Fe3C状态图确定下列三种钢在给定温度下的显微组织（填入表中）含碳量 0.4 0.77 1.0 温度显微组织温度900℃ 刚达到770℃ 刚达到770℃显微组织770℃停留一段时间680℃ 700℃6）画出1200℃时各相的自由能---成分曲线示意图。
五.图为Cu-Zn-Al合金室温下的等温截面和2%Al的垂直截面图，回答下列问题：（20分）1）在图中标出X合金（Cu-30%Zn-10%Al）的成分点。
2）计算Cu-20%Zn-8%Al和Cu-25%Zn-6%Al合金中室温下各相的百分含量，其中α相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al，γ相成分点为Cu-18%Zn-11.5%Al。
Y 3）分析图中Y合金的凝固过程。
参考答案1.名词解释（3分/个＝18分）变温截面：三元相图中垂直成分三角形的截面；过冷度：ΔT指Tm与Tn的差值二维平面长大；偏析反应：α+β→γ称为包析反应；固溶体：一个固体组元（溶质）溶解在另外一个组元（溶剂）晶格中，保持溶剂晶格特点的物质；成分过冷：合金凝固中由于溶质原子再分配形成的过冷；形核功：金属凝固过程中形成晶核需要的额外能量。
2.写出固溶体的分类（10分）：置换、间隙固溶体；有限、无限固溶体；有序、无序固溶体；一次、二次固溶体；3.试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点及成因。
一、填空题1、晶体的三种缺点（点缺点、线缺点、面缺点）2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）3、按原子地点固溶体分类为（置换固溶体和缝隙固溶体）4 过冷液相中的（结构起伏和能量起伏）是形核的基础5、金属内部由一种晶体转变成另一种晶体结构的转变成（同素异构体转变）6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为（珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体）7、使用第二相粒子起增强作用的增强方式是（弥散增强）二、选择题1、密积聚结构的致密度为（ B ）2、下述晶体缺点中属于线缺点的是（Ｂ）Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ缝隙原子4、固溶体的不均衡凝固可能造成（ A ）A 晶内偏析B 晶相偏析C 会合缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的差别在于有无（ A ）A 莱氏体 B珠光体 C铁素体 D奥氏体5、以下图是（ C）的结果Ａ单滑移Ｂ多滑移Ｃ交滑移Ｄ三、判断题1、面心立方结构是原子的2、点缺点是一种稳固缺点，在必定温度3、铁素体是 C 在α -Fe 的4、在实质系统中，纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大增强成效越好四、名词解说1、螺型位错答：一个晶体的某一部分相对于其他部发散生滑移，原子平面沿着一根轴线回旋上涨，每绕轴线一周，原子面上涨一个晶面间距。
因为位错周边的原子是按螺旋形摆列的，因此叫咯型位错。
2、共析转变答：必定成分的固相在必定温度下分解为别的两个必定成分的固相的转变过程。
3均匀形核答：液相中各个地域出现新晶核的几率都是同样的，这类形核方式即为均匀形核。
4加工硬化答：在塑性变形过程中，跟着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生显然的变化，即跟着变形程度的增添，金属的强度、硬度增添，而塑性、韧性降落。
5、变质办理答：在浇铸前去液态金属中加入形核剂，促进形成大批的非均匀晶核来细化晶粒。
五、简答题1、刃性位错特色答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个拥有必定宽度的修长晶格畸变管道，此中既有正应变，又有切应变。
材料科学基础试题及答案第⼀章原⼦排列与晶体结构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，把原⼦视为刚性球时，原⼦的半径r与点阵常数a的关系是；bcc结构的密排⽅向是，密排⾯是,致密度为,配位数是,晶胞中原⼦数为，原⼦的半径r与点阵常数a的关系是；hcp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，原⼦的半径r与点阵常数a 的关系是。
2.Al的点阵常数为，其结构原⼦体积是，每个晶胞中⼋⾯体间隙数为，四⾯体间隙数为。
3.纯铁冷却时在912e 发⽣同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密度降低，晶体体积，原⼦半径发⽣。
4.在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出晶⾯和晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平⾯上的⽅向。
在hcp晶胞的（0001）⾯上标出晶⾯和晶向。
5.求和两晶向所决定的晶⾯。
6 在铅的（100）平⾯上，1mm2有多少原⼦已知铅为fcc⾯⼼⽴⽅结构，其原⼦半径R=×10-6mm。
第⼆章合⾦相结构⼀、填空1）随着溶质浓度的增⼤，单相固溶体合⾦的强度，塑性，导电性，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数。
2）影响置换固溶体溶解度⼤⼩的主要因素是（1）；（2）；（3）；（4）和环境因素。
3）置换式固溶体的不均匀性主要表现为和。
4）按照溶质原⼦进⼊溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为和。
5）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。
6）间隙固溶体是，间隙化合物是。
⼆、问答1、分析氢，氮，碳，硼在-Fe 和-Fe 中形成固溶体的类型，进⼊点阵中的位置和固溶度⼤⼩。
已知元素的原⼦半径如下：氢：，氮：，碳：，硼：，-Fe：，-Fe ：。
2、简述形成有序固溶体的必要条件。
第三章纯⾦属的凝固1.填空1. 在液态纯⾦属中进⾏均质形核时，需要起伏和起伏。
2 液态⾦属均质形核时，体系⾃由能的变化包括两部分，其中⾃由能是形核的阻⼒，是形核的动⼒；临界晶核半径r K与过冷度vT关系为，临界形核功vG K等于。
材料科学基础试题库完整可编辑版⼀、单项选择题(请在每⼩题的4个备选答案中，选出⼀个最佳答案，共10⼩题；每⼩题2分，共20分)1、材料按照使⽤性能，可分为结构材料和________ oA.⾼分⼦材料；B.功能材料；C.⾦属材料；D.复合材料。
2、在下列结合键中，不属于⼀次键的是：A.离⼦键；B.⾦属键；C.氢键；D.共价键。
3、材料的许多性能均与结合键有关，如⼤多数⾦属均具有较⾼的密度是由于：A.⾦属元素具有较⾼的相对原⼦质量；B.⾦属键具有⽅向性；C.⾦属键没有⽅向性；D.A和C o3、下述晶⾯指数中，不属于同⼀晶⾯族的是：A. (110);B. (101);C. (101) ；D. (100)o4、⾯⼼⽴⽅晶体中，⼀个晶胞中的原⼦数⽬为：A. 2；B. 4；C. 6；D. 14。
5、体⼼⽴⽅结构晶体的配位数是：A. 8；B.12；C. 4；D. 16o&⾯⼼⽴⽅结构晶体的原⼦密排⾯是：A. {111} ；B. {110} ；C. (100)；D. [111] o7、⽴⽅晶体中(110)和(211)⾯同属于_________ 晶带A. [110] ；B. [100] ；C. [211] ；D. [111] o&体⼼⽴⽅结构中原⼦的最密排晶向族是：A. <100> ；B. [111] ；C. <111>；D. (111)o&如果某⼀晶体中若⼲晶⾯属于某⼀晶带，贝A.这些晶⾯必定是同族晶⾯；B.这些晶⾯必定相互平⾏；C.这些晶⾯上原⼦排列相同；D.这些晶⾯之间的交线相互平⾏。
7、⾦属的典型晶体结构有⾯⼼⽴⽅、体⼼⽴⽅和密排六⽅三种，它们的晶胞中原⼦数分别为：A. 4, 2, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 67、在晶体中形成空位的同时⼜产⽣间隙原⼦，这样的缺陷称为：A.肖脱基缺陷；B.弗兰克缺陷；C.线缺陷；D.⾯缺陷7、两平⾏螺旋位错，当柏⽒⽮量同向时，其相互作⽤⼒：A.为零；B.相斥；C.相吸；D.不变8、⾯⼼⽴⽅结构的滑移系数⽬为：A. 12；B.8；C. 3；D. 24。
材料科学基础试题及答案第⼀章原⼦排列与晶体结构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，把原⼦视为刚性球时，原⼦的半径r 与点阵常数a 的关系是；bcc 结构的密排⽅向是，密排⾯是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原⼦数为，原⼦的半径r 与点阵常数a 的关系是；hcp 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，原⼦的半径r 与点阵常数a 的关系是。
2. Al 的点阵常数为，其结构原⼦体积是，每个晶胞中⼋⾯体间隙数为，四⾯体间隙数为。
3. 纯铁冷却时在912ε发⽣同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密度降低，晶体体积，原⼦半径发⽣。
4. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出）（211晶⾯和]211[晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平⾯上的⽅向。
在hcp 晶胞的（0001）⾯上标出）（0121晶⾯和]0121[晶向。
5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶⾯。
6 在铅的（100）平⾯上，1mm 2有多少原⼦？已知铅为fcc ⾯⼼⽴⽅结构，其原⼦半径R=×10-6mm 。
第⼆章合⾦相结构⼀、填空1）随着溶质浓度的增⼤，单相固溶体合⾦的强度，塑性，导电性，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数。
2）影响置换固溶体溶解度⼤⼩的主要因素是（1）；（2）；（3）；（4）和环境因素。
3）置换式固溶体的不均匀性主要表现为和。
4）按照溶质原⼦进⼊溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为和。
5）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。
6）间隙固溶体是，间隙化合物是。
⼆、问答1、分析氢，氮，碳，硼在?-Fe 和?-Fe 中形成固溶体的类型，进⼊点阵中的位置和固溶度⼤⼩。
已知元素的原⼦半径如下：氢：，氮：，碳：，硼：，?-Fe ：，?-Fe ：。
2、简述形成有序固溶体的必要条件。
第三章纯⾦属的凝固1. 填空1. 在液态纯⾦属中进⾏均质形核时，需要起伏和起伏。
2020届材料科学基础经典习题（后附详细答案）1.在Al-Mg 合金中，X M （=0.05，计算该合金中Mg 的质量分数（W M ）（已 知Mg 的相对原子质量为24.31，Al 为26.98）。
2. 已知Al-Cu 相图中，K = 0.16 , m ^3.2。
若铸件的凝固速率 R= 3X 10-4 cm/s ，温度梯度 G= 30C /cm ,扩散系数 D = 3X 10-5cm i /s ，求能 保持平面状界面生长的合金中 W U 的极值。
3. 证明固溶体合金凝固时，因成分过冷而产生的最大过冷度为:GD mw cu (1 K)R1 InR GK最大过冷度离液一固界面的距离为:K ―― 平衡分配系数；G ―― 温度梯度；D ――扩散系数；R 凝固速率。
Tmaxmw C 0cu (1 K) K C 0D, mw cu (1 K)R InR GDK式中m液相线斜率；w C 0cu合金成分;w Cu expC L c 0说明：液体中熔质分布曲线可表示为:4. Mg-Ni 系的一个共晶反应为:设w /Ni = C 为亚共晶合金，w/Ni =C 2为过共晶合金，这两种合金中的先共 晶相的质量分数相等，但C 合金中的a 总量为C 2合金中a 总量的2.5 倍，试计算C 和C 2的成分。
5. 在图4—30所示相图中，请指出： (1) 水平线上反应的性质； (2) 各区域的组织组成物； (3) 分析合金I , II 的冷却过程；(4)合金工，II 室温时组织组成物的相对量表达式6. 根据下列条件画出一个二元系相图，A 和B 的熔点分别是1000C和700C ，含W B =0.25的合金正好在500C 完全凝固，它的平衡组织 由73.3%的先共晶。
和26.7%勺(a + B )共晶组成。
而W B = 0.50的合金 在500C 时的组织由40%勺先共晶a 和60%勺(a + B )共晶组成，并且此 合金的a 总量为50%570 CLWNi0235（纯 Mg ）Mg z NiWNi0.546m 1 驹 A 从二疋和圉7. 图4-31为Pb-Sb相图。
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一、晶体结构1、画出面心立方（FCC）和体心立方（BCC）晶体结构的晶胞，并分别计算其原子半径与晶格常数之间的关系。
答案：面心立方（FCC）晶胞中，原子半径 r 与晶格常数 a 的关系为 r ＝√2a/4；体心立方（BCC）晶胞中，原子半径 r 与晶格常数 a 的关系为 r ＝√3a/4。
2、简述晶体结构与空间点阵的区别。
答案：晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的具体排列方式，它不仅包括空间点阵的形式，还包括原子的种类、数量以及它们之间的相互作用等。
而空间点阵是将晶体结构中的质点抽象为几何点，所得到的几何图形，它只反映质点的分布规律和周期性。
二、晶体缺陷1、什么是点缺陷？点缺陷有哪些类型？答案：点缺陷是指在晶体中三维方向上尺寸都很小的缺陷。
点缺陷的类型主要包括空位、间隙原子和杂质原子。
2、简述位错的基本类型及它们的运动方式。
答案：位错的基本类型有刃型位错和螺型位错。
刃型位错的运动方式有滑移和攀移；螺型位错的运动方式只有滑移。
三、凝固与结晶1、简述纯金属结晶的条件和过程。
答案：纯金属结晶的条件是要有一定的过冷度。
结晶过程包括形核和长大两个阶段。
形核又分为均匀形核和非均匀形核。
均匀形核是依靠液态金属本身的结构起伏自发地形成晶核；非均匀形核是依靠液态金属中存在的固态杂质或容器壁等现成表面形成晶核。
长大过程是晶核形成后，原子不断向晶核表面堆砌，使晶核不断长大，直至液态金属全部转变为固态晶体。
2、比较均匀形核和非均匀形核的异同。
答案：相同点：都是形核的方式，都需要一定的过冷度，都包含形核功。
不同点：均匀形核依靠液态金属本身的结构起伏自发形成晶核，所需的过冷度较大，形核功较大；非均匀形核依靠现成表面形成晶核，所需过冷度较小，形核功较小。
材料科学基础试题库一填空：1固体中的结合键分为离子键，共价键和金属键3种化学键以及分子键、氢键等物理键。
2 3复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
4么宏观上完全相同，要么呈连续变化而没有突变现象。
5扩散是固体中质量传输的唯一途径。
6一、判断题：1. 匀晶合金在不平衡凝固时成分会发生偏析.。
（T）2. 刃型位错有正负之分，他们之间有本质区别。
（F）3. 珠光体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。
（F）4. 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。
（F）5. 陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。
（F）6. 单相组织一般具有良好的延展性，而共晶合金则具有良好的铸造性能。
（T）7. 扩散是固体中质量传输的唯一途径。
（T）8. 在实际系统中，纯金属的凝固是非均匀形核。
（T）9. 在空位机制中，原子的扩散可以看作是空位的移动。
（T）10. 晶体长大微观界面为粗糙时，宏观表现为光滑界面。
（T）11. 热膨胀的本质是原子半径的胀大。
（F）12. 二元合金中不可能有四相共存。
（F ）13. 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（F）14. 复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
仃）15. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。
（T）16. 枝晶偏析不可以通过退火的方法消除。
（F）17. 莱氏体和珠光体都是混合物。
（T）18. 把一根导线反复的缠绕后其电阻将会增加。
（T）19. 陶瓷的抗拉强度通常是抗压强度的5-10 倍。
（F）20. 先共析渗碳体是间隙固溶体，其性质硬而脆。
（F）21. 在实际系统中，纯金属的凝固是均匀形核。
（F）22. Fick 第一定律表示通过某一截面的扩散流量与垂直这个截面方向上浓度梯度成正比，其方向与浓度降落方向一致。
（T）23. 临界形核尺寸与其形状有密切关系。
（F）24. 高分子化合物的大分子由链节构成，链节的重复次数称为聚合度。
2020届材料科学基础经典习题（后附详细答案）1.在Al-Mg 合金中，X M （=0.05，计算该合金中Mg 的质量分数（W M ）（已 知Mg 的相对原子质量为24.31，Al 为26.98）。
2. 已知Al-Cu 相图中，K = 0.16 , m ^3.2。
若铸件的凝固速率 R= 3X 10-4 cm/s ，温度梯度 G= 30C /cm ,扩散系数 D = 3X 10-5cm i /s ，求能 保持平面状界面生长的合金中 W U 的极值。
3. 证明固溶体合金凝固时，因成分过冷而产生的最大过冷度为:GD mw cu (1 K)R1 InR GK最大过冷度离液一固界面的距离为:K ―― 平衡分配系数；G ―― 温度梯度；D ――扩散系数；R 凝固速率。
Tmaxmw C 0cu (1 K) K C 0D, mw cu (1 K)R InR GDK式中m液相线斜率；w C 0cu合金成分;w Cu expC L c 0说明：液体中熔质分布曲线可表示为:4. Mg-Ni 系的一个共晶反应为:设w /Ni = C 为亚共晶合金，w/Ni =C 2为过共晶合金，这两种合金中的先共 晶相的质量分数相等，但C 合金中的a 总量为C 2合金中a 总量的2.5 倍，试计算C 和C 2的成分。
5. 在图4—30所示相图中，请指出： (1) 水平线上反应的性质； (2) 各区域的组织组成物； (3) 分析合金I , II 的冷却过程；(4)合金工，II 室温时组织组成物的相对量表达式6. 根据下列条件画出一个二元系相图，A 和B 的熔点分别是1000C和700C ，含W B =0.25的合金正好在500C 完全凝固，它的平衡组织 由73.3%的先共晶。
和26.7%勺(a + B )共晶组成。
而W B = 0.50的合金 在500C 时的组织由40%勺先共晶a 和60%勺(a + B )共晶组成，并且此 合金的a 总量为50%570 CLWNi0235（纯 Mg ）Mg z NiWNi0.546m 1 驹 A 从二疋和圉7. 图4-31为Pb-Sb相图。
7、论述影响扩散的主要因素。
8、求体心立方构造中的四面体和八面体间隙的半径及其中心位置的坐标。
9、 45 钢的过冷奥氏体连续转变曲线如下图，请答复以下问题：〔共15 分〕〔1〕说明图中A1 线、 Ms、 1 线、 2 线、 3 线表示的意义。
〔2〕过冷奥氏体转变产物有哪些？写出各种转变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特点；〔3〕在 V1、V2、V3、 V4冷却速度下，各得到何种组织？1234〔4〕指出与 V、 V 、 V 、V 相对应的热处理工艺名称是什么？1. A1 线—共析线； Ms—马氏体转变开场线； 1 线—过冷奥氏体向铁素体转变开场线； 2 线—珠光体转变终了线； 3 线—贝氏体转变开场线。
2.过冷奥氏体转变产物：珠光体，扩散型相变，片状组织，强度较高，塑性较好；铁素体，扩散型相变，块状组织，强度低，塑性好；马氏体，非扩散型相变，板条或片状，强度高，脆性大；贝氏体，兼有扩散与非扩散相变特点，上贝氏体，羽毛状，脆性大，下贝氏体，片状，强度高，韧性好。
3 ． V1—铁素体、珠光体；V2—铁素体、珠光体；V3—铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体；V4—马氏体。
4 ． V1、 V2—退火， V3—正火， V4—淬火10、就 Fe-Fe 3C 相图，答复以下问题：1.默画出 Fe-Fe 3C相图，用相组成物填写相图；2.分析含碳量为1.0wt% 的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织示意图。
L L+γγγ+Fe3CⅡP+Fe3CⅡ3.计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。
Fe3CⅡ =(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=22.6%Fe 3CⅢ =(0.0218-0.00001)/(6.69-0.00001)=0.325%4．某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。
w c =1.2% , P=92.7%,Fe3 C=7.3%11、右图为固态有限互溶三元共晶相图的投影图，请答复以下问题：（1〕指出三个液相面的投影区；（2〕指出 e3E 线和 E 点表示的意义；（3〕分析合金 N 的平衡结晶过程。
《材料科学基础》试题库一、选择1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中 __C___。
A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于 __B___。
A、单相区中B、两相区中C、三相平平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无 _A____。
A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、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5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 __C___。
A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为 _B____。
A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为 __A___。
A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 __A___。
A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值围是 _____。
（其中Ko是平衡分配系数）A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是 _____。
A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的 ___B__。
A、1/3B、2/3C、3/412、金属结晶过程中（ C ）：a、临界晶核半径越大，形核越易；b、临界晶核形成功越大，形核越易；c、过冷度越大，形核越易；d、均质形核比非均质形核容易。
13、三元相图中（）：a、垂直截面图上可应用杠杆定律；b、垂直截面图上三相区域为直边三角形；c、四相共晶反应平面在成份投影图上为曲边四边形；d、四相反应为等温反应。
14、三、判断正误(每小题1分，共10分)正确的在括号画“√”，错误的画“×”1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。
( x)2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。
( 0 )3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。
( 0 )4. 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减小，因此是一个自发过程。
( x )5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔGB ＜0、结构起伏和能量起伏。
(x )6. 三元相图垂直截面的两相区不适用杠杆定律。
( 0 )7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。
( x )8. 塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。
( 0 )9. 和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两种转变的难易程度相似。
( x)10. 除Co以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线左移，从而增加钢的淬透性。
( x )四、简答1、简述工程结构钢的强韧化方法。
（20分）2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分）强化机制是AL与CU行成置换固熔体增大其位错运动阻力，达到提高其强度和硬度的作用所以其强化机制叫：固溶强化3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？室温下碳元素在奥氏体的溶解度很小，约0．02-0．03％ (质量分数)，而一般奥氏体钢中含碳量均超过0．02-0．03％，因此只能在淬火状态下使碳固溶在奥氏体中，以保证钢材具有较高的化学稳定性。
但是这种淬火状态的奥氏体钢当加热到450～850~(2或在该温度下长期使用时，碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速度。
当奥氏体中含碳量超过它在窀温的溶解度(0．02-0．03％)后。
碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，析出碳化铬Gr23C6。
但是铬的原子半径较大，扩散速度较小，来不及向边界扩散，品界附近大量的铬和碳化合形成碳化铬，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒部，而是来自品界附近。
结果就使晶界附近的铬含量大为减少，当品界含铬量小于l2％ (质量分式)时，就形成“贫铬区”。
造成奥氏体边界贫铬，当晶界附近的金属含量铬量低于l2％时就失去了抗腐蚀的能力，在腐蚀介质作用下，就在晶粒之『自】产生腐蚀即产生晶问腐蚀。
从上可知，晶间腐蚀产卡的根本原因是由于晶粒边界形成贫铬层造成的。
(1)控制含碳量 (2)添加稳定剂(3)进行固溶处理(4)采用双相组织 (5)加快冷却速度4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？因为选在共晶合金附近结晶温度区间小，所以液体流动性好啊，流动性好，充型能力好，充型能力好，铸件获得完整的结构，精度也较高.液固相线距离大→枝晶偏析倾向愈大，合金流动性也愈差，形成分散缩孔的倾向也愈大，使铸造性能恶化。
所以铸造合金的成分常取共晶成分和接近共晶成分或选择5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？交滑移：晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移。
螺位错的交滑移：螺位错从一个滑移面转移到与之相交的另一滑移面的过程；螺位错的柏氏矢量与位错线平行，因此包含位错线的所有晶面都可以是螺位错的滑移面，因此当螺位错滑移受阻时，他可以在另外一个晶面上进行滑移。
但是刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，他的滑移面就只有由位错线和柏氏矢量构成的平面，所以他只能在这个面上滑移，故不能发生交滑移6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？1、置换固溶体溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。
当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15％以时，易于形成置换固溶体。
铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
2、间隙固溶体溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。
间隙固溶体的溶剂是直径较大的过渡族金属，而溶质是直径很小的碳、氢等非金属元素。
其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比必须小于0.59。
如铁碳合金中，铁和碳所形成的固溶体――铁素体和奥氏体，皆为间隙固溶体。
7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。
11、枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？结晶温度间隔宽的固溶体合金，当冷却速度快时，发生不平衡结晶，先结晶的成分来不及充分扩散，使先结晶的主干与后结晶的支干及支干间的成分产生差异，形成枝晶偏析。
偏析程度取决于合金液凝固时的冷却速度、偏析元素扩散速度及受液固相线温度间隔支配的溶质平衡分配系数。
液固相线温度间隔大的固溶体类合金，当凝固冷却速度较快时，易发生不平衡结晶，使先结晶成分来不及充分扩散而形成枝晶偏析.1.适当提高熔炼温度，加强对合金液的脱气、除渣、精炼、变质和孕育处理，加强搅拌，使合金液均匀、净化2.易产生枝晶偏析的合金，可加入适量晶粒细化剂或微冷铁3.易产生枝晶偏析的合金，可通过调整浇注温度和浇注速度、控制型温来控制铸件的凝固冷却速度，使之与溶质的分配和扩散相匹配4.均匀化退火可消除枝晶偏析12、请简述影响扩散的主要因素有哪些.(1)温度；（2）晶体结构与类型；（3）晶体缺陷；（4）化学成分。
13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？相同点：小原子溶入。
不同点：间隙固溶体保持溶剂（大原子）点阵；间隙相、间隙化合物改变了大原子点阵，形成新点阵。
间隙相结构简单；间隙化合物结构复杂14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？临界晶核的物理意义：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk的晶核）形成临界晶核的充分条件：（1）形成r≥rk的晶胚；（2）获得A≥A*（临界形核功）的形核功。
15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
热力学条件ΔG < 0 ；结构条件： r > r* ；能量条件：A > ΔG max ；成分条件。
16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行？若不在γ-Fe相区进行会有什么结果？γ相是原始生长相，固溶度高，渗碳可以均匀分布在组织结构中。
温度过低的其他相，比如马氏体，或珠光体的，不能均匀扩散到组织结构中，偏析严重，导致强度降低。
温度过高，组织会重新生核成长，会破坏原来的组织结构19、位错密度有哪几种表征方式？体密度：即单位体积的位错线长度；面密度：即垂直穿过单位面积的位错线根数。
20、淬透性与淬硬性的差别。
淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力；淬硬性是指在一定条件下淬火后获得马氏体组织所能达到的最高硬度。
22、马氏体相变的基本特征？（12分）1.无扩散性2.切变性，即由母相变为新相的晶格改组过程是以切变方式进行的3.具有一定的晶体学位相关系的惯习面，即共格切变4.转变在一定的温度围进行5.快速转变，一般不需要孕育期6.转变不完全，会留有相当数量的残余奥氏体23、加工硬化的原因？（6分）产生加工硬化的主要原因是金属在塑性变形时晶粒产生滑移，滑移面和其附近的晶格扭曲，使晶粒伸长和破碎，金属部产生残余应力等，因而继续塑性变形就变得困难，从而引起加工硬化。
24、柏氏矢量的意义？（6分）它描述了位错线上原子畸变特征、方向、大小；位错的畸变能和柏氏矢量的平方成正比.26、已知916℃时，γ-Fe 的点阵常数0.365nm ，（011）晶面间距是多少？（5分）面心立方的γ-Fe ，a ＝b ＝c ＝0.365nm ，对立方晶系，nm a d 03.12365.0110222==++=27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式？（4分）28、影响成分过冷的因素是什么？（9分）温度梯度（平缓有利）；凝固速度（越快越有利）；凝固围（越大越有利）。
29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么？（9分）只有一个滑移系统上的分切应力最大并达到临界分切应力，形成单滑移，这种情况下，加工硬化最弱；当拉力轴在晶体的特定取向上可能使几个滑移系的分切应力相等，在同时达到了临界分切应力时发生多滑移，这种情况下会发生加工硬化现象；交滑移是螺旋位错在两个相交的滑移面上运动，当螺型位错在一个滑移面上运动遇到障碍会转到另一个滑移面上继续滑移，滑移方向不变。
交滑移影响材料的塑性。
30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。
（6分）210dk y ys +=σσHall-Petch 霍尔-佩奇公式，细度减小，屈服强度增加，用晶界位错塞积模型解释。
对粗晶粒，晶界塞积的位错多，产生应力集，在变形传递中容易使位错源开动，因此屈服强度低。
