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2007年中南大学材料科学基础真题试卷(总分：26.00，做题时间：90分钟)一、简答题(总题数：6，分数：12.00)1.说明材料中的结合键与材料性能的关系。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：材料结合键的类型及结合能的大小对材料的性能有重要的影响，特别是对物理性能和力学性能。
结合键越强，熔点越高，热膨胀系数就越小，密度也越大。
金属具有光泽、高的导电性和导热性、较好的机械强度和塑性，且具有正的电阻温度系数，这就与金属的金属键有关。
陶瓷、聚合物一般在固态下不导电，这与其非金属键结合有关。
工程材料的腐蚀实质是结合键的形成和破坏。
晶体材料的硬度与晶体的结合键有关。
一般共价键、离子键、金属键结合的晶体比分子键结合的晶体的硬度高。
结合键之间的结合键能越大，则弹性模量越大。
工程材料的强度与结合键能也有一定的联系。
一般结合键能高，强度也高一些。
材料的塑性也与结合键类型有关，金属键结合的材料具有良好的塑性，而离子键、共价键结合的材料塑性变形困难，所以陶瓷材料的塑性很差。
)解析：2.任意选择一种材料，说明其可能的用途和加工过程。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：如Al-Mg合金。
作为一种可加工、不可热处理强化的结构材料，由于具有良好的焊接性能、优良的耐蚀性能和塑性，在飞机、轻质船用结构材料、运输工业的承力零件和化工用焊接容器等方面得到了广泛的应用。
根据材料使用目的，设计合金成分，考虑烧损等情况进行配料，如A15Mg合金板材，实验室条件下可在电阻坩埚炉中750℃左右进行合金熔炼，精炼除气、除渣后720℃金属型铸造，430～470℃均匀化退火10～20h后，在380～450℃热轧，再冷轧至要求厚度，在电阻炉中进行稳定化处理，剪切成需要的尺寸或机加工成标准试样，进行各种组织、性能测试。
第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。
解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。
体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。
2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。
4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
湖南大学2007年招收攻读硕士学位研究生入学考试试卷招生专业：化学工程与技术、材料科学与工程考试科目：832物理化学（工）注：答题（包括填空题、选择题）必须答在专用答题纸上，否则无效。
一、单选题(每小题1.5分，共45分)1.在隔离系统中发生某化学反应，使系统的温度明显升高，则该系统的ΔUU( )(A)>0 (B)=0 (C)<0 (D)无法确定2.在温度为TT的标准状态下，反应(1)A→2B、反应(2)2A→C及反应(3)C→4B的标准摩尔反应焓分别为Δr HH m⊖(1)、Δr HH m⊖(2)及Δr HH m⊖(3)，它们之间的关系为Δr HH m⊖(3)= ( ) (A)2Δr HH m⊖(1)+Δr HH m⊖(2) (B)Δr HH m⊖(2)−2Δr HH m⊖(1)(C)Δr HH m⊖(2)+Δr HH m⊖(1) (D)2Δr HH m⊖(1)−Δr HH m⊖(2)3.一定量的某理想气体从同一始态出发，分别经绝热可逆压缩与恒温可逆压缩到具有相同体积VV2的各自的末态，则ΔUU(恒温)( ) ΔUU(绝热)。
(A)>0 (B)<0 (C) = 0 (D)不能确定4.若系统经历一任意的不可逆过程，则该系统的熵变ΔSS( ) (A)一定大于零(B)一定小于零(C)一定等于零(D)可能大于零也可能小于零5.在0℃、101.325kPa下，过冷的液态苯凝结成固态苯，则此过程的( )(A)ΔSS(系)>0 (B)ΔSS(环)<0 (C)ΔSS(系)+ΔSS(环)>0 (D)ΔSS(系)+ΔSS(环)<06.ΔSS=ΔHH/TT适合下列过程中的哪一个？( )(A)恒压过程(B)绝热过程(C) 恒温过程(D) 可逆相变过程7.真实气体在( )的条件下，其行为与理想气体接近。
(A)高温高压(B) 低温低压(C)低温高压(D)高温低压8.在一定TT、pp下，某真实气体的VV m,实大于理想气体的VV m,理，则该气体的压缩因子ZZ( )(A)>1 (B)=1 (C)<1 (D)无法确定9.在一定温度下，pp B∗>pp A∗，由纯液态物质A和B形成理想液态混合物，当气-液两相达到平衡时，气相组成yy B总是( )液相组成xx B。
2008年材料科学基础真题(1)名词解释（每题5分，共40分）1.空间点阵：组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列，如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的空间排列就称为空间点阵。
2.中间相：金属与金属，或金属与非金属（氮、碳、氢、硅）之间形成的化合物总称为金属间化合物。
由于金属间化合物在相图中处于相图的中间位置，故也称为中间相。
3.全位错：柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错。
4.共格界面：所谓共格晶界，是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子为两者共有。
5.滑移临界分切应力：滑移系开动所需的最小分切应力；它是一个定值，与材料本身性质有关，与外力取向无关。
6.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→γJ7.再结晶：塑性变形金属后续加热过程通过形核与长大无畸变等轴晶逐渐取代变形晶粒的过程。
8.上坡扩散：在化学位差为驱动力的条件下，原子由低浓度位置向高浓度位置进行的扩散。
(2)简答题（每题8分，共56分）1.采用四轴坐标系标定六方晶体的晶向指数时，应该有什么样的约束条件？为什么？2.写出FCC、BCC、HCP晶体的密排面、密排面间距、密排方向、密排方向最小原子间距。
3.指出图1中各相图的错误，并加以解释。
4.什么是柯肯达尔效应？请用扩散理论加以解释。
若Cu-Al组成的互扩散偶发生扩散时，界面标志物会向哪个方向移动。
答：柯肯达尔效应：在置换式固溶体的扩散过程中，放置在原始界面上的标志物朝着低熔点元素的方向移动，移动速率与时间成抛物线关系。
柯肯达尔效应否定了置换式固溶体中扩散的换位机制，而证实了空位机制；系统中不同组元具有不同的分扩散系数；相对而言，低熔点组元扩散快，高熔点组元扩散慢，这种不等量的原子交换造成了柯肯达尔效应。
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0.4049nm ，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=0.175×10-6mm 。
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α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。
2004年材料科学基础真题一、名词解释 1.电子化合物：由第一族或过渡族元素与第二至第四元素构成的化合物，它们不遵守化合价规律，但满足一定的电子浓度，虽然电子化合物可用化学式表示，但实际成分可在一定的范围变动，可溶解一定量的固溶体。
2.成分过冷：固溶体合金凝固时，由于液相中溶质的分布发生变化，合金熔点也发生变化，即使实际温度分布不变，固液界面前沿的过冷度也会发生变化。
所以固溶体合金的过冷度时由变化着的合金的熔点与实际温度分布两个方面的因素共同决定的。
这种因液相成分变化而形成的过冷称为成分过冷。
3.莱氏体：高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。
莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。
4.吕德斯带：指退火的低碳钢薄板在冲压加工时，由于局部的突然屈服产生不均匀变形，而在钢板表面产生条带状皱褶的一种现象。
在拉伸时，试样表面出现的与拉伸轴呈40°角的粗糙不平的皱纹称为吕德斯带。
5.本质晶粒度：表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。
6.弥散强化：第二相微细颗粒通过粉末冶金法加入而起到强化作用。
7.多边形化：经过冷塑性形变的金属或者合金在回复时形成小角度亚晶界和较完整的亚晶粒的过程。
8.共格晶面：所谓共格晶界，是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子为两者共有。
二、简答题1.简述纯金属枝晶的形成条件和长大过程。
2.何谓一次二次三次渗碳体？显微镜下它们的形态有何特点。
3.什么叫择优取向？什么叫形变枝构？它们有什么实际意义？4.何谓全位错？单位位错？不全位错？并指出典型金属晶体中单位位错的柏氏矢量。
《材料科学基础》试卷及参考答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
1. 在下列材料中，哪一类材料结晶时，液-固界面为粗糙界面？（ ）A. 金属材料B. 无机材料C. 高分子材料D. 半导体材料 2. 在三元系中有右图的两种三相平衡区，它们的反应类型分别为（ ）。
A. （a ）是包晶型，（b ）是共晶型B. （a ）是共晶型，（b ）是包晶型C. （a ）、（b ）均为包晶型D. （a ）、（b ）均为共晶型3. 高分子材料随温度的变化，通常有玻璃态、高弹态和粘流态三个物理状态。
则橡胶的工作状态是（ ）。
A. 玻璃态B. 高弹态C. 粘流态D. 高弹态 、粘流态和玻璃态 4. 4p 原子轨道径向分布图中峰数为多少？其钻穿能力比4d （ ）？ A. 3，强 B. 2，强 C. 3，弱 D. 2，弱 5. 在硅酸盐玻璃中减少变性体的量，会使（ ）。
A. 桥氧含量下降，粘度增大B. 桥氧含量增多，粘度减小C. 桥氧含量下降，粘度减小D. 桥氧含量增多，粘度增大6. 在晶体中形成空位时，离位原子迁移到晶体表面，这样的缺陷称为（ ）。
A. 面缺陷 B. 线缺陷 C. 肖脱基缺陷 D. 弗兰克尔缺陷7. 在由扩散控制的反应扩散，相宽度变化关系式为t B L j =∆；由相界面反应速度控制时，新相厚度与时间呈线性关系dt C K d iυχ=。
在实际反应扩散过程中，反应扩散后期受（ ）控制。
A. 界面反应速度 B. 扩散 C. 界面反应速度和扩散 D. 无法确定8. 关于刃型位错应力场，下列说法哪种是不正确的？（ ）A. 各种应力分量的大小与r 成反比B. 应力场对称于多余的半原子面C. 滑移面上只有正应力，无切应力D. 应力场是轴对称的 9. 下列说法正确的是（ ）。
A. 点缺陷是热力学不稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷是热力学不稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能10. 面心立方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（ ）。
《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、三相平衡水平线上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，其值范围是_____。
（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)正确的在括号内画“√”，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。
2007年材料科学基础真题一、名词解释（30分）1.孪晶：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（称为孪生面）和晶向（称为孪生方向）相对于另一部分晶体作均匀的切边时所长生的变形。
孪生变形后，相邻两部分晶体的取向不同，恰好以孪生面为对称面形成镜像对称，形成孪晶。
2.柯肯达尔效应：在置换式固溶体中，由于两种原子以不同的速度相对扩散而造成标记面飘移的现象。
3.二次渗碳体：从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体，其形态一般沿奥氏体晶界呈网状分布。
4.小角度晶界：界面两侧的晶粒取向差小于10o的晶界，有对称倾侧晶界和非对称倾侧晶界之分。
5.成分过冷：在合金凝固过程中，虽然液相中的实际温度分布一定，但是由于固液界面前沿液相中的溶质富集，导致液相的实际熔点下降。
液相的实际凝固温度与熔体中的溶质的实际温度不一致，产生过冷现象。
这种过冷是由于成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷呈为成分过冷。
6.施密特（Schmid）因子：拉伸变形时，能够引起晶体滑移的分切应力t的大小取决于该滑移面和晶向的空间位置（）。
t与拉伸应力σ间的关系为：被称为取向因子，或称施密特因子，取向因子越大，则分切应力越大。
二、简答题（任选5题，50分）1.简述柯垂尔气团和铃木气团的特点答：溶质与刃型位错之间产生交互作用，形成柯垂尔气团。
溶质原子与层错交互作用形成铃木气团。
当材料的温度升高时，柯垂尔气团容易消失而铃木气团受温度的影响很小。
2.写出FCC、BCC和HCP晶胞中的四面体、八面体间隙数，致密度和原子配位数。
答：（1）间隙FCC晶胞：4个八面体间隙，8个四面体间隙；BCC晶胞：6个八面体间隙；12个四面体间隙；HCP晶胞：6个八面体间隙；12个四面体间隙；（2）配位数BCC：最近邻8个，考虑次近邻为（8+6）个FCC：最近邻12个HCP：理想状态12个，非理想状态（6+6）个（3）致密度BCC：0.68 FCC：0.74 HCP：0.743.简述固溶体和中间相的特点答：（1）固溶体：固溶体保持了溶剂的晶格类型；成分可以在一定范围内变化，但不能用一个化学式来表示；不一定满足原子比或电子数比；在相图上为一个区域；具有明显的金属性质。
例如具有一定的导电、导热性质和塑性等。
固溶体中的结合键主要是金属键。
（2）中间相：金属与金属，或金属与非金属（氮、碳、氢、硅）之间形成的化合物总称为金属间化合物。
由于金属间化合物在相图中处于相图的中间位置，故也称为中间相。
金属间化合物的晶体结构不同于构成它的纯组元，键合方式也有不同的类型，可能有离子键、共价键，但大多数仍然属于金属键类型。
4.相界面结构有哪几种形式，其界面能特点是什么？答：有共格、半共格和非共格三种。
共格界面的晶格畸变能最高，化学能最低；非共格界面的化学能最高而晶格畸变能最低；半共格界面介于两者之间。
5.变形织构有哪几种类型，对材料的性能有何影响？如何消除？答：（1）有丝织构和板织构（2）造成材料的性能产生显著的各异性。
如，对于板材，在冲压成型时容易产生制耳。
（3）消除方法：控制加工和热处理制度，得到只有轻微织构的加工组织和得到细晶粒的再结晶组织；改变轧板的生产工艺；如何可以采用多方向交叉扎制以及相应退火的方法。
6.比较位错滑移与孪生的区别与联系答：（1）相同点：从宏观上看两者都是在剪切力作用下发生的剪切变形。
从微观上看，两者都是通过晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶向和晶面平移实现的。
都不会改变晶体结构。
两者都是晶体中位错运动的结果。
（2）不同点：滑移不改变晶体位向，孪生则改变晶体位向；孪晶经抛光与侵蚀后仍能重现。
滑移时原子的位移是沿滑移方向的原子间距的整数倍，故滑移变形时不均匀分布的；孪生是均匀的切边过程，原子滑移的距离是孪生方向原子间距的整数倍。
滑移有确定的临近分切应力；孪生则没有实验证据证明是否存在确定的临界分切应力；晶体的对称度越低，越容易发生孪晶。
形变孪晶常见于密排六方和体心立方晶体中。
此外变形温度越低，加载速率越高（如冲击载荷），也越容易发生孪晶。
滑移对晶体的塑性变形有很大贡献；孪生对金属塑性变形的贡献不大，但形成的孪晶改变了晶体的位向，可以诱发新的滑移系开动，间接对塑性变形有贡献。
如果晶体主要变形方式为孪生，则它往往比较脆。
滑移是全位错运动的结果，而孪生则是部分位错运动的结果。
7.成分偏析的种类及产生机理答：微观偏析是在一个晶粒范围内成分不均匀的现象。
根据凝固时晶体生长形态的不同可分为：枝晶偏析，胞状偏析，晶界偏析（1）枝晶偏析（晶内偏析）：凝固速度越快，液体的对流扩散越不充分，K o值越小（K o<1），则枝晶偏析越严重。
（2）胞状偏析：成分过冷比较小时，固溶体以胞状方式生长。
对于K o<1的合金，在凹陷才胞界处将富集溶质。
这种胞内核胞界面处成分不均匀的现象称为胞状偏析。
可以通过高温扩散退火消除。
（3）晶界偏析：界面处是液体最后凝固的地方。
对于K o<1的合金，最后凝固的液体中溶质含量高。
因此凝固结束后晶界处产生溶质富集，形成了晶界偏析。
三、论述题（任选4题，每题15分，共60分）1.论述位错的运动方式、条件及其对材料变形的影响。
答：(1)运动方式：刃型位错：滑移，攀移；螺型位错：滑移和交滑移(2)条件：滑移需要临界分切应力，启动单个位错滑移的力为P-N力（派纳力）。
攀移运动需要正应力和高温作用。
只有螺型位错才能发生交滑移，层错能的大小对交滑移的影响很明显，层错能越高，则扩展层错越窄，位错越容易富集而发生交滑移。
(3)位错滑移和交滑移是材料主要的塑性变形方式，只有在高温和高正应力作用下才能发生正刃型位错的攀移。
2.论述界面能对析出相的形貌的影响。
答：(1)单相组织：界面平直化与转动。
减小界面能；界面平衡的热力学，达到平衡时，晶界夹角均为120o。
(2)复相组织：第二相分布在基体晶粒内时，若相界的界面能无明显各向异性，则第二相为球状，这样界面面积最小，总相界能也最小；若相的界面能有明显的各向异性，则第二相将形成以低能量晶面为相界的多面体。
第二相分布基体两晶粒的晶界上时，如果两相间形成非共格界面，当第二相位于基体的晶面上时，常呈双凸透镜的形貌，此时第二相的具体形状与界面能有密切关系。
如果α、β两相间形成共格或半共格界面，则因为界面两侧的α相晶粒有不同的位向，所以β相如果和第一个α相晶粒形成共格或半共格界面，则和第二个α相晶粒就不能共格。
常见的情况是一个α晶粒形成平直的共格或半共格界面，而另一个α晶粒形成光滑的非共格界面。
3.凝固、扩散、晶粒长大、回复和再结晶的驱动力是什么？(1)凝固的驱动力是液固两相的自由能差值(2)扩散的驱动力是元素的化学势差值(3)晶粒长大的驱动力是晶界能(4)回复和再结晶的驱动力是晶体在塑性变形时的储能4.论述冷变形后材料的组织和性能特点。
答：与未变形的材料相比，冷变形材料的晶粒形态的改变，被压扁、拉长，形成纤维组织和带状组织。
晶粒内出现大量的滑移带，进行孪生变形的金属还出现孪晶带。
晶粒转动，产生形变带，出现晶粒择优取向（织构）。
产生内应力。
出现加工硬化效应。
物理和力学性能变化显著：如强度和硬度升高、电阻率升高、塑性和韧性下降等。
5.影响再结晶晶粒大小的因素有哪些？在生产实际中如何控制再结晶晶粒大小？(1)冷变形量，当变形量很小时，所产生的储存能不足以驱动再结晶，故加热后不发生再结晶，晶粒仍为变形前原始晶粒尺寸，当变形量增大到一定变形量（一般金属在2~10%范围内）时，所产生的储存能正好足够驱动再结晶发生，这一变形量称为临界变形量。
(2)塑性变形温度：升高形变温度将减少储存能，从而降低N/G，使再结晶晶粒粗化。
(3)再结晶加热温度：影响不大。
因为随温度上升，再结晶形核速率和长大速率的增大速率几乎相同。
但再结晶加热温度升高将使金属的临界变形量减小。
(4)原始晶粒大小：原始晶粒愈细，金属中晶界面积愈大，形成再结晶晶核的部位也愈多，造成形核率增大而使再结晶后晶粒尺寸减小。
在实际中应综合考虑各种因素的影响，设法控制再结晶形核速率和晶粒长大速率，便可控制晶粒尺寸。
6.合金强化方法有哪些，其机理是什么？答：固溶强化、弥散强化、第二相强化、细晶强化、加工硬化、马氏体强化（钢铁）、有序强化。
其机理均是通过阻碍位错的运动来提高材料的强度。
不同的强化方法的机理有其特殊性。
(1)固溶强化：固溶在点阵间隙或结点上的合金元素原子由于其尺寸不同于基体原子，故产生一点的应力场，阻碍位错运动；柯氏气团和铃木气团，前者是间隙原子优先分布于BCC金属刃型位错的拉应力区，对位错产生钉扎作用，后者是合金元素优先分布于FCC金属扩展位错的层错区，降低层错能，扩大层错区，使扩展位错滑移更加困难。
(2)沉淀强化和弥散强化：合金通过相变过程得到的合金元素与基体元素的化合物和机械混掺于基体材料中的硬质颗粒都会引起合金强化。
沉淀强化和弥散强化的效果远大于固溶强化。
位错在运动过程中遇到第二相时，需要切过（沉淀强化的小颗粒和弥散强化的颗粒）或者绕过（沉淀强化的大尺寸颗粒）第二相，因而第二相（沉淀相和弥散相）阻碍了位错运动。
(3)晶界强化：按照Hall-Petch公式，屈服点σs同晶粒直径d之间的关系是σs=σo+kd-1/2，其实质是位错越过晶界需要附加附加的应力。
因此低温用钢往往采用细晶粒组织。
(4)有序强化：有序合金的位错是超位错，要使金属发生塑性变形就需要使超位错的两个分位错同时运动，因而需要更大的外应力。
异类元素原子间的结合力大于同类元素原子间的结合力，所以异类原子的有序排列赋予有序合金较高的强度。
7.扩散的机制及影响因素。
(1)扩散机制：空位机制、间隙机制、换位机制(2)凡是与化学位有关的因素，均对扩散有影响。
A.温度的影响。
温度越高，原子扩散系数越大。
B.扩散组元的影响。
a.组元特性：固溶体中组元尺寸相差越大，扩散系数越大；组元间亲和力越大，扩散系数越小；组元熔点越高，扩散系数越小。
b.组元浓度，通过扩散激活能和扩散常数影响扩散系数。
c.第三组元，其影响比较复杂。
C.晶体结构的影响，体现在：a.密堆结构的扩散比非密堆结构中慢；b.间隙式扩散较置换式扩散快；c.各向异性时，沿原子密排方向扩散慢，非密排的方向扩散快。
D.短路扩散。
表面扩散系数远大于晶界扩散系数，二者又远大于体扩散系数。
生产实际中，通过提高渗碳温度（在奥氏体态渗碳）和增加渗碳源的碳浓度来提高渗碳效率。
8.论述第二相弥散粒子对合金塑性变形的影响。
答：复相合金一般在固溶体基体上分布有一种或几种其它相，可能是金属间化合物，也可能是另一种固溶体，统称第二相。
复相合金的主要变形方式仍然是滑移和孪生，由于合金中第二相的种类、数量、大小、形状、分布特点及与基体界面结合的不同，第二相对塑性变形的影响也很复杂。
