材料科学基础期末复习总汇.doc
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《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、晶面族、晶向族4、有限固溶体、无限固溶体5、晶胞6、二次渗碳体7、回复、再结晶、二次再结晶8、晶体结构、空间点阵9、相、组织10、伪共晶、离异共晶11、临界变形度12、淬透性、淬硬性13、固溶体14、均匀形核、非均匀形核15、成分过冷16、间隙固溶体17、临界晶核18、枝晶偏析19、钢的退火,正火,淬火,回火20、反应扩散21、临界分切应力22、调幅分解23、二次硬化24、上坡扩散25、负温度梯度26、正常价化合物27、加聚反应28、缩聚反应29、30、二、选择1、在柯肯达尔效应中,标记漂移主要原因是扩散偶中 _____。
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 _____。
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、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是 _____。
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 _____。
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 _____。
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、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、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 _____。
第六章空位与位错一、名词解释空位平衡浓度,位错,柏氏回路,P-N力,扩展位错,堆垛层错,弗兰克-瑞德位错源,奥罗万机制,科垂耳气团,面角位错,铃木气团,多边形化空位平衡浓度:金属晶体中,空位是热力学稳定的晶体缺陷,在一定的空位下对应一定的空位浓度,通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。
位错:晶体中的一种原子排列不规则的缺陷,它在某一个方向上的尺寸很大,另两个方向上尺寸很小。
柏氏回路:确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路,回路的每一步均移动一个原子间距,使起点与终点重合。
P-N力:周期点阵中移动单个位错时,克服位错移动阻力所需的临界切应力扩展位错:两个不全位错之间夹有层错的位错组态堆垛层错:密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。
弗兰克-瑞德位错源:两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后,互相邻近的位错线抵消后产生新位错,原被钉扎错位线段恢复到原状,不断重复产生新位错的,这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。
Orowan机制:合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形,位错绕过粒子,在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。
科垂尔气团:围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物,通常阻碍位错运动,产生固溶强化效果。
铃木气团:溶质原子在层错区偏聚,由于形成化学交互作用使金属强度升高。
面角位错:在fcc晶体中形成于两个{111}面的夹角上,由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
多边形化:连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动,形成规律的位错壁,成为小角度倾斜晶界,单晶体因而变成多边形的过程。
二、问答1 fcc晶体中,层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错运动有何影响?层错能对金属材料冷、热加工行为的影响如何?解答:层错能高,难于形成层错和扩展位错,形成的扩展位错宽度窄,易于发生束集,容易发生交滑移,冷变形中线性硬化阶段短,甚至被掩盖,而抛物线硬化阶段开始早,热变形中主要发生动态恢复软化;层错能低则反之,易于形成层错和扩展位错,形成的扩展位错宽度较宽,难于发生束集和交滑移,冷变形中线性硬化阶段明显,热变形中主要发生动态再结晶软化。
材料科学基础复习资料
导论
材料科学是研究材料的结构、性质和应用的科学,是现代工程技术领域的基础学科。
它对于工程师和科学家在材料选择、设计和开发方面至关重要。
本篇文档将以复习资料的形式,对材料科学的基础知识进行系统梳理和总结。
第一章材料的结构与组成
1.1 原子结构与元素周期表
- 原子的组成:质子、中子和电子
- 元素周期表的基本结构和主要特征
- 元素周期表的分类:金属、非金属和半金属
1.2 结晶与非晶结构
- 结晶的概念和特征
- 结晶的晶体结构:离子晶体、共价晶体和金属晶体
- 非晶态材料的特点和应用
1.3 晶体缺陷
- 点缺陷:空位、间隙、杂质点等
- 线缺陷:位错、脆性断裂和塑性变形
- 面缺陷:晶界、孪晶和堆垛层错
第二章材料的物理性质
2.1 密度与晶体的结构密度
- 密度的概念和计算方法
- 晶格常数与密度的关系
2.2 热膨胀与晶体的结构变化
- 热膨胀的定义和计算方法
- 晶体结构变化对热膨胀的影响
2.3 热导率与导热机制
- 热导率的定义和计算方法
- 材料的导热机制:电子传导、晶格振动传导和辐射传导。
材料科学基础期末总结复习资料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。
材料科学基础期末复习题库一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指:A. 原子、分子、晶体、非晶体B. 材料、结构、性能、加工C. 原子、分子、电子、晶格D. 晶体、非晶体、合金、化合物2. 下列哪项不是材料的力学性能?A. 硬度B. 韧性C. 导电性D. 弹性3. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在:A. 颜色B. 形状C. 强度D. 重量4. 材料科学中,晶格常数是指:A. 晶体中原子间的距离B. 晶体中原子的排列方式C. 晶体中原子的数目D. 晶体的尺寸5. 合金的强化机制主要包括:A. 固溶强化、沉淀强化、形变强化B. 热处理强化、冷加工强化、形变强化C. 固溶强化、冷加工强化、热处理强化D. 形变强化、热处理强化、沉淀强化二、填空题6. 材料科学中的“三相”是指______、______和______。
7. 材料的______是指材料在受到外力作用时,不发生永久变形的能力。
8. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够吸收能量而不发生断裂的能力。
9. 材料的______是指材料在受到外力作用时,发生永久变形的能力。
10. 材料的______是指材料在受到外力作用时,发生断裂的能力。
三、简答题11. 简述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
12. 阐述材料的热处理过程及其对材料性能的影响。
13. 描述合金的基本特性及其在材料科学中的应用。
四、论述题14. 论述材料的疲劳破坏机理及其预防措施。
15. 论述材料的腐蚀机理及其防护方法。
五、计算题16. 假设有一合金,其成分为铁(Fe)和碳(C),已知Fe的密度为7.87 g/cm³,C的密度为2.26 g/cm³,Fe和C的质量比为9:1。
计算该合金的密度。
六、案例分析题17. 某工厂生产高强度钢,需要通过热处理来提高其性能。
请分析热处理过程中可能涉及的步骤,并讨论如何通过控制这些步骤来优化材料的性能。
七、实验题18. 设计一个实验方案,以测定某种材料的弹性模量。
一.名词解释塑性韧性强度弹性比功分子键(空间)点阵固溶体间隙固溶体固溶强化位错多晶体单晶体反应扩散柯肯达尔效应二次结晶共晶转变包晶转变共析转变铁素体(非)均匀形核结构起伏成分过冷过冷度加工硬化再结晶淬透性(过)时效回火脆性调幅分解二. 需掌握的知识点1. 延性断裂和脆性断裂的区分标准—断裂前有无明显塑性变形。
2. 原子核外电子分布规律遵循的三个原则。
3. 金属键、离子键、共价键、分子键的特点。
4. 混合键比例计算与电负性差的关系。
5. fcc、bcc、hcp的常见金属、一个晶胞内原子数、配位数、致密度、常见滑移系等。
6. 固态合金相分为两大类:固溶体(间隙固溶体与置换固溶体)和中间相(区别点)。
7.影响固溶体溶解度的因素。
8.间隙相和间隙化合物的区别。
9. 晶体缺陷几何特征分类-点、线、面缺陷。
10. 点缺陷的种类及其区别(肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷)。
11.获得过饱和点缺陷的方法及原因。
12. 各类位错运动方向与柏氏矢量、切应力、位错线的位向关系。
13. 位错的主要运动方式;常温下金属塑性变形的方式。
14. 位错的增殖机制:F-R位错增殖机制、双交滑移增殖机制的主要内容。
15.说明柏氏矢量的确定方法。
掌握利用柏氏矢量和位错线的位向关系来判断位错类型。
16.两根平行的螺型位错相遇时的相互作用情况。
17.刃型位错和螺型位错的不同点。
18. 大小角度晶界的位向差、常见类型、模型描述、能量等。
19. 扩散第一定律、第二定律的数学表达式及其字母的物理含义。
20. 体扩散的主要机制、适用对象、扩散激活能大小等;短路扩散等;反应扩散与原子扩散;多晶材料的三种扩散途径—晶内、晶界、表面扩散。
21.柯肯达尔效应的含义及说明的问题(重要意义)。
22. 上坡扩散:物质由低浓度→高浓度,说明扩散的真正原因是化学势梯度而非浓度梯度。
23. 反应扩散定义、特点、扩散层增厚速度的决定因素。
24. 影响扩散的主要因素简述及分别叙述。
一.名词解释塑性韧性强度弹性比功分子键(空间)点阵固溶体间隙固溶体固溶强化位错多晶体单晶体反应扩散柯肯达尔效应二次结晶共晶转变包晶转变共析转变铁素体(非)均匀形核结构起伏成分过冷过冷度加工硬化再结晶淬透性(过)时效回火脆性调幅分解二. 需掌握的知识点1. 延性断裂和脆性断裂的区分标准—断裂前有无明显塑性变形。
2. 原子核外电子分布规律遵循的三个原则。
3. 金属键、离子键、共价键、分子键的特点。
4. 混合键比例计算与电负性差的关系。
5. fcc、bcc、hcp的常见金属、一个晶胞内原子数、配位数、致密度、常见滑移系等。
6. 固态合金相分为两大类:固溶体(间隙固溶体与置换固溶体)和中间相(区别点)。
7.影响固溶体溶解度的因素。
8.间隙相和间隙化合物的区别。
9. 晶体缺陷几何特征分类-点、线、面缺陷。
10. 点缺陷的种类及其区别(肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷)。
11.获得过饱和点缺陷的方法及原因。
12. 各类位错运动方向与柏氏矢量、切应力、位错线的位向关系。
13. 位错的主要运动方式;常温下金属塑性变形的方式。
14. 位错的增殖机制:F-R位错增殖机制、双交滑移增殖机制的主要内容。
15.说明柏氏矢量的确定方法。
掌握利用柏氏矢量和位错线的位向关系来判断位错类型。
16.两根平行的螺型位错相遇时的相互作用情况。
17.刃型位错和螺型位错的不同点。
18. 大小角度晶界的位向差、常见类型、模型描述、能量等。
19. 扩散第一定律、第二定律的数学表达式及其字母的物理含义。
20. 体扩散的主要机制、适用对象、扩散激活能大小等;短路扩散等;反应扩散与原子扩散;多晶材料的三种扩散途径—晶内、晶界、表面扩散。
21.柯肯达尔效应的含义及说明的问题(重要意义)。
22. 上坡扩散:物质由低浓度→高浓度,说明扩散的真正原因是化学势梯度而非浓度梯度。
23. 反应扩散定义、特点、扩散层增厚速度的决定因素。
24. 影响扩散的主要因素简述及分别叙述。
安庆师范学院2010-2011学年度第一学期期末复习考试《材料科学基础》课程院系 化学化工学院 专业 材料化学 班级 姓名 学号□□□□□□□□□题 号 一 二 三 四 五 总分得 分注 意 事 项1、本试卷共五大题。
2、考生答题时必须准确填写院系、专业、班级、姓名、学号等栏目,字迹要清楚、工整。
一.选择题:(本大题共十小题,每小题1分,共10分,将答案填入下面表格中) 1、右图最可能是哪种晶体的结构( )A .萤石结构B .尖晶石结构C .钙钛矿结构D .金红石结构2.下列四个选项中,哪项不会影响填隙型固溶体的固溶度……( )A 尺 寸B 离子价C 导电性D 电负性3、下图为六方最密堆积(A 3),则其每个原子的配位数为( )个。
AB ABB AAA AAA A AA A AA得 分1 2 3 4 5 6 7 8 9 10A.2B.4C.8D.124、在烧结模型中,中心距缩短的双球模型适用于()传质的烧结。
A蒸发-冷凝B溶解-沉淀C晶格扩散D表面扩散5、过冷熔体的结晶过程是由两步组成的,它包括()A.晶核生长和晶体生长B.晶核生长和析出晶体C.析出晶体和晶体生长D.快速冷却和析出晶体6、下列图中哪个晶胞最可能是尖晶石晶体结构()7、阴离子具有立方密堆积,阳离子填满所有四面体空隙的是下列哪种结构()A.萤石结构B.反萤石结构C.尖晶石结构D.反尖晶石结构8、下列缺陷中属于线缺陷的是()A.位错B.晶界C.层错D.空位9、当硅氧四面体被共用的顶点数S=4时,其形成的结构为()A.岛状结构B.链状结构C.层状结构D.骨架结构10、下图中,高温熔体M缓慢析晶将在()点结束。
A.K点B.P点C.E点D.D点二、填空题(本大题共13小题,共27分)1、烧结是一个过程(1分),(1分)是推动烧结进行的基本动力。
2、在一定的热力学条件下,系统虽未处于最低能量状态,却处于一种可以较长时间存在的状态,称为(1分)。
1•空间点阵一把原子或原子团按某种规律抽象成三维空间排列的点,这些有规律排列的点称为空间点阵。
2.金属间化合物一由不同的金属或金属与亚金属组成的一类合金相,其点阵既不同于溶剂的点阵,也不同于溶质的点阵,而是属于一种新的点阵。
3.过冷度一理论熔点与实际结晶温度的差值。
4.相一体系中具有相同的物理化学性质的均匀部分。
5.上坡扩散一在化学位梯度的推动下,溶质由低浓度的地方向高浓度的地方扩散的现象。
1.原子配位数一晶体中与任何一原子最临近并且等距离的原子数,它表示晶体中原子的密堆程度以及原子的化学键数。
2.固溶体一在合金相中,组成合金的异类原子以不同比例均匀混合,混合后形成的合金相的点阵与组成合金的溶剂组元结构相同。
3.成分过冷一合金凝固时由于液固界面前沿溶质浓度分布不均匀,使其实际温度低于其理论熔点而所造成的一种特殊过冷现象。
4去应力退火一冷变形金属通过加热使内应力得到很大程度的消除,同时又能保持冷变形强化状态的工艺。
5.柯肯达尔效应〜在置换固溶体中由于两组元的原子以不同速率相对扩散而引起标记面漂移的现象。
1. 晶体缺陷一晶体中原子排列的不完全区域,按几何特征分为点、线、面、体晶体缺陷。
2. 多滑移一晶体在外力的作用滑移时,由于晶体的转动,将使多个滑移系同时达到临界分切应力,从而使这些滑移系同时或交替进行滑移,多滑移也称复滑移。
3. 再结晶一冷变形金属加热到再结晶温度以上时,通过重新形核和长大的方式使变形晶粒转变为无畸变等轴晶粒,位错密度和空位浓度完全恢复到冷变形之前的状态,加工硬化也完全消失,这种转变过程称为再结晶。
再结晶过程不发生晶体结构的变化。
5.复合界面一通过物理和化学作用把两种或两种以上异质、异形和异性的材料复合起来所形成的界面称为复合界面。
1. 同素异构体一相图成分相同的化学物质在不同热力学条件下形成的各种不同结构的物质。
2. 微观偏析一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、胞状偏析和晶界偏析。
3. 组织一指的是在外界因素、成分等一定的情况下,组成合金的不同成分、结构和性能的相的总体。
4. 菲克第一定律一在单位时间内通过垂直扩散方向的单位截面积的扩散物质与该截面处的浓度梯度成正比。
5. 攀移一刃型位错除了可以在滑移面上滑移外,还可以发生垂直于滑移面的运动,称为攀移。
1•间隙固溶体一溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。
2.能量起伏一系统中由于原子热运动使每个微小区域内的能量偏离系统平衡能量而此起彼伏的现象。
3.动态过冷一晶体生长时,在液固相界面处的液体同样需要过冷,以保证具有足够大的生长驱动力,这种过冷称为动态过冷,也称界面界面过冷,其过冷程度用动态过冷表示,即界面处液体的理论结晶温度与界面实际温度之差。
4.离异共晶一成分远离共晶点的亚共晶或过共晶在结晶时,若初晶数量较多而共晶数量较少,组成共晶的两相有时会发生分离,其中与初晶相同的相往往依附与初晶上生长,而另一相沿初晶的边界分布,将这种两相分离的共晶组织称为离异共晶。
5.反应扩散一伴有相变发生的扩散。
1.晶带一所有相交于某一晶向直线或平行与此直线的晶面与该晶向直线一起构成一个晶带。
2.柏氏矢量一为了描述位错而引起的描述晶体原子位置错动的大小和方向。
3.临界分切应力一使滑移向量最短的晶面产生滑移所需的切应力称为临界分切应力。
4.蠕变一材料在生长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢发生塑性变形的现象。
5.回复一指冷变形金属加热时,尚未发生光学显微组织变化前(即再结晶前)的微观结构及性能的变化过程。
1.晶体结构一空间点阵和结构单元的组合称之。
2.中间相一组元之间通过化学作用形成晶体结构类型不同于任何一个组元的合金相。
3.枝晶偏析一一个晶粒内部出现的化学成份不均匀现象,为晶内偏析,由于一般合金的固溶体都以树枝方式结晶,故又称为枝晶偏析。
4.莱氏体一液相通过共晶转变生成的奥氏体和渗碳体组成的共晶体,称为莱氏体。
1.螺位错一位错线与柏氏矢量平行的位错。
2.重合位置点阵一由于两晶粒的位相差符合某些特殊角度时,部分晶界原子将处于相邻晶体点阵的重合位置,由这些原子重合位置组成比原来点阵大的新点阵原子称为重合位置点阵。
4. 杠杆定理一在合金相图的两相区中,平衡两相的成分点与合金的成分点位于一条直线上,前者为杠杆的端点,后者为杠杆的支点,平衡两相的相对量与支点到相应相端点的线段成反比。
5. 热加工一再结晶温度以上的加工。
1.晶界一在两个晶粒接触区间原子错排的区域。
2.同素异构体一相图同素异构体成分的化学物质在不同热力学条件下形成的各种不同结构的物质。
3•微观偏析一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、胞状偏析和晶界偏析。
4.均匀形核一在均一相中靠自身结构起伏和能量起伏等条件形成晶核。
5.相变一从一个相变成另一个相的过程。
1.组织组成物一组织组成物是具有特定组织形态的某一相变的产物,它可以是单相,也可以由多相组成。
2.相图一以图的形式表示在平衡状态下,物相与材料的组分和外界条件的关系。
3.伪共晶一在不平衡结晶的条件下,在共晶成分点附近的合金能够获得共晶组织的现象。
4.自扩散一纯物质晶体中扩散称自扩散。
5.位错的交滑移一当螺型位错在滑移面上滑移受阻时,会转移到与该滑移面相交的另一个滑移面上继续滑移,这种滑移方式称为位错的交滑移。
1.变形织构一在多晶材料的塑性变形过程中,随着变形量的增加,多晶中原先任意取向的各个晶粒发生转动,从而使其趋向一致而形成的一种择优取向。
2.李生一切应力作用下晶体的一部分相对另一部分沿着特定的晶面、晶体学方向产生的均匀切变过程。
3再结晶织构一冷塑性变形后的金属在再结晶后组织中形成了具有择优取向的晶粒,称为再结晶织构。
4多边化一经冷变形的金属在高温回复过程中,晶体内沿垂直于滑移面方向排列并具有一定取向差的位错墙(小角度亚晶界)以及由此产生的亚晶界,就是多边化结构,这个过程就是多边化。
5储存能一冷变形所消耗能量的一小部分以弹性应变能和结构缺陷能的形式存在于变形晶体内部,称为储存能。
6.二次再结晶一再结晶结束后,正常长大过程被抑制而发生少数晶粒异常长大的现象。
① 3(0=2.11%喩 2・11一0•打 5.49-由铁確相图可知臭氏体的成分为2. 11%,可得到聂大的F^C Q 折出童. B (C)=4・30% 时, 共晶中翼氏体的宜为6・69 — 4・30 & 69-=0.5218則共iS 中奥氏体町析出Fe.C^l 为= 11.8%或者先求加(C)=4・10%对铁孩合金在共析反应舗的浚碾体的总量为 (FetCX- 4・3-0・77 6.69-= 0.60 经厨从(FesC).中减去共晶中FM 的艮即得FeG %•②吠0=4.30%的挣却曲线如图33,1.空间点阵与晶体点阵有何区别?晶体点阵也称晶体结构,是指原子的具体排列;而空间点阵 则是忽略了原子的体积,而把它们抽象为纯几何点。
2・为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶, 而间隙固熔体则不能? •这是因为形成固熔体时,熔质原子的熔入会使熔剂结构产 生点阵畸变,从而使体系能量升高。
熔质与熔剂原子尺寸相 差越大,点阵畸变的程度也越大,则畸变能越高,结构的稳 定性越低,熔解度越小。
一般来说,间隙固熔体中熔质原 子引起的点阵畸变较大,故不能无限互溶,只能有限熔解。
5. ①根据图7-8所示的Fe-Fe3C 相图,分别求3 (C)二2. 11%, s(C) =30%的二次渗碳体的析出量。
②画岀3(C)二4. 3%的冷却曲线。
6. 如下图所示,利用Fe-0相图分析纯铁在1000°C 氧化时氧 化层内的不同组织与氧的浓度分布规律,画出示意图。
--- 片FetFsO 转总计算)__ &•占事用阳ffi 7-8 = 22.6%2.简要分析加工硬化、细晶强化、固熔强化及弥散强化在本质上有何异同。
加工硬化是由于位错塞积、缠结及其相互作用,阻止了位错的进一步运动,流变应力细晶强化是由于晶界上的原子排列不规则,且杂质和缺陷多,能量较高,阻碍位错的通过,且晶粒细小时,变形均匀, 应力集中小,裂纹不易萌生和传播。
熔强化是由于位错与熔质原子交互作用,即柯氏气团阻碍位错运动。
弥散强化是由于位错绕过、切过第二相粒子,需要增加额外的能量(如表面能或错排能);同时,粒子周围的弹性应力场与位错产生交互作用,阻碍位错运动。
6•简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力,并如何区分冷、热加工?动态再结晶与静态再结晶后的组织结构的主要区别是什么?一次再结晶的驱动力是基体的弹性畸变能,而二次再结晶的驱动力是来自界面能的降低。
再结晶温度是区分冷、热加工的分界线。
动态再结晶后的组织结构虽然也是等轴晶粒, 但晶界呈锯齿状,晶粒内还包含着被位错缠结所分割的亚晶粒,这与静态再结晶后所产生的位错密度很低的晶粒不同,故同样晶粒大小的动态再结晶组织的强度和硬度要比静态再结晶的高动态再结晶后的晶粒大小与流变应力成正比。
此外,应变速率越低,形变温度越高,则动态再结晶后的晶粒越大,而且越完整。
7•某工厂用一冷拉钢丝绳将一大型钢件吊入热处理炉内,由于一时疏忽,未将钢丝绳取出,而是同工件一起加热到860°C,打开炉门,要吊出工件时,钢丝绳发生断裂,试分析原因。
冷拉钢丝绳的加工过程是冷加工过程,由于加工硬化,使钢丝的强度和硬度升高,故承载能力提高。
当其被加热时,若温度超过了它的再结晶温度,会使钢丝绳产生再结晶,造成强度和硬度降低,一旦外载超过其承载能力,就会发生断裂。
4.已知Cu-30%Zn合金的再结晶激活能为250kJ/mol,此合金在400°C 的恒温下完成再结晶需要1小时,试求此合金在390°C的恒温下完成再结晶需要多少小时?解:由公式?=*"忙h故才FP(-款吉一*))”cxp(- & 314(40G+273 390+273/)= 1.962所以“X 1・962 = 1. 962 (小时)1.试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象?将退火低碳钢进行少量塑性变形后卸载,然后立即加载,屈服现象不再出现。
如果卸载后在室温下放置较长时间或加热到一定温度保温,屈服现象再次出现,而且低碳钢的强度及硬度升高,这种现象称为应变时效或机械时效。
应变时效的产生是由于低碳钢中位错与碳原子之间的弹性交互作用所至。
在平衡状态下,位错与碳原子交互作用的结果使碳原子逐渐聚集在位错附近,形成能量更低的溶质原子气团。
当对低碳钢进行少量塑性变形时,位错在应力作用下挣脱碳原子“钉扎”开始运动,产生上屈服点;位错旦挣脱碳原子“钉扎”则处于较为自由的状态,在较小的应力下便可以运动。