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w=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0.7MPa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a=0.2nm)。
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。
材料科学基础试卷(一)参考答案
一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。每小题3分，共18分）
（评分标准：给出每个概念的定义各得1分，说明异同得1分）
1 晶体结构与空间点阵
异：点的属性、数目、有无缺陷；同：描述晶体中的规律性。
2 热加工与冷加工
异：热加工时发生回复、再结晶与加工硬化；冷加工只发生加工硬化；
同：发生塑性变形。
3 上坡扩散与下坡扩散
异：扩散方向；
同：驱动力－化学位梯度。
4 间隙固溶体与间隙化合物
异：结构与组成物的关系；
同：小原子位于间隙位置。
5 相与组织
异：组织具有特定的形态；
同：都是材料的组成部分。
6 交滑移与多滑移
异：多个滑移系的滑移；
同：交滑移中滑移系具有相同的滑移方向。
7 异：电子共用范围不同, 金属键中电子属所有原子共用, 共价键中属若干原子共用.
同：成键方式为电子共用.
8 异：柏氏矢量与点阵常数的关系不同.
同：都是线缺陷,即位错.
9 异：共晶转变为从液相转变,共析转变为从固相转变.
同：在恒温下转变产物为两个固相.
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。
图略；每个指数各计1分，指数规范性1分。(参考聂金凤图)
2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。(参考”聂金凤”图)
图略：每个图各计2分。
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。(参考”张耕”图)
图略：组织示意图计2分，每个指标各计1分。
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？
反映对称性；相等的棱和角最多；直角最多；体积最小。
（每条计1分；叙述计1分）
2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。
代表位错；判断位错类型；表示晶体滑移的方向与大小；守+恒性及其推论。
（每条计1分）
3 二元相图中有哪些几何规律？
相区接触法则；三相区是一条水平线…；三相区中间是由它们中相同的相组成的两相区；单相区边界线的延长线进入相邻的两相区。
（每条计1分；叙述计1分）
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？
图略。
（垂直截面图部分2.5分，单变量线部分2.5分。）
5 材料结晶的必要条件有哪些？
过冷；结构起伏；能量起伏；成分起伏（合金）。
（每项计各1分，叙述1分）
6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？
提高过冷度；变质处理；振动与搅拌。
（每项各计1.5分，叙述0.5分）
7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。
(1) 伪共晶-非共晶合金得到的完全共晶组织; 条件: 冷却速度快, 合金成分位于共晶点附件.
(2) 不平衡共晶-共晶线以外的合金得到的共晶组织; 条件: 冷却速度快, 合金成分位于共晶线以外端点附近..
(3) 离异共晶-两相分离的共晶组织; 条件: 不平衡条件下, 合金成分位于共晶线以外端点附近;平衡条件下, 合金成分位于共晶线以内端点附近.
8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？
(1) 一般滑移系越多,塑性越好;
(2) 与滑移面密排程度和滑移方向个数有关;
(3) 与同时开动的滑移系数目有关.
9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？
固溶强化; 细晶强化; 相变强化. (要求简要论述)
10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？
是点缺陷. 因为在一定浓度点缺陷存在的情况下晶体的能力可达到最低状态.
四、分析题（任选1题。10分）
1 计算含碳量w=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。
分别为10.6%, 3.10%和86.30%。
（计算过程1分，每个结果各计3分。）
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。
略。(参考聂金凤推导)
五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分）－每小题3分。
(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.
a[110]/2.
(2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.
[112]
(3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.
[110]
(4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?
分别平行和垂直于柏士矢量－具体指数。
(5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa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a=0.2nm)。
方向：垂直于位错线－具体指数。
结果：9.9＊10-11MN/m
六、论述题（任选1题，15分）
1 试论材料强化的主要方法及其原理。
固溶强化. 原理:晶格畸变、柯氏气团，阻碍位错运动；方法：固溶处理、淬火等。
细晶强化：原理：晶界对位错滑移的阻碍作用。方法：变质处理、退火等。
弥散强化：原理：第二相离子对位错的阻碍作用；方法：形成第二硬质相如球化退火、变质处理等。
相变强化：原理：新相为高强相或新相对位错的阻碍。方法：淬火等。
加工硬化；原理：形成高密度位错等。方法：冷变形等。
答案略。每个要点3分。
2 试论固态相变的主要特点。（参考聂金凤试卷）
答案略。每个要点3分。
3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。（参考姜程程试卷）
组织：纤维组织、形变织构、位错胞；
性能：加工硬化、物性变化
每个要点3分。
《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( )
A．奥氏体； B．铁素体； C．二次渗碳体
三、简述题（每题4分，共20分）
1、固-固相变与液-固相变有什么区别。
2、为什么非均匀形核比均匀形核更容易？
3、解释回复的定义，回复阶段具有哪些特点？
4、分析影响晶界迁移率的主要因素。
5、写出立方晶系的{321}晶面族和﹤112﹥晶向族中的全部等价晶面和晶向的具体指数。
四、请画出片状马氏体显微组织示意图。（5分）
五、请写出面心立方、体心立方、密排六方金属晶体中密排面上单位位错的柏氏矢量。（5分）
六、综合题（40分）
1、试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。（10分）
2、请分别计算面心立方晶体（fcc）中（100）、（110）、（111）晶面的面密度。假设晶胞点阵常数为a。（10分） (在一个晶胞内计算，面密度指面上所含原子个数与该面面积比值)
3、有一70MPa应力作用在fcc晶体的[001]方向上，求作用在（111）[101]和（111）[110]滑移系上的分切应力。（10分）
4、假定均匀形核时形成边长为a的立方体形晶核，单位体积吉布斯自由能为ΔGv，单位面积界面能为σ。（10分）
①求临界晶核边长。
②求临界晶核形成功。
③求临界晶核形成功与界面能的关系。
勤劳的蜜蜂有糖吃
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
土力学期末试题及答案． 一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成 情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( )
A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力( )
A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化C．有效应力的变化 D．自重应力的变化6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P用于矩1/4． 形底面基础设计时，其结果 ( ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定
7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( ) A．β<φ B．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图
C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck按公式确定地基承载力的特征值。偏心 为偏心方向的基础边长）Z（注：距的大小规定为( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 ．e≤b/2 DC．e≤b/4 对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理10. ( ) 地基的主要作用之一 是．减小液化的可能性A B．减小冻胀．消除湿陷性 D ．提高地基承载力C． 第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。
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 第一章原子排列 本章需掌握的内容： 材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性； 晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用 空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。 晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点； 晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。 典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp； 晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。 了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性 了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb 非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构 分子相结构 1. 填空 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 ___________，原子的半径是____________。 2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。 3. Al的点阵常数为0.4049nm，其结构原子体积是________________。 4. 在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是_________________。 5. 在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是____________。 6. 空间点阵只可能有___________种，铝晶体属于_____________点阵。Al的晶体结构是__________________， -Fe的晶体结构是____________。Cu的晶体结构是_______________， 7点阵常数是指__________________________________________。 8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面，其中AB和AC的晶向指数是__________，CD的晶向指数分别 是___________，AC所在晶面指数是--------------------。 《土力学》试卷（A卷） 学号姓名成绩 一、填空题：（每空2分，共20分） 1．确定各粒组相对含量的方法称为颗粒分析试验，分为法和比重计法。 2、当砾类土或砂类土同时满足Cu≥5，Cc = 两个条件时，视为良好级配。 3、渗透系数的测定方法：常水头试验（砂土），（粘土）。 4、土坡分为和人工土坡。 5、地基破坏的形式有整体破坏、冲剪切破坏。 6、土压力的类型有：静止土压力、、被动土压力。 7、土的物理性质指标中可描述土体中孔隙被水充满的程度。 8、土渗透变形的基本形式有管涌和。 9、土体的压缩系数被认为是由于土体中减小的结果。 10、根据粘性土地基在荷载作用下的变形特征，可将地基最终沉降量分成三部分：瞬时沉降，沉降和次固结沉降。 二、选择题（单选）：（每题2分，共20分） 1．下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定（）。 A．孔隙比e B．孔隙率n C．饱和度S r D．土粒比重G s 2．在土工试验室中，通常用（）测定土的密度 A．联合测定法B．环刀法C．比重计法D．击实仪 3．土的强度是特指土的（） A．抗剪强度B．抗压强度C．抗拉强度 4．由建筑物荷载或其它外载在地基内产生的应力称为（） A．自重应力B．附加应力C．基底压力D．基底附加压力 5．地基中，地下水位的变化，会引起地基中的自重应力（） A．增大B．减小C．不变D．可能增大，也可能减小 6．下列说法正确的是（） A．土体的压缩是由于土体中孔隙体积减小 B．土体的压缩是由于土体中土颗粒体积减小 C．土体的压缩是由于土体中水和气体体积减小D．土体的压缩是由于动水压力的作用 7浅基础的判断标准为（） A．d≤b B．d＝b C．d＞b D．d≥b 8.土坡的稳定计算中其中瑞典圆弧法、瑞典条分法、毕肖普法计算其滑裂面的形状为( ) A．直线 B．折线 C．圆弧 9．粘性土的状态有：（） ①固态②半固态③可塑态④流态⑤气态 A．①②③④ B．①⑤②④ C．①③④D．①②③④⑤ 10.在土体应力计算中，当条形基础的长度和宽度之比L/b ∞时，地基中的应力状态属于平面问题，但是实际工程中不存在这样的条形基础，根据研究当L/b为（）是条形基础。 A．≤10 B．≥10 C．≤ 5 D．≥5 三、判断正误，用“√”或者“×”（每空1分，共10分） 1．粘土与砂土的分界粒径是1mm。（） 2..级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好。（） 3.．常水头试验适用于透水性较强的粗粒土。（） 4．在同一类土中，土的级配良好的土，易于压实，反之，则不易于压实。（）5．管涌常发生在砂砾土中。（） 6．从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，称为液限。（） 7. 土压力的类型有：静止土压力、水压力、挡土墙压力。（） 8．土粒的比重在数值上等于土的密度。（） 9.孔隙率为空隙体积占颗粒体积的百分比。（） 10.压缩系数是表征土压缩性的重要指标之一。e—p曲线愈陡，压缩系数就愈大，则压缩性就愈高。（） 四、解答题（每题4分，共20分） 1.何谓土的级配？土的级配曲线是怎样绘制的？ 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） 土力学试卷及标准答案 二、是非题(每题 1 分) 1．附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。（×）2．完全饱和土体，含水量w=100％（×） 3．固结度是一个反映土体固结特性的指标，决定于土的性质和土层几何尺寸，不随时间变化。(×) 4．饱和土的固结主要是由于孔隙水的渗透排出，因此当固结完成时，孔隙水应力全部消散为零，孔隙中的水也全部排干了。（×）5．土的固结系数越大，则压缩量亦越大。（×） 6．击实功能（击数）愈大，土的最优含水率愈大。（×）7．当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时地基承载力降低了。（√）8．根据达西定律，渗透系数愈高的土，需要愈大的水头梯度才能获得相同的渗流速度。（×） 9．三轴剪切的CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。（√）10．不固结不排水剪试验得出的值为零（饱和粘土）。（√） 三、填空题(每题 3 分) 1 .土的结构一般有___单粒结构__、__蜂窝状结构__和___絮状结构__等三种，其中__絮状结构____结构是以面～边接触为主的。 2. 常水头渗透试验适用于_透水性强的无粘性土___土，变水头试验适用于__透水性差的粘性土_。 3. 在计算矩形基底受竖直三角形分布荷载作用时，角点下的竖向附加应力时，应作用两点，一是计算点落在___角点___的一点垂线上，二是B始终指___宽度___方向基底的长度。 4.分析土坡稳定的瑞典条分法与毕肖甫法其共同点是__假设滑动面是圆弧面__、假定滑动体为刚体_，不同点是瑞典条分法不考虑条间力。 5. 地基的破坏一般有 整体剪切破坏 、 局部剪切破坏 和__冲剪破坏_等三种型式，而其中 整体剪切破坏 破坏过程将出现三个变形阶段。 四、问答及简述题(共30 分) 1. 为什么说在一般情况下,土的自重应力不会引起土的压缩变形（或沉降），而当地下水位下降时，又会使土产生下沉呢？(10分) 一般情况下，地基是经过了若干万年的沉积，在自重应力作用下已经压缩稳定了。自重应力已经转变为有效应力了，这种情况下，自重应力不会引起土体压缩。但如土体是新近沉积，自重应力还未完全转变未有效应力，则自重应力将产生压缩。 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 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。 沈阳建筑大学考试评分标准专用纸 2007 年 春 季学期 科目 土力学(B) 适用年级、专业 土木04-9，10 —————————————————————————————————— 一 Fill in the blanks (total 15 points, 1 points per blank) 1. mm d mm 2075.0≤< 2. G s , w 3.一个有效应力园 4. 水 , 孔隙. 5. 2 45? - 6. 水力梯度 7, 沉降， 承载力 8, 主固结， 次固结 9, 4C 10, 40 11, 孔隙体积 二、Judge the following statement right or wrong. Mark with R for the rights and W for the wrongs (total 10 points, 2 points per problem) W R R W W 三、Explain the following concepts or definition(total 15 points, 3points per problem) 1. void ratio 孔隙比：孔隙体积与土粒体积之比， s v v v e /= 2. coefficient of curvature C c 曲率系数定义为（C c ）60 102 30d d d C c =,曲率系数C c 描写累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形 状。 3. compression modulus 压缩模量：土体在完全侧限的条件下，竖向应力增量与竖向应变增量的比值 4. overconsolidation 土在应力历史上（固结过程中）所受到的最大有效应力，称之为前期固结应力. 前期固结应力与现有的自重应力之比大于1时，土体处于超固结状态。 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。 技术学院考试试卷（B ） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、土的结构类型为 、 和 。 2、对无粘性土的工程性质影响最大的是土的 ，工程上用指标 来衡量。 3、粘性土的塑性指标I p ，液性指标I L 。 4、附加应力自 起算，自重应力自 起算。 5、土的抗剪强度指标的常用测定方法有 、 、 和 。 6、荷载试验曲线上，从线性关系开始变成非线性关系时的界限荷载称为 。 7、随荷载增加，地基变形的三个阶段是 、 和 。 8、钢筋混凝土扩展基础指 和 。 二、选择题（每题2分，共30分） 1．天然状态砂土的密实度一般用（ ）来测定。 A 荷载试验 B 轻便触探试验 C 现场剪切板剪切试验 D 标准贯入试验 2．粘土软硬状态的划分依据是（ ）。 A 含水量 B 液限 C 液性指数 D 塑性指数 3．利用角点法及角点下的附加应力系数表仅可求得（ ）。 A 基础投影范围内地基中的附加应力 B 基础投影范围外地基中的附加应力 C 基础中任意点的附加应力 D 基础中心点下地基中的附加应力 4．土中控制体积和强度变化的应力是（ ）。 A 孔隙水压力 B 有效应力 C 自重应力 5．下列说法中，错误的是（ ）。 A 土在压力作用下体积缩小 B 土的压缩主要是土中孔隙体积的减小 C 土的压缩与土的透水性有关 D 饱和土的压缩主要是土中气体被挤出 6．在土的压缩性指标中，（ ）。 A 压缩系数α与压缩模量Es 成正比 B 压缩系数α与压缩模量Es 成反比 C 压缩系数越大，土的压缩性越低 D 压缩模量越小，土的压缩性越低 7．在基底平均压力和其他条件均相同的条件下，条形基础的沉降比矩形基础的沉降（ ）。 A 大 B 小 C 相同 D 无法比较 8．某房屋地基为厚粘土层，施工速度快，则在工程上地基土抗剪强度指标宜用 下列哪种试验确定？（ ） A 固结快剪 B 快剪 C 慢剪 9.下列说法中，错误的是（ ）， A 土的自重应力一般不会引起地基变形 B 地基中附加应力会引起地基变形 C 饱和土中的总应力等于有效应力和附加应力之和 D 孔隙水压力会使土体产生体积变形 10、土的γ、γsat 、γ’和γd 数值大小依次为（ ）， A γd <γ’<γ<γsat B γ’<γd <γ<γsat C γd <γ<γ’<γsat D γ’<γ<γd <γsat 11、当地下水位从地表处下降至基底平面处，对有效应力有何影响？（ ） A 有效应力不变 B 有效应力增加 C 有效应力减小 12、当地基为高压缩土时，分层综合法确定地基沉降计算深度的标准是（ ）。 A σZ ≤0.3σc B σZ ≤0.2σc C σZ ≤0.1σc D σZ ≤0.05σc 13、土越密实，其内摩擦角（ ）。 A 越小 B 越大 C 不变 14．在设计仅起挡土作用的中立式挡土墙时，土压力应按（ ）计算。 A 主动土压力 B 被动土压力 C 静止土压力 D 静止水压力 A 大 B 小 C 大或小 D 两者相同 15．对于桩端阻力极限值，下列说法正确的是（ ）。 A 随深度线性增加 B 随深度线性减小 C 随深度线性增加，达到一临界值后保持不变 三、 判断题（每题1分, 共10分：对√；错×） 1、（ ） 土的结构最主要的特征是成层性。 2、（ ）在填方工程施工中，常用土的干密度来评价填土的压实程度。 3、（ ）粉土的塑性指数I P 小于或等于10 、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。 4．（ ）由于土中自重应力属于有效应力，因而与地下水位的升降无关。 5．（ ）达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。 6. （ ）柱下独立基础埋深的大小对基底附加应力影响不大 7. （ ）土的压缩性指标只能通过室内压缩试验求得。 8. （ ）朗肯土压力理论的基本假设是：墙背直立、粗糙且墙后填土面水平。 9. （ ） 地基承载力特征值在数值上与地基极限承载力相差不大。 10. （ ）端承摩擦是以端承力为主，摩擦力为辅。 四、简答题（每空5分，共20分） 1、何为土的颗粒级配，粒径级配曲线的横纵坐标各表示什么？ 2、什么是主动土压力、被动土压力、和静止土压力？三者大小关系为？ 3、何谓地基承载力？地基土的破坏模式有哪几种？地基基础设计的条件？ 4、什么是高承台桩？什么是低承台桩？其适用的范围是什么? 五、计算题（1题8分，2题12分共20分） 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。 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?-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：0.046nm ，氮：0.071nm ，碳：0.077nm ，硼：0.091nm ，?-Fe ：0.124nm ，?-Fe ：0.126nm 。 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 土力学及地基基础标准试卷 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20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，请将其代码填写在题后的括号。错选、多选或未选均无分。1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 ( B ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( B ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( D ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( D ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( C ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( A ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β<φB．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( C ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( A ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( C ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 第二部分非选择题 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为__基础__。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈__小__。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和_杂填土___。 14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、__潜水______和承压水三种类型。 15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成__线性___关系的半空间。材料科学基础试题
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《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月
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