东北大学22春《现代材料测试技术》在线作业二及答案参考90

东北大学22春现代材料测试技术在线作业二及答案参考1. 非晶态物质的原子在三维空间是无规则分布的。( )非晶态物质的原子在三维空间是无规则分布的。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：2. 白口铸铁在高温时可以进行锻造加工。( )白口铸铁在高温时可以进行锻造加工。()错误3. 根据似晶格模型推导高分子溶液的混合熵。根据似晶格模型推导高分子溶液的混合熵。根据统计热力学，由N1(溶剂分子数)个溶剂小分子和N2(溶质大分子数)个溶质大分子组成的溶液体系的熵为 S=kln 式中，为体系的微观状态数；k为Boltzmann常数，k=R/N0。 由于有了晶格模型，可以把N1个溶剂分子和N2个大分子组成的溶液的微观状态数看做是在总格子数为N(=N1+N2)的格子内放置N1个溶剂分子和N2个大分子的排列方法总数。 若已放入了J个大分子，它占有了XJ个格子。在余下的(N-XJ)个空格中，第J+1个大分子的放置方法数为： 第一个链段可以放置于(N-XJ)空格中的任何一个格子里，显然它的放置方法数为(N-XJ)；第二个链段只能放置在第一个链段相邻的空格中，如果晶格的配位数是Z(即周围有Z个位置)，而第一个链段邻近的空格数不一定是Z，因为有些位置可能已经被先放进的高分子链段所占据了。但是如果高分子链段在溶液中是均匀分布的，第一个链段邻近的空格为Z(N-XJ-1)/N，所以： 第二个链段的放置方法数为Z(N-XJ-1)/N。 第三个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-2)/N； 第四个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-3)/N； 第五个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-4)/N； 第J+1个大分子在晶格中的总放置方法数为X个链段放置方法数的乘积： WJ+1=(N-XJ)Z(N-XJ-1)/N(Z-1)(N-XJ-2)/N(Z-1)(N-XJ-X+1)/N =Z(Z-1)X-2(N-XJ)(N-XJ-1)/N(N-XJ-2)/N(N-XJ-X+1)/N =(Z-1)X-1/NX-1(N-XJ)!/(N-XJ-X)! (由ZZ-1) N2个高分子在N个格子中的放置方法总数为： =1/N2!WJ+1=1/N2!(Z-1)/NN2(X-1)N!/(N-XN2)! 当N2个高分子占据了XN2个格子后，N1个溶剂分子在N1个空格中的排列方式就只剩下1种了，所以整个溶液体系的熵为： S溶注=kln=kN2(X-1)ln(Z-1)/N+lnN!-lnN2!-ln(N-XN2)! 利用Stirling公式(lnx!=xlnx-x) S溶液=-kN1lnN1/(N1+XN2)+N2lnN2/(N1+XN2)-N2(X-1)ln(Z-1)/e) 这个熵是由N1个溶剂分子和N2个大分子混合后的熵，至于混合前的熵则由两部分组成。 (1)溶剂的熵 由于纯溶剂只有一种微观状态，其熵为零。 (2)大分子的熵选择高聚物的解取向态为高聚物溶解前的微观状态，其熵相当于上式中N1为零的情况： S大分子=kN2lnX+(X-1)ln(Z-1)/e) 那么溶液的混合熵为 Sm=S溶液-(S溶剂+S大分子) =-kN1lnN1/(N1+XN2)+N2lnXN2/(N1+XN2) =-kN1ln1+N2ln2=-Rn1ln1+n2ln2 4. 采用等温淬火可获得晶粒大小均匀的马氏体。采用等温淬火可获得晶粒大小均匀的马氏体。错误采用等温淬火可获得晶粒大小均匀的贝氏体。5. 厚大截面的砂芯，常用_增强砂芯的排气能力。A.扎通气孔B.蜡线C.草绳D.焦炭厚大截面的砂芯，常用_增强砂芯的排气能力。A.扎通气孔B.蜡线C.草绳D.焦炭参考答案：D6. 针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力，针入度值越小，表明沥青的粘度越小。( )针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力，针入度值越小，表明沥青的粘度越小。()2错误7. 金属材料在高温下保持高硬度的能力称为_。金属材料在高温下保持高硬度的能力称为_。正确答案：红硬性红硬性8. 力学性能要求较高的钢制阶梯轴零件宜采用( )方法成形。A铸造B锻造C焊接D粉末冶金力学性能要求较高的钢制阶梯轴零件宜采用( )方法成形。A铸造B锻造C焊接D粉末冶金正确答案：B9. 固态相变在形核方面与液一固相变比较有何特点?固态相变在形核方面与液一固相变比较有何特点?正确答案：与液态结晶相比固态相变在形核方面有如下特点：rn 固态相变主要依靠非均匀形核。这是由固态介质在结构组织方面先天的不均匀性所决定的。固态介质具有各种点、线、面等缺陷这些缺陷分布不均匀具有的能量高低不同这就给非均匀形核创造了条件。rn 新相与母相之间存在一定的位向关系。常以低指数且原子密度较大而又匹配较佳的晶面互相平行构成确定位向关系的界面借以减小新相与母相之间的界面能。rn 相界面易成共格或半共格界面。这是因为以形成共格界面而进行相变其阻力最小半共格界面次之非共格界面阻力最大。与液态结晶相比,固态相变在形核方面有如下特点：固态相变主要依靠非均匀形核。这是由固态介质在结构组织方面先天的不均匀性所决定的。固态介质具有各种点、线、面等缺陷,这些缺陷分布不均匀,具有的能量高低不同,这就给非均匀形核创造了条件。新相与母相之间存在一定的位向关系。常以低指数且原子密度较大而又匹配较佳的晶面互相平行,构成确定位向关系的界面借以减小新相与母相之间的界面能。相界面易成共格或半共格界面。这是因为以形成共格界面而进行相变其阻力最小,半共格界面次之,非共格界面阻力最大。10. 石灰在应用时不能单独应用，因为( )。 A熟化时体积膨胀导致破坏 B硬化时体积收缩导致破坏 C过火石灰的石灰在应用时不能单独应用，因为()。A熟化时体积膨胀导致破坏B硬化时体积收缩导致破坏C过火石灰的危害B11. 在铁碳合金相图中，A3温度是随含碳量的增加而上升的。在铁碳合金相图中，A3温度是随含碳量的增加而上升的。此题为判断题(对，错)。正确答案：12. S表示钢材在拉伸变形时为5%时的伸长率。( )S表示钢材在拉伸变形时为5%时的伸长率。()2错误13. 计算共晶莱氏体在共晶反应和共析反应完成时，其组成相的相对含量。计算共晶莱氏体在共晶反应和共析反应完成时，其组成相的相对含量。正确答案：共晶莱氏体在共晶反应完成时相组织物为奥氏体+渗碳体w()=52w(Fe3C)=48；共晶莱氏体在共析反应完成时相组织物为铁素体+渗碳体w(F)=358w(Fe3C)=642。共晶莱氏体在共晶反应完成时相组织物为奥氏体+渗碳体,w()=52,w(Fe3C)=48；共晶莱氏体在共析反应完成时相组织物为铁素体+渗碳体,w(F)=358,w(Fe3C)=642。14. 铝合金能像钢一样通过淬火得到马氏体强化吗?为什么?铝合金能像钢一样通过淬火得到马氏体强化吗?为什么?不能。钢通过淬火得到马氏体而显著强化，其根本原因是因为在淬火过程中发生了Fe的同素异构转变，由面心立方的-Fe转变为体心的-Fe。而铝合金在固态下加热或冷却时只有溶解度变化，而没有同素异构转变，因此不能像钢一样通过淬火得到马氏体强化。15. 可热处理强化的铝合金，为提高其强度，常用的热处理方法是( )。 A水韧处理 B固溶处理 C固溶处理+时效处可热处理强化的铝合金，为提高其强度，常用的热处理方法是()。A水韧处理B固溶处理C固溶处理+时效处理C16. 固一液界面的微观结构可根据杰克逊因子来判断：当2时，固一液界面为光滑界面；当5时，固一液界固一液界面的微观结构可根据杰克逊因子来判断：当2时，固一液界面为光滑界面；当5时，固一液界面为粗糙界面。正确答案：错误；当2时固一液界面为粗糙界面；当5时为光滑界面。错误；当2时,固一液界面为粗糙界面；当5时,为光滑界面。17. 橡胶和弹性体物理学及力学特性是什么?橡胶和弹性体物理学及力学特性是什么?橡胶弹性体的物理力学性能极其特殊。有稳定的尺寸，在小形变时，其弹性响应符合虎克定律，像固体；但其热膨胀系数和等温压缩系数又与液体有相同的数量级，意味着其分子间作用力与液体相似；此外，导致形变的应力随温度升高而增加，又与气体的压强随温度升高相似。 就力学性能而言，橡胶弹性体具有如下特点： (1)弹性形变大，可达1000%，而当除去外力时可以恢复。通常固体材料的弹性形变不超过1%。 (2)聚合物发生高弹形变时，弹性模量与温度成正比，即温度升高，弹性回力增高，而金属的普通固体材料弹性模量随着温度升高而下降。 (3)快速拉伸时，橡胶自身温度上升(放热)；反之，回缩时，橡胶自身温度降低(吸热)。但普通材料与之相反，而且热效应极小。 (4)高弹形变有松弛特性，即高弹形变与外力作用时间有关，特别对于线形聚合物。在高弹形变中常常伴随不可逆流动变形，作用力持续时间愈长，不可逆形变愈显著。 18. 计算铸型抬型力的目的是为了_。A.确定压铁质量和紧固螺栓的大小B.确定砂箱尺寸、质量C.决定计算铸型抬型力的目的是为了_。A.确定压铁质量和紧固螺栓的大小B.确定砂箱尺寸、质量C.决定芯卡子尺寸大小D.决定铸件浇注速度参考答案：A19. 除了黄铜和白铜以外，所有的铜基合金都称为青铜。除了黄铜和白铜以外，所有的铜基合金都称为青铜。此题为判断题(对，错)。正确答案：20. 法向应力效应与挤出膨大现象法向应力效应与挤出膨大现象法向应力效应：用一转轴在盛有液体的容器中快速旋转，聚合物熔体(浓溶液)受到向心力作用，在转轴处液面上升。 挤出膨大现象：当聚合物熔体从毛细管、狭缝或者小孔中挤出时，挤出物的直径(厚度)会明显大于口模的尺寸。 21. 硬钎焊与软钎焊的主要划分依据是钎料熔点的高低。( )硬钎焊与软钎焊的主要划分依据是钎料熔点的高低。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：22. 垂直方向铸件高度_冒门的有效补缩距离时，在铸件的中间一段会产生轴线缩松。A.大于B.小于C.垂直方向铸件高度_冒门的有效补缩距离时，在铸件的中间一段会产生轴线缩松。A.大于B.小于C.等于D.无关参考答案：A23. 根据沥青与矿粉相互作用原理，沥青用量要适宜，使混合料中形成足够多的_沥青，尽量减少_沥青。根据沥青与矿粉相互作用原理，沥青用量要适宜，使混合料中形成足够多的_沥青，尽量减少_沥青。结构$自由24. 1148时，C在一Fe中具有最大溶解度wc=211，求100个单位晶胞中有多少个C原子?1148时，C在一Fe中具有最大溶解度wc=211，求100个单位晶胞中有多少个C原子?正确答案：100个晶胞中有40个碳原子。100个晶胞中有40个碳原子。25. 晶体界面生长的形态有_以平面状态的长大形态和_以树枝状长大。晶体界面生长的形态有_以平面状态的长大形态和_以树枝状长大。正温度梯度下$负温度梯度下26. 金属型最适宜浇注_铸件。A.铸钢B.灰铸铁C.非铁合金D.高锰钢金属型最适宜浇注_铸件。A.铸钢B.灰铸铁C.非铁合金D.高锰钢参考答案：C27. 透射电镜成像系统中，若使中间镜物平面与物镜像平面重合的操作称为成像操作; 而使中间镜的物平面与物镜背焦面重合的操作称为衍射操作。( )A.正确B.错误参考答案：A28. 当X射线照射在一个晶体时，产生衍射的必要和充分条件是必须满足布拉格方程。( )A.正确B.错误参考答案：B29. 退火过程中没有组织变化的退火是( )。A完全退火B球化退火C退应力退火D再结晶退火退火过程中没有组织变化的退火是( )。A完全退火B球化退火C退应力退火D再结晶退火正确答案：C30. 钢在加热时为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间，以免发生_现象。钢在加热时为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间，以免发生_现象。正确答案：晶粒粗大晶粒粗大31. 证明面心立方结构中，如果a100位错是纯螺位错，下式的反应是可行的：。如果是纯刃位错则是不可行的。证明面心立方结构中，如果a100位错是纯螺位错，下式的反应是可行的：。如果是纯刃位错则是不可行的。因为反应的两端的柏氏矢量平方和都等于，无法用Frank判据来确定反应是否能进行。但是，如果100位错是纯螺位错，则左端的两个位错不可能都是纯螺位错，考虑到它们有刃型分量，它们的能量比螺型的高，即反应前的能量比反应后的高，所以反应是可行的；同理，如果100位错是纯刃位错，则左端的两个位错不可能都是纯刃位错，考虑到它们有螺型分量，它们的能量比刃型的低，即反应前的能量比反应后的低，所以反应是不可行的。 上面的讨论是没有考虑晶体学的具体情况得出的，事实上，因为面心立方的滑移面是111，所以，在反应中，位错应在(111)上，位错应在(111)面上，两位错反应生成的位错的取向只能是(111)面和(111)面的交线方向，即在011方向上，而反应后的位错的柏氏矢量是100，它永远不可能是纯螺或纯刃位错。 32. 奥氏体是( )。 A碳在-Fe中的间隙固溶体 B碳在-Fe中的间隙固溶体 C碳在-Fe中的有限固溶体奥氏体是()。A碳在-Fe中的间隙固溶体B碳在-Fe中的间隙固溶体C碳在-Fe中的有限固溶体B33. 汽车板簧应选用( )材料。A45钢B60Si2Mn钢C2Cr13钢DQ345(16Mn)钢汽车板簧应选用( )材料。A45钢B60Si2Mn钢C2Cr13钢DQ345(16Mn)钢正确答案：B34. 制造连杆、齿轮用45钢制造，其最终热处理是( )。A退火B调质C回火D正火制造连杆、齿轮用45钢制造，其最终热处理是( )。A退火B调质C回火D正火正确答案：B35. 分析单晶体拉伸时所发生的转动方向，说明原因。分析单晶体拉伸时所发生的转动方向，说明原因。36. 铸铁石墨化的第三个阶段最容易进行。( )铸铁石墨化的第三个阶段最容易进行。()错误37. 色差是一种( )。A.球差B.像差C.像散参考答案：B38. 合金固溶强化的主要原因是晶粒粗化，而不是晶格畸变。合金固溶强化的主要原因是晶粒粗化，而不是晶格畸变。此题为判断题(对，错)。正确答案：39. 具有包晶转变的合金，室温的组成相为+，其中相均是包晶转变的产物。具有包晶转变的合金，室温的组成相为+，其中相均是包晶转变的产物。错误室温的组成相为+，其中相不一定是包晶转变的产物。40. 吸收因子A()越大，则X射线衍射累积强度( )。A.越大B.越小C.不影响参考答案：A41. 为提高零件的疲劳强度，希望零件表面存在一定残余压应力，应选用( )。 A正火 B表面淬火或化学热处理 C为提高零件的疲劳强度，希望零件表面存在一定残余压应力，应选用()。A正火B表面淬火或化学热处理C淬火+低温回火B42. 手工电弧焊时，为提高生产率，应尽可能采用大的电流。( )手工电弧焊时，为提高生产率，应尽可能采用大的电流。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：43. CsI具有B2结构，若Cs和I的原子(离子)半径分别为0.172nm和0.227nm，求它的致密度。CsI具有B2结构，若Cs和I的原子(离子)半径分别为0.172nm和0.227nm，求它的致密度。解B2结构如图2-2所示，白和黑的圆分别代表Cs和1的原子(离子)。从图看出，体对角线的长度是2个Cs和2个I的原子(离子)半径之和，设点阵常数为a，得 即每个晶胞含1个Cs和1个Zn原子，所以其致密度77为 44. 性能要求较高的金属零件的加工工艺路线是：_。性能要求较高的金属零件的加工工艺路线是：_。坯料(型材或锻造)$预先热处理(正火或退火)$粗机械加工$最终热处理(淬回火，或固溶+时效，或表面热处理等)$精加工$成品零件45. 洛氏硬度HRA以测定( )的硬度。A一般淬火钢B退火钢C软刚D硬质合金洛氏硬度HRA以测定( )的硬度。A一般淬火钢B退火钢C软刚D硬质合金正确答案：D46. 渗碳零件表面含碳量一般应控制在，否则会影响钢的力学性能。渗碳零件表面含碳量一般应控制在，否则会影响钢的力学性能。正确答案：075085；75085；47. 过共析钢正常淬火加热温度是( )。AAc1+(3050)BAc3+(3050)CAcCM+(3050)DAc3过共析钢正常淬火加热温度是( )。AAc1+(3050)BAc3+(3050)CAcCM+(3050)DAc3正确答案：A48. 拉深时为什么会起皱和拉裂?如何避免?拉深时为什么会起皱和拉裂?如何避免?正确答案：拉深时起皱和拉裂是由拉深过程中产生的应力引起的当法兰处的切向压应力达到一定数值时法兰部分便会失稳而发生起皱现象；当筒壁与筒底的过渡部分即“危险断面”内应力达到该处材料的抗拉强度时就会导致拉裂现象产生。避免起皱现象往往可采用增加压边圈的方法来解决；避免拉裂现象可以从圆角半径、凸凹模间隙、拉深系数、润滑等方面加以控制。拉深时起皱和拉裂是由拉深过程中产生的应力引起的,当法兰处的切向压应力达到一定数值时,法兰部分便会失稳而发生起皱现象；当筒壁与筒底的过渡部分即“危险断面”内应力达到该处材料的抗拉强度时,就会导致拉裂现象产生。避免起皱现象,往往可采用增加压边圈的方法来解决；避免拉裂现象,可以从圆角半径、凸凹模间隙、拉深系数、润滑等方面加以控制。49. 马氏体的晶体结构和奥氏体的相同。马氏体的晶体结构和奥氏体的相同。错误马氏体的晶体结构和铁素体的相同。50. 高速钢俗称锋钢，其英文缩写为HSS，最常用的两个牌号是_和_。高速钢俗称锋钢，其英文缩写为HSS，最常用的两个牌号是_和_。正确答案：W18Cr4V W6M05Cr4V2W18Cr4VW6M05Cr4V251. Which ofthe following statement about the thermal conductivity is NOT correct? A) Thermal conductivWhich ofthe following statement about the thermal conductivity is NOT correct?A) Thermal conductivity ofmaterials has a varied relationship to temperature.B) Oriented polymers have much lower conductivities than unoriented polymers.C) Incorporation of element to metals reduces the thermal conductivity.D) Metals have comparatively high thermal conductivities while polymers have rather low values.B52. 如果界面前沿温度梯度很低，碳在铁中扩散很快(能完成包晶反应)，画出(c)0.25%的Fe-C合金凝固界面附近的组如果界面前沿温度梯度很低，碳在铁中扩散很快(能完成包晶反应)，画出(c)0.25%的Fe-C合金凝固界面附近的组织示意图。若温度梯度很大，界面是稳定的，设所有液、固相线都是直线，忽略固相中的扩散，并且液相完全均匀混合，画出组织分布图，并定量地说明各种组织的相对量。解图5-8(a)是Fe-C平衡图的包晶反应附近的图形，为了简单，假设所有的液、固相线都是直线。(C)0.25%的Fe-C合金凝固界面附近的组织示意图如图5-8(b)所示。图5-8(b)中的温度和成分点标号与图5-8(a)的相对应。 依题意，凝固条件界面是稳定的，忽略固相中的扩散，并且液相完全均匀混合。干始先结晶出相，随着结晶前沿推进，界面上相的成分沿固相线(图5-8a的ab线)变化。当固/液界上相成分达到图5-8(a)的b点(C)=0.09%)，即液相成分为图5-8(a)的d点(C)0.5%)时，液相就结晶出相，这时y相的成分是图5-8(a)上的c点(C)0.17%)。 当相结晶推进直至固/液界面上相成分到达(C)2.11%，即液相成分为(C)4.3%时，液相发生共晶转变。 根据Scheil方程，/L间的平衡分配系数为，故相的量为 余下液相量为0.43。在这部分液相中，结晶出相的量为 相占总体的量应为：，最后结晶的共晶量。沿棒长的组织分布如图5-8(c)所示。 53. 某金属的熔点为1772，它的最低再结晶温度为_。某金属的熔点为1772，它的最低再结晶温度为_。54554. 不论是固溶体还是金属化合物，其点阵类型均不同于组成它的任一组元。不论是固溶体还是金属化合物，其点阵类型均不同于组成它的任一组元。错误固溶体的点阵类型和溶剂的相同。55. 样品微区成分分析手段包括( )。A.WDS、EDS和XRDB.WDS、EDS和EPMAC.TEM、WDS和XRD参考答案：B56. 常用铸铁的性能主要取决于石墨的_。生产中应用得最广泛的一类铸铁是_。常用铸铁的性能主要取决于石墨的_。生产中应用得最广泛的一类铸铁是_。形态$普通灰铸铁57. 让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法，叫做( )。A.明场成像B.暗场成像C.中心暗场成像参考答案：A58. +共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。( )+共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。()正确59. 铸造圆角主要是为了减少热节，同时还有美观的作用。( )铸造圆角主要是为了减少热节，同时还有美观的作用。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：60. 电子衍射和X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。( )A.正确B.错误参考答案：B