东北大学21秋《材料科学导论》平时作业2-001答案参考60

东北大学21秋材料科学导论平时作业2-001答案参考1. 沥青混合料的温度稳定性随用油量的增加而提高。( )沥青混合料的温度稳定性随用油量的增加而提高。()错误2. 加工硬化在金属加工中有什么利弊?加工硬化在金属加工中有什么利弊?金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。如冷拉钢丝拉过模孔的部分，由于发生了加工硬化，不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部分，这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。3. 冷加工金属经再结晶退火后，下列说法( )是错误的。 A其晶粒形状会改变 B其力学性能会发生改变 C其晶格冷加工金属经再结晶退火后，下列说法()是错误的。A其晶粒形状会改变B其力学性能会发生改变C其晶格类型会发生改变D其晶粒大小会发生改变C4. 大多数合金钢的淬透性都比碳素钢好。大多数合金钢的淬透性都比碳素钢好。此题为判断题(对，错)。正确答案：5. 对于立方P、I和F点阵，如果每个阵点放上硬球，证明可以填充的最大本积依次为0.52、0.68和0.74。对于立方P、I和F点阵，如果每个阵点放上硬球，证明可以填充的最大本积依次为0.52、0.68和0.74。解如果每个阵点放上硬球，最近邻之间的硬球是相切的，它们中心的距离是硬球的直径。P点阵的硬球半径是a/2，硬球体积是，每个P点阵含1个阵点硬球，单胞的体积是。故P点阵的填充率为 I点阵的硬球半径是，每个P点阵含2个阵点硬球，故I点阵的填充率为 F点阵的硬球半径是，每个P点阵含4个阵点硬球，故F点阵的填充率为 6. 图5-14为三元系中两种三相区在不同温度下截得的共轭三角形在成分三角形中的投影。试判断两种三相平衡转变的图5-14为三元系中两种三相区在不同温度下截得的共轭三角形在成分三角形中的投影。试判断两种三相平衡转变的类型，并说明理由。在此类投影图中，可以利用不同温度下截得的共轭三角形相对位置的变化分析其移动方向，来判断三相平衡转变的类型。三相平衡共晶转变的特征是：由高温到低温，不同温度下的共轭三角形是以三角形的一个顶点为先导(一个顶点在前)向降温方向(箭头指向)移动，所以图中(a)为三相平衡共晶转变。三相平衡包晶转变的特征是：由高温到低温，不同温度下的共轭三角形是以三角形的一个边为先导(一个边在前)向降温方向(箭头指向)移动，所以图中(b)为三相平衡包晶转变。 7. 共析线是指_线，常称_线。共析线是指_线，常称_线。正确答案：PSK A1PSKA18. 设A-B二元合金系，无论液相或固相都形成理想溶体。纯A金属相变吉布斯自由能数据如下(单位：J/mol)： (bcc)L设A-B二元合金系，无论液相或固相都形成理想溶体。纯A金属相变吉布斯自由能数据如下(单位：J/mol)：(bcc)L熔点=2900K=4.186(5800-2.0T)(hcp)L熔点=1900K=4.186(3800-2.0T)(fcc)L熔点=1530K=4.186(3300-2.15T)纯B金属相变吉布斯自由能数据如下：L熔点eL熔点L熔点作出涉及液相的曲线图(即各相的熔点一成分线)。的定义为其中和代表任意两个相。计算并作出(1500K以上部分)的A-B相图。解根据给出的式子，先计算各相熔点温度T与成分的关系。 L： 即 L： 即 L： 即 根据上面式子画出熔点温度T与成分的关系，如图3-32所示。 计算并作出(1500K以上部分)的A-B相图。 从上面的计算和图看出，靠近A边首先发生L转变，靠近B边首先发生L转变。并且从数据看出，涉及的相变温度都在1500K以下。所以在1500K以上的相图，只有、和三个转变。 计算的平衡线。设x为平衍的固相()成分，y为平衡的液相成分，根据平衡时化学势相等，并且因液相或固相都形成理想溶体，得如下方程 把给出的数据代入： 用教材第3童附录给出的程序，计算所得结果如下： T/K 2850 2800 2750 2700 2650 2600 2550 2500 2450 x 0.0168 0.0341 0.0521 0.0706 0.0897 0.1095 0.1300 0.1513 0.1734 xL 0.0339 0.0680 0.1024 0.1369 0.1717 0.2065 0.2416 0.2768 0.312 T/K 2400 2350 2300 2250 2200 2150 2100 2050 2000 x 0.1963 0.2202 0.2451 0.2711 0.2982 0.3266 0.3564 0.3877 0.420 xL 0.3475 0.3830 0.4185 0.4540 0.4896 0.5249 0.5603 0.5955 0.630 计算的平衡线。设z为平衡的固相()成分，y为平衡的液相成分，把数据代人上面给出的化学势相等的方程，得 用教材第3章附录给出的程序，计算所得结果如下： T/K 2500 2450 24.00 2350 2300 2250 2200 2150 2100 2050 2000 span name=mathsx_e/span 0.9320 0.8629 0.7927 0.7212 0.6484 0.5742 0.4983 0.4207 0.3413 0.2597 0.1758 span name=mathsx_L/span 0.9135 0.8284 0.7446 0.6624 0.5816 0.5025 0.4250 0.3493 0.2754 0.2035 0.1435 计算阳的平衡线。设x为平衡的相成分，y为平衡的相成分，把数据代人上面给出的化学势相等的方程，得 用教材第3章附录给出的程序，计算所得结果如下： T/K 2350 2300 2250 2200 2150 2IOO 2050 2000 1950 x 0.2795 0.2808 0.2820 0.2833 0.2844 0.2856 0.2867 0.2878 0.2888 x 0.5292 0.5344 0.5397 0.5451 0.5506 0.5562 0.5621 0.5680 0.5741 T/K 1900 1850 1800 1750 1700 1650 1600 1550 1500 x 0.2897 0.2906 0.2915 0.2922 0.2928 0.2934 0.2838 0.294i 0.2943 x 0.5804 0.5868 0.5935 0.6003 0.6073 0.6145 0.6200 0.6297 0.6377 根据计算得出的数据，画出相图，如图所示，其中共晶温度约为2250。 因为假设是理想溶体，也可以按如下办法作简单计算。设A-B二元系，有两相平衡，两相平衡时各组元在两相的化学势相等，因此得： 上两式整理得 解 上述联立方程，得平衡成分与温度件的关系： 用上式可以计算两个平衡相的成分一温度曲线。 9. 对金属材料而言，降低晶粒尺度能够显著提高强度而使( )降低不大。A.导电性B.延展性C.抗冲击性D.热稳定性参考答案：B10. 材料选用的原则是( )。材料选用的原则是()。使用性能、工艺性能、经济性能等的统一11. 高速钢反复锻造的目的是_，W18Cr4V钢采用高温淬火的目的是_，经三次高温高速钢反复锻造的目的是_，W18Cr4V钢采用高温淬火的目的是_，经三次高温回火后的组织是_.正确答案：消除粗大鱼骨状碳化物保证有足够的合金元素溶入奥氏体中提高热硬性回火马氏体+合金碳化物+少量残余奥氏体；消除粗大鱼骨状碳化物,保证有足够的合金元素溶入奥氏体中提高热硬性,回火马氏体+合金碳化物+少量残余奥氏体；12. 纯铁发生a多形性转变，设界面是非共格的，估计在1150K以及900K时a-Fe界面迁移速度。晶界扩散激活能近似为120纯铁发生a多形性转变，设界面是非共格的，估计在1150K以及900K时a-Fe界面迁移速度。晶界扩散激活能近似为120kJ/mol，原子间距0.248nm。两相的摩尔自由能差为其中系数：温度范围/KABCDE740T860-2696931294.373-2.2882421.7794-5.156663860T9405442896-24104.3140.02958-2.9535378.167968940T1080243631.7-932.28321.350039-8.7369772.1262651080T1240587297-1967.5622.473726-1.3827982.898708解根据上表的数据，1150K的RT=8.3141150J/mol=9561.1J/mol； 900K的RT=8.3 14900J/mol=7482.6J/mol； 因为在这两个温度下，多形性转变界面迁移速度简化为 晶界扩散系数，简单假设晶界厚度d6，原子振动顷率则在1150K温度下界面迁移速度为 在900K温度下界面迁移速度为 结果表明，在这两个温度下的界面迁移速度差不多相等，这是因为有两个相反的因素起作用：温度高时扩散速度快，但是界面迁移的驱动力小；反之，温度低时扩散速度慢，但是界面迁移的驱动力大。所以导致在这两个温度下界面迁移的速度相近。 13. 自由流动成型中典型代表是( )。A.金属砂型铸造B.塑料与橡胶浸渍成型C.陶瓷注浆成型D.以上所有参考答案：D14. 面心立方金属孪生的和都是111，在一个特定的111)面，例如(111)面有几种产生孪晶的方法，写出它们的的方向指面心立方金属孪生的和都是111，在一个特定的111)面，例如(111)面有几种产生孪晶的方法，写出它们的的方向指数。解面心立方金属孪生的孪生方向是(112)方向，必在面上。如果在(111)面上发生孪晶，根据晶带定律，在(111)面上的是112、121和211三种。15. 聚合物的老化原因主要有哪些?聚合物的老化原因主要有哪些?发生老化的原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基，等等。外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫，等等。 聚合物由于结构上的弱点而在一定外界条件下发生的各种老化现象。另外，有的聚合物没有上述情况也会发生老化，如受到辐射特别是高能辐射时，化学键就会发生断裂，即使是近紫外光辐射也能足够打开一般的单键(CH、OH那样的强键除外)。 16. 下列属于热固性塑料的有( )。 APA BPP C环氧树脂 DPVC下列属于热固性塑料的有()。APABPPC环氧树脂DPVCC17. 下列塑料中，相对密度最小的是( )。 APE BPP CPVC DPOM下列塑料中，相对密度最小的是()。APEBPPCPVCDPOMB18. 过共析钢的正常淬火加热温度是( )。 AAccm+(3050) BAc3+(3050) CAc1+(3050) DAc1-(3050)过共析钢的正常淬火加热温度是()。AAccm+(3050)BAc3+(3050)CAc1+(3050)DAc1-(3050)C19. 灰铸铁的b、S、e、均比钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的灰铸铁的b、S、e、均比钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的结果。()正确20. 陶瓷的生产过程包括_、_和_三大步骤。陶瓷的生产过程包括_、_和_三大步骤。配料$成型$烧结21. 钢60Si2Mn中的平均含碳量为_，属于_钢。钢60Si2Mn中的平均含碳量为_，属于_钢。正确答案：060 合金弹簧钢60合金弹簧钢22. 碳素钢在锻造温度范围内锻造性良好的原因是_。碳素钢在锻造温度范围内锻造性良好的原因是_。正确答案：塑性提高、强度下降；塑性提高、强度下降；23. 材料选样的五个目的（名词解释）材料选样的五个目的（名词解释）参考答案：(1)辅助设计.(2)辅助概预算。(3)辅助工程甲方理解设计。(4)材料选样可作为工程验收的依据之一。(5)材料选样可作为施工方提供采购及处理饰面效果的示范依据。24. 俗称的万能胶一般是指氯丁橡胶胶粘剂。( )俗称的万能胶一般是指氯丁橡胶胶粘剂。()错误25. 在FeFe3C相图中，GS线也称为Acm线。( )在FeFe3C相图中，GS线也称为Acm线。()错误在FeFe3C相图中，GS线也称为A3线。26. 现有两块金属，一块是HTl50，另一块是45钢，可采用哪些方法将它们区分开来?现有两块金属，一块是HTl50，另一块是45钢，可采用哪些方法将它们区分开来?正确答案：断口宏观分析；观察金相组织；用榔头砸碎易破碎者为HTl50。断口宏观分析；观察金相组织；用榔头砸碎,易破碎者为HTl50。27. 固体也可能只由一块结构均匀的大晶体构成，称为单晶。单晶体是各向同性的均匀物体，具有一定的熔点，生长良好时呈现规则的外形。( )A.错误B.正确参考答案：A28. 简述金属的塑性变形受哪些因素影响。简述金属的塑性变形受哪些因素影响。正确答案：金属的塑性变形受以下因素影响：rn (1)晶粒位向的影响。由于多晶体中各个晶粒的位向不同在外力作用下当处于滑移位置的晶粒要进行滑移时必然受到周围位向不同的其他晶粒的约束使滑移增加从而提高塑性变形抗力。rn(2)晶界的作用。晶界处原子排列紊乱阻碍位错的移动因而阻碍了滑移。晶界越多塑性变形抗力越大。rn(3)晶粒大小影响。在一定体积的晶体内晶粒的数目越多晶粒就越细并且不同位向的晶粒也越多因而塑性变形抗力也越大。金属的塑性变形受以下因素影响：(1)晶粒位向的影响。由于多晶体中各个晶粒的位向不同,在外力作用下,当处于滑移位置的晶粒要进行滑移时,必然受到周围位向不同的其他晶粒的约束,使滑移增加,从而提高塑性变形抗力。(2)晶界的作用。晶界处原子排列紊乱,阻碍位错的移动,因而阻碍了滑移。晶界越多,塑性变形抗力越大。(3)晶粒大小影响。在一定体积的晶体内,晶粒的数目越多,晶粒就越细,并且不同位向的晶粒也越多,因而塑性变形抗力也越大。29. 球化退火能使过共析钢组织中的渗碳体完全球化。( )球化退火能使过共析钢组织中的渗碳体完全球化。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：30. 塑料土工格栅是以聚丙烯或高密度聚乙烯等为主要原料，主要用于加筋土和软基处理工程。( )塑料土工格栅是以聚丙烯或高密度聚乙烯等为主要原料，主要用于加筋土和软基处理工程。()正确31. 氩弧焊主要适合于低碳钢的焊接。( )氩弧焊主要适合于低碳钢的焊接。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：32. 认识矿物的产状有助于了解矿物的成因和富集过程，不但有利于地质找矿，而且对工程技术人员来说，冶炼一种金属后被废弃的炉渣，可能是另一种与之共生的金属或非金属的富集矿。( )A.错误B.正确参考答案：B33. 用低碳钢制造在工作中受较大冲击截荷和表面磨损较大的零件，应该( )。 A采用表面淬火处 B采用渗碳处 C用低碳钢制造在工作中受较大冲击截荷和表面磨损较大的零件，应该()。A采用表面淬火处B采用渗碳处 C采用氮化处理B34. (2006年高考题)下列材料中适合制造弹簧的是( )A60Si2MnBGCrl5C40CrDHTlOO(2006年高考题)下列材料中适合制造弹簧的是( )A60Si2MnBGCrl5C40CrDHTlOO正确答案：A35. 钢中Me含量越高，其淬透性越好。( )钢中Me含量越高，其淬透性越好。()错误36. T8A钢在常态下的室温组织是_。T8A钢在常态下的室温组织是_。正确答案：P+Fe3CP+Fe3C37. 9SiCr、GCrl5的预备热处理为_，最终热处理为_。9SiCr、GCrl5的预备热处理为_，最终热处理为_。正确答案：球化退火 淬火+低温回火球化退火淬火+低温回火38. 在A卜Ag合金中从Al为基的固溶体中析出富Ag相，在Al-Cu合金中从A1为基的固溶体中析出富Cu相。A1、Ag和Cu的原子在A卜Ag合金中从Al为基的固溶体中析出富Ag相，在Al-Cu合金中从A1为基的固溶体中析出富Cu相。A1、Ag和Cu的原子半径分别为1.43nm、1.44nm和1.28nm。若简单地由原子半径估计错配度，并简单地认为析出物的非共格界面能为0.5J/m2，共格界面能为0.05J/m2。A1的切变模量，又设析出物自的切变模量和Al的相同，估计这两种析出物丧失共格的尺寸。对于Al-Ag合金，析出物与基体间的错配度为- 因析出物的错配度为 对于A1-cu合金，析出物与基体间的错配度为 因析出物的错配度0.05，它是圆片状，按10-6题导出的式子，丧失共格的尺寸为 39. 聚乙烯(PE)原料来源非常丰富，且具有制造工艺流程较短，制品加工时可以增塑等优点，因此，发展很快，在五大通用塑料中产量最大，且是用途广泛、价格最低的产品之一。( )A.错误B.正确参考答案：B40. 锻造与其他毛坯成型工艺相比，具有塑变成型时质量保持不变的特点，不像切削加工那样切除多余的金属成型，也不像铸造、焊接那样积累和增加金属，属无废料或少废料的加工方法。( )A.错误B.正确参考答案：B41. 现有下列铸铁，请按用途选材：HT250KTH350-10OT600-2 A机床床身( ) B柴油机曲轴( ) C汽车前后轮壳现有下列铸铁，请按用途选材：HT250KTH350-10OT600-2A机床床身()B柴油机曲轴()C汽车前后轮壳()$42. 反射炉操作方便，适用于小型有色金属熔炼。( )反射炉操作方便，适用于小型有色金属熔炼。( )参考答案：43. 机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、_、_等。机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、_、_等。正确答案：断裂磨损断裂磨损44. 分别在一张云母片与玻璃片上涂一层很薄的石蜡，然后用加热的钢针分别接触云母片与玻璃片。请问各出分别在一张云母片与玻璃片上涂一层很薄的石蜡，然后用加热的钢针分别接触云母片与玻璃片。请问各出现什么现象?为什么?正确答案：在云母上形成椭圆形融化石蜡图形在玻璃片上形成圆形融化图形。由于云母片是晶体晶体的性能呈各向异性当热的针头接触云母时沿云母片向各个方向传递的热量不同所以在云母片上形成椭圆形的石蜡融化图形。而玻璃是非晶体非晶体的性能是各项同性当热的针头接触到玻璃片时形成圆形的石蜡融化图形。在云母上形成椭圆形融化石蜡图形,在玻璃片上形成圆形融化图形。由于云母片是晶体,晶体的性能呈各向异性,当热的针头接触云母时,沿云母片向各个方向传递的热量不同,所以在云母片上形成椭圆形的石蜡融化图形。而玻璃是非晶体,非晶体的性能是各项同性,当热的针头接触到玻璃片时,形成圆形的石蜡融化图形。45. 设一钢板在920分隔两种气氛，钢板的厚度为lOmm，原始碳含量(C)为0.1%，钢板一侧和气氛的平衡碳势为0.9%，另一设一钢板在920分隔两种气氛，钢板的厚度为lOmm，原始碳含量(C)为0.1%，钢板一侧和气氛的平衡碳势为0.9%，另一侧为0.4%。求20h后钢板的浓度分布。问经历多长时间钢板内的扩散达到平稳态?此时碳以多大的流量从钢板的一侧扩散到另一侧?(用数值解。)解按教材第4章附录给出的程序，设时间步长为720s，距离步长为0.25mm。 则 求解是稳定的。=0.1、。20h后的浓度分布数据如下表所示，l=0，C0.9。浓度沿板厚的分布如图所示。 l/mm (C)/% l/mm (C)/% l/mm (C)/% l/mm (C)% 0.25 0.50.751.001.251.501.752.002.252.50 0.75352620.61470780.49001160.38383220.29810850.23247040.18478870.15191430.13930320.1170093 2.753.003.253.503.754.004.254.504.755.00 0.10909820.10465130.10227290.10106180.10047430.10020270.10008920.10003260.10001270.1000060 5.255.505.756.006.256.506.757.007.257.50 0.10000610.10001270.10003120.10007610.10017790.10039820.10085240.10174430.10341190.1063785 7.758.008.258.508.759.009.259.509.7510.0 0.11139750.119 6790.13179580.14967640.17429070.206 3710.24625440.29301540.34507230.4000000 通过计算机的计算可知，经过506.6小时后，板内的浓度不再变化，扩散达到平稳态。 46. -般而言，沥青混合料的动稳定度越大，其高温抗车辙性能越差。( )-般而言，沥青混合料的动稳定度越大，其高温抗车辙性能越差。()错误47. 1Cr18Ni9Ti钢可通过冷变形强化和固溶处理来提高强度。( )1Cr18Ni9Ti钢可通过冷变形强化和固溶处理来提高强度。()错误48. 钢在淬火时向马氏体转变过程中，其主要特点是：钢冷却到Ms以下时奥氏体转变为马氏体，只有_向_钢在淬火时向马氏体转变过程中，其主要特点是：钢冷却到Ms以下时奥氏体转变为马氏体，只有_向_的晶格改变，不发生碳原子扩散。正确答案：一Fe Fe一FeFe49. 螺杆压出机的开发与应用使橡胶压出生产效率及自动化程度大大提高它可将大块的橡胶料不断地喂进压出机，并被压制成为半成品形状。( )A.错误B.正确参考答案：A50. (2011年高考题)根据石墨化进行的程度不同，灰铸铁的基体组织有_、_和_3种。(2011年高考题)根据石墨化进行的程度不同，灰铸铁的基体组织有_、_和_3种。正确答案：铁素体(F) 珠光体(P)铁素体+珠光体(F+P)铁素体(F)珠光体(P)铁素体+珠光体(F+P)