材料科学基础试卷(2009年1月17日)

材料科学基础试卷(2009年1月17日)一. 名词解释（4分5题 = 20分）1. 位错：(4分) 已滑移区与未滑移区的分界部分。2. 马氏体转变：(4分) 同成分、不变平面切变类型的固态转变。3. 晶体： (4分) 质点（原子、分子或离子）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。4. 形变强化：(4分) 由塑性变形引起的材料强度、硬度升高的现象。5. 间隙固溶体：(4分) 将外来组元引入晶体结构，占据主晶相间隙位置的一部分，仍保持一个晶相，这种固溶体称为间隙固溶体。二填空（30分，每空1分）1. 一个体心立方晶胞中占有的原子数目为 2 。2典型金属的晶体结构有 体心立方 、 面心立方 、 密排六方。3晶界分为小角晶界 、 大角晶界 两类，两个晶粒的位向差小于 _ 10度，它们之间的晶界称为小角度晶界。4相界面分为共格 、 半共格 、 非共格 三大类。5固态相变按热力学可分为 一级相变 、 二级相变 ， 按原子迁移方式可分为 扩散型 、 切变型 ，按相变方式可分为 有核相变 、 无核相变 。6. 板条马氏体显微组织是由许多成群的板条组成，亚结构为_高密度的位错_。7. 马氏体是C在-Fe中的过饱和间隙式固溶体。具有 体心立方 点阵。马氏体相变属于_位移型无扩散相变_ 相变。8脱溶沉淀包括 GP区 、 相 、 相 、 相 四个过程。9晶体材料在力的作用下，主要表现为: 线弹性变形 、 非线弹性变形、 均匀塑性变形 、 非均匀塑性变形 、 断裂 五个过程。10.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随 时间 变化。11. 原子扩散的驱动力是 浓度梯度 。三、是非题（正确打， 错误打 ） （每小题1分, 共计10分） 1、面心立方金属滑移面通常为110，滑移方向为。 （ ）2、再结晶是指无畸变的等轴新晶粒逐渐取代变形新晶粒的过程。（ ）3、从热力学角度看，扩散的真正推动力是由浓度梯度的不同引起的，各组元的原子总是由高浓度扩散到低浓度。 （ ） 4、晶粒细化可以提高材料的强度，同时又可以提高材料的塑性指标。（ ） 5、利用三元相图的垂直截面可分析给定合金在冷却过程中的相变过程，在两相区也可应用杠杆定律来计算两平衡相的相对量。（ ）6、实际金属结晶过程中，形核有均匀形核和非均匀形核两种方式，由于非均匀形核所需形核功较高，所以主要以均匀形核为主。（ ）7、二元合金中，固溶体结晶时，在正的温度梯度下，晶体只能以平面方式长大，不能以树枝状和胞状方式长大。（ ）8、孪生是晶体难以进行滑移时，而进行的另外一种塑性变形方式。（ ）9、一根位错线不能在晶体内部中断，也不能在晶体表面中断，只能在晶体内部自成封闭的位错环或者和其它位错线相连接。（ ）10、所有垂直于同一方向的晶面构成一个晶带。 （ ）四简要回答下列问题（5分3题 = 15分）1. 什么叫临界晶核半径？它的物理意义？(5分)答案: 临界晶核半径是指G为最大值时的晶核半径。r0，晶核不能自动形成。rrc 时， Gv占优势，故G0，晶核可以自动形成，并可以稳定生长。2比较刃型位错和螺型位错的异同。为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？(5分)答案: （1）相同：线缺陷、应力场、畸变能；不同：位错线与柏氏矢量的相对位向、应力场的性质、运动方式。（2）螺位错的柏氏矢量与位错线平行，因此包含位错线的所有晶面都可以是螺位错的滑移面，因此当螺位错滑移受阻时，他可以在另外一个晶面上进行滑移。而刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，他的滑移面就只有由位错线和柏氏矢量构成的平面，所以他只能在这个面上滑移，故不能发生交滑移。3比较Fe-Fe3C合金平衡冷却时Fe3C的五种存在形式的异同。(5分) 答案：比较一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体形成的温度、条件、形态。五论述题: 论述珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变的相同性和相异性。（10分）答案：从以下几个方面论述：形成温度、相变过程及领先相、转变时的共格性、转变时的点阵切变、转变时的扩散性、转变时碳原子扩散的大约距离、合金元素的分布、等温转变的完全性、转变产物的组织、转变产物的硬度几方面论述。六计算题（15分）画出Fe-Fe3C相图，分析Fe-1.0%C和Fe-5.0%C两种合金的冷却相变过程，并计算两种合金在室温的组织组成和相组成。