《物理练习题》word版.doc

一、解释名词1枝晶偏析：树枝晶的枝干和枝间化学成分不均匀的现象。2. 固溶体：溶质原子溶于固态溶剂中，并能保持溶剂元素晶格类型所形成的合金相。3晶界：多数晶体物质是由许多晶粒所组成，属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称为晶界4间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径比值小于0.59时，形成具有简单晶格的间隙化合物，称为间隙相5. 反应扩散：通过扩散使固熔体内的熔质组元超过固熔极限而不断形成新相的扩散过程，称为反应扩散或相变扩散。1相任一给定物质系统中，具有同一化学成分、同一原子聚集状态和性质的均匀组成部分。2. 组织组成物显微镜下观察到、可区分、具有某种形态特征的部分。3反应扩散通过扩散使固熔体内的熔质组元超过固熔极限而不断形成新相的扩散过程，称为反应扩散或相变扩散。4正偏析k0 b2后 （4分）4试论材料强化的主要方法及其原理。（8分） 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。（2分） 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。（2分） 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。（2分） 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。（2分） （加工硬化）；原理：形成高密度位错等。方法：冷变形等。 1晶体长大机制（6分）1）粗糙界面的垂直长大（2分）2）具有光滑界面晶体的生长机制二维晶核生长、螺位错生长、孪晶面机制（4分）2在面心立方晶体中有下述位错反应：。判断该反应能否进行?（2分）（2分）（2分）3根据所学知识，材料强化的方法有哪些？哪种强化方法即提高强度，有提高塑性？为什么？1）细晶强化、沉淀强化、加工硬化、固溶强化（2分）2）细晶强化（1分）3）晶界是阻碍位错运动的，而各晶粒位向不同，互相约束，也阻碍晶粒的变形。因此，金属的晶粒愈细，其晶界总面积愈大，每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多，对塑性变形的抗力也愈大。因此，金属的晶粒愈细强度愈高。同时晶粒愈细，金属单位体积中的晶粒数便越多，变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发生，产生较均匀的变形，而不致造成局部的应力集中，引起裂纹的过早产生和发展。因此，塑性，韧性也越好。（3分）1二元相图中的三相平衡反应为什么是在恒温下进行的? （4分）答：根据相律F=C-P+1得，当C=2，P=3时，F=0，所以温度恒定不变2分析纯金属的生长形态？（8分） 1）纯金属凝固时，晶体的生长形态取决于固-液界面的微观结构和界面前沿液相中的温度梯度2）在正温度梯度下，即 时。界面处的结晶潜热只能通过固相传导出去，所以界面的推进速度受到固相传热速度的控制。由于界面处的液体具有最大的过冷度，当界面上偶尔发生晶体凸起，就会进入温度较高的液体中，晶体生长速度立即减慢甚至停止。因此固-液界面保持为稳定的平面状，晶体生长以平面状态向前推进。3）在负温度梯度下，即时界面处温度高是由于结晶潜热所致。在负的温度梯度下，界面前方的液体具有更大的过冷度，因此，当界面某处固相偶然伸入液相，便能够以更大的速率生长。伸入液相的晶体形成一个晶轴，称为一次晶轴。由于一次晶轴生长时也会放出结晶潜热，其侧面周围的液相中又产生负的温度梯度。这样，一次晶轴上又会产生二次晶轴。同理，二次晶轴上也会长出三次晶轴。由于这样生长的结果很像树枝，所以被称为树枝状生长。晶体以树枝状生长时，晶体树枝逐渐变粗，树枝间的液体最后全部转变为固体，使每个枝晶成为一个晶粒。3简述位错反应必须满足的条件，并判断下面位错反应能否发生；（8分）a 100 111 + 1几何条件：b后 = b前 （2分）；能量条件： b2前 b2后 （2分）判断：b后 = 111 + 1 = a100 = b前 满足几何条件 b2前= a2 b2后 =3a2 /2 不满足能量条件 故该位错反应不能发生。（4分）4试论材料强化的主要方法及其原理。五、作图1 作图表示立方晶体的晶面和晶向。（8分）2.绘出亚共析钢平衡结晶过程示意图。（8分）六、计算题1 根据铁碳合金相图，写出含碳0.3%的亚共析钢室温时的相组成和组织组成，并计算其相应的含量。（12分）包晶反应 （2分）共析反应 （2分）共晶反应 （2分）L4.3 A2.11+Fe3C（共晶渗碳体） Le4.3 高温莱氏体LL+AAA+Fe3CIIP+Fe3CII含0.4的亚共析钢的组织组成物（和）的相对质量为：；（3分）组成相（和）的相对质量为：（3分）1根据铁碳合金相图，写出铁碳相图中的共析反应式、共晶反应式和包晶反应式？分析含碳0.8%的过共析钢结晶过程（画图说明）？并利用杠杆定律计算含碳0.8%的过共析钢室温时的相组成?包晶反应 （4分）共析反应 （4分）共晶反应 （4分）L4.3 A2.11+Fe3C（共晶渗碳体） Le4.3 高温莱氏体过共析钢平衡结晶过程示意图。（10分） 相：Fe3C =（0.8）/6.69100%=12% =1- Fe3C %=88% （8分）1根据铁碳合金相图，写出铁碳相图中的共析反应式、共晶反应式和包晶反应式？利用杠杆定律计算含碳3.0%的亚共晶白口铸铁的相组成和组织组成。（16分）包晶反应 （2分）共析反应 （2分）共晶反应L4.3 A2.11+Fe3C（共晶渗碳体） Le4.3 高温莱氏体 （2分）组织相对量：先求合金钢冷却到2点温度时初生和的相对质量：（2分）通过共晶反应全部转变为，并随后转变为低温莱氏体，所以 = = = 41。（2分）再求3点温度时（共析转变前）由初生析出的及共析成分的的相对质量：。（2分）由于发生共析反应转变为，所以的相对质量就是46。相的相对含量：（4分）2碳原子在800时扩散进入纯铁材料表面0.1cm处需要10h，求在900时要获得同样的碳深度需要多少时间？（碳在-Fe中扩散激活能为137520J/mol，R=8.314J/molK，并假定D0不变）。（10分）（2分）（2分）（2分）（4分）