材料科学基础模拟卷1

材料科学基础模拟卷材料科学基础模拟卷1 1 中国矿业大学 材料科学基础 试卷 A 卷考试时间100分钟考试 方式闭卷学院班级姓名学号题号一二三四五六总分得分阅卷人 一 填空题 每空1分 共10分 1 固体中原子扩散的真正驱动力是 2 滑移的本质是 3 冷加工变形后的金属经加热 将发生 三个阶段 的变化 各个阶段的驱动力分别为 4 铁素体是C在 中的固溶体 奥氏体是C在 中的固溶体 二 选择题 每题2分 共10分 答案填写在下表中 题号12345答 案 1 体心立方结构中原子的最密排晶向族是 A B C D 2 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 3 纯金属凝固时 非均匀形核比均匀形核所需的过冷度小得多 这 是因为 A 非均匀形核的临界晶核半径较小B 在未熔杂质上不 需要再形核C 非均匀形核的临界形核功较小 42 在热力学上稳定的缺陷是 A 点缺陷 B 线缺陷 C 面缺陷 D 体缺陷 5 下图是 的结果A 单滑移 B 多滑移 C 交滑移 三 判断题 每题1分 共10分 1 密排六方是一种空间点阵 2 过冷度是金属结晶时 冷却曲线上出现的平台的温度与熔点之差 动态过冷度是结晶过程中 实际液相温度与熔点之差 3 L 是包晶反应 L 是共晶反应 4 在三元相图的垂直截面图中的两相区内不可使用杠杆定律 5 再结晶是形核 长大过程 所以也是一个相变过程 6 在1000 对金属W 熔点3680K 进行的加工是热加工 7 螺位错位错线与柏氏矢量平行 刃位错位错线与柏氏矢量垂直 8 位错线可以中止在晶体中 9 再结晶织构是再结晶过程中被保留下来的变形织构 10 若两种金属能形成无限固溶体 则它们的晶体结构必然完全相 同 四 作图题 6分 作图标出具有下列密勒指数的晶面和晶向立方晶 系 110 123 346 111 五 简答题 38 5 40分 1 比较固溶体和化合物在成分 结构和性能方面的差异 2 简述纯金属结晶的必要条件 3 试比较单晶体铜和多晶体铜塑性变形的特点 4 简要分析加工硬化 细晶强化 固溶强化和弥散强化的强化机制 5 为什么Mg H C P 难以进行冷加工成型 六 判断下列位错反应能否发生 共6分 每小题3分 1 a 100 2a 101 2a 101 2 3a 112 2a 111 6a 111 七 计算 8分 如图所示 一条直径为3cm的厚壁管道 被厚度为0 001cm的铁膜隔开 在700 下 通过输入氮气保持在膜片一边氮气 浓度为1000mol m3 膜片另一边氮气浓度为100mol m3 已知 N2在Fe中扩散系数D 0 03exp 90763 RT cm2 s 计算单位时间通过铁膜片的N原子总量 R 8 31J mol K 3cm0 001cm1000mol m3100mol m3J 八 10分 含碳量为4 的铁碳合金平衡冷却到室温 写出该合金 的室温组织 1分 计算各组织组成物的相对含量 9分 参考答案4 一 填空题 每空1分 共10分 1 化学位梯度 2 位错的运动 3 回复 再结晶 晶粒长大 冷加工存储能 冷加工存储能 界面 能 4 Fe Fe 二 选择题 每题2分 共10分 题号12345答案C BC AC 三 判断题 每题1分 共10分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 作图题 6分 晶面及晶向如图所示每个晶面或晶向1 5分 五 简答题 8 5 40分 0z yx 346 0z yx 110 123 111 15 比较固溶体和化合物在成分 结构和性能方面的差异 高熔点 硬而脆强度硬度高于纯溶剂 远低于金属化合物 塑性韧 性相反性能不同于任何组元 各组元独立规则分布同溶剂 但晶格 常数有变化溶质原子统计均匀分布结构典型成分可用分子式表示可 变 位于相图两端成分化合物固溶体 2 简述合金结晶的必要条件 过冷 结构起伏 能量起伏 成分起伏 3 试比较单晶体铜和多晶体铜塑性变形的特点 单晶体和多晶体塑性变形机制均是滑移 孪生 单晶体铜塑性变形 能力呈各向异性多晶体铜呈各向同性 屈服应力为定值多晶铜滑移 时有晶界的阻碍 表现出变形抗力高于单晶铜多晶铜滑移时 具有 变形不均匀性多个晶粒 多个滑移系之间要协调作用变形时晶粒转 动可形成织构 4 简要分析加工硬化 细晶强化 固溶强化和弥散强化的强化机制 加工硬化位错与位错间交互作用 细晶强化位错与面缺陷间交互作用固溶强化位错与点缺陷间交互作 用弥散强化位错与体缺陷间交互作用 5 为什么Mg H C P 难以进行冷加工成型 Mg加工硬化指数低Mg 是密排六方结构 滑移系少 六 判断下列位错反应能否发生 共6分 每小题3分 16 结构条件a 100 2a 101 2a 101 满足能量条件22222a aa 不满足反应不能进行 2 结构条件3a 112 2a 111 6a 111 不满足反应不能进行 七 计算 8分 700 时 扩散系数 D 0 03exp 90763 RT cm2 s 0 03exp 90763 8 31 973 cm2 s 4 0 10 7cm2 s 八 室温组织为P Ld FeC3 1分各组织组成物的相对含量为Ld 5 6310011 23 411 25 3 3分P 10077 069