《材料科学基础》作业

材料科学基础材料科学基础 作业作业 材料科学基础 作业 一 1 写出立方晶系的 112 晶面族所包含 的所有晶面 2 在立方晶系的四面体中 画图并表示出四面体所包含的 111 晶面 族的四组晶面 3 110 和 112 晶面是否属于同一晶带 为什么 画图表示出晶带轴和晶带面 4 分别在三个晶胞中画图表示 111 与 110 111 与 101 211 与 211 晶向和晶面 5 标出下列各晶面和晶向指数6 试绘图说明hcp结构不是一种空间 点阵的原因 7 求f结构中面间距d 111 d 110 d 100 的大小 并指出面间距最大的晶面 第二章一 填空题1 位错线与柏氏矢量垂直 该位错为 位错线与柏氏矢量平行时为 位错 2 无限固溶体永远是 间隙固溶体永远是 3 位错线在晶体内部可以 可以形成 但不可以 中止于 4 NaCL和CaF2晶体各属于 空间点阵 5 影响置换固溶体溶解度的因素主要有 6 在面心立方结构的单胞中 碳原子可以存在位置的坐标是 单位晶胞内最多能有 个碳原子可以溶入单胞内 7 间隙相和间隙化合物都是由原子半径较小的非金属元素和过渡族 元素组成 它们的主要区别是 8 刃型位错在切应力的作用下可以进行 运动 在垂直于 半原子面的正应力的作用下可以进行 即半原子面的 和 运动 正攀移机制是 负攀移机制为 9 在切应力的作用下 当位错在晶体中滑移运动时 刃位错运动方 向与b方向 与 方向 与位错线 螺型位错 线的运动方向与b 与 方向 与位错线方向 10 可滑移面是 刃型位错的可滑移面有 个 这是因为 螺型位错的可滑移面有 个 因为 二二 写出b 001 位错线运动方向为 110 位错的可滑移面 并 指出是何种类型的位错 一 判断是非题 对的在括号中划 错的划 1 布拉非点阵与晶体结构是同一概念 因此不管离 子晶体 分子晶体 还是原子晶体 晶体结构类型共有14种 2 如果某晶面 hkl 平行于某晶向 uvw 晶向与晶面之间存 在hu kv lw 1的关系 3 f结构中 四面体间隙数是单胞原子数 的1倍 4 温度相同时 碳原子在 Fe中的溶解度小于在 Fe中的溶解度 这是因为 Fe的致密度小于 Fe的致密度 5 f结构的晶体中 111 晶面上含有 110 101 011 三个最密排方向 二 填空题1 晶向族包括 组晶向 2 110 晶面族包括 组晶面 3 晶面 123 和 101 为共带面 其晶带轴的晶向指数为 4 f结构晶体的滑移面 密排晶面 是 滑移方向 密排晶向 是 b结构晶体的滑移面是 滑移方向为 hcp结构的滑移面是 滑移方向为 5 某晶体的致密度为74 该晶体的晶体结构为 第三章1填空1 扩散系数D的物理意义是 2 菲克第一定律的数学表达式为 3 菲克第二定律的数学表达式为 4 扩散系数与温度之间关系的表达式是 5 上坡扩散是指 下坡扩散是指 反应扩散是 原子扩散是 6 扩散通量为 2试说明公式D d2P 的物理意义 并比较间隙扩散和空位 扩散两者D表达式的区别 3含碳量为0 8 的碳钢 在900 的脱碳气氛中保温 此时与气氛相 平衡的表面碳浓度为0 2 已知在保温3小时后 脱碳层厚度为0 3m m 若保温时间改为7小时 试问脱碳层厚度应是多少 4有一块含碳 量0 1 的碳钢 在930 渗碳 渗到0 05cm处时 碳浓度为0 45 且t 0的全部时间内 渗碳气氛始终保持表面成分含碳量为1 今设D 1 4 10 7cm2 s 试计算渗碳所需的时间 计算渗碳层增加一倍所需的时间 5现对纯铁在540 进行普通渗氮 炉内氮势足以形成 相 Fe2 3N 试根据Fe N相图 画出渗层的氮浓度分布曲线 并说明钢的渗N与钢的渗C在扩散类型上有何不同 第 四 五章Fe N 1234540 N X0一 是非题对的答 错的答 并改正错误1 在任何温度下 液态金属中出现的相起伏都是晶 胚 2 在过冷的液态金属中 凡是出现大于或等于临界晶核的晶胚 都是晶核 3 不论晶胚大小 凡是体积自由能的减少不能补偿表面自由能 的增高 就是有足够高的形核功提供 也不能形核 4 所谓临界晶核 就是形成晶胚时体积自由能的减少正好补偿 三分之二表面自由能增加时的晶胚大小 5 纯金属均匀形核时 形核率随过冷度的增加而增加 6 实际金属凝固时 过冷度很小 这主要是由于非均匀形核的 原因 7 临界晶核半径主要取决于过冷度 过冷度越大 临界晶核半 径越小 8 非均匀形核功大小主要取决于过冷度 过冷度越大 临界形 核功越小 9 纯金属凝固时 要得到枝晶组织 界面前沿液体中的温度梯 度必须是正的温度梯度 10 在实际生产中 纯金属凝固后形成具 有三个晶区的铸锭组织 11 实际金属凝固时过冷度越大 形核率越大 三 综述金属结晶的热力学条件 能量条件 结构条件和动力 学条件 四 根据凝固理论 试述工业中细化晶粒的基本措施及其机理 五 简述纯金属枝晶的形成条件和长大过程 1 铜和镍固态完全互溶 它们的熔点分别是T Cu 1083 T Ni 1452 问Ni 10 Cu及Ni 50 Cu两种合金在浇铸和凝固条件相 同的条件下 哪种合金形成柱狀晶的倾向大 哪种合金的枝晶偏析 严重 为什么 2 画图并说明共晶成分的AL Si合金在快冷条件下得到亚共晶组织 Si 的原因 3 画出Pb Sb相图 求T31 分析过共晶合金的平衡结晶过程 写 出反应式 画出冷却曲线及组织示意图 写出结晶后的室温组织 2 求室温组织中组织组成物的相对重量 共晶组织中的共晶 及共 晶 的相对重量 二次相忽略不计 3 求室温组织中组成相的相对重量 铁碳合金状态图 一章课堂讨论思考题1背画Fe Fe3C相组成物相图和组织组成物相图 在相图中标出A 1 A 3 A cm线并说明该线的意义 2说明相图中三条水平线的意义 3写出纯铁的同素异晶转变线 常压 并指出该线在相图中是如何 表示的 4说明铁碳合金在固态下的基本相F A Fe3C的1 合金类型及 晶体结构2 比较F与A的含碳量大小 并说明理由 3 比较D 与D 的大小 试从晶体结构因素分析其原因 5试分析亚共晶及过共晶合金白口铁完全无混合凝固时 初晶A呈树 枝状 初晶Fe3C 呈规则的白色条状的原因 6钢可以锻造而白口铁不可以锻造 为什么 钢的始锻温度在固相 线以下200 300 7钢和白口铁平衡结晶室温组织的本质区别是什 么 8试比较45钢和20钢 T10钢和T12钢力学性能好坏 并说明原因 9分析45钢 T8钢 T12钢 3 0 C 4 3 C 5 0 C铁碳合金平衡结晶 过程及组织 画出冷却曲线及室温组织示意图 10求铁碳合金中Fe3C 和Fe3C 的最大百分含量 并指出各属于何 种类型的铁碳合金 11求共晶白口铁L d组织中P Fe3C Fe3C共晶和Fe3C共析的百分 含量 12求45钢 T10钢 3 0 C 5 0 C的铁碳合金平衡结晶室温组织中 各相及组织组成物相对重量 13有一含碳量2 0