北京科技大学材料科学基础(金属学)作业.doc

北京科技大学材料科学基础（金属学）作业第一章 概 论 作 业1. 金属学及其主要研究内容是什么？2. 材料的组织和结构分别指什么？第二章 金属和合金的固态结构（第一节、第二节）作 业1. 分别计算体心立方（bcc）和密集六方（hcp）结构时原子所占体积和空位所占体积的百分数？（第三节）作业1. 单胞的特征参数指的是什么？其中点阵常数是哪些？2. 对于四方晶系，只有简单四方和体心四方两种空间点阵。请说明四方晶系的底心化和面心化都不构成新的空间点阵。3. 说明空间点阵与晶体点阵的区别与联系?4. 在单胞中画出(010)、(110)、(121)和(312)晶面，画出111、 123、 1 10和211晶向。5. 用四轴坐标系画出六方晶系的(1120)、(1012)、(1011)晶面及 1120、2113、3125晶向。第四节 金属和合金中原子间的结合第五节 金属和合金的晶体结构类型1. 假定发生晶体结构变化时，体积保持不变，计算同一种金属呈简单立方结构和面心立方结构时，原子半径之比：r简单/r面心。2. 画出一个六方晶系的单胞，并标出点阵参数及相互关系？3. 六方晶系中，只有简单六方一种平移点阵，怎样认识密排六方？4. 合金中的相的结构类型有哪些？第六节 固溶体 第七节 结构缺陷1. 影响固溶体固溶度的主要因素是什么？2. 合金形成超结构或超点阵指什么?3. 晶体中缺陷的类型及主要特征？4. 分别说明刃型位错和螺型位错的柏氏矢量与位错线的关系？5. 位错与点缺陷的相互作用怎样？第三章金属及合金的相图1什么是相图、相律、自由度？2.简述二元共晶型和包晶型三相反应。3.相区的邻接关系是什么？4.写出三元系平衡相的定量法则杠杆定律与重心法则。第四章 金属及合金的凝固与组织作业第一节凝固概论作业1.试说明过冷度与亚稳极限。2.试推导均匀形核情况下的临界晶核尺寸。3.简述决定晶体成长的内外因素及规律。4.晶体的成长有哪几种机理？5.怎样的情况下凝固组织中易出现树枝晶？第二、三、四节作业1.理解组成过冷的概念。2.凝固后的组织中的显微偏析及减小和消除的方法3.共晶合金的凝固特点4.离异共晶和伪共晶组织分别是怎样产生的？5.怎样的情况下凝固组织中会出现包晶特征？第五节铸锭的凝固及组织作业1.简述铸锭中的一般组织特征。2.铸锭中存在哪些偏析？第六节改善铸造金属材料组织的方法和途径作业1.铸锭和铸件中存在哪些不均匀性？2.提高铸件强度和韧性的重要途径？第五章 金属及合金的形变作业第二节弹性形变1.影响弹性形变的内在因素第三节范性形变的表象1.说明加工硬化系数与应力-应变曲线的关系？第四节单晶体的滑移1.什么是晶体的滑移？晶体滑移的元过程是什么？2.晶体的滑移大多优先发生在什么样的晶面和晶向上？3.体心立方晶体中由123晶面族构成的滑移系是哪些？4.画出体心立方晶体结构中的一个滑移面，并在该面上画出所有可能的滑移方向。5.什么是临界分切应力？6.形变过程中位错是怎样增殖的？第六节多晶体的范性形变1.多晶体的范性形变过程中晶粒间是怎样相互协调的？2.晶粒大小对形变的影响？3.简述能够使金属材料的强度和范性同时增加的方法。4.吕德斯（Lders）带的上下屈服点产生的原因是什么？第七节范性形变后金属的结构、组织和性能1.范性形变后，金属的结构、组织和性能有怎样的变化？第六章金属及合金中的扩散作业第一节扩散定律1.简述菲克第一、二定律，写出一般的表达式，并说明表达式中各符号的意义。2. Ni-Cu扩散偶的起始标志物界面在加热后为什么会向Cu侧移动？第二节原子运动与扩散1.简述扩散的机理。2.扩散的根本驱动力是什么？为什么会发生 “上坡扩散”？第七章 金属及合金的回复与再结晶 作业第一节 形变金属或合金退火过程中的一般变化1. 金属与合金在回复与再结晶各阶段中显微组织、物理性能和力学性能方面有怎样的变化？第二节 回复1. 在回复阶段，电镜的精细组织中有哪些变化？第三节 再结晶1. 试比较再结晶与一般相变的异同？2. 请解释再结晶核心的长大存在临界的核心尺寸。3. 再结晶阶段晶粒大小的影响因素？第四节 再结晶后的晶粒长大1. 再结晶完成后，晶粒进一步长大的特点是什么？2. 再结晶后晶粒长大的驱动力和晶界移动的驱动力分别是什么？3. 决定晶界活动性的主要因素有哪些？ 4. 简述发生二次再结晶的条件？第五节 再结晶退火后的组织1. 再结晶图能够提供哪些信息？ 第六节 热 加 工1. 热加工过程与冷加工过程的真应力-真应变曲线有何不同？2. 热加工过程中，动态再结晶为什么不易发生？3. 与铸态相比，热加工后的组织和性能变化怎样？1第八章金属及合金中的固态转变作业第一节固态转变的基本类型1.按热力学参数变化特征和原子迁移特征说明相变的分类。第二节固态相变的一般特点1.固态相变在形核方面的特点。2.固态相变在