材料科学基础试卷与答案PPT课件

4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 1 材料科学基础C小考 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 2 一 名词解释 滑移系合金枝晶偏析奥氏体加工硬化离异共晶成分过冷热加工反应扩散不全位错 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 3 二 填空 40个空 1 空间点阵只可能有 种 铝晶体属于 点阵 Al的晶体结构是 Fe的晶体结构是 Cu的晶体结构是 2 fcc结构的密排方向是 密排面是 密排面的堆垛顺序是 致密度为 配位数是 晶胞中原子数为 把原子视为刚性球时 原子的半径是 bcc结构的密排方向是 密排面是 致密度为 配位数是 晶胞中原子数为 原子的半径是 hcp结构的密排方向是 密排面是 密排面的堆垛顺序是 致密度为 配位数是 晶胞中原子数为 原子的半径是 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 4 3 元素的负电性是指 在周期表中 同一周期元素的负电性由左向右逐渐 而同一族元素的负电性由上到下逐渐 二元合金中两组元的电负性差越大 越易形成 越不易形成 7 Fe Fe3C相图中含碳量小于 为钢 大于 为铸铁 铁碳合金室温平衡组织均由 和 两个基本相组成 根据溶质原子的位置 奥氏体其晶体结构是 是 固溶体 铁素体是 其晶体结构是 合金平衡结晶时 奥氏体的最大含量是 莱氏体的含碳量 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 5 三 判断题1 在钢中 随含碳量的增加 珠光体的相对量也不断增加 2 钢中铁素体与奥氏体的本质区别在于含碳量不同 3 金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒 4 再结晶虽包含形核和长大过程 但不是一个相变过程 5 点缺陷是热力学上平衡的缺陷 6 一条弯曲位错线 其各部分的柏氏矢量都相同 7 只有在负温度梯度下 合金凝固才能形成树枝状晶 8 玻璃钢是玻璃和钢丝组成的复合材料 9 可以利用三元相图的变温截面图分析合金相成分变化 10 原子的扩散只能由高浓度处向低浓度处进行 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 6 1 制作刃具 冷模具和滚动轴承等工件 要求具有高硬度和耐磨性 最终热处理应采用 A 淬火 低温回火B 淬火 中温回火C 淬火 高温回火2 制作各种弹簧 要求具有高的弹性极限 最终热处理应采用 A 淬火 低温回火B 淬火 中温回火C 淬火 高温回火3 制作机床主轴 要求具有良好的综合力学性能 最终热处理应采用 A 淬火 低温回火B 淬火 中温回火C 淬火 高温回火4 制作机床齿轮 要求具有良好的综合力学性能 同时齿面具有高的硬度和耐磨性 应采用 A 调质 渗碳淬火低温回火B 调质 表面淬火低温回火C 调质 淬火低温回火 四 选择题 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 7 5 W18Cr4V钢常用最终热处理是 A 淬火 高温回火B 高温淬火 560 三次回火C 高温淬火 200 低温回火6 1Cr18Ni9钢中 Cr的主要作用是 A 提高淬透性B 提高基体电极电位C 使钢形成单相奥氏体7 塑料的使用状态为 A 粘流态B 玻璃态C 高弹态8 T12钢中的含碳量是 A 0 12 B 1 2 C 12 9 40MnVB中的含碳量是 A 0 4 B 4 C 0 04 10 CrWMn钢中的含碳量是 A 0 B 1 C 1 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 8 五 简要回答1 什么是过冷 为何说过冷是凝固的必要条件 2 写出描述晶粒大小与材料强度关系的霍尔 佩奇公式 并作简要说明 3 谈谈你对组织结构 加工工艺 化学成分和性能四者之间的关系 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 9 六 画Fe Fe3C相图1 用组织组成物填写相图 2 指出在ECF和PSK水平线上发生何种反应并写出反应式 3 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 10 七 下图为三元共晶相图的投影图 分析合金O的结晶过程 计算最终组织相对量 作图表示 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 11 八 用45钢制造一车轴 其制造工序为 原料 预备热处理 机加工 最终热处理 成品 请说明两个热处理的名称 目的 工艺及组织 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 12 试题参考解答 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 13 一 名词解释 滑移系 一个滑移面和此面上的一个滑移方向结合起来组成一个滑移系 合金 两种或两种以上的金属 或金属与非金属 晶熔炼或烧结 或用其他方法形成的具有金属特性的物质 枝晶偏析 一个晶粒内部化学成分不均匀的现象 奥氏体 碳在 Fe中形成的间隙固溶体 加工硬化 随着冷变形程度的增加 金属的强度 硬度增加 而塑性 韧性下降的现象 离异共晶 共晶中的一相依附在先共晶相上而形成的两相分离的共晶组织 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 14 玻璃化温度 高聚物处于玻璃态的最高温度 热加工 在再结晶温度以上的变形加工过程 反应扩散 通过扩散而产生新相的过程 不全位错 柏氏矢量不等于最短平移矢量整数倍的位错 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 15 二 填空 40个空 1 空间点阵只可能有14种 铝晶体属于FCC点阵 Al的晶体结构是FCC Fe的晶体结构是BCC Cu的晶体结构是FCC 2 fcc结构的密排方向是 密排面是 111 密排面的堆垛顺序是ABCABC 致密度为0 74配位数是12晶胞中原子数为4 把原子视为刚性球时 原子的半径是 3 4a bcc结构的密排方向是 密排面是 110 致密度为0 68 配位数是8 晶胞中原子数为2 原子的半径是 2 4a hcp结构的密排方向是 2110 密排面是 0001 密排面的堆垛顺序是ABAB 致密度为0 74配位数是12 晶胞中原子数为6 原子的半径是a 2 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 16 3 元素的负电性是指 获得电子的能力 在周期表中 同一周期元素的负电性由左向右逐渐 增强 而同一族元素的负电性由上到下逐渐 减弱 二元合金中两组元的电负性差越大 越易形成 化合物 越不易形成 固溶体 7 Fe Fe3C相图中含碳量小于 2 11 为钢 大于 2 11 为铸铁 铁碳合金室温平衡组织均由 铁素体 和 渗碳体 两个基本相组成 根据溶质原子的位置 奥氏体其晶体结构是 FCC 是 间隙 固溶体 铁素体是 碳在 Fe中的间隙固溶体 其晶体结构是 BCC 合金平衡结晶时 奥氏体的最大含量是 2 11w 莱氏体的含碳量 4 3w 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 17 三 判断题1 在钢中 随含碳量的增加 珠光体的相对量也不断增加 2 钢中铁素体与奥氏体的本质区别在于含碳量不同 3 金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒 4 再结晶虽包含形核和长大过程 但不是一个相变过程 5 点缺陷是热力学上平衡的缺陷 6 一条弯曲位错线 其各部分的柏氏矢量都相同 7 只有在负温度梯度下 合金凝固才能形成树枝状晶 8 玻璃钢是玻璃和钢丝组成的复合材料 9 可以利用三元相图的变温截面图分析合金相成分变化 10 原子的扩散只能由高浓度处向低浓度处进行 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 18 1 制作刃具 冷模具和滚动轴承等工件 要求具有高硬度和耐磨性 最终热处理应采用 A A 淬火 低温回火B 淬火 中温回火C 淬火 高温回火2 制作各种弹簧 要求具有高的弹性极限 最终热处理应采用 B A 淬火 低温回火B 淬火 中温回火C 淬火 高温回火3 制作机床主轴 要求具有良好的综合力学性能 最终热处理应采用 C A 淬火 低温回火B 淬火 中温回火C 淬火 高温回火4 制作机床齿轮 要求具有良好的综合力学性能 同时齿面具有高的硬度和耐磨性 应采用 B A 调质 渗碳淬火低温回火B 调质 表面淬火低温回火C 调质 淬火低温回火 四 选择题 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 19 5 W18Cr4V钢常用最终热处理是 B A 淬火 高温回火B 高温淬火 560 三次回火C 高温淬火 200 低温回火6 1Cr18Ni9钢中 Cr的主要作用是 B A 提高淬透性B 提高基体电极电位C 使钢形成单相奥氏体7 塑料的使用状态为 B A 粘流态B 玻璃态C 高弹态8 T12钢中的含碳量是 B A 0 12 B 1 2 C 12 9 40MnVB中的含碳量是 A A 0 4 B 4 C 0 04 10 CrWMn钢中的含碳量是 B A 0 B 1 C 1 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 20 五 简要回答1 什么是过冷 为何说过冷是凝固的必要条件 2 写出描述晶粒大小与材料强度关系的霍尔 佩奇公式 并作简要说明 3 谈谈你对组织结构 加工工艺 化学成分和性能四者之间的关系 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 21 六 画Fe Fe3C相图1 用组织组成物填写相图 2 指出在ECF和PSK水平线上发生何种反应并写出反应式 3 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 22 七 下图为三元共晶相图的投影图 分析合金O的结晶过程 计算最终组织相对量 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 23 八 用45钢制造一车轴 其制造工序为 原料 预备热处理 机加工 最终热处理 成品 请说明两个热处理的名称 目的 工艺及组织 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 24 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 25 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 26 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 27 4 21 2020 DalianJiaotongUniversity 28 4 21 2020