材料科学基础试卷

材料科学基础试卷(1)首先，歧视的概念(解释以下各组概念之间的异同。选择6道题，每题3分，共18分)1晶体结构和空间晶格2热加工和冷加工3上坡扩散和下坡扩散4间隙固溶体和间隙化合物五个阶段和组织6交叉滑移和多重滑移7金属键和共价键8全脱位和不全脱位9共晶转变和共析转变二、画问题(选择两个问题。每个问题12分中有6分)1在一个简单的立方晶胞中绘制010，120，210晶向和(110)，(112)晶面。2 .画出构成过冷形成原理的示意图(至少画出三幅图)。3.全面了解冷变形金属在加热过程中的微观组织变化以及晶粒尺寸、内应力、强度和塑性的变化趋势。以“溶质原子在固溶体中的作用”为主线，用框图法建立相关章节内容之间的关系。三、简答题(选择6个问题，回答要点。每个问题30分中有5分)1在晶格中选择晶胞的原则是什么？2.简述伯恩斯坦矢量的物理意义和应用。二元相图的几何规则是什么？4如何根据三元相图中的垂直截面和液相单变量线判断四相反应的类型？材料结晶的必要条件是什么？6有什么措施来精炼材料的铸态晶粒？简述了共晶合金的非平衡冷却结构和形成条件。晶体中的滑移系统与其塑性之间有什么关系？马氏体的高强度和高硬度的主要原因是什么？哪个晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？四、分析问题(任选1个问题。10分)1计算碳含量w=0.04的铁碳合金在亚稳态冷却至室温后显微组织中珠光体、次渗碳体和莱氏体的相对含量。从第二扩散定律推导出第一定律，并解释了它们各自的适用条件。3.尝试分析液固转变、固相转变、扩散、回复、再结晶、晶粒生长的驱动力以及可能的相应工艺条件。5.面心立方晶体的可移动滑移系统是(111) 110。(15分)(1)指出单位位错引起滑移的伯恩斯坦矢量。(2)如果滑移是由纯边缘位错引起的，试着指出位错线的方向。(3)如果滑移是由纯螺钉位错引起的，试着指出位错线的方向。(4)在(2)和(3)两种情况下，位错线的滑移方向是什么？(5)如果对滑移系统施加0.7兆帕的剪应力，试着确定单元边缘位错和螺旋位错。线力的大小和方向。(晶格常数a=0.2nm)。六、作文题(任选1题，15分)1 .尝试探讨材料强化的主要方法、原理和技术途径。论固相转变的主要特征。3 .尝试讨论塑性变形对材料微观结构和性能的影响。材料科学基础试卷(1)参考答案首先，歧视的概念(解释以下各组概念之间的异同。每项扣3分，共18分)(评分标准：每个定义得1分，解释相似和不同得1分)1晶体结构和空间晶格不同：点的属性、数量和缺陷；同：描述晶体的规律性。2热加工和冷加工不同：热加工过程中会发生回复、再结晶和加工硬化；只有加工硬化发生在冷加工过程中。同：发生塑性变形。3上坡扩散和下坡扩散差异：扩散方向；同：驱动力-化学势梯度。4间隙固溶体和间隙化合物差异：结构与构成的关系；同：小原子位于间隙中。五个阶段和组织不同：组织有特定的形式；同：它们都是材料的组成部分。6交叉滑移和多重滑移不同：多滑动系统的滑动；相同：横向滑动中的滑动系统具有相同的滑动方向。7区别：电子的范围1在一个简单的立方晶胞中绘制010，120，210晶向和(110)，(112)晶面。草图。每个索引的分数都是1，并且索引被规范化为1。(参见聂金凤的照片)2 .画出构成过冷形成原理的示意图(至少画出三幅图)。(参见“聂金凤”图纸)草图：每个图2分。3.全面了解冷变形金属在加热过程中的微观组织变化以及晶粒尺寸、内应力、强度和塑性的变化趋势。(参见“张庚”地图)草图：组织结构图计2分，每个指标计1分。三、简答题(选择6个问题，回答要点。每个问题30分中有5分)1在晶格中选择晶胞的原则是什么？反映对称性；最相等的边和角；最直角；最小体积。(每篇文章扣1分；1分叙述)2.简述伯恩斯坦矢量的物理意义和应用。代表错位；判断位错类型；指示晶体滑移的方向和幅度；持久性及其推论。(每篇文章1分)二元相图的几何规则是什么？相区接触规律；三相区是一条水平线；三相区的中部是一个两相区，由三相中的同相组成。单相区边界线的延长线进入相邻两相区。(每篇文章扣1分；1分叙述)4如何根据三元相图中的垂直截面和液相单变量线判断四相反应的类型？素描。(垂直截面为2.5点，单变量线为2.5点。)材料结晶的必要条件是什么？过冷；结构波动；能量波动；成分波动(合金)。(每项1分，叙述1分)6有什么措施来精炼材料的铸态晶粒？改善过冷；变质处理；振动和搅动。(每项1.5分，解说0.5分)简述了共晶合金的非平衡冷却结构和形成条件。(1)由伪共晶-非共晶合金获得的全共晶结构；条件：的冷却速度很快，合金成分位于共晶点附近。(2)从非平衡共晶-共晶线以外的合金获得的共晶结构；条件：的冷却速度很快，合金成分位于共晶线外的端点附近。(3)被两相分开的分离的共晶-共晶结构；在不平衡条件：下，合金成分位于共晶线外的端点附近。在平衡条件下，合金成分位于共晶线的终点附近。晶体中的滑移系统与其塑性之间有什么关系？(1)滑移系越普遍，塑性越好；(2)与滑动面密度和滑动方向数有关；(3)它与同时启动的滑移系统的数量有关。马氏体的高强度和高硬度的主要原因是什么？固溶体强化；细晶强化；相变强化(需要简要讨论)哪个晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？这是一种点缺陷，因为晶体的能力在存在一定浓度的点缺陷时会达到最低状态。四、分析问题(任选1个问题。10分)1计算碳含量w=0.04的铁碳合金在亚稳态冷却至室温后显微组织中珠光体、次渗碳体和莱氏体的相对含量。分别为10.6%、3.10%和86.30%。(计算过程扣1分，每个结果扣3分。)从第二扩散定律推导出第一定律，并解释了它们各自的适用条件。有点。(参见聂金凤的推导)5.面心立方晶体的可移动滑移系统是(111) 110。(15分)-每项扣3分。(1)指出单位位错引起滑移的伯恩斯坦矢量。a1102。(2)如果滑移是由纯边缘位错引起的，试着指出位错线的方向。112(3)如果滑移是由纯螺钉位错引起的，试着指出位错线的方向。110(4)在(2)和(3)两种情况下，位错线的滑移方向是什么？分别平行于和垂直于博世矢量特定指数。(5)如果对滑移系统施加0.7兆帕的剪应力，试着确定单元边缘位错和螺旋位错。大小和方向细晶强化：原理：晶界位错滑移的阻塞效应。方法：改性、退火等。弥散强化：原理：第二相离子阻碍位错；方法：形成第二硬相，如球化退火、变质等。相变强化：原理：新相是高强度相或新相对位错的阻碍。方法：淬火等。加工硬化；原理：形成高密度位错等。方法：冷变形等。答案很简单。每分3分。论固相转变的主要特征。(参见聂金凤试卷)答案很简单。每分3分。3 .尝试讨论塑性变形对材料微观结构和性能的影响。(参见蒋成成试卷)组织：纤维组织，变形组织，脱位细胞；性能：加工硬化和物理性能变化每个关键点3分。材料科学基础试卷(第一套)一、名词解释(简短解释，每题2分，共20分)空间点阵线缺陷吸附碳化物结构固态相变稳定扩散成核速度调幅分解霍尔-菲奇方程平衡凝固二、选择题(只有一个正确答案，每题1分，共10分)1.曲面的附加压力P总是()曲面的曲率中心。A.点b .背面c .平行d .垂直2.润湿过程是系统的吉布斯自由能()过程。A.增加b .减少c .无变化d .不规则变化3.一阶相变的特征在于当相变发生时，两个平衡相的()相等，但是它们的一阶偏微分不相等。A.熵b .体积c .化学势d .热容量4.固溶体合金的凝固是在可变温度下完成的，并在一定的温度范围内形成，所以固溶体晶粒()是在平衡凝固条件下获得的A.b .不同温度下形成的不同颗粒组成c .晶粒内外晶粒的形成没有顺序，与母液的组成一致。5、强化金属材料的各种手段，考虑的出发点是()A.制造无缺陷晶体或设置位错运动障碍B.扩散位错c .适当减少位错6、能提高金属的强度，并能降低其脆性的是()A.加工硬化b .固溶强化c .晶粒细化7.根据微观观察，固液界面有两种形式，即粗糙界面和光滑界面。区分两个接口的基础是值()A =2是光滑界面b =1是光滑界面c =5是光滑界面8、渗碳处理经常在钢的奥氏体区进行，这是因为()碳在奥氏体中的扩散系数大于在铁素体中的扩散系数奥氏体中碳的浓度梯度大于铁素体碳在奥氏体中的扩散活化能小于在铁素体中的扩散活化能9、接口可以是最低相的接口是()A.相干界面b .双边界c .小角度边界10、铁碳合金结构的三种渗碳体来自()A.奥氏体；b .铁氧体；c .次级渗碳体三、简答题(每题4分，共20分)1.固-固相变和液-固相变有什么区别？2.为什么非均匀成核比均匀成核容易？3.解释回复的定义以及回复阶段的特征是什么？4.分析影响晶界迁移率的主要因素。5.写下立方晶系的321晶面族和晶向族中所有等效晶面和晶向的具体指数。4.请画出层状马氏体微观结构