08级《材料科学基础》试题B标准答案

2010-2011学年第1学期考试试题（B）卷标准答案及评分标准课程名称：《材料科学基础》适用专业：08材料物理1、2班一、填空题（共20分，每空1分）1、弹性变形、塑性变形、最后断裂；2、滑移、孪晶3、a、b、c;4、正常长大、异常长大（二次再结晶）5、再结晶；6、两组元的扩散速率不同；7、扩散、界面；8、过冷；9、树枝状；10、相的数目、成分、相对含量11、螺位错二、选择题1、B；2、B；3、C；4、C；5、C；6、D；7、B；8、B；9、B；10、C三、问答题（共30分，每题6分）1、热变形有哪些优点？答：因再结晶能很快完成没有加工硬化；(2分)金属在高温时屈服强度低，塑性好，加工时抗力小，易于加工；(2分)性能均匀、各向同性（不含第二相或夹杂物）(2分)2、说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。答：稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，(2分)阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。(2分)稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。(2分)3、在图4-52所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量b平行于AC(1)指出位错环各部分的位错类型。(2)在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向。(3)该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？答：（1）位错环和与AC平行的直线相切的部分为纯螺位错，位错环和与AC垂直的直线相切的部分为纯刃位错，其余部分为混合位错(2分)（2）切应力与b平行(2分)（3）沿b方向滑出一个柏氏矢量单位的距离(2分)4、同素异构产生原因是什么？答：内因：与该类原子的电子层结构的变化有关，即在不同的温度或压力下，通过参与键和的外层数分布状态的改变，而引起原子间结合能以致点阵的形式发生改变，过渡族金属多型性倾向较大，与此结构中的s能级和d能级十分接近有关(4分)外因：与温度、压力有关，在适当温度与压力下就会发生同素异构转变。(2分)5、简述二元合金平衡凝固的特点答：二元合金平衡凝固的特点：1、液相中溶质原子通过迁移（对流+扩散）而分布均匀，固相中溶质原子通过扩散也分布均匀；(2分)2、固相及液相的成分随温度变化而变化，但在任一温度下都达到平衡状态；(2分)3、结晶后晶粒内成分均匀，无宏观偏析及微观偏析。(2分)三、计算题(50分)1、试求出立方晶系中（210)与（320)晶面之间的夹角。解、立方系中同指数的晶面与晶向相互垂直，故（210)与（320)晶面之间的夹角与[210]与[320]晶向之间的夹角相等，根据晶向指数标定法可知：矢量必然平行于[210]晶向矢量必然平行于[320]晶向则：这两个矢量夹角即为[210］与[320]晶向之间的夹角2分根据矢量点积公式：即2分1分α=7.1°1分或矢量的模分别为1.5分1.5分根据余弦定理：解得：α=7.1°1分2、已知A(熔点600℃)与B(熔点500℃)在液态无限互溶，固态时A在B中的最大固溶度(质量分数)为；但B在固态和室温时均不溶于A。在300℃时，含共晶反应。试绘出A—B合金相图；并分析，室温时为的液态合金发生的合金室温下组织组成物的相对量。解按已知条件，A-B合金相图如图所示(各相区均用组织织成物标注)合金(A—0.80B)室温下，由β与A两相组成，其相对量为3分3分4分3.判断下列位错反应能否进行：（1）几何条件：2分能量条件：反应前1分反应后1分满足几何条件和能量条件，故反应能够进行。1分（2）几何条件：能量条件：反应前反应后2分1分1分满足几何条件，但反应前后能量相等，不满足能量条件，故无外力作用时，该位错反应不能进行。1分4、钢的渗碳有时在870℃而不是在927℃下进行，因为在较低的温度下容易保证获得细晶