材料科学基础试题库
选择
1柯肯达尔效应中标记漂移原扩散偶中 __C___
A两组元原子尺寸 B仅组元扩散 C两组元扩散速率
2二元系合金相图中计算两相相量杠杆法 __B___
A单相区中 B两相区中 C三相衡水线
3铸铁碳钢区 _A____
A莱氏体 B珠光体 C铁素体
4原子扩散驱动力 _B____
A组元浓度梯度 B组元化学势梯度 C温度梯度
5置换型固溶体中原子扩散方式般 __C___
A原子互换机制 B间隙机制 C空位机制
6晶体中形成空位时产生间隙原子样缺陷称 _B____
A肖脱基缺陷 B弗兰克尔缺陷 C线缺陷
7理想密排六方结构金属ca __A___
A16 B2×√(23) C√(23)
8三元系相图中三相区等温截面连接三角形顶点触 __A___
A单相区 B两相区 C三相区
9效分配系数Ke表示液相混合程度值范围 _____（中Ko衡分配系数）
A110面心立方晶体孪晶面 _____
A{112} B{110} C{111}
11形成界晶核时体积减少补偿表面 ___B__
A13 B23 C34
12金属结晶程中（ C ）：
a界晶核半径越形核越易b界晶核形成功越形核越易
c冷度越形核越易 d均质形核非均质形核容易
13三元相图中（ ）：
a垂直截面图应杠杆定律b垂直截面图三相区域直边三角形
c四相晶反应面成份投影图曲边四边形d四相反应等温反应
14
三判断正误(题1分10分)
正确括号画√ 错误画×
1 金属中典型空间点阵体心立方面心立方密排六方三种 ( x)
2 作位错线力F方永远垂直位错线指滑移面未滑移区 ( 0 )
3 置换固溶体两组元间限互溶间隙固溶体 ( 0 )
4 金属结晶时原子液相序排列固相序排列体系熵值减发程 ( x )
5 固溶体凝固形核必条件样ΔGB ＜0结构起伏量起伏 (x )
6 三元相图垂直截面两相区适杠杆定律 ( 0 )
7 物质扩散方总浓度梯度方相反 ( x )
8 塑性变形时滑移面总晶体密排面滑移方总密排方 ( 0 )
9 液固转变样固态相变驱动力克服阻力两种转变难易程度相似 ( x)
10 Co外溶入奥氏体中合金元素C曲线左移增加钢淬透性 ( x )
四简答
1简述工程结构钢强韧化方法（20分）
2简述AlCu二元合金沉淀强化机制（20分）
强化机制ALCU行成置换固熔体增位错运动阻力达提高强度硬度作
强化机制：固溶强化
3什奥氏体锈钢（188型锈钢）450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？防止减轻奥氏体锈钢晶间腐蚀？
室温碳元素奥氏体溶解度约0．020．03％ (质量分数)般奥氏体钢中含碳量均超0．020．03％ 淬火状态碳固溶奥氏体中保证钢材具较高化学稳定性种淬火状态奥氏体钢加热450～850~(2该温度长期时碳奥氏体中扩散速度铬奥氏体中扩散速度奥氏体中含碳量超窀温溶解度(0．020．03％)碳断奥氏体晶粒边界扩散
铬化合 析出碳化铬Gr23C6铬原子半径较扩散速度较边界扩散品界附量铬碳化合形成碳化铬晶间形成碳化铬需铬奥氏体晶粒部 品界附结果晶界附铬含量减少 品界含铬量l2％ (质量分式)时形成贫铬区造成奥氏体边界贫铬 晶界附金属含量铬量低l2％时失抗腐蚀力腐蚀介质作晶粒『产生腐蚀产生晶问腐蚀知晶间腐蚀产卡根原晶粒边界形成贫铬层造成 (1)控制含碳量 (2)添加稳定剂(3)进行固溶处理(4)采双相组织 (5)加快冷速度
4什数铸造合金成分选择晶合金附？
选晶合金附结晶温度区间液体流动性啊流动性充型力充型力铸件获完整结构精度较高
液固相线距离→枝晶偏析倾愈合金流动性愈差形成分散缩孔倾愈铸造性恶化铸造合金成分常取晶成分接晶成分选择
5什交滑移什螺位错发生交滑移刃位错？
交滑移：晶体两滑移面滑移方进行滑移 螺位错交滑移：螺位错滑移面转移相交滑移面程
螺位错柏氏矢量位错线行包含位错线晶面螺位错滑移面螺位错滑移受阻时外晶面进行滑移刃位错柏氏矢量位错线垂直滑移面位错线柏氏矢量构成面面滑移发生交滑移
6根溶质原子点阵中位置举例说明固溶体相分类？固溶体材料中意义？
1置换固溶体 溶质原子占溶剂晶格中结点位置形成固溶体称置换固溶体溶剂溶质原子直径相差般15％时易形成置换固溶体铜镍二元合金形成置换固溶体镍原子铜晶格意位置代铜原子
2间隙固溶体 溶质原子分布溶剂晶格间隙形成固溶体称间隙固溶体间隙固溶体溶剂直径较渡族金属溶质直径碳氢等非金属元素形成条件溶质原子溶剂原子直径必须059铁碳合金中铁碳形成固溶体――铁素体奥氏体皆间隙固溶体
7固溶体合金非衡凝固时时会形成微观偏析时会形成宏观偏析原？
8应变硬化生产中意义？作种强化方法什局限性？
9种合金够产生析出硬化必条件什？
10较说明衡晶离异晶特点
11枝晶偏析产生？消？
结晶温度间隔宽固溶体合金冷速度快时发生衡结晶先结晶成分充分扩散先结晶干结晶支干支干间成分产生差异形成枝晶偏析偏析程度取决合金液凝固时冷速度偏析元素扩散速度受液固相线温度间隔支配溶质衡分配系数液固相线温度间隔固溶体类合金凝固冷速度较快时易发生衡结晶先结晶成分充分扩散形成枝晶偏析
1适提高熔炼温度加强合金液脱气渣精炼变质孕育处理加强搅拌合金液均匀净化
2易产生枝晶偏析合金加入适量晶粒细化剂微冷铁
3易产生枝晶偏析合金通调整浇注温度浇注速度控制型温控制铸件凝固冷速度溶质分配扩散相匹配
4均匀化退火消枝晶偏析
12请简述影响扩散素(1)温度（2）晶体结构类型（3）晶体缺陷（4）化学成分
13请简述间隙固溶体间隙相间隙化合物异点？
相点：原子溶入
点：间隙固溶体保持溶剂（原子）点阵
间隙相间隙化合物改变原子点阵形成新点阵间隙相结构简单间隙化合物结构复杂
14界晶核物理意义什？形成界晶核充分条件什？
界晶核物理意义：发长晶胚（半径等rk晶核）
形成界晶核充分条件：（1）形成r≥rk晶胚
（2）获A≥A*（界形核功）形核功
15请简述二元合金结晶基条件热力学条件 ΔG < 0 结构条件： r > r* 量条件： A > ΔG max 成分条件
16什钢渗碳温度般选择γFe相区中进行？γFe相区进行会什结果？γ相原始生长相固溶度高渗碳均匀分布组织结构中
温度低相马氏体珠光体均匀扩散组织结构中偏析严重导致强度降低
温度高组织会重新生核成长会破坏原组织结构
19位错密度种表征方式？
体密度：单位体积位错线长度面密度：垂直穿单位面积位错线根数
20淬透性淬硬性差
淬透性指钢淬火时获淬硬层深度力淬硬性指定条件淬火获马氏体组织达高硬度
22马氏体相变基特征？（12分）
1扩散性
2切变性母相变新相晶格改组程切变方式进行
3具定晶体学位相关系惯面格切变
4转变定温度范围进行
5快速转变般需孕育期
6转变完全会留相数量残余奥氏体
23加工硬化原？（6分）
产生加工硬化原金属塑性变形时晶粒产生滑移滑移面附晶格扭曲晶粒伸长破碎金属部产生残余应力等继续塑性变形变困难引起加工硬化
24柏氏矢量意义？（6分）
描述位错线原子畸变特征方位错畸变柏氏矢量方成正
26已知916℃时γFe点阵常数0365nm（011）晶面间距少？（5分）
面心立方gFea＝b＝c＝0365nm立方晶系
27画示意图说明包晶反应种类写出转变反应式？（4分）
28影响成分冷素什？（9分）
温度梯度（缓利）凝固速度（越快越利）凝固范围（越越利）
29单滑移滑移交滑移意义什？（9分）
滑移系统分切应力达界分切应力形成单滑移种情况加工硬化弱拉力轴晶体特定取滑移系分切应力相等时达界分切应力时发生滑移种情况会发生加工硬化现象交滑移螺旋位错两相交滑移面运动螺型位错滑移面运动遇障碍会转滑移面继续滑移滑移方变交滑移影响材料塑性
30简说明纯金属中晶粒细度材料强度关系解释原（6分）
HallPetch霍尔佩奇公式细度减屈服强度增加晶界位错塞积模型解释粗晶粒晶界塞积位错产生应力集中变形传递中容易位错源开动屈服强度低
31某晶体原子位四方点阵节点点阵abca2晶面xyz轴截距分6原子间距2原子间距4原子间距求该晶面密勒指数
32证明理想密排六方结构轴ca1633(a厂33a)
33立方晶系(111)(110)(123)晶面族包含少晶面写出密勒指数
34说明柏氏矢量确定方法利柏氏矢量位错线判断位错类型？
答：首先位错线周围作逆时针回路然位错晶格作样回路该回路必闭合连接终点起点柏氏矢量 位错线柏氏矢量垂直刃型位错行螺型位错
35简说明成分冷形成固溶体组织形态影响
答 固溶体凝固时溶质原子界面前液相中分布发生变化形成冷
36什晶粒细化提高强度改善塑性韧性？
答 晶粒细化减晶粒尺寸增加界面面积晶界阻碍位错运动提高强度 晶粒数量增加塑性变形分布更均匀塑性提高 晶界阻碍裂纹扩展改善韧性
37析钢奥氏体化程？合金元素奥氏体化程什影响？
答 析钢奥氏体化4程 奥氏体形成渗碳体溶解奥氏体均匀化晶粒长合金元素影响通碳扩散体现碳化物形成元素阻碍碳扩散降低奥氏体形成渗碳体溶解奥氏体均匀化速度
38提高钢材耐蚀性方法？什说Cr锈钢中重合金元素？
答：提高钢材耐蚀性方法：表面形成致密氧化膜提高基体电极电位形成单相组织Cr形成表面致密氧化膜Cr2O3提高电极电位形成单相铁素体
39位错反应？判断位错反应否进行？
40根凝固理试述细化晶粒基途径
凝固理知结晶时单位体积中晶粒数目 z 取决形核率 N 晶体长速率 Vg 两素 z ∝ NVg 基途径：
(1) 增冷度 △ T△T增加NVg 增加 z增
(2) 加入形核剂加入形核剂促冷液体发生非均匀形核非均匀形核需基底增界晶核半径减晶核数目增加细化晶粒
(3) 振动结晶振动结晶方面提供形核需量方面正生长晶体破断提高更洁净核心晶粒细化
41分析金属冷变形度结晶晶粒尺寸影响说明原
42简述成分冷形成成分冷固溶体生长形态影响
43位错增值机理
五计算作图
1已知碳r—Fe中扩散常数D0＝20×105m2s扩散激活Q＝14X105Jmol（R＝831J(molK))碳势均CP＝11％C条件20#钢880℃进行渗碳达927℃渗碳5h样效果渗碳时间应少？(12分)
2fcc结构晶体(点阵常数a)
(1)分计算原子[100][110][111]晶原子密度说明晶密排方：
(2)计算原子(100)(110)(111)晶面原子密度三面面间距指出面间距晶面
3写出附图11示立方晶格中晶面ABCD晶CE指数右图单胞中画出晶面(111)该面属<112>三晶标出具体指数(12分)
4已知碳γFe中扩散时D0 20×105m2sQ14×105Jmol温度927℃时求扩散系数少？（已知摩尔气体常数R8314Jmol•K）
5作图表示立方晶体晶面晶（题2分10分）
6已知A（熔点600℃）B（熔点500℃）液态限互溶固态时AB中固溶度（质量分数）ωA＝030室温时ωA＝010B固态室温时均溶A300℃时含ωB040液态合金发生晶反应试绘出AB合金相图分析ωA020ωA080合金室温组织组成物相组成物相量
AB二元相图中分析wB06合金衡凝固室温相组成物组织组成物计算相组成物相含量
相组成：A＋β
组织组成：A＋β＋AII
解：
已知条件AB合金相图图413示(相区均组织成物标注)
Ⅰ合金(A080B)室温AB两相组成相量Wβ(080)(090)89 WA1β11室温组织β+ A Ⅱ组织组成物相量组成物相 W β89 WA Ⅱ11
Ⅱ合金(A055B)室温ＡＢ两相组成相量
室温组织β初+(A+β)晶+AⅡ晶反应刚完成时β初+(A+β)晶冷室温时β初 晶β中析出AⅡ晶β中析出AⅡ晶A连接起分辨略计 β初中析出ＡⅡ相量
室温β初相量Wβ初 Wβ初 WAⅡ 50 11 39
该合金室温组织成物相量 Wβ初 39 W(A+β)晶 50 WAⅡ 11
7绘出FeFe3C相图标出铁碳相图CEFGKPS点说明ECFPSK水线ESGS曲线意义发生转变生成组织组成物
A
1538
0
纯铁熔点
C
1148
43
晶点LC→ld
D
1227
669
渗碳体熔点（计算值）
E
1148
211
碳γFe中溶解度
G
912
0
纯铁素异晶转变点αFe→γFe
P
727
00218
碳αFe中溶解度
S
727
077
析点As→P
Q
600
00057
600℃时碳αFe中溶解度
ECF
晶线
发生晶转变生成莱氏体（Ld）晶反应式：Lc—→Ld
ACD
液相线
线液相（L）缓冷液相线时开始结晶
AECF
固相线
线固相
PSK
析线 A1
发生析转变生成珠光体（P） 析反应式：AS—→P
ES
Acm
碳γFe中溶解度曲线
PQ
碳αFe中溶解度曲线
GS
A3
奥氏体—→铁素体转变线
8已知某低碳钢 σ 0 64KPa K3937 晶粒直径 50μm 该低碳钢屈服强度少？
9试计算 BCC 晶体密排面堆积密度
BCC 密排面｛ 110 ｝面面积： ｛ 110 ｝面原子占面积（两原子）： 堆积密度：
10面心立方结构密排六方结构金属中原子堆垛方式致密度否差异请加说明
FCCHCP均ABCABC方式堆垛致密度074
11计算wc＝33％铁碳合金常温莱氏体相含量组织中珠光体相含量析渗碳体含量（9分）
12已知Cu原子量635原子半径01278 nm( 20分)
（1）计算铜密度点阵常数面间距
（2）立方晶胞（图1）中标出列晶面晶（求字母标出oa[001]等等）：
（011）（11`1）(`221)[102][`110][11`1]
（3）晶面晶互相垂直？
13柏氏矢量物理意义什？根柏氏矢量区分螺型位错刃型位错？什全位错全位错？简述位错反应条件外力作时位错反应 否进行？（18分）
14假设镁晶体中位错源放出位错移晶体表面晶体表面产生高度约104cm滑移台阶问少位错运动表面？（已知b32 A）
15铝试样中测晶粒部位错密度5x1013m2假定位错全部集中亚晶界亚晶粒截面均正六边形位错全刃位错柏氏矢量ba2[101]≈2x1010m亚晶粒间倾角5°试求亚晶界位错间距亚晶粒均
正六边形面积 总边长6a单位面积中亚晶数目
求a1´105（m）
P65*10^2687D23nm六边形边长：23*87198nm晶梨外接圆直径d2*198396nm
17870℃930℃渗碳定优越性淬火变形较细晶粒碳γ铁中D020×105m2sQ140×103Jmol请计算：(10分)
(a) 870℃时碳γ铁中扩散系数
(b) 渗层加深倍需长时间？
(c) 规定03C作渗碳层厚度量度930℃渗碳10时渗层厚度870℃渗碳10时少倍？
(气体常数R8314Jmol·K 渗层厚度)
(a) D870℃798×1012 m2s
(b) 4倍时间
(c) 144倍
18位错线柏氏矢量切应力方位错线运动方晶体滑移方关系？
六综合
1试分析冷塑性变形合金组织结构力学性物理化学性体系量影响
组织结构：（ 1 ）形成纤维组织：晶粒变形方拉长（ 2 ）形成位错胞（ 3 ）晶粒转动形成变形织构 力学性：位错密度增位错相互缠绕运动阻力增造成加工硬化 物理化学性：变化复杂导电导热化学活性化学电位等影响 体系量：包括两部分：（ 1 ）冷变形产生量缺陷引起点阵畸变畸变增（ 2 ）晶粒间变形均匀工件部分变形均匀引起微观应力宏观应力两部分统称存储中前者冷变形引起组织性变化合金回复结晶作组织量准备
2铁碳合金(wc＝00015)完全退火：(20分)
（1） 室温包含组成相计算相量
（2） 室温组织组成物构成画出组织示意图计算相量
(3) 室温该合金较塑性变形(例压缩50％)组织会发生变化？
(4) 变形750℃充分保温缓慢冷室温组织原完全退火组织差？
3请根附二元晶相图分析解答列问题：
（1） 分析合金III衡结晶程绘出冷曲线
（2） 说明室温III相组织什？计算出相组织相含量
（3） 果希晶组织5β初合金求该合金成分
（4）分析快速冷条件III两合金获组织
：（ 1 ）
（ 2 ） I ： α 初 ＋ β II
相组成组织组成例相
II ： β 初 ＋（ α ＋ β ） ＋ β II （忽略）
（ 3 ）设求合金成分 x
（ 4 ） I 合金快冷条件少量晶组织呈现离异晶形态合金中 β II 量会减少甚出现
II 合金快冷条件 β 初呈树枝状数量减少晶体组织变细相量增加
4叙述板条马氏体贝氏体组织形态说明板条马氏体贝氏体具良强韧性原
5试述冷变形金属加热时组织性发生变化
6试述含碳量铁碳合金衡组织性影响
7述影响扩散素
8求体心立方结构中四面体八面体间隙半径中心位置坐标
945钢冷奥氏体连续转变曲线图示请回答列问题：（15分）
（1）说明图中A1线Ms1线2线3线表示意义
（2）冷奥氏体转变产物？写出种转变产物名称相变类型组织形态性特点
（3）V1V2V3V4 冷速度种组织？
（4）指出V1V2V3V4相应热处理工艺名称什？
1 A1线—析线Ms—马氏体转变开始线1线—冷奥氏体铁素体转变开始线2线—珠光体转变终线3线—贝氏体转变开始线
2 冷奥氏体转变产物：
珠光体扩散型相变片状组织强度较高塑性较
铁素体扩散型相变块状组织强度低塑性
马氏体非扩散型相变板条片状强度高脆性
贝氏体兼扩散非扩散相变特点贝氏体羽毛状脆性贝氏体片状强度高韧性
3．V1—铁素体珠光体V2—铁素体珠光体V3—铁素体珠光体贝氏体马氏体V4—马氏体
4．V1V2—退火V3—正火V4—淬火
10FeFe3C相图回答列问题：
1 默画出FeFe3C相图相组成物填写相图
2 分析含碳量10wt析钢衡结晶程绘出室温组织 示意图
LàL+γàγàγ+Fe3CⅡàP+Fe3CⅡ
3 计算相图中二次渗碳体三次渗碳体含量
Fe3CⅡ(211077)(669077)226
Fe3CⅢ(00218000001)(669000001)0325
4．已知某铁碳合金室温时相组成物铁素体渗碳体铁素体占82试求该合金含碳量组织组成物相量wc12 P927
Fe3C73
11右图固态限互溶三元晶相图投影图请回答列问题：
（1）指出三液相面投影区
（2）指出e3E线E点表示意义
（3）分析合金N衡结晶程
1 Ae1Ee3A Be2Ee1B Ce3Ee2C
2．e3E线：αγ晶线 E点：三元（四相）晶点
3．N点合金：LèLàγèLàβ+γè Làα+β+γ
12 面心立方晶体中分画出 指出滑移面滑移方图中情况分析否构成滑移系？外力方 [001] 请问滑移系开动？
13．假设某面心立方晶体开动滑移系 请回答：
1) 出滑移位错单位位错柏氏矢量
2）滑移位错纯刃位错请指出位错线方滑移位错纯螺位错位错线方？
答：（ 1 ）单位位错柏氏矢量
（ 2 ）纯刃位错位错线方 b 垂直位滑移面 纯螺位错位错线 b 行 [011]
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1柯肯达尔效应中标记漂移原扩散偶中 __C___
A两组元原子尺寸 B仅组元扩散 C两组元扩散速率
2二元系合金相图中计算两相相量杠杆法 __B___
A单相区中 B两相区中 C三相衡水线
3铸铁碳钢区 _A____
A莱氏体 B珠光体 C铁素体
4原子扩散驱动力 _B____
A组元浓度梯度 B组元化学势梯度 C温度梯度
5置换型固溶体中原子扩散方式般 __C___
A原子互换机制 B间隙机制 C空位机制
6晶体中形成空位时产生间隙原子样缺陷称 _B____
A肖脱基缺陷 B弗兰克尔缺陷 C线缺陷
7理想密排六方结构金属ca __A___
A16 B2×√(23) C√(23)
8三元系相图中三相区等温截面连接三角形顶点触 __A___
A单相区 B两相区 C三相区
9效分配系数Ke表示液相混合程度值范围 _____（中Ko衡分配系数）
A1
A{112} B{110} C{111}
11形成界晶核时体积减少补偿表面 ___B__
A13 B23 C34
12金属结晶程中（ C ）：
a界晶核半径越形核越易b界晶核形成功越形核越易
c冷度越形核越易 d均质形核非均质形核容易
13三元相图中（ ）：
a垂直截面图应杠杆定律b垂直截面图三相区域直边三角形
c四相晶反应面成份投影图曲边四边形d四相反应等温反应
14
三判断正误(题1分10分)
正确括号画√ 错误画×
1 金属中典型空间点阵体心立方面心立方密排六方三种 ( x)
2 作位错线力F方永远垂直位错线指滑移面未滑移区 ( 0 )
3 置换固溶体两组元间限互溶间隙固溶体 ( 0 )
4 金属结晶时原子液相序排列固相序排列体系熵值减发程 ( x )
5 固溶体凝固形核必条件样ΔGB ＜0结构起伏量起伏 (x )
6 三元相图垂直截面两相区适杠杆定律 ( 0 )
7 物质扩散方总浓度梯度方相反 ( x )
8 塑性变形时滑移面总晶体密排面滑移方总密排方 ( 0 )
9 液固转变样固态相变驱动力克服阻力两种转变难易程度相似 ( x)
10 Co外溶入奥氏体中合金元素C曲线左移增加钢淬透性 ( x )
四简答
1简述工程结构钢强韧化方法（20分）
2简述AlCu二元合金沉淀强化机制（20分）
强化机制ALCU行成置换固熔体增位错运动阻力达提高强度硬度作
强化机制：固溶强化
3什奥氏体锈钢（188型锈钢）450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？防止减轻奥氏体锈钢晶间腐蚀？
室温碳元素奥氏体溶解度约0．020．03％ (质量分数)般奥氏体钢中含碳量均超0．020．03％ 淬火状态碳固溶奥氏体中保证钢材具较高化学稳定性种淬火状态奥氏体钢加热450～850~(2该温度长期时碳奥氏体中扩散速度铬奥氏体中扩散速度奥氏体中含碳量超窀温溶解度(0．020．03％)碳断奥氏体晶粒边界扩散
铬化合 析出碳化铬Gr23C6铬原子半径较扩散速度较边界扩散品界附量铬碳化合形成碳化铬晶间形成碳化铬需铬奥氏体晶粒部 品界附结果晶界附铬含量减少 品界含铬量l2％ (质量分式)时形成贫铬区造成奥氏体边界贫铬 晶界附金属含量铬量低l2％时失抗腐蚀力腐蚀介质作晶粒『产生腐蚀产生晶问腐蚀知晶间腐蚀产卡根原晶粒边界形成贫铬层造成 (1)控制含碳量 (2)添加稳定剂(3)进行固溶处理(4)采双相组织 (5)加快冷速度
4什数铸造合金成分选择晶合金附？
选晶合金附结晶温度区间液体流动性啊流动性充型力充型力铸件获完整结构精度较高
液固相线距离→枝晶偏析倾愈合金流动性愈差形成分散缩孔倾愈铸造性恶化铸造合金成分常取晶成分接晶成分选择
5什交滑移什螺位错发生交滑移刃位错？
交滑移：晶体两滑移面滑移方进行滑移 螺位错交滑移：螺位错滑移面转移相交滑移面程
螺位错柏氏矢量位错线行包含位错线晶面螺位错滑移面螺位错滑移受阻时外晶面进行滑移刃位错柏氏矢量位错线垂直滑移面位错线柏氏矢量构成面面滑移发生交滑移
6根溶质原子点阵中位置举例说明固溶体相分类？固溶体材料中意义？
1置换固溶体 溶质原子占溶剂晶格中结点位置形成固溶体称置换固溶体溶剂溶质原子直径相差般15％时易形成置换固溶体铜镍二元合金形成置换固溶体镍原子铜晶格意位置代铜原子
2间隙固溶体 溶质原子分布溶剂晶格间隙形成固溶体称间隙固溶体间隙固溶体溶剂直径较渡族金属溶质直径碳氢等非金属元素形成条件溶质原子溶剂原子直径必须059铁碳合金中铁碳形成固溶体――铁素体奥氏体皆间隙固溶体
7固溶体合金非衡凝固时时会形成微观偏析时会形成宏观偏析原？
8应变硬化生产中意义？作种强化方法什局限性？
9种合金够产生析出硬化必条件什？
10较说明衡晶离异晶特点
11枝晶偏析产生？消？
结晶温度间隔宽固溶体合金冷速度快时发生衡结晶先结晶成分充分扩散先结晶干结晶支干支干间成分产生差异形成枝晶偏析偏析程度取决合金液凝固时冷速度偏析元素扩散速度受液固相线温度间隔支配溶质衡分配系数液固相线温度间隔固溶体类合金凝固冷速度较快时易发生衡结晶先结晶成分充分扩散形成枝晶偏析
1适提高熔炼温度加强合金液脱气渣精炼变质孕育处理加强搅拌合金液均匀净化
2易产生枝晶偏析合金加入适量晶粒细化剂微冷铁
3易产生枝晶偏析合金通调整浇注温度浇注速度控制型温控制铸件凝固冷速度溶质分配扩散相匹配
4均匀化退火消枝晶偏析
12请简述影响扩散素(1)温度（2）晶体结构类型（3）晶体缺陷（4）化学成分
13请简述间隙固溶体间隙相间隙化合物异点？
相点：原子溶入
点：间隙固溶体保持溶剂（原子）点阵
间隙相间隙化合物改变原子点阵形成新点阵间隙相结构简单间隙化合物结构复杂
14界晶核物理意义什？形成界晶核充分条件什？
界晶核物理意义：发长晶胚（半径等rk晶核）
形成界晶核充分条件：（1）形成r≥rk晶胚
（2）获A≥A*（界形核功）形核功
15请简述二元合金结晶基条件热力学条件 ΔG < 0 结构条件： r > r* 量条件： A > ΔG max 成分条件
16什钢渗碳温度般选择γFe相区中进行？γFe相区进行会什结果？γ相原始生长相固溶度高渗碳均匀分布组织结构中
温度低相马氏体珠光体均匀扩散组织结构中偏析严重导致强度降低
温度高组织会重新生核成长会破坏原组织结构
19位错密度种表征方式？
体密度：单位体积位错线长度面密度：垂直穿单位面积位错线根数
20淬透性淬硬性差
淬透性指钢淬火时获淬硬层深度力淬硬性指定条件淬火获马氏体组织达高硬度
22马氏体相变基特征？（12分）
1扩散性
2切变性母相变新相晶格改组程切变方式进行
3具定晶体学位相关系惯面格切变
4转变定温度范围进行
5快速转变般需孕育期
6转变完全会留相数量残余奥氏体
23加工硬化原？（6分）
产生加工硬化原金属塑性变形时晶粒产生滑移滑移面附晶格扭曲晶粒伸长破碎金属部产生残余应力等继续塑性变形变困难引起加工硬化
24柏氏矢量意义？（6分）
描述位错线原子畸变特征方位错畸变柏氏矢量方成正
26已知916℃时γFe点阵常数0365nm（011）晶面间距少？（5分）
面心立方gFea＝b＝c＝0365nm立方晶系
27画示意图说明包晶反应种类写出转变反应式？（4分）
28影响成分冷素什？（9分）
温度梯度（缓利）凝固速度（越快越利）凝固范围（越越利）
29单滑移滑移交滑移意义什？（9分）
滑移系统分切应力达界分切应力形成单滑移种情况加工硬化弱拉力轴晶体特定取滑移系分切应力相等时达界分切应力时发生滑移种情况会发生加工硬化现象交滑移螺旋位错两相交滑移面运动螺型位错滑移面运动遇障碍会转滑移面继续滑移滑移方变交滑移影响材料塑性
30简说明纯金属中晶粒细度材料强度关系解释原（6分）
HallPetch霍尔佩奇公式细度减屈服强度增加晶界位错塞积模型解释粗晶粒晶界塞积位错产生应力集中变形传递中容易位错源开动屈服强度低
31某晶体原子位四方点阵节点点阵abca2晶面xyz轴截距分6原子间距2原子间距4原子间距求该晶面密勒指数
32证明理想密排六方结构轴ca1633(a厂33a)
33立方晶系(111)(110)(123)晶面族包含少晶面写出密勒指数
34说明柏氏矢量确定方法利柏氏矢量位错线判断位错类型？
答：首先位错线周围作逆时针回路然位错晶格作样回路该回路必闭合连接终点起点柏氏矢量 位错线柏氏矢量垂直刃型位错行螺型位错
35简说明成分冷形成固溶体组织形态影响
答 固溶体凝固时溶质原子界面前液相中分布发生变化形成冷
36什晶粒细化提高强度改善塑性韧性？
答 晶粒细化减晶粒尺寸增加界面面积晶界阻碍位错运动提高强度 晶粒数量增加塑性变形分布更均匀塑性提高 晶界阻碍裂纹扩展改善韧性
37析钢奥氏体化程？合金元素奥氏体化程什影响？
答 析钢奥氏体化4程 奥氏体形成渗碳体溶解奥氏体均匀化晶粒长合金元素影响通碳扩散体现碳化物形成元素阻碍碳扩散降低奥氏体形成渗碳体溶解奥氏体均匀化速度
38提高钢材耐蚀性方法？什说Cr锈钢中重合金元素？
答：提高钢材耐蚀性方法：表面形成致密氧化膜提高基体电极电位形成单相组织Cr形成表面致密氧化膜Cr2O3提高电极电位形成单相铁素体
39位错反应？判断位错反应否进行？
40根凝固理试述细化晶粒基途径
凝固理知结晶时单位体积中晶粒数目 z 取决形核率 N 晶体长速率 Vg 两素 z ∝ NVg 基途径：
(1) 增冷度 △ T△T增加NVg 增加 z增
(2) 加入形核剂加入形核剂促冷液体发生非均匀形核非均匀形核需基底增界晶核半径减晶核数目增加细化晶粒
(3) 振动结晶振动结晶方面提供形核需量方面正生长晶体破断提高更洁净核心晶粒细化
41分析金属冷变形度结晶晶粒尺寸影响说明原
42简述成分冷形成成分冷固溶体生长形态影响
43位错增值机理
五计算作图
1已知碳r—Fe中扩散常数D0＝20×105m2s扩散激活Q＝14X105Jmol（R＝831J(molK))碳势均CP＝11％C条件20#钢880℃进行渗碳达927℃渗碳5h样效果渗碳时间应少？(12分)
2fcc结构晶体(点阵常数a)
(1)分计算原子[100][110][111]晶原子密度说明晶密排方：
(2)计算原子(100)(110)(111)晶面原子密度三面面间距指出面间距晶面
3写出附图11示立方晶格中晶面ABCD晶CE指数右图单胞中画出晶面(111)该面属<112>三晶标出具体指数(12分)
4已知碳γFe中扩散时D0 20×105m2sQ14×105Jmol温度927℃时求扩散系数少？（已知摩尔气体常数R8314Jmol•K）
5作图表示立方晶体晶面晶（题2分10分）
6已知A（熔点600℃）B（熔点500℃）液态限互溶固态时AB中固溶度（质量分数）ωA＝030室温时ωA＝010B固态室温时均溶A300℃时含ωB040液态合金发生晶反应试绘出AB合金相图分析ωA020ωA080合金室温组织组成物相组成物相量
AB二元相图中分析wB06合金衡凝固室温相组成物组织组成物计算相组成物相含量
相组成：A＋β
组织组成：A＋β＋AII
解：
已知条件AB合金相图图413示(相区均组织成物标注)
Ⅰ合金(A080B)室温AB两相组成相量Wβ(080)(090)89 WA1β11室温组织β+ A Ⅱ组织组成物相量组成物相 W β89 WA Ⅱ11
Ⅱ合金(A055B)室温ＡＢ两相组成相量
室温组织β初+(A+β)晶+AⅡ晶反应刚完成时β初+(A+β)晶冷室温时β初 晶β中析出AⅡ晶β中析出AⅡ晶A连接起分辨略计 β初中析出ＡⅡ相量
室温β初相量Wβ初 Wβ初 WAⅡ 50 11 39
该合金室温组织成物相量 Wβ初 39 W(A+β)晶 50 WAⅡ 11
7绘出FeFe3C相图标出铁碳相图CEFGKPS点说明ECFPSK水线ESGS曲线意义发生转变生成组织组成物
A
1538
0
纯铁熔点
C
1148
43
晶点LC→ld
D
1227
669
渗碳体熔点（计算值）
E
1148
211
碳γFe中溶解度
G
912
0
纯铁素异晶转变点αFe→γFe
P
727
00218
碳αFe中溶解度
S
727
077
析点As→P
Q
600
00057
600℃时碳αFe中溶解度
ECF
晶线
发生晶转变生成莱氏体（Ld）晶反应式：Lc—→Ld
ACD
液相线
线液相（L）缓冷液相线时开始结晶
AECF
固相线
线固相
PSK
析线 A1
发生析转变生成珠光体（P） 析反应式：AS—→P
ES
Acm
碳γFe中溶解度曲线
PQ
碳αFe中溶解度曲线
GS
A3
奥氏体—→铁素体转变线
8已知某低碳钢 σ 0 64KPa K3937 晶粒直径 50μm 该低碳钢屈服强度少？
9试计算 BCC 晶体密排面堆积密度
BCC 密排面｛ 110 ｝面面积： ｛ 110 ｝面原子占面积（两原子）： 堆积密度：
10面心立方结构密排六方结构金属中原子堆垛方式致密度否差异请加说明
FCCHCP均ABCABC方式堆垛致密度074
11计算wc＝33％铁碳合金常温莱氏体相含量组织中珠光体相含量析渗碳体含量（9分）
12已知Cu原子量635原子半径01278 nm( 20分)
（1）计算铜密度点阵常数面间距
（2）立方晶胞（图1）中标出列晶面晶（求字母标出oa[001]等等）：
（011）（11`1）(`221)[102][`110][11`1]
（3）晶面晶互相垂直？
13柏氏矢量物理意义什？根柏氏矢量区分螺型位错刃型位错？什全位错全位错？简述位错反应条件外力作时位错反应 否进行？（18分）
14假设镁晶体中位错源放出位错移晶体表面晶体表面产生高度约104cm滑移台阶问少位错运动表面？（已知b32 A）
15铝试样中测晶粒部位错密度5x1013m2假定位错全部集中亚晶界亚晶粒截面均正六边形位错全刃位错柏氏矢量ba2[101]≈2x1010m亚晶粒间倾角5°试求亚晶界位错间距亚晶粒均
正六边形面积 总边长6a单位面积中亚晶数目
求a1´105（m）
P65*10^2687D23nm六边形边长：23*87198nm晶梨外接圆直径d2*198396nm
17870℃930℃渗碳定优越性淬火变形较细晶粒碳γ铁中D020×105m2sQ140×103Jmol请计算：(10分)
(a) 870℃时碳γ铁中扩散系数
(b) 渗层加深倍需长时间？
(c) 规定03C作渗碳层厚度量度930℃渗碳10时渗层厚度870℃渗碳10时少倍？
(气体常数R8314Jmol·K 渗层厚度)
(a) D870℃798×1012 m2s
(b) 4倍时间
(c) 144倍
18位错线柏氏矢量切应力方位错线运动方晶体滑移方关系？
六综合
1试分析冷塑性变形合金组织结构力学性物理化学性体系量影响
组织结构：（ 1 ）形成纤维组织：晶粒变形方拉长（ 2 ）形成位错胞（ 3 ）晶粒转动形成变形织构 力学性：位错密度增位错相互缠绕运动阻力增造成加工硬化 物理化学性：变化复杂导电导热化学活性化学电位等影响 体系量：包括两部分：（ 1 ）冷变形产生量缺陷引起点阵畸变畸变增（ 2 ）晶粒间变形均匀工件部分变形均匀引起微观应力宏观应力两部分统称存储中前者冷变形引起组织性变化合金回复结晶作组织量准备
2铁碳合金(wc＝00015)完全退火：(20分)
（1） 室温包含组成相计算相量
（2） 室温组织组成物构成画出组织示意图计算相量
(3) 室温该合金较塑性变形(例压缩50％)组织会发生变化？
(4) 变形750℃充分保温缓慢冷室温组织原完全退火组织差？
3请根附二元晶相图分析解答列问题：
（1） 分析合金III衡结晶程绘出冷曲线
（2） 说明室温III相组织什？计算出相组织相含量
（3） 果希晶组织5β初合金求该合金成分
（4）分析快速冷条件III两合金获组织
：（ 1 ）
（ 2 ） I ： α 初 ＋ β II
相组成组织组成例相
II ： β 初 ＋（ α ＋ β ） ＋ β II （忽略）
（ 3 ）设求合金成分 x
（ 4 ） I 合金快冷条件少量晶组织呈现离异晶形态合金中 β II 量会减少甚出现
II 合金快冷条件 β 初呈树枝状数量减少晶体组织变细相量增加
4叙述板条马氏体贝氏体组织形态说明板条马氏体贝氏体具良强韧性原
5试述冷变形金属加热时组织性发生变化
6试述含碳量铁碳合金衡组织性影响
7述影响扩散素
8求体心立方结构中四面体八面体间隙半径中心位置坐标
945钢冷奥氏体连续转变曲线图示请回答列问题：（15分）
（1）说明图中A1线Ms1线2线3线表示意义
（2）冷奥氏体转变产物？写出种转变产物名称相变类型组织形态性特点
（3）V1V2V3V4 冷速度种组织？
（4）指出V1V2V3V4相应热处理工艺名称什？
1 A1线—析线Ms—马氏体转变开始线1线—冷奥氏体铁素体转变开始线2线—珠光体转变终线3线—贝氏体转变开始线
2 冷奥氏体转变产物：
珠光体扩散型相变片状组织强度较高塑性较
铁素体扩散型相变块状组织强度低塑性
马氏体非扩散型相变板条片状强度高脆性
贝氏体兼扩散非扩散相变特点贝氏体羽毛状脆性贝氏体片状强度高韧性
3．V1—铁素体珠光体V2—铁素体珠光体V3—铁素体珠光体贝氏体马氏体V4—马氏体
4．V1V2—退火V3—正火V4—淬火
10FeFe3C相图回答列问题：
1 默画出FeFe3C相图相组成物填写相图
2 分析含碳量10wt析钢衡结晶程绘出室温组织 示意图
LàL+γàγàγ+Fe3CⅡàP+Fe3CⅡ
3 计算相图中二次渗碳体三次渗碳体含量
Fe3CⅡ(211077)(669077)226
Fe3CⅢ(00218000001)(669000001)0325
4．已知某铁碳合金室温时相组成物铁素体渗碳体铁素体占82试求该合金含碳量组织组成物相量wc12 P927
Fe3C73
11右图固态限互溶三元晶相图投影图请回答列问题：
（1）指出三液相面投影区
（2）指出e3E线E点表示意义
（3）分析合金N衡结晶程
1 Ae1Ee3A Be2Ee1B Ce3Ee2C
2．e3E线：αγ晶线 E点：三元（四相）晶点
3．N点合金：LèLàγèLàβ+γè Làα+β+γ
12 面心立方晶体中分画出 指出滑移面滑移方图中情况分析否构成滑移系？外力方 [001] 请问滑移系开动？
13．假设某面心立方晶体开动滑移系 请回答：
1) 出滑移位错单位位错柏氏矢量
2）滑移位错纯刃位错请指出位错线方滑移位错纯螺位错位错线方？
答：（ 1 ）单位位错柏氏矢量
（ 2 ）纯刃位错位错线方 b 垂直位滑移面 纯螺位错位错线 b 行 [011]
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