材料科学基础试题库

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一、选择

1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中________ 。

A、两组元的原子尺寸不同

B、仅一组元的扩散

C、两组元的扩散速率不同

2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于________ 。

A、单相区中

B、两相区中

C、三相平衡水平线上

3、铸铁与碳钢的区别在于有无______ 。

A、莱氏体

B、珠光体

C、铁素体

4、原子扩散的驱动力是_____ 。

A、组元的浓度梯度

B、组元的化学势梯度

C、温度梯度

5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_______ 。

A、原子互换机制

B、间隙机制

C、空位机制

6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为________ 。

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的 c/a 为_____ 。

A、1.6

B、2 XV (2/3)

C、“ (2/3)

8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及

A、单相区

B、两相区

C、三相区

9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_________ o(其中Ko是平衡分配系数)

A、 1

B、 Ko

C、 Ke

10、面心立方晶体的孪晶面是______ o

A、 {112}

B、 {110}

C、 {111}

11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的_______ o

A、 1/3

B、 2/3

C、 3/4

12、金属结晶过程中( )：

a、临界晶核半径越大，形核越易；

b、临界晶核形成功越大，形核越易；

c、过冷度越大，形核越易；

d、均质形核比非均质形核容易。

13、三元相图中( )：

a、垂直截面图上可应用杠杆定律；

b、垂直截面图上三相区域为直边三角形；

c、四相共晶反应平面在成份投影图上为曲边四边形；

d、四相反应为等温反应。

三、判断正误 ( 每小题 1 分，共 10 分)

正确的在括号内画“V” ,错误的画“X”

1.金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。( )

2.作用在位错线上的力 F 的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。

( )

3.只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。

( )

4.金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减小，因此是一

个自发过程。 ( )

5.固溶体凝固形核的必要条件同样是△GB V 0、结构起伏和能量起伏。( )

6.三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。( )

7.物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。( )

8.塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。

( )

9.和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两种转变的难易程

度相似。 ( )

10.除Co以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线左移，从而增

加钢的淬透性。( )

四、简答

2、简述 Al-Cu 二元合金的沉淀强化机制( 20分)

3、为什么奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢)在450C〜850C保温时会产生晶间腐

蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？

4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？

5、什么是交滑移 ?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？

6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？

7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？

8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？

9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？

11.枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？

12.请简述影响扩散的主要因素有哪些。

14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？

16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在丫 -Fe相区中进行？若不在丫 -Fe相区进

行会有什么结果？

17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端

的抗拉强度不同，请解释这个现象。

19、位错密度有哪几种表征方式？

21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。

26、已知916C时，〒Fe的点阵常数0.365nm, (011)晶面间距是多少？ ( 5分)

27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式？ ( 4分)

28、影响成分过冷的因素是什么？( 9分)

29、立方晶系的(111) , (110) , (123)晶面族各包含多少晶面，写出它们的密勒指数。

30、简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。

31、提高钢材耐蚀性的主要方法有哪些？为什么说Cr是不锈钢中最重要的合金元素？

39、何为位错反应？如何判断一个位错反应能否进行？

五、计算、作图

1、已知碳在 r — Fe中的扩散常数D0二2.0 x 10-5m7s，扩散激活能Q= 1.4X105J/mol (R= 8.31J/(molK))。碳势均为 1.1 % C 的条件下对 20#钢在880E进行渗碳，为达到927E渗碳5h同样的效果，渗碳时间应为多少？ (12 分)

2、对fee结构的晶体(点阵常数为a)

(1)分别计算原子在［100］，［110］和［111］晶向上的原子密度，并说明哪个晶向是密排方向：