(完整版)材料科学基础试卷

一、填空题
1、晶体的三种缺点（点缺点、线缺点、面缺点）
2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）
3、按原子地点固溶体分类为（置换固溶体和缝隙固溶体）
4 过冷液相中的（结构起伏和能量起伏）是形核的基础
5、金属内部由一种晶体转变成另一种晶体结构的转变成（同素异构体转变）
6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为（珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体）
7、使用第二相粒子起增强作用的增强方式是（弥散增强）
二、选择题
1、密积聚结构的致密度为（ B ）
2、下述晶体缺点中属于线缺点的是（Ｂ）
Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ缝隙原子
4、固溶体的不均衡凝固可能造成（ A ）
A 晶内偏析
B 晶相偏析
C 会合缩孔
D 缩松
4、铸铁与碳钢的差别在于有无（ A ）
A 莱氏体 B珠光体 C铁素体 D奥氏体
5、以下图是（ C）的结果
Ａ单滑移Ｂ多滑移Ｃ交滑移Ｄ
三、判断题
1、面心立方结构是原子的
2、点缺点是一种稳固缺点，在必定温度
3、铁素体是 C 在α -Fe 的
4、在实质系统中，纯金属的
5、溶剂与溶质原子价电子数越大增强成效越好
四、名词解说
1、螺型位错
答：一个晶体的某一部分相对于其他部发散生滑移，原子平面沿着一根轴线回旋上涨，每绕
轴线一周，原子面上涨一个晶面间距。

因为位错周边的原子是按螺旋形摆列的，因此叫咯型
位错。

2、共析转变
答：必定成分的固相在必定温度下分解为别的两个必定成分的固相的转变过程。

3均匀形核
答：液相中各个地域出现新晶核的几率都是同样的，这类形核方式即为均匀形核。

4加工硬化
答：在塑性变形过程中，跟着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生显然的变化，
即跟着变形程度的增添，金属的强度、硬度增添，而塑性、韧性降落。

5、变质办理
答：在浇铸前去液态金属中加入形核剂，促进形成大批的非均匀晶核来细化晶粒。

五、简答题
1、刃性位错特色
答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个拥有必定宽度的修长晶格畸变管道，此
中既有正应变，又有切应变。

对于正刃性位错，滑移面之上晶格遇到压应力，滑移面之下为拉应
力。

负刃性位错与之相反。

（3、位错线与晶体的滑移方向垂直，位错线运动的方向垂
1
直于位错线。

（ 4、刃型位错的柏氏矢量玉位错线相垂直。

2、资料增强的主要门路和原理
答：（ 1、细晶增强：细化晶粒来提升金属的信服极限，使得金属表现出高强度与高韧性。

（2、固溶增强：提升溶质原子的浓度，使得位错受约束或被钉扎，从而提升金属的强度、
硬度。

（3、弥散增强：位错线绕过第二相原子并借助粉末冶金的方法加入基体从而起增强
作用。

（ 4、积淀增强：位错线切过第二相原子时做了额外的功，耗费足够大的能量，从而
提升合金的强度。

简述铸锭三晶区的组织特色及形成原由
答：（ 1 表层细晶区：组织致密，力学性能好；形成原由：温度较低的型壁有激烈的汲取和
散热作用，是凑近型壁的一层薄壁液体产生极大的过冷度，型壁又可以作为非均匀形核的基底，在薄层液体中产生大批的晶核，并同时向各个方向生长，晶粒数量多，周边的晶粒很快相遇不可以连续生长，便在型壁处形成以很细的薄层等轴晶区。

（2、柱状晶区：组织较致密存在弱面，力学性能有方向性；形成原由：在表层细晶区形成
的同时，型壁的温度高升造成过冷度很小，不可以形成晶核，但有益于细晶区内凑近液相的小晶粒的连续长大，而离柱状晶区前沿稍远处的液态经书尚处于过热衷，没法另行生核，别的垂直于型壁方向散热最快，因此晶体沿其相反方向择优生长成柱状晶。

（3、中心等轴晶区：各晶粒枝杈搭接坚固，无弱面、力学性能无方向性；形成原由：跟着
柱状晶的发展，经散热温度降落至熔点以下，再加上液态金属中杂质等要素满足形核对过冷度
的要求，节余液体同时形核，晶核在液体中可以自由生长，在各个方向上长大速度大体同样，
形成等轴晶。

3、用霍尔佩奇公式解说细晶增强
1
答：细晶增强是用细化晶粒增添晶界提升强度，霍尔配奇公式为????= ??0 + Kd -
2 ,此中 ??0为常
数， K 为晶界对强度影响的程度， d 为多晶体中各晶粒的均匀直径。

在同样的外力作用下，
渺小晶粒的晶粒内部和晶界周边的应变相差较小，变形较均匀，相对来说，应力会合惹起开
裂的机遇也较少，这即可能在断裂以前承受较大的变形量，因此可以获得较大的伸长率和断
面缩短率。

因为细晶粒金属中的裂纹不易产生也不易扩撒，因此在断裂过程中汲取了更多的
能量，即表现出较高的韧性。

4、简述多晶体塑性变形特色（少一个扣 1.5 分）
答：（ 1、各晶粒变形的不一样时性
（2、各晶粒变形的互相协调性（3、拥有不均匀性（ 4、多
晶体的晶粒越细，单位体积内晶界越多，塑性变形的抗力大，金属的强度高，金属的塑性越
好。

六、绘图题
1、标出图，图中晶面指数及图中所示晶向（ AB 、 OC）的晶向指数。

七、论述题
2
1、影响合金元素在基体中固溶度的要素及规律
答：要素（ 1、不一样元素间的原子尺寸、电负性、电子浓度、和晶体结构等要素。

（ 2、固溶
体中溶质与溶剂的原子半径差所惹起的弹性畸变，与位错之间产生的弹性交互作用，对在滑
移面上运动着的位错有阻拦作用（3、在位错线上偏聚的溶质原子对位错的钉扎作用。

规律：（ 1、在固溶体的溶解度范围内，合金元素的质量分数越大，则增强作用越大。

（ 2、溶
质原子与溶剂原子的尺寸相差越大，则造成的晶格畸变越大，因此增强成效越大。

（ 3、形成
缝隙固溶体的溶质元素的增强作用大于形成置换固溶体的元素。

（ 4、溶质原子与溶剂原子的
价电子数相差越大，则增强作用越大。

2、
（1、画出铁碳相图，并列表说明重重点、温度及相应线的含义。

（2、计算 Fe3II 和 Fe3III 的可能最大含量。

（3、计算 45 钢中的组织构成物含量，画出共晶铸铁的冷却曲线。

解：（ 2、二次渗碳体从奥氏体中析出，最大溶解度为％，最小溶解度％即
Fe3II= （ 2.11-0.770/(6.69 -0.77)*100 ％％
三次渗碳体从奥氏体中析出，最大溶解度为％，最小凑近0，即
Fe3II= （） /（ 6.69- 0） =0.30 ％
（3、由杠杆定理有 Qp= （） /(0.77 -0.0008) × 100%=58.4% 则
Qα =100% -58.4%=41.6%
1、如图
（
符号温度Wc/ ％含义
/℃
P727碳在α -Fe 中的最大溶解度
S727共析点
E1148碳在γ -Fe 中的最大溶解度
C1148共晶点
A15380纯铁的熔点
曲线名称
ECF共晶转变线
PSK共析转变线
GS A3 线冷却过程中，奥氏体析出铁素体的开始线
ES Acm 线碳在奥氏体中的溶解度曲线，析出二次渗碳体
PQ碳在铁素体中的溶解度曲线，析出三次渗碳体
3。