材料科学基础习题及答案

习题课
一、判断正误
正确的在括号内画“√”，错误的画“×”
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、位错滑移时，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ΔG＜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．晶格常数是晶胞中两相邻原子的中心距。

10．具有软取向的滑移系比较容易滑移，是因为外力在在该滑移系具有较大的分切应力值。

11．面心立方金属的滑移面是｛１１０｝滑移方向是〈１１１〉。

12．固溶强化的主要原因之一是溶质原子被吸附在位错附近，降低了位错的易动性。

13．经热加工后的金属性能比铸态的好。

14．过共析钢的室温组织是铁素体和二次渗碳体。

15．固溶体合金结晶的过程中，结晶出的固相成份和液相成份不同，故必然产生晶内偏析。

16．塑性变形后的金属经回复退火可使其性能恢复到变形前的水平。

17．非匀质形核时液体内部已有的固态质点即是非均匀形核的晶核。

18.目前工业生产中一切强化金属材料的方法都是旨在增大位错运动的阻力。

19、铁素体是α-Fe中的间隙固溶体，强度、硬度不高，塑性、韧性很好。

20、体心立方晶格和面心立方晶格的金属都有12个滑移系，在相同条件下,它们的塑性也相同。

21、珠光体是铁与碳的化合物，所以强度、硬度比铁素体高而塑性比铁素体差。

22、金属结晶时，晶粒大小与过冷度有很大的关系。

过冷度大，晶粒越细。

23、固溶体合金平衡结晶时，结晶出的固相成分总是和剩余液相不同，但结晶后固溶体成分是均匀的。

24、面心立方的致密度为0.74，体心立方的致密度为0.68，因此碳在γ-Fe(面心立方)中的溶解度比在α-Fe（体心立方）的小。

25、实际金属总是在过冷的情况下结晶的，但同一金属结晶时的过冷度为一个恒定值，它与冷却速度无关。

26、金属的临界分切应力是由金属本身决定的，与外力无关。

27、一根曲折的位错线不可能是纯位错。

28、适当的再结晶退火，可以获得细小的均匀的晶粒，因此可以利用再结晶退火使得铸锭的组织细化。

29、冷变形后的金属在再结晶以上温度加热时将依次发生回复、再结晶、二次再结晶和晶粒长大的过程。

30、临界变形程度是指金属在临界分切应力下发生变形的程度。

31、无限固溶体一定是置换固溶体。

32、金属在冷变形后可形成带状组织。

33、金属铅在室温下进行塑性成型属于冷加工，金属钨在1000℃下进行塑性变形属于热加工。

34、纯金属可通过固溶、细晶、第二相、冷变形等方式进行强化。

35、螺型位错可通过滑移和攀移进行运动。

36、金属进行滑移的实质是位错的运动，因此位错越多，滑移越容易进行。

37、纯金属由于成分单一，因此无固态相变。

38、亚共析钢的室温相组成是铁素体和珠光体。

39、再结晶过程与凝固过程一样都具有形核和长大的过程，且都是可逆的。

40、铜的导电性比铝好，因此，铝-铜合金的导电率优于纯铝的导电率。

41、面心立方与密排六方的最密排面的原子排列情况完全相同，致密度与配位数也完全相同，两者的晶体结构却不同。

42、根据溶质原子在溶剂中所占位置，可将固溶体分为置换固溶体和间隙相。

43、纯金属在正温度梯度下凝固将形成枝晶。

44、金属在凝固时，冷却速度与长大速度成正比，因此冷却速度越快，晶粒生长速度越快，铸造组织越粗大。

45、只发生匀晶转变的合金，其固相一定是置换固溶体，且一定无限固溶体。

46、亚共晶合金的室温组织为初生相+共晶相。

47、晶界对位错运动有阻碍作用，因此晶粒越大，材料的屈服强度越大，塑性越好。

48、不平衡结晶将造成晶内偏析，对材料性能造成不利影响，这种缺陷是无法消除的。

49、二元合金相图有共晶、匀晶和包晶三种。

50、Fe-C合金中共有四种固溶体，即奥氏体、高温铁素体、低温铁素体和渗碳体。

51、晶面间距越大，该晶面上的排列的原子距离就越大。

52、纯金属的性质多为各向同性，而合金的性质则多为各向异性。

53、材料的性能是完全是由其结构决定的。

54、金属熔体在凝固时，只有在负温度梯度下才能形成枝晶。

55、单晶体材料是各向异性的，多晶体材料是各向同性的。

二、填空
1.材料按性质分可分为金属、陶瓷、
聚合物三大类。

2.固态金属的相分为两种，即固溶体和中间相。

3.晶体的缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷等。

4.金属的凝固通常分为两个过程，即形核和长大，凝固后晶粒的大小与长大速度成正比，与形核率成反比。

5.变形后的金属在逐渐加热的过程中，将陆续发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。

6.温度对金属的性能具有显著影响，与金属的塑性成正比关系，与金属的导电性成反比关系。

7. 铸锭中柱状晶区的大小，决定于固液界面前沿液体中的________能力。

温度梯度越大,这种能力越____ _，柱状晶区越_______。

在相同熔铸条件下,浇入室温的铁模中,铁模的厚度越厚,柱状晶区越_____ __。

8. 位错必须在_____切应力______下才会滑移，滑移经过的地区滑移面两边的晶体会在__滑移_______方向产生____柏氏矢量______大小的相对滑移。

9. 金属晶体的临界分切应力，实际上是__位错____开始运动所需克服的阻力，凡是___阻碍位错运动____的因素都会提高临界分切应力使得晶体强度提高，例如____晶界_______等等。

10、扩散过程的驱动力是__化学位梯度_ 。

扩散原子从__低浓度______地区流向__高浓度
____的现象称为上坡扩散。

11、临界变形度是指冷变形金属再结晶后得到粗大晶粒的变形程度。

12、热加工是指___再结晶温度以上的加工________，有__加工硬化_________和___回复再结晶软化__________两个过程同时存在。

13、再结晶温度是指在一定时间内完成再结晶时所对应的温度。

影响再结晶温度的因素有：材料种类、纯度、变形程度等。

14、金属变形的方式主要有滑移、孪生、扭折等。

15、“制耳”产生的原因是由于织构的存在而产生各向异性。

16、铸锭的晶粒细化措施有：提高过冷度、变质处理、振动搅拌等。

17、柯氏气团是指：溶质原子在位错周围的聚集。

18、形变织构是指：冷塑性变形时，晶体产生择优取向的现象；再结晶织构是指：。

19、偏析是指；晶内偏析是指，一般可用的方法进行消除。

20、金属在冷变形后产生三种残余内应力，分别是、。