03年金属学大作业

测验题（20分满分）

1、列举你所知道的金属晶体的强化途径，试用位错理论说明其强

化机理。（3分）——10章

2、 有一合金试样其晶界能为0.5J/m2，在退火前原始晶粒直径为

2.6×10-3cm，屈服强度为108MPa。对该合金在700℃退火2小时

处理后其屈服强度降为82MPa。在退火过程中保温1小时时测得

该合金放出热量为0.021J/cm3，继续保温1小时测得该合金又放

出热量0.014J/cm3。求如果合金只在700℃保温1小时后的屈服强

度。（已知合金单位体积内界面面积Sv与直径d之间的关系为

Sv=2/d，且放出的热量完全由于晶粒长大、界面总面积减少所

致）(4分——10章)

3、 已知A-B二元共晶合金的共晶温度为600℃，共晶点成分为

60%B，固态下B在A中的最大溶解度为30%B，纯金属A的熔点为

900℃，将20%B的合金在固相无扩散、液相完全不混合的条件下

凝固，若要形成胞状液-固界面，合金在凝固过程中液-固界面

处液相的温度梯度的最大值是多少？在什么情况下液-固界面在

整个凝固过程中处于平直状态？（3分——7章）

4、 将原子尺寸相近的A金属和B金属制成的棒对焊起来构成一扩散

偶，并在焊接面上镶嵌一列惰性金属丝作为界面的标记，然后

加热至高温使之充分扩散（忽略焊接时引起的扩散）。（2分

——8章）

（1） 如果扩散系数D A>D B,画图并说明扩散前后金属丝的位

置；（0。5）

（2） 用扩散机制解释这种现象；（0。6）

（3） 指出构成这种扩散偶的两种金属应具备什么样的条件？

（0。5）

（4）举出几对可能和不可能出现这种现象的扩散偶的例子。

（每例0。2分—0。4）

5、 在面心立方晶体中存在三个单位位错L1、L2和L3，若L1和L3的

柏氏矢量∥[-110]晶向，L1位错线方向∥[11-

2]，L2∥[-110]，L3位错线方向∥[111],其柏氏矢量∥[110]

晶向。（3分——1、9章）

（1） 判断三个位错的性质，写出他们的柏氏矢量，求出它们可能滑移的晶面指数和多余原子面指数（若存在多余原

子面），并图示之（1分）；

（2） 若L2位错发生分解形成扩展位错，写出可能的位错反应并图示（1分）；

（3） 在L3位错的滑移面上作用一与其柏氏矢量平行的切应

力，该位错能否运动？为什么？（1分）

6、指出下列金属元素可能形成那些合金相(每种合金相0.5分)？并说

明所列每种合金相的形成条件和相的成分、结构、性能特点。

（—3章）

Fe C Cu Al N Au Li Cr Mg Si

7、（3分）AB二元合金系含有如下转变：

共晶转变：L50%B——55%+40%（1340℃）

共析转变：35%——28%B+58%B（1180℃）

组元A：熔点1900℃，同素异形转变点1800℃，

组元B：熔点1500℃

相在700℃时溶解度为8%B，相在700℃时溶解度为65%B

（1） 示意绘出AB二元合金相图（大于700℃），并注明各

相区；

（2）绘出47%B合金的平衡冷却曲线；

（3） 计算47%B合金在700℃下相组成物的相对量和组织组

成物的相对含量；（4-6章）

（4）试提出一种测定相固溶度曲线的方法。

八(2分)Fe-3%Si合金（bcc）结构的点阵常数a=0.3nm，经形变后研究其回复再结晶机制。回复退火时材料发生多边形化过程，观察到三个亚晶（OA，OB和OC，其长度均为0.2mm）的刃型位错总数为1.198104，设它们均匀分布构成亚晶界，（=120,=80）

（1）求相邻亚晶间的位相差；

（2）若经再结晶后这些亚晶界在原来位置转变为大角晶界，且测得OA的晶界能为0.8J/m2，求其他两个晶界的晶界能。（11

章）