《材料科学基础》模拟试卷(二)
材料科学基础---简答题
材料科学基础---简答题(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二部分简答题第一章原子结构1、原子间的结合键共有几种各自的特点如何【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2、陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。
【模拟题一】答：陶瓷材料中主要的结合键是离子键和共价键。
由于离子键和共价键很强，故陶瓷的抗压强度很高、硬度很高。
因为原子以离子键和共价键结合时，外层电子处于稳定的结构状态，不能自由运动，故陶瓷材料的熔点很高，抗氧化性好、耐高温、化学稳定性高。
第二章固体结构1、为什么密排六方结构不能称为一种空间点阵【11年真题】答：空间点阵中每个阵点应该具有完全相同的周围环境。
密排六方晶体结构位于晶胞内的原子具有不同的周围环境。
如将晶胞角上的一个原子与相应的晶胞之内的一个原子共同组成一个阵点，这样得出的密排六方结构应属于简单六方点阵。
材料科学基础试卷两套与答案
《材料科学基础（1）》试卷及参考答案一、（共40分，每小题5分）1. 指出下面四个图中A 、B 、C 、D 所代表的晶向和晶面2. 写出镍（Ni ，FCC ）晶体中面间距为0.1246nm 的晶面族指数。
镍的点阵常数为0.3524nm 。
3. 根据位错反应必须满足的条件，判断下列位错反应在FCC中能否进行，并确定无外力作2B用时的反应方向：（1）]211[61]112[61]110[21+⇔（2）]111[61]111[21]112[31⇔+（3）]111[31]110[61]112[61⇔+4. 指出下列材料所属的点阵类型。
γ-Fe ；碱金属 ；Mg ；Cu ； NaCl ；贵金属 ；金刚石 ；Cr 。
5. 在FCC 、BCC 和HCP 晶胞中分别画出任一个四面体间隙；并指出其中心的坐标： FCC ；BCC ；HCP ； 每个晶胞中的八面体间隙数量为：FCC 个；BCC 个；HCP 个。
6. 体心单斜是不是一种独立的布拉菲点阵，请说明理由。
7. GaAs 和GaN 分别为闪锌矿和纤锌矿结构，请分别画出二者的一个晶胞。
8. 由600℃降至300℃时，锗晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级。
试计算锗晶体中的空位形成能（波尔兹曼常熟κ＝8.617×10－5eV/K ）二、（15分）有一单晶铝棒，棒轴为]312[，今沿棒轴方向拉伸，请分析： （1）初始滑移系统； （2）双滑移系统（3）开始双滑移时的切变量γ； （4）滑移过程中的转动规律和转轴；（5）试棒的最终取向（假定试棒在达到稳定取向前不断裂）。
三、（10分）如图所示，某晶体滑移面上有一柏氏矢量为b 的圆环形位错环，并受到一均匀切应力τ的作用。
（1）分析各段位错线受力情况，并在图上标示受力方向；（2）在τ作用下，若要使该位错环在晶体中稳定不动，其最小半径为多大？ （提示：位错线张力T ＝αGb 2）四、（15分）有一面心立方晶体，在)111(面滑移的柏氏矢量为]110[2a的右螺型位错，与在)111(面上滑移的柏氏矢量为]011[2a的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线并形成一个新的全位错。
材料科学基础试卷(二)与答案
材料科学基础试卷(二)与参考答案、名词解释 (每小题 1 分，共 10 分 )1．晶胞2．间隙固溶体3．临界晶核4．枝晶偏析5．离异共晶6．反应扩散7．临界分切应力8．回复9．调幅分解10．二次硬化、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A GB V0、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。
（）三、作图题（每小题5分，共15分）1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a）立方晶系（421）, （123），［211］； b）六方晶系（2111），［2113］。
2. 设面心立方晶体中的（111）为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为a - ［110］。
2（1）在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。
（2）在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数3. 如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。
试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图四、相图分析(共20分)⑴就Fe-Fe3C相图，回答下列问题：1•默画出Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图；2. 分析含碳量为I.Owt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织示意图。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指（）。
A. 组织、性能、加工、应用B. 材料、结构、性能、加工C. 材料、结构、性能、应用D. 结构、性能、加工、应用答案：C2. 下列哪种材料属于金属材料？（）。
A. 铝合金B. 碳纤维C. 聚氯乙烯D. 陶瓷答案：A3. 材料的硬度是指（）。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗破坏的能力C. 材料抵抗穿透的能力D. 材料抵抗摩擦的能力答案：A4. 材料的疲劳是指（）。
A. 材料在高温下的性能变化B. 材料在重复应力作用下的性能变化C. 材料在腐蚀环境下的性能变化D. 材料在高压下的的性能变化答案：B5. 材料的蠕变是指（）。
A. 材料在低温下的性能变化B. 材料在长期静载荷作用下发生的缓慢持久变形C. 材料在高速下的的性能变化D. 材料在潮湿环境下的性能变化答案：B二、填空题1. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力，是材料的重要性能指标之一。
答案：强度2. 材料的_________是指材料内部微观结构的排列方式，它直接影响材料的宏观性能。
答案：晶体结构3. 材料的_________是指材料在一定条件下，能够进行塑性变形而不断裂的性质。
答案：韧性4. 材料的_________是指材料在高温下保持性能不变的能力，对于高温环境下使用的材料尤为重要。
答案：热稳定性5. 材料的_________是指材料对电磁场的响应能力，对于电子和通信领域的材料尤为重要。
答案：电磁性能三、简答题1. 请简述材料科学中的“相图”及其作用。
答：相图是用来描述在不同温度、压力和成分比例下，材料可能存在的不同相（如固态、液态、气态）之间的平衡关系的图表。
它可以帮助科学家和工程师了解和预测材料在特定条件下的行为，对于材料的设计、加工和应用具有重要的指导意义。
2. 何为材料的“疲劳寿命”？请举例说明。
答：材料的疲劳寿命是指材料在反复应力作用下能够承受循环次数的总和，直到发生疲劳破坏为止。
材料科学基础试卷
材料科学基础试卷一、选择题1. 在以下选项中，哪个是材料科学研究的基本目标？A. 提高材料的性能和寿命B. 制定新的材料标准C. 推动材料的商业化应用D. 减少材料的生产成本2. 下列哪个属于材料科学的主要研究内容？A. 材料的机械性能B. 材料的表面处理技术C. 材料的市场价值评估D. 材料的生产工艺3. 晶体结构的表征常用的方法是什么？A. 透射电子显微镜（TEM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）D. X射线衍射（XRD）4. 以下哪项不是观察材料中晶体缺陷的常用方法？A. 透射电子显微镜（TEM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 热重分析仪（TGA）D. X射线衍射（XRD）5. 玻璃是一种无序非晶体，其特点是什么？A. 有定型的几何结构B. 具有较高的强度和硬度C. 没有明确的熔点D. 可通过加热重新晶化二、简答题1. 请简述材料科学的定义和研究对象。
材料科学是研究材料的组成、结构、性能和制备工艺等方面的学科。
它的研究对象包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料等各种材料的性质和行为。
2. 简要介绍一下晶体和非晶体的区别。
晶体具有有序的、周期性的原子结构，其原子排列呈现规则的几何形态。
非晶体则没有明确的周期性结构，其原子排列无序。
3. 请简述材料的力学性能和热学性能分别指的是什么。
材料的力学性能指材料在外力作用下的表现，包括强度、硬度、韧性等。
热学性能指材料在温度变化下的行为，包括热膨胀系数、热导率等。
4. 请列举一种主要的材料表面处理技术，并简述其原理。
一种主要的材料表面处理技术是阳极氧化。
其原理是将金属材料作为阳极，通过在电解液中施加电流，使得金属表面产生氧化反应形成氧化膜，从而提高材料的耐腐蚀性和表面硬度。
5. 简述材料的疲劳破坏机理。
材料的疲劳破坏是在交变载荷作用下产生的、逐渐发展的、具有累积性的破坏。
其机理是在应力作用下，材料内部会逐渐形成裂纹，裂纹扩展到一定程度后导致材料断裂。
石德珂《材料科学基础》(第2版)配套模拟试题及详解【圣才出品】
第四部分模拟试题石德珂《材料科学基础》（第2版）配套模拟试题及详解（一）一、选择题（每题3分，共15分）1．在非化学计量化合物ZrO2－x中存在的晶格缺陷是（）。
A．阴离子空位B．阳离子空位C．阴离子填隙D．阳离子填隙【答案】A【解析】非化学计量化合物ZrO2－x中Zr为正四价，那么可见氧离子不足，于是产生氧离子空位，也就是阴离子空位。
2．在烧结过程中，只使坯体的强度逐渐增加，而坯体不发生收缩的传质方式是（）。
A．晶格扩散B．流动传质C．蒸发-凝聚D．溶解-沉淀【答案】C【解析】晶格扩散指原子在晶体内部的扩散过程，其主要机制是空位扩散。
对流传质是指发生在相际之间的非流向传质，即当流体流经与其浓度不同的异相表面时，发生在两相之间的传质现象。
溶解-沉淀的实质是沉淀溶解平衡的移动。
蒸发-凝聚是制备高性能金属及合金超微粉末的有效方法，可用于烧结过程。
3．可以用同一个标准投影图的晶体有（）。
A．立方和菱方晶体B．四方晶体和斜方晶体C．立方和四方晶体D．立方晶体【答案】D4．六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。
A．[1120]B．[2110]C．[2110]D．[1210]【答案】B5．硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是（）。
A．由硅和氧组成的硅氧多面体B．由硅和氧组成的6[SiO]-六面体6C．由硅和氧组成的4[SiO]-四面体4D．由二氧化硅组成的8[Si O]-八面体28【答案】C二、填空题（每题5分，共15分）1．固态烧结的主要传质方式有______、______，而液相烧结的主要传质方式有______和______。
这四种传质过程的△L/L与烧结时间的关系依次为______、______、______和______。
【答案】蒸发-凝聚传质；扩散传质；流动传质；溶解-沉淀传质；【解析】晶格扩散指原子在晶体内部的扩散过程，其主要机制是空位扩散。
对流传质是指发生在相际之间的非流向传质，即当流体流经与其浓度不同的异相表面时，发生在两相之间的传质现象。
2023材料科学基础考卷
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能中，下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力？A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系？A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程？A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题（每题1分，共5分）1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。
（错）2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低，因此容易发生断裂。
（对）3. 材料的熔点越高，其热稳定性越好。
（对）4. 晶体中的位错密度越高，材料的强度越高。
（错）5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。
（错）三、填空题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能包括：____、____、____、____。
2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为：____。
3. 金属材料在塑性变形过程中，位错的运动方式主要有：____、____、____。
4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括：____、____、____。
5. 材料的热处理工艺主要包括：____、____、____。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述晶体与非晶体的区别。
2. 什么是位错？它在材料中的作用是什么？3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。
4. 什么是材料的疲劳？影响材料疲劳寿命的因素有哪些？5. 简述材料表面改性的目的和方法。
五、应用题（每题2分，共10分）1. 已知某金属的屈服强度为200MPa，求在拉伸过程中，当应力达到150MPa时，该金属的塑性应变是多少？2. 一块玻璃在室温下受到外力作用，为什么容易发生脆性断裂？3. 有一块铝合金，其熔点为660℃，现将其加热至700℃，请分析其组织结构可能发生的变化。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第二套试题
武汉理工大学《材料科学基础》考试试卷第二套试卷一、填空题（共20分，每个空1分）1、材料按其化学作用或基本组成可分为（）、（）、高分子材料、复合材料四大类。
2、晶胞是从晶体结构中取出来的反应晶体（）和（）的重复单元。
3、热缺陷形成的一般规律是：当晶体中剩余空隙比较小，如NaCl型结构，容易形成（）缺陷；当晶体中剩余空隙较大时，如萤石CaF2型结构等，容易产生（）缺陷。
4、根据外来组元在基质晶体中所处的位置不同，可分为（）固溶体和间隙型固溶体：按照外来组元在基质晶体中的固溶度，可分为（）固溶体和有限固溶体。
5、硅酸盐熔体中，随着Na2O含量的增加，熔体中聚合物的聚合度（），熔体的粘度（）。
6、当熔体冷却速度很快时，（）增加很快，质点来不及进行有规则排列，晶核形成和晶体长大难以实现，从而形成了（）。
7、粉体在制备过程中，由于反复地破碎，所以不断形成新的表面，而表面例子的极化变形和重排，使表面晶格（），有序性（）。
8、非稳态扩散的特征是空间仟意一点的（）随时间变化，（）随位置变化。
9、动力学上描述成核生长相变，通常以（）、（）、总结晶速率等来描述。
10、温度是影响固相反应的重要外部条件。
一般随温度升高，质点热运动动能（），反应能力和扩散能力（）。
二、判断题（共10分，每个题1分）1、（）位错的滑移模型解释了晶体的实际切变应力与晶体的理论切变强度相差悬殊的内在原因。
2、（）空位扩散机制适用于置换型固溶体的扩散，3、（）一般来说在均匀晶体中引入杂质，都将使扩算系数增加4、（）-般来说，扩散粒子性质与扩散成指性质间差异越大，扩散系数也越大。
5、（）成核生长相变中晶体的生长速*与界面结构和原子迁移密切相关，当析出晶体和熔体组成相同时，晶体长大由扩散控制。
6、（）对于许多物理或化学步骤综合而成的在相反应中，反应速度由反应速度最快的步骤控制。
7、（）在烧结过程中，发生的初次再结晶使大鼎粒长大而小晶粒消失，气孔进入晶粒内部不易排出，烧结速度降低甚至停止。
材料科学基础2复习题及参考答案
材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶：指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉：在常温条件下，以超过原来屈服点强度的拉应力，强行拉伸聚合物，使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
（《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
）4、位错：指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。
（《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象）5、柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别）,形成所谓的“柯氏气团”。
（《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果，使溶质原子趋于聚集在位错周围，以减小畸变，降低体系的能量，使体系更加稳定。
）6、位错密度：单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶：晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力。
（《书》晶体开始滑移时，滑移方向上的分切应力。
）9、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
（《书》随塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象。
）10、热加工：金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
（《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
）11、柏氏矢量：是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
（《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
）反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移：晶体的滑移在两组或者更多的滑移面（系）上同时进行或者交替进行。
13、堆垛层错：晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误，从而导致的沿该层间平面（称为层错面）两侧附近原子的错排的一种面缺陷。
材料科学基础考试题
一、填空（共10分，每个2分）（1）冷变形金属的低温回复主要与（）有关；（2）金属在固态下发生转变主要有晶体结构的变化、（）和（）三种基本变化；（3）孪生变形是在切应力作用下发生的一种（）切变；（4）纯金属在（）梯度下结晶可形成树枝状晶体；二、名词解释：（共16分，每个4分）（1）调幅分解：（2）非均匀形核：（3）退火孪晶：。
（4）二次硬化：三、（8分）Fe-3%Si合金含有体积分数为1%、平均直径为0.05um的MnS粒子，该合金在850℃以下退火过程中，当基体平均晶粒直径达到6um时，晶粒的正常长大即停止，试分析其原因；若在930-1000℃之间退火会发生什么现象？试分析其原因四、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点？（8分）五、（8分）（4-3）在稳态扩散条件下，在厚度为0.2mm的金属薄膜中，一个端面间隙原子浓度为零，另一端面在1200K和1100K时间隙原子的溶解度分别为20kg.m-3和15kg.m-3,相应的间隙原子通过薄膜的速率分别为0.02g.s-1和0.01g.s-1，计算间隙原子在金属中的扩散激活能。
六、影响Ms点的主要因素有哪些？（10分）七、（10分）以Al-Cu合金为例，说明时效合金的脱溶过程及各种脱溶物的特征。
八、（10分）在某体心立方晶体的滑移面内有一长度为L柏氏矢量为b的螺形位错，该位错两端被钉扎，在滑移面内位错线的上方0.5L 处有一半径为R的第二相质点，若该质点为不可变形粒子，画图说明位错运动时与粒子交互作用过程、结果和强化机制；九、（10分）某边长为10mm的立方体单晶，其晶体结构为面心立方，其[001]晶向与圆柱体的轴线平行，在圆柱体的轴线方向施加100N压应力P，计算作用在（-111）滑移面上各滑移系的切应力。
(1MPa=1N/mm2)十、（共10分）示意画出Fe-Fe3C相图（2分），指出水平线的含义和转变产物（3分），计算含碳5.0%的合金在室温的组织组成物（3分）和相组成的相对含量（2分）。
《材料科学基础》试卷及参考答案
《材料科学基础》试卷及参考答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
1. 在下列材料中，哪一类材料结晶时，液-固界面为粗糙界面？（ ）A. 金属材料B. 无机材料C. 高分子材料D. 半导体材料 2. 在三元系中有右图的两种三相平衡区，它们的反应类型分别为（ ）。
A. （a ）是包晶型，（b ）是共晶型B. （a ）是共晶型，（b ）是包晶型C. （a ）、（b ）均为包晶型D. （a ）、（b ）均为共晶型3. 高分子材料随温度的变化，通常有玻璃态、高弹态和粘流态三个物理状态。
则橡胶的工作状态是（ ）。
A. 玻璃态B. 高弹态C. 粘流态D. 高弹态 、粘流态和玻璃态 4. 4p 原子轨道径向分布图中峰数为多少？其钻穿能力比4d （ ）？ A. 3，强 B. 2，强 C. 3，弱 D. 2，弱 5. 在硅酸盐玻璃中减少变性体的量，会使（ ）。
A. 桥氧含量下降，粘度增大B. 桥氧含量增多，粘度减小C. 桥氧含量下降，粘度减小D. 桥氧含量增多，粘度增大6. 在晶体中形成空位时，离位原子迁移到晶体表面，这样的缺陷称为（ ）。
A. 面缺陷 B. 线缺陷 C. 肖脱基缺陷 D. 弗兰克尔缺陷7. 在由扩散控制的反应扩散，相宽度变化关系式为t B L j =∆；由相界面反应速度控制时，新相厚度与时间呈线性关系dt C K d iυχ=。
在实际反应扩散过程中，反应扩散后期受（ ）控制。
A. 界面反应速度 B. 扩散 C. 界面反应速度和扩散 D. 无法确定8. 关于刃型位错应力场，下列说法哪种是不正确的？（ ）A. 各种应力分量的大小与r 成反比B. 应力场对称于多余的半原子面C. 滑移面上只有正应力，无切应力D. 应力场是轴对称的 9. 下列说法正确的是（ ）。
A. 点缺陷是热力学不稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷是热力学不稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能10. 面心立方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（ ）。
材料科学基础习题及参考答案
材料科学基础参考答案材料科学基础第一次作业1.举例说明各种结合键的特点。
⑴金属键：电子共有化，无饱和性，无方向性，趋于形成低能量的密堆结构，金属受力变形时不会破坏金属键，良好的延展性，一般具有良好的导电和导热性。
⑵离子键：大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合，以离子为结合单元，无方向性，无饱和性，正负离子静电引力强，熔点和硬度均较高。
常温时良好的绝缘性，高温熔融状态时，呈现离子导电性。
⑶共价键：有方向性和饱和性，原子共用电子对，配位数比较小，结合牢固，具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点，导电能力差。
⑷范德瓦耳斯力：无方向性，无饱和性，包括静电力、诱导力和色散力。
结合较弱。
⑸氢键：极性分子键，存在于HF，H2O，NF3有方向性和饱和性，键能介于化学键和范德瓦尔斯力之间。
2.在立方晶体系的晶胞图中画出以下晶面和晶向：（1 0 2）、（1 1 -2）、（-2 1 -3），[1 1 0],[1 1 -1],[1 -2 0]和[-3 2 1]。
3. 写出六方晶系的{1 1 -20}，{1 0 -1 2}晶面族和<2 -1 -1 0>,<-1 0 1 1>晶向族中各等价晶面及等价晶向的具体指数。
的等价晶面：的等价晶面：的等价晶向：的等价晶向：4立方点阵的某一晶面（hkl）的面间距为M/，其中M为一正整数，为晶格常数。
该晶面的面法线与a，b，c轴的夹角分别为119.0、43.3和60.9度。
请据此确定晶面指数。
h:k:l=cosα:cosβ:cosγ5.Cu具有FCC结构，其密度为8.9g/cm3，相对原子质量为63.546，求铜的原子半径。
=> R=0.128nm。
6. 写出溶解在γ-Fe中碳原子所处的位置，若此类位置全部被碳原子占据，那么试问在这种情况下，γ-Fe能溶解多少重量百分数的碳？而实际上在γ-Fe中最大的溶解度是多少？两者在数值上有差异的原因是什么？固溶于γ-Fe中的碳原子均处于八面体间隙中，且γ-Fe中的八面体间隙有4个，与一个晶胞中Fe原子个数相等，所以：C wt%=12/(12+56)×100%=17.6%实际上C在γ-Fe中的最大溶解度为2.11%两者数值上有较大差异，是因为此固溶体中，碳原子尺寸比间隙尺寸大，会引起点阵晶格畸变，畸变能升高，限制了碳原子的进一步溶解。
材料科学基础试题
材料科学基础试题第一部分：选择题1.下列选项中，属于金属材料塑性变形方式的是：•[ ] A. 超塑性•[x] B. 屈服•[ ] C. 变形硬化•[ ] D. 断裂2.指定下列选项中，哪种是聚合物材料的特点？•[ ] A. 导电性•[x] B. 良好的绝缘性能•[ ] C. 高硬度•[ ] D. 高熔点3.下列选项中，哪种是半导体材料的特点？•[ ] A. 高导电性•[ ] B. 高硬度•[x] C. 温度变化对其导电性能有显著影响•[ ] D. 低熔点4.钢是一种由铁和下面哪种元素一起合金化制成的材料？•[ ] A. 铜•[x] B. 碳•[ ] C. 锌•[ ] D. 铝5.下列选项中，哪种是陶瓷材料的特点？•[x] A. 高硬度•[ ] B. 导电性•[ ] C. 良好的可塑性•[ ] D. 可熔融第二部分：简答题1. 弹性与塑性的区别是什么？弹性是指材料在外力作用下发生变形后，一旦外力消失，材料会恢复原来的形状和尺寸；塑性是指材料在外力作用下发生变形后，一旦外力消失，材料会保留变形后的形状和尺寸。
2. 请简要描述半导体材料的导电性质。
半导体材料的导电性质与温度密切相关。
在高温下，半导体材料会表现出与金属类似的导电特性，即呈现较高的导电性；而当温度降低时，半导体材料的导电性会显著下降。
此外，半导体材料的导电性还会受掺杂和施加外部电场的影响。
3. 请简述金属材料的结构特点。
金属材料的结构特点是存在于晶体结构中。
金属晶体中的原子通过金属键紧密排列，形成三维有序的晶格结构。
金属结构中的原子以离子晶体排列方式存在，而且具有良好的金属键连接。
这种结构使得金属材料具有良好的导电性、热导性和延展性。
4. 请简要介绍陶瓷材料的特点。
陶瓷材料具有以下特点： - 高硬度：陶瓷材料的硬度一般比金属和聚合物材料高。
- 脆性：陶瓷材料的抗拉强度相对较低，容易发生断裂。
- 优良的耐热性：陶瓷材料具有优异的高温稳定性和耐热性能。
材料科学基础习题集2
12．下列晶向是否与该晶面平行？
−
（1） [112] 与 (111)
−
（2） [110] 与 (121)
−
（3） [012] 与 (121)
（4） [210] 与 (101)
13．下列晶向是否是有关两个晶面的交线？
−
−
（1） [112] 与 (111) 及 (110)
−
−
（2） [101] 与 (111) 及 (111)
分别求出距表面距离为0510121520mm处的碳浓度950时碳的扩散系数5810320号钢含碳为02于930渗碳若渗层深度约定是从表面测定到含碳量为04处为止求层深和时间的关系设气氛的渗碳能力很强表面碳浓度达到奥氏体的饱和值3610小时4
材料科学基础习题集
曾美琴 曾德长 编
华南理工大学 2008 年 3 月
二．思考题
1．空间点阵的主要特点是什么？为什么密排六方晶体结构不能列为一种空间点阵？为什么 说 Cu、NaCl、CaF2 三种晶体结构同属面心立方点阵？
2．在 912℃时，bcc 铁的单位晶胞的体积为 0.02464nm3。在相同温度时，fcc 铁的单位晶胞 的体积是 0.0486nm3。当铁由 bcc 转变为 fcc，其密度改变的百分比是多少？已知 Fe 相对原子质 量为 55.85。
−
7．在立方晶系中绘出{110}、{111}晶面族所包括的晶面及（112）、 (12 0) 晶面。 8．立方晶胞中三点 A、B、C 如图所示，A、B 是晶胞角顶，C 是棱边中点，求： （1）下底面及 ABC 面的晶面指数； （2）下底面JJ及JK ABJJCJK面的JJ法JK 向指数； （3）晶向 AB 、 BC 、 CA 的晶向指数；
-7-
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中的“三基”指的是什么？A. 基础理论、基本技能、基本方法B. 基本元素、基本结构、基本性质C. 基本元素、基本化合物、基本合金D. 基本元素、基本结构、基本性质答案：D2. 材料的硬度通常与哪种性质有关？A. 弹性B. 韧性C. 塑性D. 强度答案：D3. 以下哪个不是金属材料的特性？A. 高熔点B. 良好的导电性C. 良好的延展性D. 良好的热塑性答案：D二、简答题1. 简述材料的疲劳现象。
材料的疲劳现象是指在周期性或波动载荷作用下，材料在远低于其静载荷强度极限的情况下发生断裂。
疲劳通常发生在材料表面或内部缺陷处，由于应力集中而引发微裂纹，随着载荷的循环作用，裂纹逐渐扩展直至断裂。
2. 什么是材料的热处理，它对材料性能有何影响？热处理是一种通过加热和冷却过程来改变金属材料内部结构，从而改善其性能的方法。
热处理可以提高材料的硬度、强度、韧性等，同时也可以通过退火、正火等方法来降低硬度，提高塑性，以适应不同的使用需求。
三、计算题1. 已知某金属的杨氏模量为200 GPa，泊松比为0.3，求该金属在拉伸应力为100 MPa时的应变。
根据胡克定律，应力（σ）与应变（ε）的关系为：σ = E * ε，其中E是杨氏模量。
将已知数据代入公式得：ε = σ / E = 100 MPa / 200 GPa = 5e-4。
2. 某材料在单轴拉伸试验中，当应力达到250 MPa时，其伸长量为0.0005 m。
求该材料的杨氏模量。
杨氏模量E可以通过应力与应变的比值计算得出：E = σ/ ε。
已知应力σ = 250 MPa，伸长量ΔL = 0.0005 m，原长度L未知，但可以通过应变的定义ε = ΔL / L来推导。
由于应变ε很小，可以假设伸长量ΔL远小于原长度L，从而近似ε ≈ ΔL。
代入数据得：E = 250 MPa / 0.0005 = 500 GPa。
四、论述题1. 论述合金化对金属材料性能的影响。
材料科学基础常见题型解析及模拟题
材料科学基础常见题型解析及模拟题摘要：一、材料科学基础概述1.材料科学的定义与分类2.材料科学的重要性二、常见题型解析1.选择题2.填空题3.简答题4.计算题5.分析题三、模拟题及答案解析1.选择题2.填空题3.简答题4.计算题5.分析题正文：材料科学基础常见题型解析及模拟题一、材料科学基础概述材料科学是一门研究材料的制备、结构、性能及其应用的学科，它涉及金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等多种类型。
材料科学在现代科技和工程领域具有举足轻重的地位，它的发展推动了人类社会的进步和技术创新。
二、常见题型解析为了更好地帮助大家掌握材料科学基础知识，本文将对以下几种常见题型进行解析：1.选择题选择题主要考察对基本概念、原理和定律的理解。
在解答选择题时，要仔细审题，正确分析题目所给条件，准确把握各个选项的含义，从而作出正确选择。
2.填空题填空题主要考察对基本概念、公式、数据等的记忆。
在解答填空题时，要注意把握题目的关键词，确保填入的内容准确无误。
3.简答题简答题主要考察对原理、方法、现象等的理解和解释能力。
在解答简答题时，要条理清晰、言简意赅地阐述问题，充分展示自己的思维过程。
4.计算题计算题主要考察对公式、方法的运用能力。
在解答计算题时，要注意审题，正确列式，合理估算，确保计算过程的准确性。
5.分析题分析题主要考察对现象、问题、实验等的分析能力。
在解答分析题时，要结合所学知识，运用逻辑思维，进行全面、深入的分析。
三、模拟题及答案解析为了帮助大家更好地检验自己对材料科学基础知识的掌握程度，本文提供了一些模拟题及其答案解析：1.选择题【示例】以下哪个元素具有最高的电负性？A.氧B.氟C.氯D.钠答案：B2.填空题【示例】金属晶体的最基本结构单元是______。
答案：晶胞3.简答题【示例】简述材料的硬度和强度之间的关系。
答案：材料的硬度是指材料抵抗划痕的能力，而强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
一般来说，硬度高的材料强度也较高，但硬度并非决定强度的唯一因素。
《材料科学基础》试题
5. 硅酸盐属于陶瓷材料，它的基本结构单元是[SiO4]四面体。
于滑移方向，
4. 刃型位错的运动方式有 5. 结晶的热力学条件为
6. 冷变形金属在被加热的过程中，依次发生
ww
7. 在扩散系统中，任一点的浓度不随时间变化，则称这种状态为 8. Al-Cu 合金过饱和固溶体的脱溶顺序： ，故板条马氏体又称为
9. 板条马氏体的亚结构是 10.三元合金相图的成分坐标用
w.
.c
6. 电子化合物的主要结合键是共价键，且具有明显的金属特性。
7. 混合型位错由刃型和螺型位错混合而成，所以具有二个柏氏矢量。 ( 8. 通过扩散而形成新相的现象称为反应扩散。
he
9. 固溶体脱溶形成的新相与母相完全共格时， 界面处弹性应变能最小。 ( 10.贝氏体转变是形核与长大的过程，贝氏体中含有 Fe3C。
三、填表（每空 0.5 分，共 8 分） 公 式
r∗ =
2σ ⋅ Tm Lm ⋅ ΔT
σ y = σ i + Kd
−
1 2
J = −D
dC dx
பைடு நூலகம்
公式名称
各项含义
ww
w.
zh i
na
nc
he
.c
r∗ : σ: Tm : Lm : ∆T :
σy : σi : K: d:
om
J: D: C: x:
材料科学基础考试试卷(doc 27页)
材料科学基础试卷一一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？材料科学基础试卷一一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
材科模拟题
综合模拟测试参考答案一、简答题（每题5分，共30分）1.已知fcc晶体的致密度比bcc晶体的大，请解释为什么fcc的固溶度仍比bcc的大？答：间隙分为四面体间隙和八面体间隙。
在fcc中八面体间隙较大，而bcc中因八面体间隙为扁八面体间隙，故其四面体间隙较大。
因此fcc晶体能够容纳更多的溶质原子。
2.请简述影响固溶体固溶度的因素有哪些。
答：1）原子尺寸因素：置换固溶体的溶质与溶剂原子尺寸越相近固溶度越大。
间隙固溶体的溶质原子与溶剂间隙尺寸越相近固溶度越大。
2）晶体结构因素：置换固溶体溶质溶剂的晶体结构相似固溶度越大。
3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度越大。
4）电子浓度因素：电子浓度越低固溶度越大。
3.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？答：非均匀形核与均匀形核的临界晶核半径相等，但非均匀形核的临界晶核体积小。
非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，但非均匀形核的表面能小于均形核的表面能，即非均匀形核的临界形核功小。
因此非均匀形核比较容易。
4.原子的热运动如何影响扩散？答：原子热运动越强烈，原子的跃迁距离增大，跃迁频率增大，跃迁几率增大，将使得扩散系数增大，即促进扩散。
5.如何区分金属的热变形和冷变形？答：冷、热变形温度的分界是再结晶温度。
6.基体、增强体和界面在复合材料中各起什么作用？答：基体：1）固定和粘附增强体2）保护增强体免受物理化学损伤3）隔离和阻断损伤。
增强体：1）承担载荷；2）阻碍基体变形。
界面：协调变形二、作图计算题（每题10分，共40分）1.请分别计算简单立方晶体与面心立方晶体（100）、（110）和（111）晶面的间距。
晶面（100）（110）（111）23（2分）（2分）面心立方（1分）（2分） （2分）2. 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A ＝0.0539，波耳滋曼常数K ＝1.381×10-23J/K ）答：3. 请判定在fcc 中下列位错反应能否进行：答：几何条件：能量条件：满足几何条件和能量条件，反应可以进行。
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《材料科学基础》模拟试卷（二）一、名词解释(每小题1分，共10分)1．晶胞2．间隙固溶体3．临界晶核4．枝晶偏析5．离异共晶6．反应扩散7．临界分切应力8．回复9．调幅分解10． 二次硬化二、判断正误(每小题1分，共10分)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. 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 B ＜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。
( )三、作图题(每小题5分，共15分)1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(231)，[112]；b)六方晶系(1112)，[3112]。
2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为2a [110]。
(1)在晶胞中画出柏氏矢量的方向并计算出其大小。
(2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。
3.如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。
试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。
四、相图分析(共20分)(1) 就Fe-Fe3C相图，回答下列问题：1. 默画出Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图；2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织示意图。
3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。
4．已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。
(2)右图为固态有限互溶三元共晶相图的投影图，请回答下列问题：1.指出三个液相面的投影区；2.指出e3E线和E点表示的意义；3.分析合金N的平衡结晶过程。
五、在870℃比在930℃渗碳有一定优越性，淬火变形小又可得到较细的晶粒，碳在γ铁中的D 0=2.0×10-5m 2/s,Q =140×103J/mol,请计算：(10分)(a) 870℃时碳在γ铁中的扩散系数；(b) 将渗层加深一倍需多长时间？(c) 若规定0.3%C 作为渗碳层厚度的量度，则在930℃渗碳10小时的渗层厚度为870℃渗碳10小时的多少倍？(气体常数R =8.314J/mol ·K, 渗层厚度Dt αδ=)六、简答题(每题4分，共20分)1. 说明柏氏矢量的确定方法，如何利用柏氏矢量和位错线来判断位错的类型？2. 简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。
3. 为什么晶粒细化既能提高强度，也能改善塑性和韧性？4. 共析钢的奥氏体化有几个主要过程？合金元素对奥氏体化过程有什么影响？5. 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？七、45钢的过冷奥氏体连续转变曲线如图所示，请回答下列问题：（共15分）1. 说明图中A1线、Ms 、1线、2线、3线表示的意义。
2. 过冷奥氏体转变产物有哪些？写出各种转变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特点；3. 在V 1、V 2、V 3、V 4 冷却速度下，各得到何种组织？4. 指出与V 1、V 2、V 3、V 4相对应的热处理工艺名称是什么？参考答案八、名词解释(每小题1分，共10分)1．晶胞: 能完全反映晶格特征的最小几何单元.2．间隙固溶体: 溶质原子占据溶剂晶格间隙形成的固溶体.3．临界晶核: 半径为rK 的晶胚(r<rK,晶胚会消失, r>rK,晶胚可长成晶核.4．枝晶偏析: 固溶体非平衡凝固时不同时刻结晶的固相成分不同导致树枝晶内成分不均匀的现象(或树枝晶晶轴含高熔点组元较多，晶枝间低熔点组元较多的现象).5．离异共晶: 两相分离的共晶组织.6．反应扩散: 通过扩散使溶质组元超过固溶极限而不断生成新相的扩散过程称为反应扩散.7．临界分切应力: 作用于滑移系上并使其沿滑移方面开始滑移的最小分切应力.8．回复: 组织(晶粒外形)改变前在晶粒内发生的某些结构和性能的变化过程.9．调幅分解: 通过扩散偏聚由一种固溶体分解成与母相结构相同而成分不同的两种固溶体.10．二次硬化: 高温回火时回火硬度高于淬火硬度的现象.九、判断正误(每小题1分，共10分)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.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 B＜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。
(×) 十、作图题(每小题5分，共15分)1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系 (421)，(231)，[112]；b)六方晶系(1112)，[3112]。
(略)2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为2a [110]。
(1)在晶胞中画出柏氏矢量的方向并计算出其大小。
|b|=√2 a/2(2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。
刃型位错: (112),螺型位错(110)3. 如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。
试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。
(略)十一、 相图分析(共20分)(1) 就Fe-Fe 3C 相图，回答下列问题：1. 默画出Fe-Fe 3C 相图，用相组成物填写相图；(略)2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织 示意图。
L →L+γ→γ→γ+Fe 3C Ⅱ→P+Fe 3C Ⅱ3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。
Fe 3C Ⅱ=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=22.6%Fe 3C Ⅲ=(0.0218-0.00001)/(6.69-0.00001)=0.325%4．已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。
wc =1.2% , P=92.7%,Fe 3C=7.3%(3) 右图为固态有限互溶三元共晶相图的投影图，请回答下列问题：4. 指出三个液相面的投影区；5. 指出e 3E 线和E 点表示的意义；6. 分析合金N 的平衡结晶过程。
答:1. Ae 1Ee 3A 、 Be 2Ee 1B 、 Ce 3Ee 2C2．e 3E 线：α与γ的共晶线， E 点：三元（四相）共晶点。
3．N 点合金：L →L →γ→L →β+γ→ L →α+β+γ十二、 在870℃比在930℃渗碳有一定优越性，淬火变形小又可得到较细的晶粒，碳在γ铁中的D 0=2.0×10-5m 2/s,Q =140×103J/mol,请计算：(10分)(a) 870℃时碳在γ铁中的扩散系数；(b) 将渗层加深一倍需多长时间？(c) 若规定0.3%C 作为渗碳层厚度的量度，则在930℃渗碳10小时的渗层厚度为870℃渗碳10小时的多少倍？(气体常数R =8.314J/mol ·K, 渗层厚度Dt αδ=)(a) D 870℃=7.98×10-12 m 2/s(b) 4倍时间(c) 1.44倍十三、 简答题(每题4分，共20分)1. 说明柏氏矢量的确定方法，如何利用柏氏矢量和位错线来判断位错的类型？答：首先在位错线周围作一逆时针回路,然后在无位错的晶格内作同样的回路,该回路必不闭合,连接终点与起点即为柏氏矢量. 位错线与柏氏矢量垂直的是刃型位错,平行的是螺型位错.2. 简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。
答: 固溶体凝固时,由于溶质原子在界面前沿液相中的分布发生变化而形成的过冷.3. 为什么晶粒细化既能提高强度，也能改善塑性和韧性？答: 晶粒细化减小晶粒尺寸,增加界面面积,而晶界阻碍位错运动,提高强度; 晶粒数量增加,塑性变形分布更为均匀,塑性提高; 晶界多阻碍裂纹扩展,改善韧性.4. 共析钢的奥氏体化有几个主要过程？合金元素对奥氏体化过程有什么影响？答: 共析钢奥氏体化有4个主要过程: 奥氏体形成、渗碳体溶解、奥氏体均匀化、晶粒长大。
合金元素的主要影响通过碳的扩散体现，碳化物形成元素阻碍碳的扩散，降低奥氏体形成、渗碳体溶解、奥氏体均匀化速度。
5. 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？答：提高钢材耐蚀性的主要方法有：在表面形成致密氧化膜、提高基体电极电位、形成单相组织。
Cr 可形成表面致密氧化膜Cr 2O 3,可提高电极电位，可形成单相铁素体。
十四、 45钢的过冷奥氏体连续转变曲线如图所示，请回答下列问题：（共15分）1. 说明图中A1线、Ms 、1线、2线、3线表示的意义。
2. 过冷奥氏体转变产物有哪些？写出各种转变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特点；3. 在V 1、V 2、V 3、V 4 冷却速度下，各得到何种组织？4. 指出与V 1、V 2、V 3、V 4相对应的热处理工艺名称是什么？答：1. A1线—共析线；Ms —马氏体转变开始线；1线—过冷奥氏体向铁素体转变开始线；2线—珠光体转变终了线；3线—贝氏体转变开始线。
2. 过冷奥氏体转变产物：珠光体，扩散型相变，片状组织，强度较高，塑性较好； 铁素体，扩散型相变，块状组织，强度低，塑性好；马氏体，非扩散型相变，板条或片状，强度高，脆性大； 贝氏体，兼有扩散与非扩散相变特点，上贝氏体，羽毛状，脆性大，下贝氏体，片状，强度高，韧性好。