中南大学材料科学基础-2014考试试题知识分享
中南大学材料科学基础考试试卷
中南⼤学材料科学基础考试试卷中南⼤学考试试卷2001 —— 2002 学年第⼆学期时间 110 分钟材料科学与⼯程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70%⼀、名词解释（5分×8）1、⾦属玻璃2、⾦属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚5、科垂尔⽓团（Cottrell Atmosphere）6、孪⽣7、反应扩散8、变形织构⼆、问答题1、（10分）标出hcp晶胞中晶⾯ABCDEF⾯、ABO⾯的晶⾯指数，OC⽅向、OC⽅向的晶向指数。
这些晶⾯与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产⽣滑移的滑移系。
2、（10分）判断]1101[6]121[6]112[6aaa→+位错反应在⾯⼼⽴⽅晶体中能否进⾏？若两个扩展位错的领先位错发⽣上述反应，会对⾯⼼⽴⽅⾦属性能有何影响。
3、（10分）写出⾮稳态扩散⽅程的表达式，说明影响⽅程中扩散系数的主要因素。
4、（10分）指出影响冷变形后⾦属再结晶温度的主要因素。
要获得尺⼨细⼩的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么?5、（15分）试述针对⼯业纯铝、Al－5％Cu合⾦、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采⽤那些主要的强化机制来进⾏强化。
6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中（1）写出三相平衡和四相平衡反应式；（2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合⾦所在位置，写出该合⾦凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织⽰意图。
7、（20分）Cu－Sn合⾦相图如图所⽰。
（1）写出相图中三条⽔平线的反应式，并画出T1温度下的成分－⾃由能曲线⽰意图；（2）说明Cu－10wt％Sn合⾦平衡和⾮平衡凝固过程，分别画出室温下组织⽰意图；（3）⾮平衡凝固对Cu－5wt％Sn合⾦的组织性能有何影响，如何消除？8、（20分）低层错能的⼯业纯铜铸锭采⽤T＝0.5T熔点温度热加⼯开坯轧制。
（1）画出该材料分别在⾼、低应变速率下热加⼯时的真应⼒－真应变曲线⽰意图，并说明影响曲线变化的各种作⽤机制；（2）开坯后该⾦属在室温下继续进⾏轧制，画出此时的真应⼒－真应变曲线⽰意图，并说明影响曲线变化的机制；（3）开坯后该⾦属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后⼯序中可采⽤那些⽅法，为什么？中南⼤学考试试卷2002 —— 2003 学年第⼆学期时间 110 分钟材料科学与⼯程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70%⼀、填空（0.5X30=15分）1、fcc结构的密排⽅向是_____，密排⾯是____，密排⾯的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原⼦数为___，把原⼦视为半径为r的刚性球时，原⼦的半径是点阵常数a 的关系为_________。
中南大学材料科学基础2013-2014考试试题ppt课件
五、拉制半成品铜丝的过程如图所示，试绘出不同 阶段的组织与性能变化示意图，并加以解释。 （10分）
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六、画出Fe-C平衡相图，标明各相区的相，写出相图中 的所有三相平衡反应方程式，描述T12号钢 (C=1.2%) 的平衡凝固过程和最终室温下的平衡组织。
中南大学考试试卷
一、 填空题（每空0.5分，共25分）（请将答案写在答题纸上）
1、根据结构特点，金属学中通常将相分为 和 两大类。 2、根据几何特征，可将晶体缺陷的分为 ___ 、___ 和 ___ 三类； 3、纯铝、α-Fe、纯镁各属于 _FCC_ 、 _BCC_ 和_HCP__晶体结构； 4、根据原子在相界面上的排列，可以把相界面分为：（1）共格_（2）
4、孪生是金属塑性变形的另一种常见方式，以下描述中不是孪生特 点的有： a孪生所需临界应力远高于滑移时的临界切应力；b孪生 是一种切变过程； c孪生改变了晶体的位向，有利于金属塑性变 形；d密排六方的金属其对称性高，很少发生孪生；
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5、包晶转变的显著特点是： a 包晶转变不能细化合金晶粒；b包晶转 变是个快速的过程；c包晶转变的形成相依附在初晶相上形成；d通常 情况下转变进行的较完全；
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16、T8钢（碳素工具钢）的马氏体形态主要为片状马氏体 ， 它的亚结构为 孪晶马氏体 。
17、单晶体试样拉伸时，其滑移面向着与拉伸轴__平行_的 方向转动，压缩时滑移面朝着与压力轴__垂直_的方向转 动。（平行或垂直）
18、合金工具钢、轴承钢等经轧制、锻造后空冷，所得组织 是片层状珠光体与网状渗碳体， 这种组织硬而脆，不仅难 以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂，一 般采用 正火 热处理工艺消除不利组织。
《材料科学基础》部分章节试题及答案(大学期末复习资料).docx
第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。
解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。
体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。
2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。
4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
材料科学基础复习题答案
材料科学基础复习题答案第一篇：材料科学基础复习题答案材料科学基础复习题答案2.为什么细金化能提高材料的强度和断裂韧性？答：因为晶粒平均直径越小，位错源到晶界的距离越小，所塞积的位错数目越少，所引起的应力集中不严重。
此外，晶粒平均直径较小时，与应力集中作用半径差不多，可使晶内与晶界附近的应力度相差不大，使变形更均匀，因应力集中产生的裂纹机会少，故细金化能提高材料的强度和断裂韧性。
4.晶体、非晶体、准晶体的异同？答：晶体：长程有序，短程有序；非晶体：长程无序，短程有序；准晶体材料：长程有序不完善，短程有序；不能平移。
5.影响晶体生长形态的外因？（简答型）答：温度、杂质、涡流、黏度、结晶速度、晶体析出先后次序、地质条件。
8.晶体的缺陷有哪些？以及各种缺陷对晶体性能的影响？（简答型，或扩展为阐述分析型大题）答：（1）点缺陷、线缺陷和面缺陷。
（2）如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。
因此，无论点缺陷、线缺陷和面缺陷都会造成晶格畸变，从而使晶体强度增加。
同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。
1．在立方系中，晶面族{123}中有24 组平面，晶面族{100}中有3 组平面。
2．获得高能量的原子离开原来的平衡位置，进入其它空位或迁移至晶界或表面，形成肖脱基空位。
如果离位原子进入晶体间隙，形成费仑克尔空位。
11．金属的热变形是指金属材料在再结晶温度以上的加工变形，在此过程中，金属内部同时进行着加工硬化和回复再结晶软化两个过程。
12.扩散的驱动力是化学位梯度；再结晶的驱动力为冷变形所产生的储存能的释放；再结晶后晶粒的长大的驱动力是：晶粒长大前后的界面能差，纯金属结晶的驱动力是温度梯度。
15．材料的结合方式有原子键、离子键、金属键和范德华力四种化学键结合方式。
17.刃型位错的柏氏矢量b与位错线t互相垂直，刃型位错移动的方向与b方向一致。
2014年材料科学基础期中考题A(2) (1)
姓名:__________ 大 连 理 工 大 学 学号：__________课 程 名 称： 材料科学基础 试卷： A 考试形式： 闭卷院系：__________ 授课院(系）：_材料科学与工程学院 考试日期: 2014 年5月 试卷共 8 页 _____ 级_____ 班装 一、解释下列概念（8×2分＝16分）1、空间点阵 由结点在三维空间做周期性排列所形成的三维阵列。
2、肖脱基缺陷 处于晶格结点上的原子离开平衡位置迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置上，而使晶体内部留下空位。
3、柯氏气团 溶质原子或杂质原子与位错交互作用而形成的溶质原子气团.4、Orowan 机制 第二相粒子比基体硬，位错受到粒子的阻挡，形成了包围粒子的位错环，其余部分位错线在线张力作用下迅速被拉直并继续滑移。
5、无限固溶体 若溶质可以任意比例溶入溶剂,即溶质的溶解度可达100%，则固溶体称为无限固溶体。
6、孪晶 孪生区域内晶体结构与母体结构相同，但晶体取向发生了变化,与母体呈镜面对称,构成孪晶。
7、partial dislocation 柏氏矢量小于点阵矢量的位错称为分位错.8、slip system 一个滑移面及其上的一个滑移方向构成一个滑移系.18×1分=18分）1．用字母A 、B 、C 表示FCC 结构（111)面的堆垛次序为 ABCABC ，HCP 结构（0001)面的堆垛次序为 ABAB 。
2．刃位错的割阶为 刃 型位错，扭折为 螺 型位错. 3．BCC 晶体中原子密排方向为 〈111> ，密排面为 {110｝ 。
4．刃型位错的运动方向与位错线 垂直 ；螺型位错的运动方向与位错线 平行 。
5．产生塑性变形的方式主要有 滑移 、 扭折 和 孪生 。
6．相界面按照结构特点可以分为 共格 、 半共格 和 非共格 界面.7．再结晶的驱动力是 变形金属经回复后未被释放的储存能 ,回复的驱动力是 形变储存能 . 8．一个]101[2ab 的螺位错在（111)面上运动，若发生交滑移，则交滑移后在 （—1-11） 面上运动。
(完整版)材料科学基础习题及答案
第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化.二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），( )，（）,（）.2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成( ）。
3、我们把原子在物质内部呈( ）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（）,（ )，（ ).4、三种常见的金属晶格分别为（）,( ）和（）.5、体心立方晶格中，晶胞原子数为（ ),原子半径与晶格常数的关系为( )，配位数是（）,致密度是( ）,密排晶向为（）,密排晶面为（ )，晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（ )，具有体心立方晶格的常见金属有（）。
6、面心立方晶格中，晶胞原子数为（ ),原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是( )，致密度是（），密排晶向为( )，密排晶面为（）,晶胞中八面体间隙个数为( )，四面体间隙个数为（），具有面心立方晶格的常见金属有（）。
7、密排六方晶格中,晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（ ),密排晶面为（），具有密排六方晶格的常见金属有( ）。
8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和( ）。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为（）和（）,按照固溶度分为（）和（），按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为（）和（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是( ），( ），( ），( )。
12、金属化合物(中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（ )、脆性（）,因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），( )，( ）.14、如果用M表示金属，用X表示非金属，间隙相的分子式可以写成如下四种形式，分别是（ )，（），（ )，( ）.15、Fe3C的铁、碳原子比为（)，碳的重量百分数为（），它是( ）的主要强化相。
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第八章回复与再结晶1 名词变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生，称为变形织构；再结晶织构是具有变形织构的金属经过再结晶退火后出现的织构，位向于原变形织构可能相同或不同，但常与原织构有一定位向关系。
再结晶全图：表示冷变形程度、退火温度与再结晶后晶粒大小的关系（保温时间一定）的图。
冷加工与热加工：再结晶温度以上的加工称为热加工，低于再结晶温度又是室温下的加工称为冷加工。
带状组织：多相合金中的各个相在热加工中可能沿着变形方向形成的交替排列称为带状组织；加工流线：金属内部的少量夹杂物在热加工中顺着金属流动的方向伸长和分布，形成一道一道的细线；动态再结晶：低层错能金属由于开展位错宽，位错难于运动而通过动态回复软化，金属在热加工中由温度和外力联合作用发生的再结晶称为动态再结晶。
临界变形度：再结晶后的晶粒大小与冷变形时的变形程度有一定关系，在某个变形程度时再结晶后得到的晶粒特别粗大，对应的冷变形程度称为临界变形度。
二次再结晶：某些金属材料经过严重变形后在较高温度下退火时少数几个晶粒优先长大成为特别粗大的晶粒，周围较细的晶粒逐渐被吞掉的反常长大情况。
退火孪晶：某些面心立方金属和合金经过加工和再结晶退火后出现的孪晶组织。
2 问答1 再结晶与固态相变有何区别？答：再结晶是一种组织转变，从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程，再结晶前后组织形态改变，晶体结构不变；固态相变时，组织形态和晶体结构都改变；晶体结构是否改变是二者的主要区别。
2 简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。
答：变形度较小时以晶界弓出机制形核，变形度大的高层错能金属以亚晶合并机制形核，变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。
冷变形度很小时不发生再结晶，晶粒尺寸基本保持不变，在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大，超过临界变形度后随变形度增大，晶粒尺寸减少，在很大变形度下，加热温度偏高，少数晶粒发二次再结晶，使部分晶粒粗化。
材料科学基础考试试卷参考(带答案)
材料科学基础试卷(一)一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。
任选六题，每小题3分，共18分）1 晶体结构与空间点阵2 热加工与冷加工3 上坡扩散与下坡扩散4 间隙固溶体与间隙化合物5 相与组织6 交滑移与多滑移7 金属键与共价键8 全位错与不全位错9 共晶转变与共析转变二、画图题（任选两题。
每题6分，共12分）1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。
2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。
3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。
4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。
三、简答题（任选6题，回答要点。
每题5分，共 30 分）1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。
3 二元相图中有哪些几何规律？4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？5 材料结晶的必要条件有哪些？6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。
8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？四、分析题（任选1题。
10分）1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。
2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。
3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。
五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分）(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.(2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.(3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.(4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?(5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。
中南大学材料科学基础试题
1.（1）K。
=C2/C1即固液两平衡相中浓度之比值，当K。
<0，由于宏观偏析，先凝固的外层中溶质元素的含量低于后凝固的内层，因为根据溶质原子的分配规律，在不平衡结晶过程中，溶质原子在固相内基本不扩散，则先结晶的固相在溶质原子浓度低于平均成分，而子是边缘先凝固，心部后凝固，故后凝固的心部溶质原子浓度高。
（2）大。
合金的两相区域越大，即液相线与固相线之间的水平距离越大，此时K。
越小，偏析的最大程度为C。
（1-K。
），故两相区域越大，K。
越小，宏观偏析越严重。
（3）减弱。
因为宏观偏析产生的原因是溶质原子在固相和液相中扩散不充分，造成大范围内化学成分不均匀，强对流和搅拌可以加快原子扩散，使扩散更均匀，从而减弱宏观偏析。
（4）可以①振动，搅动。
对即将凝固的金属进行振动或搅动，一方面是依靠以外面输入能量使晶核提前形成，另一方面是使成长中的枝晶破碎，使晶核数目增加，细化晶粒，同时加快扩散，使结晶的固相成分更均匀。
②控制过冷度。
形核率N和正大速度G都与过冷度△T有关，△T上升，N和G上升，但N的增长率大于G的增长率，故在一般金属结晶时的过冷度范围内，△T越大，比值N/G越大，晶粒越细小。
③变质处理。
在浇注前往液态金属中加入形核剂，促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。
2、（1）α相（Cu）晶体结构类型为：面心立方晶格η相（Zn）——为：密排六方晶格（2）902 包晶：（5）严重。
①枝晶偏析的大小与分配系数K。
有关，也即与液相线和固相线间的水平距离或成分间隔有关。
偏析的最大程度为C。
（1-K。
），由于K。
<1, K。
越小偏析越大。
K。
=②溶质的扩散能力对偏析程度有影响，如果结晶温度较高，溶质原子扩散能力又大，则偏析程度较小，反之，偏析程度较大。
③冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。
3、对再结晶形核机制的影响：（1）随着变形程度的不同，再结晶核心一般通过两种方式形成：一是某些亚晶界的迅速成长而变为核心，即亚晶形核，多发生在较大冷塑性变形的金属中；二是原晶界的某些部位突然迅速成长变为核心，即凸出形核，多发生在较小塑性变形的金属中。
中南大学材料科学基础题库及答案扩散
第十章 原子扩散1、 简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。
答： 影响扩散的因素主要有温度，温度越高，扩散越快；晶体缺陷如界面、晶界位错容易扩散；不同致密度的晶体结构溶质原子扩散速度不一样，低致密度的晶体中溶质原子扩散快，各向异性也影响溶质原子扩散；在间隙固溶体中溶质原子扩散容易；扩散原子性质与基体金属性质差别越大，扩散越容易；一般溶质原子浓度越高，扩散越快；加入其它组元与溶质原子形成化合物阻碍其扩散。
2、Ni 板与Ta 板中有0.05mm 厚MgO 板作为阻挡层，1400℃时Ni ＋通过MgO 向Ta 中扩散，此时Ni ＋在MgO 中的扩散系数为D=9×10－12cm 2/s ，Ni 的点阵常数为3.6×10－8cm 。
问每秒钟通过MgO 阻挡层在2×2cm 2的面积上扩散的Ni ＋数目，并求出要扩散走1mm 厚的Ni 层需要的时间。
答：Ni 为fcc 结构，一个晶胞中的原子个数为4，依题意有：在Ni/MgO 界面镍板一侧的Ni 的浓度C Ni 为100%，每cm 3中Ni 原子个数为：N Ni/MgO =(4原子/晶胞)/(3.6×10－8cm 3)=8.57×1022原子/cm 3，在Ta/MgO 界面Ta 板一侧的Ni 的浓度0%，这种扩散属于稳态扩散，可以利用菲克第一定律求解。
故浓度梯度为dc/dx ＝（0－8.57×1022原子/cm 3）/（0.05cm ）＝－1.71×1024原子/（cm 3.cm ）， 则Ni 原子通过MgO 层的扩散通量：J ＝－D （dc/dx ）=－9×10－12cm 2/s ×(－1.71×1024原子/（cm 3.cm ）) =1.54×1013Ni 原子/（cm 2.s)每秒钟在2×2cm 2的面积上通过MgO 层扩散的Ni 原子总数N 为 N ＝J ×面积＝[1.54×1013Ni 原子/（cm 2.s)]×4cm 2=6.16×1013Ni 原子/s 。
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. 下列关于材料的定义，正确的是：A. 材料是指由天然资源或人工合成的物质，用于满足人类需求的实体。
B. 材料是指具有一定形态和组织结构的物质，能够展现出特定的性能和功能。
C. 材料是指具有一定物理、化学特征的物质，通过特定的加工过程得到的产品。
D. 材料是指用于制造产品的原始原料，主要包括金属、塑料和木材等。
答案：A2. 下列关于材料分类的说法，正确的是：A. 根据组成方式可将材料分为金属材料、非金属材料和半导体材料。
B. 根据材料的用途可将材料分为结构材料、功能材料和生物医用材料。
C. 根据材料的产生方式可将材料分为天然材料、人工合成材料和再生材料。
D. 根据材料的电导性可将材料分为导电材料、绝缘材料和半导体材料。
答案：B3. 下列关于材料性能的描述，正确的是：A. 机械性能是指材料的硬度、强度、韧性等方面的性质。
B. 热性能是指材料在热环境下的稳定性和导热性等方面的性质。
C. 光学性能是指材料对光的吸收、传输和反射等方面的性质。
D. 电磁性能是指材料对电磁波的传导和屏蔽等方面的性质。
答案：A二、填空题1. 下列是常见材料的表征方法中，________是通过观察材料的形貌、组织结构和晶体形态等方面对材料进行表征的方法。
答案：显微镜观察2. __________是材料用于测量、感知、存储、处理等方面的性能和功能。
答案：功能材料3. __________是制备金属材料的常用加工方法之一，通过热处理和机械加工使材料形成所需形状和性能。
答案：冶金加工三、简答题1. 请简述材料的晶体结构及其对材料性能的影响。
答：材料的晶体结构是指材料中原子、离子或分子的排列方式和周期性特征。
不同的晶体结构决定了材料的特定性能。
例如，金属材料的晶体结构主要为面心立方、体心立方和密堆积等形式，这种结构使金属具有优良的导电性和可塑性。
另外，晶体结构还影响材料的硬度、热膨胀性、熔点等性能。
因此，了解材料的晶体结构对于研究和设计高性能材料具有重要意义。
中南大学材料科学基础习题
中南大学材料科学基础习题第一章原子排列本章需掌握的内容：材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性；晶体学基础：晶体的概念，晶体特性，晶体的应用空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。
晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。
典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp；晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。
了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb 非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构分子相结构 1. 填空 1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________，把原子视为刚性球时，原子的半径是____________；bcc结构的密排方向是_______，密排面是_____________致密度为___________配位数是________________ 晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________；hcp结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______，致密度为___________配位数是________________，晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________。
2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。
中南大学材料科学基础考试试卷
中南大学考试试卷2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、名词解释（5分×8）1、金属玻璃2、金属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere）6、孪生7、反应扩散8、变形织构二、问答题1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。
这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。
2、（10分）判断]1101[6]121[6]112[6aaa→+位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。
3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。
4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。
要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么?5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。
6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中（1）写出三相平衡和四相平衡反应式；（2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合金所在位置，写出该合金凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织示意图。
7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。
（1）写出相图中三条水平线的反应式，并画出T1温度下的成分－自由能曲线示意图；（2）说明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固过程，分别画出室温下组织示意图；（3）非平衡凝固对Cu－5wt％Sn合金的组织性能有何影响，如何消除？8、（20分）低层错能的工业纯铜铸锭采用T＝0.5T熔点温度热加工开坯轧制。
（1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制；（2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制；（3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？中南大学考试试卷2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、填空（0.5X30=15分）1、fcc结构的密排方向是_____，密排面是____，密排面的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r 的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。
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材料科学基础试题库中南大学材料科学基础题库答案导读：就爱阅读网友为您分享以下“中南大学材料科学基础题库答案”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to的支持!带状组织：多相合金中的各个相在热加工中可能沿着变形方向形成的交替排列称为带状组织；加工流线：金属内部的少量夹杂物在热加工中顺着金属流动的方向伸长和分布，形成一道一道的细线；动态再结晶：低层错能金属由于开展位错宽，位错难于运动而通过动态回复软化，金属在热加工中由温度和外力联合作用发生的再结晶称为动态再结晶。
临界变形度：再结晶后的晶粒大小与冷变形时的变形程度有一定关系，在某个变形程度时再结晶后得到的晶粒特别粗大，对应的冷变形程度称为临界变形度。
二次再结晶：某些金属材料经过严重变形后在较高温度下退火时少数几个晶粒优先长大成为特别粗大的晶粒，周围较细的晶粒逐渐被吞掉的反常长大情况。
退火孪晶：某些面心立方金属和合金经过加工和再结晶退火后出现的孪晶组织。
2 问答1 结晶前后组织形态改变，晶体结构不变；固态相变时，组织形态和晶体结构都改变；晶体结构是否改变是二者的主要区别。
2 合并机制形核，变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。
冷变形度很小时不发生再结晶，晶粒尺寸基本保持不变，在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大，超过临界变形度后随变形度增大，晶粒尺寸减少，在很大变形度下，加热温度偏高，少数晶粒发二次再结晶，使部分晶粒粗化。
3 灯泡中W丝在高温下工作，晶粒长大后在热应力作用下破断，延长钨丝寿命的方法可以加入第二相质点阻止晶粒在加热时长大，如加入ThO2颗粒；或在烧结中使制品中形成微细的空隙也可以抑制晶粒长大，如加入少量K、Al、Si等杂质，在烧结时汽化形成极小的气泡。
4 户外用的架空铜导线要求一定的强度可以进行回复退火，只去应力，保留强度；户内电灯用花线可以进行再结晶退火，软化金属，降低电阻率。
5 1）纯铝经90%冷变形后在70? ，150? ，300? 保温后空冷的组织示意图如图。
《材料科学基础》考试重点及答案
《材料科学基础》考试重点及答案1晶体点阵有实际原子、离子、分子或各种原子集团，按一定几何规律的具体排列方式称为晶体结构或为晶体点阵。
2晶格用以描述晶体中原子排列规律的空间格架。
3配位数原子周围最近邻等距离的原子数目；在离子晶体里，一个正离子周围的最近邻负离子数称为配位数。
4晶体缺陷晶体中原子偏离其平衡位置而出现的不完整性区域。
5位错晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。
6位错反应有两个位错合成为一个新位错或有一个位错分解为几个新位错的过程。
7小角晶界两个相邻晶粒位向差小于10度的晶界称为小角晶界。
8晶面能由于晶界上原子排列不规律产生点阵畸变，引起能量升高，这部分能量称为晶面能。
9固熔体固态下一种组元熔解在另一种组元中而形成的新相。
10间隙相又称为简单间隙化合物非金属原子与过渡族原子的半径的比值小于0.59，化合物具有比较简单的结构称为间隙化合物。
11过冷度实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差称为过冷度。
12均匀形核在过冷的液态金属中，依靠液态金属本身的能量变化获得驱动力由晶胚直接形核的过程。
13非均匀形核在过冷液态金属中，若晶胚是依附在其他物质表面上成核的过程。
14形核率单位时间单位体积内所形成的晶核数目。
15相图又称状态图或平衡图表示材料系统中相得状态与温度及成分之间关系的一种图形。
成分过冷这种有液相成分改变而形成的的过冷。
16伪共晶这种有非共晶成分的合金得到的共晶组织。
17包晶转变当有些合金凝固到达一定温度时，已结晶出来的一定成分的固相与剩余的液相发生反应生成另一种固相，这种转变为共晶转变。
18 扩散第一定律：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质量（通称为扩散通量）与该截面处的浓度梯度成正比。
19 科肯道尔效应：由于两种原子扩散速度不同，导致扩散偶的一侧向另一侧发生物质静输送的性质。
20 本征扩散：以本征缺陷为媒介发生的扩散称为本征扩散。
(处于热平衡状态的晶体内部总存在一定数量的点缺陷，这类点缺陷也称为本征缺陷)。
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20、液态金属凝固时，粗糙界面晶体的长大机制是__连续长 大___；
21. 再结晶的驱动力是__变形储能_，再结晶全图是表示__变 形量 ，_晶粒大小_与温度关系的立体图；
22.一般铸锭中的枝晶偏析常采用 均匀化 热处理工艺消除；
四、试画出简单立方晶体结构（112）晶面与[ 121] 晶向。（6分，每个晶面和晶向3分）
五、拉制半成品铜丝的过程如图所示，试绘出不同 阶段的组织与性能变化示意图，并加以解释。 （10分）
六、画出Fe-C平衡相图，标明各相区的相，写出相图中 的所有三相平衡反应方程式，描述T12号钢 (C=1.2%) 的平衡凝固过程和最终室温下的平衡组织。
中南大学材料科学基础20132014考试试题
9. 钢的淬透性越高，说明临界冷却速度越__小__
10. 工业中习惯上将变速箱轴进行调质处理，即 淬火 和随后 的 回火 相结合的热处理工艺。
11. 黄铜制品为防止应力腐蚀开裂，通常应用 消除应力退火 的 方法处理。
12．与铝合金比较，锌合金冷变形时更容易发生__孪生_ （孪 生或滑移）
23.通常情况下，液态金属均质形核时，体系自由能的变化包 括两部分，其中__界面_自由能是形核的阻力，_体积__自 由能是形核的动力；液态纯金属凝固时，临界晶核半径与 过冷度成 反比 比；
24.固溶体合金凝固时，由于存在 成分过冷 ，晶体可能由平 面状生长变为胞状或树枝状生长。
25.单相纯金属经过冷变形后 空位、位错 密度将大量增加， 在其后的回复过程中会发生它的 消失、重组 运动；
16、T8钢（碳素工具钢）的马氏体形态主要为片状马氏体 ， 它的亚结构为 孪晶马氏体 。
17、单晶体试样拉伸时，其滑移面向着与拉伸轴__平行_的 方向转动，压缩时滑移面朝着与压力轴__垂直_的方向转 动。（平行或垂直）
18、合金工具钢、轴承钢等经轧制、锻造后空冷，所得组织 是片层状珠光体与网状渗碳体， 这种组织硬而脆，不仅难 以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂，一 般采用 正火 热处理工艺消除不利组织。
9、冷加工金属回复时位错
a 大量消失 b增殖
c 重排
10、含碳量1％的碳钢平衡结晶到室温，则在室温下该合金中_______
a 相组成物是铁素体和渗碳体 b组织组成物为铁素体和二次渗碳体
c 珠光体含量为96％ ; d 铁素体总含量为80%。
三、名词解释（共12分，每题3分）
1、加工硬化； 2、粒状珠光体; 3、球化退火； 4、成分过冷
2、根据珠光体片间距的大小将珠光体分为三种，在550~600℃范围形 成的珠光体类组织我们称为
a 上贝氏体 b索氏体c马氏体 d 莱氏体 e 魏氏体 f屈氏体
3、按照晶体结构，可将合金相分为______
a 共价键化合物和原子键化合物 b 离子晶体和原子晶体
c 固溶体和金属间化合物
d置换固溶体和间隙固溶体
6、冷变形金属在回复和再结晶过程中性能数值上升的是： a 强度 b 延 展性 c 电阻率 d硬度
7、为获得细小的晶粒的铝合金，可采用如下工艺
a 固溶处理 b 变质处理 C 调质处理 d 冷变形
8、多晶体铝合金冷塑性变形后，常出现以下组织结构的变化,以下选项 中不正确的是：
a亚结构的细化; b魏氏体出现; c纤维组织出现; d 残余应力; f变形织构
13.铝合金板材深冲时常出现制耳，它是由于_各向异性_造成 的；
14.钢中贝氏体体中铁素体针细小，分布均匀，在铁素体中又 沉淀，析出大量细小、弥散的碳化物；因此，其强韧性较高， 在生产中为获得该组织多采用_等温淬火_工艺；
15. 对于过热钢件，进行一次 完全退火 或 正火 ，然后再按工 艺规程进行淬火，便可以纠正过热组织。
（14分）
七、湘潭钢铁厂生产的20CrMnTi主要用来制备摩托车齿
轮，其典型生产工艺为，熔铸-退火-下料-锻造-正火-切
削加工—渗碳-淬火-低温回火-喷丸-磨削加工，说明以
上所用的热处理工艺的主要目的，以及不同热处理后
钢的组织是什么？
（16分）
八、列举4种强化金属和合金的方法；指出晶粒大小对材
料的机械性能影响的特殊性？如何获得细小的再结晶
4、孪生是金属塑性变形的另一种常见方式，以下描述中不是孪生特 点的有： a孪生所需临界应力远高于滑移时的临界切应力；b孪生 是一种切变过程； c孪生改变了晶体的位向，有利于金属塑性变 形；d密排六方的金属其对称性高，很少发生孪生；
5、包晶转变的显著特点是： a 包晶转变不能细化合金晶粒；b包晶转 变是个快速的过程；c包晶转变的形成相依附在初晶相上形成；d通常 情况下转变进行的较完全；
晶粒？
（12分）
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26. 通常根据_再结晶__温度来划分冷加工和热加工。
27. 按原子扩散情况来分，马氏体转变属__切变型__ 转变， 而珠光体转变属_扩散型__转变。
二、单项择题题（每题0.5分，共5分）
1、晶体结构和空间点阵之间的关系为：
。
a空间点阵和晶体结构没有关系; b空间点阵反映晶体结构中质点排 列的周期规律性; c空间点阵等同于实际晶体结构;d空间点阵的结点 是晶体结构中的原子