中南大学材料制备技术考试.doc
材料制备技术考试及答案
1．简述鲍林离子晶体结构的规则。
①围绕每一阳离子，形成一个阴离子配位多面体，阴、阳离子的间距决定于它们的半径之和，而阳离子的配位数取决于它们的半径之比。
②静电价规则。
在一个稳定的晶体结构中，从所有相邻接的阳离子到达一个阴离子的静电键的总强度，等于阴离于的电价数。
对于一个规则的配位多面体面言，中心阳离子到达每一配位阴离子的静电键强度S，等于该阳离子的电荷数Z除以它的配位数n，即S＝Z／n。
③在配位结构中，两个阴离子多面体以共棱，特别是共面方式存在时，结构的稳定性便降低。
对于电价高而配位数小的阳离子此效应更显著；当阴、阳离子的半径比接近于该配位多面体稳定的下限值时，此效应更为显著。
④在一个含有不同阳离子的晶体中，电价高而配位数小的那些阳离子，不趋向于相互共有配位多面体的要素。
⑤在一个晶体中，本质不同的结构组元的种类，倾向于为数最少。
这一规则也称为节省规则。
2．解释类质同像并指出发生类质同像的必备条件。
类质同像是指在晶体结构中部分质点为其他质点所代换，晶格常数变化不大，晶体结构保持不变的现象。
如果相互代换的质点可以成任意的比例，称为完全的类质同像。
如果相互代换只局限于一个有限的范围内，则称为不完全类质同像。
当相互代换的质点电价相同时称为等价类质同像，如果相互代换的质点电价不同，则称为异价类质同像，此时，必须有电价补偿，以维持电价的平衡。
类质同像的形成，必须具备下列条件：①质点大小相近。
相互代替的原子(离子)有近似的半径如以r1和r2表示相互代换的原于(离子)半径。
根据经验数据：(r1-r2 )/r2＜15％，完全类质同像；(r1-r2 )/r2 =15％～25％，一般为有限的代换，在高温的条件下完全类质同像；(r1-r2 )/r2=25％～40％，在高温条件下形成有限的代换，低温条件下不能形成类质同像。
②电价总和平衡。
在离子化合物中，类质同像代换前后，离子电价总和应保持平衡。
③相似的化学键性。
类质同像的置换受到化学键性的限制，离子类型不同，惰性气体型离子易形成离子键，而铜型离子趋向于共价结合，这两种不同类型的离子之间，不易形成类质同像代换。
中南大学生物材料复习资料
5.生物医用材料设计方法除了依据一般材料设计的原则，还应考虑哪几个方面？生物机体组织及器官的组成与构造；生物机体及器官的功能；生物机体的生物力学性能；除上述要求外，材料的选择还应满足制备加工以及消毒等要求。
6.影响高分子材料老化的因素有哪些？①原子间的结合力不均匀、不牢固，或一些基团受外界因素作用产生交联或裂解；②结晶度；③太阳光紫外线；④热量；⑤电、高温辐射、机械力；⑥氧、臭氧、水、介质、腐蚀气体；⑧生物机体中的生理环境。
7.植入用新型合金材料的开发一般应遵从哪些原则？（1）材料必须具备较高的化学稳定性及在生理环境下的耐腐蚀性能，呈现生物惰性，减小植入后的生理组织反应，提高生物相容性；（2）材料除具有足够的力学强度外，还必须具有一定的综合力学性能，以满足临床应用的需要，对用于骨科的金属材料，还需考虑降低材料的弹性模量，以提高材料的生物力学相容性；（3）对有摩擦发生的材料，还必须提高其硬度和耐磨性，减少磨损产物对人体的危害。
8.材料与生物体组织可能发生的生物反应有几种？血液反应、组织反应和免疫反应9. 材料设计大体可分为哪几个层次？材料设计通常有哪几种方法？微观层次亚微观层次宏观层次方法：经验性设计定量性设计概率性设计13.提高钛及钛合金的抗腐蚀能力以及硬度和耐磨性的方法有哪些？表面钝化处理高温离子氮化及应用离子注入技术处理14.牙组织主要由哪几部分组成？牙组织由牙釉质、牙本质和牙骨质三部分组成15.常用的消毒灭菌方式有几种？①高温蒸汽灭菌②化学消毒灭菌③辐照灭菌④激光灭菌；⑤气体等离子体灭菌19. 作为生物医用金属材料，首先必须满足哪些基本条件？第一是无毒性；第二是耐生理腐蚀性。
20. 生物医用金属材料在人体生理环境下的腐蚀主要有哪几种类型？1.均匀腐蚀2.点腐蚀3. 电偶腐蚀4. 缝隙腐蚀5. 晶间腐蚀6. 磨蚀7. 疲劳腐蚀8. 应力腐蚀21. 怎样理解弹性模量与生物力学相容性之间的关系？弹性模量是生物医用金属材料的重要物理性质之一，其值过高或过低都不利于广泛应用，即呈现生物力学不相容性。
中南大学材料结构分析试题及答案(5套)
材料结构分析试题1材料学院 材料科学与工程 专业 年级 班级 材料结构分析 课程 200 —200 学年 第 学期（ ）卷 期末考试题（ 120 分钟） 考生姓名 学 号 考试时间 题 号 得 分分 数主考教师： 阅卷教师：一、基本概念题（共8题，每题7分）1．X 射线的本质是什么？是谁首先发现了X 射线，谁揭示了X 射线的本质？ 2．下列哪些晶面属于[111]晶带？（111）、（321）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（0），（12），（12），（01），（212），为什么？-1-1-1-3-1 3．多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？5．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?6．透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何? 7．什么是消光距离? 影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么? 8．倒易点阵与正点阵之间关系如何? 画出fcc 和bcc 晶体的倒易点阵，并标出基本矢量a *, b *, c *。
二、综合及分析题（共4题，每题11分）1．决定X 射线强度的关系式是Mce A F P V V mc e R I I 22222230)()(32-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=θθφπλ， 试说明式中各参数的物理意义?2．比较物相定量分析的外标法、内标法、K 值法、直接比较法和全谱拟合法的优缺点？3．请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之间有何对应关系? 解释为何对称入射(B//[uvw])时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点?4．单晶电子衍射花样的标定有哪几种方法？图1是某低碳钢基体铁素体相的电子衍射花样，请以尝试—校核法为例，说明进行该电子衍射花样标定的过程与步骤。
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历年试题.
“材料学基础”试题 2003.12.专业班级 姓名 学号一、名词解释（24分）1、 晶界非平衡偏聚2、 克肯达尔（Kirkendall ）效应3、 多边化4、 微晶超塑性5、 奥罗万（Orowan ）机制6、 加工硬化二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB 、OD 晶向指数（AD=1/2AB ）。
（8分）三、在fcc 晶体中，位错反应]121[6]112[6]101[2a a a +→能否进行？若反应前的]101[2a 是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分）四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分）五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。
（10分）六、根据Cu-Zn 合金相图回答下列问题：（18分）1、说明α相和η相的晶体结构类型；2、写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）；3、画出850℃时Cu-Zn 合金各相的自由能－成分曲线示意图；4、计算Cu-35%Zn 合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数；5、说明Cu-35%Zn 合金非平衡凝固时，枝晶偏析是否严重，为什么？七、根据三元相图回答下列问题：（20分）1、说明aa0、bb0、cc0箭头的含义；2、分析X成分合金凝固相变过程，说明其在刚凝固完毕和室温下的组织组成物；3、分析Y成分合金凝固相变过程，用数学式表示出Y合金凝固完毕时相组成物的百分数。
金属学试题1.根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题：1）分析氢，氮，碳，硼在α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。
已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，α-Fe：0.124nm，γ-Fe ：0.126nm。
2）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。
3）分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温过程组织变化；4）指出γ的晶体结构、密排方向、密排面、密排面的堆垛顺序、致密度、配位数、晶胞中原子数；指出α和γ的滑移系；5）结合你所学的有关知识，如何提高Fe－C合金的强度；6） Fe －0.1％C 合金在拉伸中，一种情况在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载，另一种情况是去载后时效再加载，试解释前者无屈服现象，后者有屈服现象的原因；7） 固溶处理后进行一定量的冷变形，对合金在随后的回火过程有那些可能的影响？8） Fe －0.1％C 合金制作成齿轮，对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，画出钢在渗碳后的组织分布示意图；渗碳为什么在γ-Fe 中进行而不在α-Fe 中进行，即渗碳温度选择要高于727℃，为什么？ 渗碳温度高于1100ε 会出现什么问题？2.就你所学所有知识，谈谈如何控制和改善金属材料中的组织。
中南大学材料科学与工程学院材基大二下学期试题集锦
晶带和晶带轴:许多平行于同一晶向的不同的晶面组的总称为晶带,而与这些晶面组平行的晶向称为晶带轴.图1为简单立方点阵晶胞,其中ABC 面的面指数是(101),AD 的晶向指数是[111]. 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 ABCDEF 面的晶面指数为(0001)或(001);O AB '面的晶面指数为)1110(; OC 方向的晶向指数 为]0121[或[010];C O '方向的晶向指数为]3121[或[011].画出fcc 晶胞中(111)晶面上的所有[110]晶向;在hcp 晶胞中画出]0211[晶向和)0011(晶面.布拉菲点阵:应该是考虑点阵上的阵点的具体排列而得到的点阵具体排列形式，而不是强调是布拉菲数学计算得到的十四种排列.非晶体:应该是强调组成质点的排列是否规则，而不是强调是一种新的相.试说明晶界对材料性能及变形的影响.晶界影响到材料的各个方面,具有晶界能,影响到多晶材料中的第二相的形状,晶界可以运动,有晶界偏聚,晶界电荷变化,承担载荷传递作用,晶界熔点低,易过烧,晶界是易扩散通道,晶界处易形核,晶界易受腐蚀;晶界对金属材料在常温下强化,高温下弱化.根据等径刚球模型,计算fcc 、bcc 、hcp 晶胞的原子个数,致密度,配位数,原子半径与点阵常数a 的关系,指出晶胞中的密排方向和密排面 考虑hcp 晶胞的配位数,原子半径与点阵常数a 的关系,应该考虑到c/a 的关系c/a ＝1.633,配位数＝12;原子半径r ＝a/2;c/a ≠1.633,配位数＝6＋6;同一个面,原子半径r ＝a/2,不同原子层面上r ＝(c 2/3＋a 2/4)1/2画出一个fcc 晶胞中的{111}面，并画出在（111）面上的<110>方向，指出其晶向指数，在一个晶胞中共有多少这样的{111}<110>组合。
中南大学材料科学与工程学院材基大二下学期试题集锦
晶带和晶带轴:许多平行于同一晶向的不同的晶面组的总称为晶带,而与这些晶面组平行的晶向称为晶带轴.图1为简单立方点阵晶胞,其中ABC 面的面指数是(101),AD 的晶向指数是[111].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ABCDEF 面的晶面指数为(0001)或(001);O AB '面的晶面指数为)1110(; OC 方向的晶向指数 为]0121[或[010];C O '方向的晶向指数为]3121[或[011].画出fcc 晶胞中(111)晶面上的所有[110]晶向;在hcp 晶胞中画出]0211[晶向和)0011(晶面.布拉菲点阵:应该是考虑点阵上的阵点的具体排列而得到的点阵具体排列形式，而不是强调是布拉菲数学计算得到的十四种排列. 非晶体:应该是强调组成质点的排列是否规则，而不是强调是一种新的相. 试说明晶界对材料性能及变形的影响.晶界影响到材料的各个方面,具有晶界能,影响到多晶材料中的第二相的形状,晶界可以运动,有晶界偏聚,晶界电荷变化,承担载荷传递作用,晶界熔点低,易过烧,晶界是易扩散通道,晶界处易形核,晶界易受腐蚀;晶界对金属材料在常温下强化,高温下弱化.根据等径刚球模型,计算fcc 、bcc 、hcp 晶胞的原子个数,致密度,配位数,原子半径与点阵常数a 的关系,指出晶胞中的密排方向和密排面 考虑hcp 晶胞的配位数,原子半径与点阵常数a 的关系,应该考虑到c/a 的关系 c/a ＝1.633,配位数＝12;原子半径r ＝a/2;c/a ≠1.633,配位数＝6＋6;同一个面,原子半径r ＝a/2,不同原子层面 上r ＝(c 2/3＋a 2/4)1/2画出一个fcc 晶胞中的{111}面，并画出在（111）面上的<110>方向，指出其晶向指数，在一个晶胞中共有多少这样的{111}<110>组合。
材料制备技术试卷2013
2013年《材料制备技术》课程期末试卷姓名：李勇锋学号：班级：金材1002日期：2013年11月11日镍基高温合金材料制备技术及研究综述摘要:针对新型镍基高温合金的特性，通过热力学计算并且利用扫描电镜对新型镍基高温金长期时效后的组织稳定性及合金的高温性能进行了研究，利用静态增重法、SEM对新型镍基高温合金的抗氧化性能及氧化机理进行研究和分析，利用SEM对新型镍基高温合金在模拟燃煤环境中的耐腐蚀性能及腐蚀机理研究和分析，得到以下结论：1．新型镍基高温合金在750℃、800℃和850℃时效时表现出良好的组织稳定性，主要析出相为7’相、MC以及微量的M23C6等。
没有发现11相和脆化相。
相的析出。
新型镍基高温合金表现出较高的持久强度，比原型合金的持久强度明显提高。
2．新型镍基高温合金在950℃和1000℃具有较好的抗氧化性能，氧化动力学都遵循抛物线规律，但是每个温度每个试样都有2个抛物线常数％和砀。
新型镍基高温合金氧化膜在氧化过程中，发生了内氧化。
同一温度，试样l的抗氧化性较好于试样2。
同一试样，温度为950℃的抗氧化性能优秀于1000"C的抗氧化性能。
3．新型镍基高温合金在750"C的模拟燃煤环境中遭受的腐蚀过程分为两个阶段：在孕育期合金表面形成了氧化膜，使合金遭受的不严重腐蚀，速腐蚀阶段，腐蚀过程中Co的氧化在合金表面生成的CoS04稳定存在，引起合金严重的腐蚀。
关键词：新型镍基高温合金，微观组织，持久强度，冲击性能，抗氧化性，耐腐蚀性目录前言 (4)一镍基高温合金的发展历程 (4)二国外产业研究概述 (5)三国内产业研究概述 (6)四镍基高温合金 (7)4.1镍基高温合金 (7)4.2镍的特性 (7)4.3镍基高温合金的分类 (8)4.4镍基高温合金的组织特点 (8)4.5镍基高温的热处理 (9)4.6镍基高温合金材料类型 (11)五新型镍基高温合金的长期时效组织和性能测试 (12)5.1合金长期时效组织实验 (12)5.2合金持久拉伸性能测试 (12)5.3合金冲击性能测试 (12)5.4新型镍基高温合金的抗氧化性实验 (12)六现有技术存在问题 (13)七建议及其展望 (13)八相关专利 (14)3前言镍基高温合金在整个高温领域内占有特殊重要的地位，是因为镍基高温合金具有工作温度高、组织稳定，有害相少，抗腐蚀性能好，能在较高温度和应力条件下工作等优点，它被广泛地用来制造航空喷气发动机、各种燃气轮机的最热端部件，如涡轮部分的工作叶片、导向叶片、涡轮盘，燃烧室等。
中南大学《材料科学基础》2020-2021学年第一学期期末试卷
---○---○------○---○---学院专业班级学号姓名…………评卷密封线………………密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按分处理………………评卷密封线…………中南大学期末考试试卷2020——2021学年一学期材料科学基础课程时间100分钟学时，学分，闭卷，总分100分，占总评成绩%年月日题号一二三四五六七八九十合计满分201510202015100得分评卷人复查人一、单项选择题(本题20分，每小题2分)1.材料科学中，下列哪种键合类型不属于金属键？A.离子键B.共价键C.范德华键D.氢键2.在晶体结构中，面心立方(fcc)和体心立方(bcc)的主要区别是什么？A.原子堆积密度B.晶格常数C.对称性D.滑移系统数量3.材料的屈服强度是指：A.材料开始变形的点B.材料失去弹性的点C.材料能够承受的最大应力D.材料发生塑性变形之前所能承受的最大应力4.下列哪项不是陶瓷材料的特点？A.高硬度B.高温稳定性C.高韧性D.耐腐蚀性得分评卷人5.高分子材料的玻璃化转变温度是指：A.熔点B.结晶温度C.高分子链段开始运动的温度D.分解温度6.下列哪种方法不能用于制备纳米材料？A.溶液化学法B.机械合金法C.蒸发沉积法D.热膨胀法7.在固态反应中，通常控制速率的步骤是：A.反应物的扩散B.化学反应C.核生长D.相变8.下列哪种晶体缺陷会影响材料的力学性能？A.点缺陷B.线缺陷C.面缺陷D.所有选项都是9.材料的疲劳寿命可以通过什么图来预测？A.应力-应变图B.S-N曲线C.XRD图谱D.DTGA曲线10.在材料科学中，Hall-Petch关系描述了什么之间的关系？A.晶粒大小和屈服强度B.温度和硬度C.压力和体积D.电流和电阻率二、多项选择题(本题15分，每小题3分，多选，错选，漏选均不得分。
)1.以下哪些因素可以影响材料的导电性？A.温度B.杂质含量C.晶体缺陷D.湿度2.材料断裂过程中可能涉及哪些能量？A.动能B.表面能C.应变能D.热能3.在金属加工过程中，哪些方法可以用来改善材料的力学性能？A.热处理B.冷加工C.添加合金元素D.涂层4.高分子材料可以通过哪些方式交联？A.辐射交联B.化学交联C.热交联D.压力交联5.下列哪些特性是复合材料的优点？A.高强度B.低重量C.各向同性D.可定制性得分评卷人三、判断题（本题10分，每小题1分）1.()金属材料的弹性模量随温度的升高而增加。
中南大学材料成型加工2试卷
1、论述锻压成型加工工艺对锻件的物理性能、微观组织和最终形状的影响规律。
500字以上答：锻压成型工艺过程一般由以下工序组成，即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。
锻压过程中如果工艺不当将可能产生一系列的锻件缺陷。
加热工艺包括装炉温度、加热温度、加热速度、保温时间、炉气成分等。
如果加热不当，例如加热温度过高和加热时间过长，将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。
对于断面尺寸大及导热性差、塑性低的坯料，若加热速度太快，保温时间太短，往往使温度分布不均匀，引起热应力，并使坯料发生开裂。
锻压成形工艺包括变形方式、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态、工模具的情兄和润滑条件等，如果成形工艺不当，将可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各种裂纹、折叠。
寒流、涡流、铸态组织残留等。
锻压成型加工工艺在改善金属微观组织方面主要通过以下几方面改善锻件组织和性能（1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度；（2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；（3）控制晶粒的大小和均匀度；（4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；（5）使组织得到形变强化或形变——相变强化等。
在保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等。
2、论述焊接工艺的类型、及其基本工作原理。
（400字以上至少包括三种主要焊接工艺及其工作原理图）答：○1金属焊接方法按照焊接过程特点，焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。
熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。
熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。
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考试试题
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；
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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。
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
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）
中南大学耐火材料考试重点题目
中南⼤学耐⽕材料考试重点题⽬耐⽕材料问题热⼯设备对耐⽕材料的要求答：（1）.耐⽕度: 在⽆荷重时抵抗⾼温⽽不熔融的性能，耐⽕度仅仅代表耐⽕材料开始熔融软化到⼀定程度时的温度。
（2）. 苛重软化温度: 在⼀定的重负荷和热负荷共同作⽤下达到某⼀特定压缩变形时的温度。
（3）.热震稳定性：耐⽕制品抵抗温度的急剧变化⽽不破坏的性能（4）.⾼温体积温度性：耐⽕材料在⾼温下长期使⽤，其外形体积保持稳定不发⽣变化（收缩或膨胀）的性能，称为⾼温体积稳定性。
（5）抗渣性（6）其它：耐磨性、⾼温蠕变性、⾼温抗折强度、导热性、透⽓性、导电性分类：（⼯艺和材质⼆选⼀）按化学矿物组成分硅酸铝质、硅质、含镁系（1.镁质2.⽩云⽯质3.镁橄榄⽯质4.铬镁）、含碳系（1.碳砖2.⽯墨制品3.碳化硅制品）、特种耐⽕材料（1.⾼温陶瓷材料2.⾦属陶瓷材料3.轻质耐⽕材料4.散状耐⽕材料）按制品成型⽅法分类浇注制品（含泥浆浇注制品）、可塑成型制品、⼲法成型制品、捣固成型制品、热塑压制成型制品、热压制品、熔融浇注制品、锯成制品镁硅粘⼟砖的矿物组成答：MgO ≥84.0% SiO2 5~11% CaO ≤ 2.5% 灼减≤0.5% 体密≥3.51g/cm3耐⽕材料的定义耐⽕度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能⼒、导热系数低和膨胀系数低的⾮⾦属材料。
耐⽕材料的发展⽅向（1）、⾼纯化、致密化、精密化、不定形化、理性化（2）、国内⾼端耐⽕材料性能提⾼的关键：观念更新、理性分析、设备更新与改造、管理⽔平的提⾼、⼈员素质的提⾼不定形耐⽕材料的定义和分类，以及⼯艺和材质由具有⼀定粒度级配的耐⽕⾻料和粉料、结合剂、外加剂混合⽽成的耐⽕材料，⼜称散状耐⽕材料。
按⼯艺特性可分为浇注料、可塑料、捣打料、喷射料、投射料、耐⽕泥、耐⽕涂料等。
它的颗粒及细粉可由任何材质的耐⽕物料组成，并可按原料材质分为：硅质耐⽕材料、黏⼟质耐⽕材料、⾼铝质耐⽕材料、镁质耐⽕材料、⽩云⽯质耐⽕材料、铬质耐⽕材料等。
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超导材料的主要特性有（）、（）、（）和（）。
3超塑性的形成机理主要有（）、（）和（）。
4摩擦搅拌焊焊接接头的焊缝组织可分为（）、（）、（）和（）。
5稀有金属锻件断面开裂可能的形成原因是（）、（）和（）。
6双丰昆连续铸轧过程的凝固行为是（）、（）、（）和（）。
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有色金属凝固的方式有（）、（）和（）。
8中南大学考试试卷
2007 - 2008学年王学期 时间110分钟
材料制备技术 课程 £1学时3学分 考试形式：开卷
专业年级：材料0501和0502
总分100分，占总评成绩80%
一、名词解释（本题20分，每小题5分）
1、连续铸造
2、钎焊
3、连续铸轧
4、CVD
二、填空题（本题30分，每空1分）
有色金属常见的缺陷主要是（）、（）、（）、（）和（）。
钛合金中相稳定元素可分为（）和（），后者又分为（）、（）和慢共析型三种。
三、简答题（本题30分，每小题10分）
1、简述连续铸轧与连铸连轧的区别。
2、简述粉末冶金常用的制粉，成形和烧结技术与方法。
3、简述热喷涂的一般原理与基本工艺流程。
四、论述题（本题20分）
试论述摩擦搅拌焊的优缺点及其应用领域和效果。
答案：
一、名词解释（本题20,每小题5分）
1、连续铸造
将熔融金属连续不断地浇注到被成为结晶器的特殊容器中，凝固的铸件不断从结晶器的另一端被引出（3）,从而获得任意长度的等横截面铸件的铸造方法⑵。
2、钎焊
钎焊是利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料，将钎料与工件一起加热到钎料熔化状态，借助毛细管作用将其吸入到固态间歇内（2）,使钎料与固态工件表面发生原子的相互扩散、溶解和化合而连成整体的焊接方法（3）。
3、连续铸轧
指直接将液态金属连续铸轧成板带坯的工艺。
在这种工艺中，液态金属在辐式结晶器之间，即两个轧孝昆的孝昆缝间一边凝固一边被轧制。
带坯的连续铸轧技术是冶金及材料领域的一项前沿技术，它将合金的熔炼铸造和轧制变形甚至热处理等工序串联为一体，将金属熔体直接“轧制”成带坯或成品带材（2 ）。
连续铸轧是一个很复杂的过程，其铸造和轧制并非是孤立的单独行为，液体金属在两个轧辐的辐缝之间一边凝固一边被轧制，即一方面连续散热与凝固，另一方面还受到轧制作用，而不是铸造过程和热轧过程的简单混合。
在这里轧舞主要起冷凝液体的作用，同时又起到轻量的轧压作用（3）。
4、CVD
化学气相沉积是一种化学的气相生长法，它是指把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质气体供给基片，借助气相的作用或在基片上发生的化学反应生成所需要的膜，它具有设备简单、绕射性好、膜组成控制性好等特点，比较适合于制备陶瓷薄膜（3 ）。
这类方法的实质为利用各种反应，选择适当的温度、气相组成、浓度及压强等参数，可得到不同组分及性质的薄膜，理论上可任意控制薄膜的组成，能够实现以前没有的全新的结构与组成（2 ）。
二、填空题（本题30分，每空1分）
1有色金属常见的缺陷主要是（偏析）、（缩孔、缩松）、（裂纹）、（气孔）和（非金属夹杂）o
2超导材料的主要特性有（零电阻效应）、（约瑟夫森隧道效应）、（完全抗磁）和（同位素效应）。
3超塑性的形成机理主要有（微、细晶超塑性）、（相变超塑性）和（相变致塑，性）。
4摩擦搅拌焊焊接接头的焊缝组织可分为（母材区）、（热影响区）、（变形热影响区）和（焊核热影响区）。
5稀有金属锻件断面开裂可能的形成原因是（锭坯未烧透，变形不均匀）、（拔方时变形速度太快，局部过烧）和（缩孔未除净）。
6双幌连续铸轧过程的凝固行为特点是（冷却速度快）、（压力下结晶）、（凝固壳双亨昆铸轧的凝固行为与铸亨昆同步运动）和（初生枝晶遭破坏，再结晶晶核增加，组织均匀细小）。
7有色金属凝固的方式有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）。
8钛合金中相稳定元素可分为（间隙式）和（替代式）,后者又分为（同晶型）、（快共析型）和慢共析型三种。
三、简答题（本题30分，每小题10分）
1、简述连续铸轧与连铸连轧的区别。
答：前者是指直接将液态金属连续铸轧（continuous cast rol ling）成板带坯的工艺。
在这种工艺中，液态金属在辂式结晶器之间，即两个轧辂的辂缝间一边凝固一边被轧制，轧舞主要是起冷凝熔体的作用，但又起轻量的轧压作用（5）。
而连铸连轧则是指熔体在结晶器中凝固成坯后，在同一生产线上的后续轧机上轧制成半成品或成品带材的工艺（5）。
2、简述粉末冶金常用的制粉，成形和烧结技术与方法。
答：粉末制备技术：雾化制粉（双流，真空，旋转电极，机械力雾化等）、还原法、机械合金化、气相沉积、溶胶凝胶、自蔓燃反应合成（3）;粉末成形技术:喷射沉积、注射成形、挤压成形、粉末锻造、粉末轧制、温压成形、冷热等静压及特种固结技术、爆炸成形（4）;粉末烧结技术：微波烧结、反应烧结、液相烧结、超固相线液相烧结、电火花烧结、快速原位成形（3）。
3、简述热喷涂的一般原理与基本工艺流程
答：热喷涂是利用热源将喷涂材料加热至熔融状态，并通过气流吹动使其雾化后高速喷射到零件表面，形成特定的涂层，以提高工件的姓能的表面技术（4）。
热喷涂过程中，喷涂材
料大致经过以下过程（以粉末热喷涂为例）：加热- 加速-熔化-再加速-撞击基体-凝固-涂层（1）。
基本工艺流程为：1、表面净化；2、表面预加工；3、表面粗化；4、预热；5、喷涂底层；6、喷涂工作层；7、喷后处理。
⑸
四、论述题（本题20分）
试论述摩擦搅拌焊的优缺点及其应用领域和效果。
答：摩擦搅拌焊的概念阐述。
优点：⑴ 焊接接头不易产生缺陷。
焊缝是在塑性状态下受挤压完成的，属固相焊，避免了熔焊时熔池凝固过程产生裂缝、气孔等缺陷。
这对熔池凝固裂缝敏感材料的焊接提供了新工艺，例如焊接高强铝合金是十分有利的。
（2）焊接接头热影响区显微组织变化小。
固相焊加热温度低，热影响区金相组织变化小，如亚稳态相能保持基本不变。
故有利于焊接热处理强化铝合金。
（3）焊接工件不易变形。
焊件有刚性固定，且固相焊加热温度低，故焊件不易变形，焊接较薄铝合金结构如船舱板，小板拼成大板的焊接极为有利，也是熔焊方法难以做到的。
（4）能一次完成较长、较大截面、不同位置的焊接。
由于不是依靠两焊件相对摩擦来进行焊接，根本上改变了传统的摩擦焊只能焊接简单断面的局限性，极大地提高了它的工业应用范围o （5）操作便于机械化自动化，必须由熟练技巧的高水平焊工进行操作。
（6）低成本不用填充材料，也不用保护气体；厚焊接件边缘不用坡口加工；焊接铝材工件不用去氧化膜，只需用溶剂擦去油污即可：对接容许留一定间隙，不苛求装配精度；节能，如单程焊接12. 5 mm厚的铝合金板时使用电量总功率为3kW;由于焊缝不易产生缺陷，对焊后质检无特别要求。
（7）安全（无污染，无烟尘、无辐射）。
8）异种材料的焊接往往容易出现脆性的金属间化合物，有发生裂纹的危险。
但采用FSW新工艺进行固相焊接, 由于在两种材料结合处具有扩展不规则的交界面，有阻止裂纹产生的作用。
特别是导电材料的过渡接头，有扩大交界面减少电阻的作用，因此FSW焊接导电的异种材料特别有利。
（10）缺点：（1）焊件须有刚性固定，反面应有底板。
（2）当焊接结束探头提出工件时，总是产生一个凹坑。
（3）目前焊速不是很高。
应用领域和效果：目前摩擦搅拌焊主要用于铝材料的焊接和异种材料的焊接。
在航空航天工业应用FSW焊接的铝合金有2014 , 2219 , 7050 和多种铝锂合金，板厚在1. 6 ~ 12. 7 mm较为常见（最好附图）（5）。