【材料科学基础经典习题及答案】考试试题5

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【材料科学基础经典习题及答案】考试试题5

【材料科学基础经典习题及答案】考试试题5

2020届材料科学基础经典习题(后附详细答案)1. 在Al-Mg 合金中,x Mg =0.05,计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为24.31,Al 为26.98)。

2.已知Al-Cu 相图中,K =0.16,m =3.2。

若铸件的凝固速率R =3×10-4 cm/s ,温度梯度G =30℃/cm ,扩散系数D =3×10-5cm 2/s ,求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。

3.证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max最大过冷度离液—固界面的距离为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率;w C0Cu —— 合金成分;K —— 平衡分配系数;G —— 温度梯度;D —— 扩散系数;R —— 凝固速率。

说明:液体中熔质分布曲线可表示为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=x D R K K w C Cu C L exp 1104.Mg-Ni 系的一个共晶反应为:546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+⇔w w L NiNi 纯℃α设w 1Ni =C 1为亚共晶合金,w 2Ni =C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的2.5倍,试计算C 1和C 2的成分。

5.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3)分析合金I ,II 的冷却过程;(4) 合金工,II 室温时组织组成物的相对量表达式。

6.根据下列条件画出一个二元系相图,A和B的熔点分别是1000℃和700℃,含w B=0.25的合金正好在500℃完全凝固,它的平衡组织由73.3%的先共晶。

材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,材料的基本组成单元是()。

A. 分子B. 原子C. 离子D. 电子答案:B2. 金属的塑性变形主要是通过()来实现的。

A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案:B3. 在材料科学中,硬度的定义是()。

A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗磨损的能力C. 材料抵抗压缩的能力D. 材料抵抗拉伸的能力答案:B4. 材料的热处理过程中,淬火的主要目的是()。

A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少变形D. 提高导电性答案:A5. 以下哪种材料不属于复合材料?A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢答案:C二、填空题(每空1分,共20分)1. 材料的强度是指材料在受到______作用时,抵抗______的能力。

答案:外力;破坏2. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下,抵抗______的能力。

答案:裂纹存在;断裂3. 材料的疲劳是指材料在______作用下,经过______循环后发生断裂的现象。

答案:交变应力;多次4. 材料的导热性是指材料在______条件下,抵抗______的能力。

答案:温度梯度;热量传递5. 材料的电导率是指材料在单位电场强度下,单位时间内通过单位面积的______。

答案:电荷量三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料的弹性模量和屈服强度的区别。

答案:弹性模量是指材料在弹性范围内,应力与应变的比值,反映了材料抵抗形变的能力。

屈服强度是指材料在受到外力作用下,从弹性变形过渡到塑性变形时的应力值,反映了材料抵抗塑性变形的能力。

2. 描述材料的疲劳破坏过程。

答案:材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段:裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终断裂。

在交变应力作用下,材料内部的微裂纹逐渐扩展,当裂纹扩展到一定程度,材料无法承受继续增加的应力时,就会发生断裂。

3. 什么是材料的热处理?请列举几种常见的热处理方法。

材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案

《材料科学基础》样题及答案试题一一. 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: 形成肖特基缺陷;形成弗仑克尔缺陷(Ag +进入间隙);掺入到Nb 2O 3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。

溶入CaCl 2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态,然而,能量愈高系统愈不稳定,那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。

六.粒径为1μ的球状Al 2O 3由过量的MgO 微粒包围,观察尖晶石的形成,在恒定温度下,第一个小时有20%的Al 2O 3起了反应,计算完全反应的时间:⑴用杨德方程计算;⑵用金斯特林格方程计算。

七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。

八.试从结构和能量的观点解释为什么D 晶界>D 晶内?九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生?十.图3是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:1.写出点P,R,S的成分;2.设有2kgP,问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。

材料科学基础试题及答案

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。

材料学科基础试题答案

材料学科基础试题答案

材料科学基础试题及答案一、出题形式一:填空类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。

3.点缺陷的类型分为空位和间隙原子;当相遇时两者都消失,这一过程称为复合或湮灭。

4.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。

螺型位错的移动方向与柏氏矢量b 垂直,螺型位错的柏氏矢量b方向与位错线t的方向平行。

5.由于界面能的存在,当晶体中存在能降低界面能的异类原子时,这些原子将向境界偏聚,这种现象叫内吸附。

6.均匀形核必须具备的条件是:1.必须过冷;2. 必须具备与一定多冷度相适应的能量起伏和结构起伏。

7.面心立方结构的滑移面是{111},共有 4组,每组滑移面上包含 3 个滑移方向,共有 12 个滑移系。

8.由于晶界阻滞效应及取向差效应,使多晶体的变形抗力比单晶体大,其中,取向差效应是多晶体加工硬化更主要的原因。

9.滑移面应是面间距最大的密排面,滑移方向是原子最密排方向。

10.金属塑性变形时,外力所作的功除了转化为热量之外,还有一小部分被保留在金属内部,表现为残余应力。

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。

13. 晶体中原子在表面、晶界、位错处的扩散速度比原子在晶内的扩散速度快,这种现象叫短路扩散。

14. 回复的初始阶段回复机制以空位迁移为主,后期以位错攀移为主。

15.材料的结合方式有共价键、离子键、金属键和范德华力四种化学键结合方式。

21.细化铸件晶粒的方法有:1、提高过冷度 2、变质处理 3、振动、搅拌。

材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案一、名词解释(每题5分,共25分)1. 晶体缺陷2. 扩散3. 塑性变形4. 应力5. 比热容二、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种材料属于金属材料?A. 玻璃B. 塑料C. 陶瓷D. 铜2. 下列哪种材料属于陶瓷材料?A. 铁B. 铝C. 硅酸盐D. 聚合物3. 下列哪种材料属于高分子材料?A. 玻璃B. 钢铁C. 聚乙烯D. 陶瓷4. 下列哪种材料属于半导体材料?A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁5. 下列哪种材料属于绝缘体?A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述晶体结构的基本类型及其特点。

2. 请简述塑性变形与弹性变形的区别。

3. 请简述材料的热传导原理。

四、计算题(每题15分,共30分)1. 计算一个碳化硅晶体的体积。

已知碳化硅的晶胞参数:a=4.05 Å,b=4.05 Å,c=8.85 Å,α=β=γ=90°。

2. 计算在恒定温度下,将一个100 cm³的铜块加热100℃所需的热量。

已知铜的比热容为0.39J/(g·℃),铜的密度为8.96 g/cm³。

五、论述题(每题20分,共40分)1. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。

2. 论述材料制备方法及其对材料性能的影响。

答案:一、名词解释(每题5分,共25分)1. 晶体缺陷:晶体在生长过程中,由于外界环境的影响,导致其内部结构出现不完整或不符合理想周期性排列的现象。

2. 扩散:物质由高浓度区域向低浓度区域自发地移动的过程。

3. 塑性变形:材料在受到外力作用下,能够产生永久变形而不恢复原状的性质。

4. 应力:单位面积上作用于材料上的力。

5. 比热容:单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。

二、选择题(每题2分,共20分)1. D2. C3. C4. C5. D三、简答题(每题10分,共30分)1. 晶体结构的基本类型及其特点:晶体结构的基本类型有立方晶系、四方晶系、六方晶系和单斜晶系。

2023材料科学基础考卷

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。

材料科学基础复习题与答案

材料科学基础复习题与答案

一、填空题1. 每个面心立方晶胞中的原子数为 4 ,其配位数为12 。

3a, 配位2.晶格常数为a的体心立方晶胞, 其原子数为 2 , 原子半径为4/数为8 ,致密度为0.68 。

3. 刃型位错的柏氏矢量与位错线互相垂直, 螺型位错的柏氏矢量与位错线互相平行。

4. 螺型位错的位错线平行于滑移方向,位错线的运动方向垂直于位错线。

5. 在过冷液体中,晶胚尺寸小于临界尺寸时不能自发长大。

6. 均匀形核既需要结构起伏,又需要能量起伏。

7. 纯金属结晶时,固液界面按微观结构分为光滑界面和粗糙界面。

8.纯金属的实际开始结晶温度总是低于理论结晶温度,这种现象称为过冷,理论结晶温度与实际开始结晶温度之差称为过冷度。

9.合金中的基本相结构,有固溶体和金属化合物两类,其中前者具有较高的综合机械性能,适宜做基体相;后者具有较高的熔点和硬度,适宜做强化相。

10. 间隙相和间隙化合物主要受组元的原子尺寸因素控制。

11.相律是分析相图的重要工具,当系统的压力为常数时,相律的表达式为f=c-p+1。

12.根据相律,二元合金结晶时,最多可有 3 个相平衡共存,这时自由度为0 。

13.根据相区接触法则可以推定,两个单相区之间必定有一个两相区,两个两相区之间必须以 单相区 或 三相共存水平线 隔开。

二元相图的三相区是一条水平线,该区必定与 两相区 以点接触,与 单相区 以线接触。

14. 铸锭的宏观组织是由 表层细晶区 、 柱状晶区 、中心等轴晶区 三个区组成。

15. 莱氏体是共晶转变所形成的 奥氏体 和 渗碳体 组成的混合物。

16. 相变反应式L (液)→(固)+(固)表示 共晶 反应;γ(固)→(固)+(固)表示 共析 反应。

17. 固溶体合金结晶时,其平衡分配系数K o 表示固液两平衡相中的 溶质浓度之比。

18. 铁碳合金中,一次渗碳体由 液相 产生,二次渗碳体由 奥氏体 产生,三次渗碳体由 铁素体 产生。

19. 一个滑移系是由 滑移面 和 滑移方向 组成。

材料科学基础试题及答案

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(每题2分,共20分)1. 材料科学主要研究的是材料的哪些方面?A. 材料的加工方法B. 材料的微观结构C. 材料的性能D. 所有以上选项答案:D2. 金属材料的强度主要取决于其什么?A. 化学成分B. 微观结构C. 宏观尺寸D. 外部环境答案:B3. 以下哪个不是材料的力学性能?A. 硬度B. 韧性C. 导热性D. 弹性答案:C4. 陶瓷材料通常具有哪些特性?A. 高熔点B. 低热导率C. 低电导率D. 所有以上选项答案:D5. 聚合物材料的哪些特性使其在许多应用中受到青睐?A. 可塑性B. 轻质C. 良好的化学稳定性D. 所有以上选项答案:D二、填空题(每空1分,共10分)6. 材料的微观结构包括_______、_______和_______。

答案:晶粒、晶界、相界7. 材料的热处理过程通常包括_______、_______和_______。

答案:加热、保温、冷却8. 金属的塑性变形主要通过_______机制进行。

答案:位错滑移9. 材料的断裂韧性是指材料在_______条件下抵抗断裂的能力。

答案:受到冲击或应力集中10. 复合材料是由两种或两种以上不同_______的材料组合而成。

答案:性质三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述金属的疲劳现象及其影响因素。

答案:金属疲劳是指金属在反复加载和卸载过程中,即使应力水平低于材料的屈服强度,也可能发生断裂的现象。

影响金属疲劳的因素包括应力幅度、加载频率、材料的微观结构、环境条件等。

12. 解释什么是相图,并说明其在材料科学中的重要性。

答案:相图是表示不同组分在特定条件下的相平衡状态的图形。

它在材料科学中的重要性体现在帮助科学家和工程师理解材料的相变行为,预测材料的性能,以及指导材料的加工和应用。

13. 描述聚合物材料的玻璃化转变温度(Tg)及其对聚合物性能的影响。

答案:玻璃化转变温度是聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度。

材料科学基础经典习题及答案

材料科学基础经典习题及答案

第一章 材料科学根底1.作图表示立方晶体的()()()421,210,123晶面及[][][]346,112,021晶向。

2.在六方晶体中,绘出以下常见晶向[][][][][]0121,0211,0110,0112,0001等。

3.写出立方晶体中晶面族{100},{110},{111},{112}等所包括的等价晶面。

4.镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样,为。

试求镁单位晶胞的体积。

Mg 的密度3Mg/m 74.1=m g ρ,相对原子质量为,原子半径。

5.当CN=6时+Na 离子半径为,试问:1) 当CN=4时,其半径为多少?2) 当CN=8时,其半径为多少?6. 试问:在铜〔〕的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少?7.镍为面心立方构造,其原子半径为nm 1246.0=Ni r 。

试确定在镍的〔100〕,〔110〕及〔111〕平面上12mm 中各有多少个原子。

8. 石英()2SiO 的密度为3Mg/m 。

试问: 1) 13m 中有多少个硅原子〔与氧原子〕?2) 当硅与氧的半径分别为与时,其堆积密度为多少〔假设原子是球形的〕?9.在800℃时1010个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动,而在900℃时910个原子中那么只有一个原子,试求其激活能〔J/原子〕。

10.假设将一块铁加热至850℃,然后快速冷却到20℃。

试计算处理前后空位数应增加多少倍〔设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J 〕。

11.设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上、下底面。

假设该滑移面上有一正方形位错环,如果位错环的各段分别与滑移面各边平行,其柏氏矢量b ∥AB 。

1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后,滑移面上产生的滑移台阶应为4个b ,试问这种看法是否正确?为什么?2)指出位错环上各段位错线的类型,并画出位错运动出晶体后,滑移方向及滑移量。

《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

《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( )。

材料科学基础试题及答案

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。

材料科学基础经典习题及答案考试试题

材料科学基础经典习题及答案考试试题

2020届材料科学基础经典习题(后附详细答案)1. 在Al-Mg 合金中,x Mg =0.05,计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为24.31,Al 为26.98)。

2. 已知Al-Cu 相图中,K =0.16,m =3.2。

若铸件的凝固速率R =3×10-4 cm/s ,温度梯度G =30℃/cm ,扩散系数D =3×10-5cm 2/s ,求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。

3.证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max最大过冷度离液—固界面的距离为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率;w C0Cu —— 合金成分;K —— 平衡分配系数;G —— 温度梯度;D —— 扩散系数;R —— 凝固速率。

说明:液体中熔质分布曲线可表示为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=x D R K K w C Cu C L exp 1104.Mg-Ni 系的一个共晶反应为:546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+⇔w w L NiNi 纯℃α设w 1Ni =C 1为亚共晶合金,w 2Ni =C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的2.5倍,试计算C 1和C 2的成分。

5.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3)分析合金I ,II 的冷却过程;(4) 合金工,II 室温时组织组成物的相对量表达式。

6.根据下列条件画出一个二元系相图,A 和B 的熔点分别是1000℃和700℃,含w B =0.25的合金正好在500℃完全凝固,它的平衡组织由73.3%的先共晶。

材料科学基础试题及答案

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。

材料科学基础试题及答案

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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. 组成、结构、性能、加工B. 组成、结构、性能、应用C. 材料、工艺、设备、产品D. 材料、结构、性能、应用答案:B2. 下列哪种材料属于金属材料?A. 碳纤维B. 聚氯乙烯C. 铝合金D. 陶瓷答案:C3. 材料的屈服强度与抗拉强度之间的关系是()。

A. 屈服强度大于抗拉强度B. 屈服强度等于抗拉强度C. 屈服强度小于抗拉强度D. 无固定关系答案:A4. 非晶态材料的特点之一是()。

A. 高强度B. 各向同性C. 无长程有序D. 高导热性答案:C5. 下列关于纳米材料的描述,正确的是()。

A. 纳米材料仅指尺寸在纳米级别的材料B. 纳米材料具有宏观材料的所有性质C. 纳米材料因其尺寸效应表现出特殊性能D. 纳米材料的应用受到限制答案:C二、填空题1. 材料的______和______是决定其宏观性能的基本因素。

答案:组成、结构2. 金属材料的塑性变形主要是通过______和______来实现的。

答案:滑移、孪晶3. 陶瓷材料的主要特点是______、______和______。

答案:高硬度、高强度、耐磨损4. 复合材料是由两种或两种以上不同______、______和______的材料组合而成。

答案:材料类型、性能、形态5. 形状记忆合金在______作用下能够恢复到原始形状。

答案:温度三、简答题1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。

答:材料的疲劳现象是指在反复的应力作用下,材料逐渐产生并扩展裂纹,最终导致断裂的现象。

影响疲劳的因素包括应力的大小和作用方式、材料的微观结构、表面状态、环境条件等。

2. 说明金属材料的冷加工硬化现象及其应用。

答:冷加工硬化是指金属材料在冷加工过程中,由于晶粒变形和位错密度的增加,导致材料的硬度和强度提高,塑性降低的现象。

该现象在制造高强度、高硬度的零件和工具中具有重要应用。

3. 描述陶瓷材料的断裂机理。

材料科学基础经典习题及答案考试试题

材料科学基础经典习题及答案考试试题

2020届材料科学基础经典习题(后附详细答案)1. 在Al-Mg 合金中,x Mg =0.05,计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为24.31,Al 为26.98)。

2. 已知Al-Cu 相图中,K =0.16,m =3.2。

若铸件的凝固速率R =3×10-4 cm/s ,温度梯度G =30℃/cm ,扩散系数D =3×10-5cm 2/s ,求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。

3.证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max最大过冷度离液—固界面的距离为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率;w C0Cu —— 合金成分;K —— 平衡分配系数;G —— 温度梯度;D —— 扩散系数;R —— 凝固速率。

说明:液体中熔质分布曲线可表示为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=x D R K K w C Cu C L exp 1104.Mg-Ni 系的一个共晶反应为:546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+⇔w w L NiNi 纯℃α设w 1Ni =C 1为亚共晶合金,w 2Ni =C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的2.5倍,试计算C 1和C 2的成分。

5.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3)分析合金I ,II 的冷却过程;(4) 合金工,II 室温时组织组成物的相对量表达式。

6.根据下列条件画出一个二元系相图,A 和B 的熔点分别是1000℃和700℃,含w B =0.25的合金正好在500℃完全凝固,它的平衡组织由73.3%的先共晶。

材料科学基础试题及答案

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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(每题2分,共20分)1.在体心立方结构中,柏氏矢量为a[110]的位错( A )分解为a/2[111]+a/2[111].(A) 不能(B) 能(C) 可能2.原子扩散的驱动力是: ( B )(A) 组元的浓度梯度 (B) 组元的化学势梯度 (C) 温度梯度3.凝固的热力学条件为:( D )(A)形核率(B)系统自由能增加(C)能量守衡(D)过冷度4.在TiO2中,当一部分Ti4+还原成Ti3+,为了平衡电荷就出现( A)(A) 氧离子空位 (B) 钛离子空位 (C)阳离子空位5.在三元系浓度三角形中,凡成分位于( A )上的合金,它们含有另两个顶角所代表的两组元含量相等。

(A)通过三角形顶角的中垂线(B)通过三角形顶角的任一直线(C)通过三角形顶角与对边成45°的直线6.有效分配系数ke表示液相的混合程度,其值范围是( B )(A)1<ke<k0 (B)k0<ke<1 (C)ke< k0 <17.A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应,测得界面向A试样方向移动,则( A )(A)A 组元的扩散速率大于B 组元(B)与(A)相反(C)A、B两组元的扩散速率相同8.A和B组成的二元系中出现α和β两相平衡时,两相的成分(x)-自由能(G)的关系为( B )(A)Gα= Gβ (B)dGα= dGβ(C)GA= GB9.凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下那种方法?( B )(A)加入形核剂(B)减小液相的过冷度(C)对液相进行搅拌10.菲克第一定律表述了稳态扩散的特征,即浓度不随( B )变化。

(A)距离(B)时间(C)温度二、名词解释(20分,每题4分)全位错:伯什矢量等于点阵矢量的位错。

再结晶:经受形变的`材料在加热时发生的以无畸变晶粒取代变形晶粒的过程珠光体:铁碳合金共析转变的产物,是共析铁素体和共析渗碳体的层片状混合物。

材料科学基础试题及答案

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材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中,下列哪个不是材料的基本性能?A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学性能答案:C2. 金属材料的塑性变形主要通过哪种机制进行?A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 晶界滑动答案:A3. 陶瓷材料通常具有哪些特性?A. 高韧性B. 高导电性C. 高熔点D. 高塑性答案:C二、填空题1. 材料科学是一门研究材料的________、________、________以及材料与环境相互作用的科学。

答案:组成、结构、性能2. 根据材料的组成和结构,材料可以分为________、________、________和复合材料。

答案:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料三、简答题1. 简述材料科学中的“相”的概念。

答案:在材料科学中,“相”指的是材料中具有相同化学成分和结构的均匀部分。

相可以是固体、液体或气体,并且可以在宏观上观察到。

材料的相可以决定其物理和化学性质。

2. 什么是材料的微观结构?它对材料性能有何影响?答案:材料的微观结构是指材料内部的原子、分子或晶粒的排列方式和分布状态。

微观结构对材料的力学性能、热学性能、电学性能等具有决定性影响,例如晶粒大小、晶界、位错密度等都会显著影响材料的强度、韧性和导电性。

四、计算题1. 已知某金属材料的屈服强度为300 MPa,弹性模量为200 GPa,求其在屈服点的应变。

答案:首先,根据胡克定律,σ = Eε,其中σ是应力,E是弹性模量,ε是应变。

将已知数值代入公式,可得ε = σ/E = 300 MPa / 200 GPa = 0.0015。

2. 若某材料的热膨胀系数为10^-6 K^-1,当温度从20°C升高到100°C时,计算该材料长度的变化百分比。

答案:材料长度的变化量ΔL可以通过公式ΔL = L0αΔT计算,其中L0是原始长度,α是热膨胀系数,ΔT是温度变化。

假设原始长度L0为1m,温度变化ΔT = 100°C - 20°C = 80°C,代入公式得ΔL = 1m * 10^-6 K^-1 * 80 = 8 * 10^-5 m。

(完整版)材料科学基础试卷及答案7套

(完整版)材料科学基础试卷及答案7套

试题1一. 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。

4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态,然而,能量愈高系统愈不稳定,那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。

六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围,观察尖晶石的形成,在恒定温度下,第一个小时有20%的Al2O3起了反应,计算完全反应的时间:⑴用杨德方程计算;⑵用金斯特林格方程计算。

七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。

八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内?九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响?工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生?十.图3是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:1.写出点P,R,S的成分;2.设有2kgP,问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。

(完整版)材料科学基础试题库(内附部分自己整理答案)

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(完整版)材料科学基础试题库(内附部分⾃⼰整理答案)《材料科学基础》试题库⼀、选择1、在柯肯达尔效应中,标记漂移主要原因是扩散偶中 __C___。

A、两组元的原⼦尺⼨不同B、仅⼀组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在⼆元系合⾦相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能⽤于 __B___。

A、单相区中B、两相区中C、三相平衡⽔平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有⽆ _A____。

A、莱⽒体B、珠光体C、铁素体4、原⼦扩散的驱动⼒是 _B____。

A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度5、在置换型固溶体中,原⼦扩散的⽅式⼀般为 __C___。

A、原⼦互换机制B、间隙机制C、空位机制6、在晶体中形成空位的同时⼜产⽣间隙原⼦,这样的缺陷称为 _B____。

A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六⽅结构⾦属的c/a为 __A___。

A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中,三相区的等温截⾯都是⼀个连接的三⾓形,其顶点触及 __A___。

A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表⽰液相的混合程度,其值范围是 _____。

(其中Ko是平衡分配系数)A、1B、KoC、Ke10、⾯⼼⽴⽅晶体的孪晶⾯是 _____。

A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积⾃由能的减少只能补偿表⾯能的 ___B__。

A、1/3B、2/3C、3/412、⾦属结晶过程中( C ):a、临界晶核半径越⼤,形核越易;b、临界晶核形成功越⼤,形核越易;c、过冷度越⼤,形核越易;d、均质形核⽐⾮均质形核容易。

13、三元相图中():a、垂直截⾯图上可应⽤杠杆定律;b、垂直截⾯图上三相区域为直边三⾓形;c、四相共晶反应平⾯在成份投影图上为曲边四边形;d、四相反应为等温反应。

14、三、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。

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2020届材料科学基础经典习题(后附详细答案)1. 在Al-Mg 合金中,x Mg =,计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg的相对原子质量为,Al 为。

2. 已知Al-Cu 相图中,K =,m =。

若铸件的凝固速率R =3×10-4 cm/s ,温度梯度G =30℃/cm ,扩散系数D =3×10-5cm 2/s ,求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。

3.证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max最大过冷度离液—固界面的距离为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率;w C0Cu —— 合金成分;K —— 平衡分配系数;G —— 温度梯度;D —— 扩散系数;R —— 凝固速率。

说明:液体中熔质分布曲线可表示为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=x D R K K w C Cu C L exp 1104.Mg-Ni 系的一个共晶反应为:546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+⇔w w L NiNi 纯℃α设w 1Ni =C 1为亚共晶合金,w 2Ni =C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的倍,试计算C 1和C 2的成分。

5.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3)分析合金I ,II 的冷却过程;(4) 合金工,II 室温时组织组成物的相对量表达式。

6.根据下列条件画出一个二元系相图,A和B的熔点分别是1000℃和700℃,含w B=的合金正好在500℃完全凝固,它的平衡组织由%的先共晶。

和%的(α+β)共晶组成。

而w B=的合金在500℃时的组织由40%的先共晶α和60%的(α+β)共晶组成,并且此合金的α总量为50%。

7.图4-31为Pb-Sb相图。

若用铅锑合金制成的轴瓦,要求其组织为在共晶体基体上分布有相对量为5%的β(Sb)作为硬质点,试求该合金的成分及硬度(已知α(Pb)的硬度为3HB,β(Pb)的硬度为30HB)。

8.参见图4-32 Cu-Zn相图,图中有多少三相平衡,写出它们的反应式。

分析含w Zn=的Cu-Zn合金平衡结晶过程中主要转变反应式及室温下相组成物与组织组成物。

9.计算含碳w C=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量;并计算组织组成物珠光体中渗碳体和铁素体、莱氏体中二次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体的相对量。

10.根据显微组织分析,一灰口铁内石墨的体积占12%,铁素体的体积占88%,试求Wc为多少(已知石墨的密度ρG=cm3,铁素体的密度ρα=cm3)。

11.汽车挡泥板应选用高碳钢还是低碳钢来制造12.当800℃时,(1) C的钢内存在哪些相(2) 写出这些相的成分;(3) 各相所占的分率是多少13.根据Fe-Fe3C相图(见图4-33),(1) 比较w C=的合金在铸态和平衡状态下结晶过程和室温组织有何不同;(2) 比较wc=的合金在慢冷和铸态下结晶过程和室温组织的不同;(3) 说明不同成分区域铁碳合金的工艺性。

14.550℃时有一铝铜合金的固熔体,其成分为x C=。

此合金先被淬火,然后重新加热到100℃以便析出θ。

此θ(CuAl2:)相发展成许多很小的颗粒弥散分布于合金中,致使平均颗粒间距仅为。

(1) 请问1mm3合金内大约形成多少个颗粒(2) 如果我们假设100℃时α中的含Cu量可认为是零,试推算每个9颗粒内有多少个铜原子(已知Al的原子半径为 nm)。

15.如果有某Cu-Ag合金(W Cu=,W Ag= 1000g,请提出一种方案,可从该合金内提炼出100g的Ag,且其中的含Cu量w Cu<(假设液相线和固相线均为直线)。

16.已知和渗碳体相平衡的α-Fe,其固溶度方程为:RT 103.11ex p55.23⨯-=Cwα假设碳在奥氏体中的固熔度方程也类似于此方程,试根据Fe-Fe3C相图写出该方程。

17.一碳钢在平衡冷却条件下,所得显微组织中,含有50%的珠光体和50%的铁素体,问:(1) 此合金中含碳质量分数为多少(2) 若该合金加热到730℃,在平衡条件下将获得什么组织(3) 若加热到850℃,又将得到什么组织18.利用相律判断图4-34所示相图中错误之处。

19.指出下列概念中错误之处,并更正。

(1)固熔体晶粒内存在枝晶偏析,主轴与枝间成分不同,所以整个晶粒不是一个相。

(2) 尽管固熔体合金的结晶速度很快,但是在凝固的某一个瞬间,A、B组元在液相与固相内的化学位都是相等的。

(3) 固熔体合金无论平衡或非平衡结晶过程中,液—固界面上液相成分沿着液相平均成分线变化;固相成分沿着固相平均成分线变化。

(4)在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量。

而共晶线属于三相区,所以杠杆定律不仅适用于两相区,也适用于三相区。

(5)固熔体合金棒顺序结晶过程中,液—固界面推进速度越快,则棒中宏观偏析越严重。

(6) 将固熔体合金棒反复多次“熔化一凝固”,并采用定向快速凝固的方法,可以有效地提纯金属。

(7) 从产生成分过冷的条件01K K D mC R G -⋅<可知,合金中熔质浓度越高,成分过冷区域小,越易形成胞状组织。

(8)厚薄不均匀的Ni-Cu 合金铸件,结晶后薄处易形成树枝状组织,而厚处易形成胞状组织。

(9)不平衡结晶条件下,靠近共晶线端点内侧的合金比外侧的合金易于形成离异共晶组织。

(10)具有包晶转变的合金,室温时的相组成物为。

α+β,其中β相均是包晶转变产物。

(11)用循环水冷却金属模,有利于获得柱状晶区,以提高铸件的致密性。

(12)铁素体与奥氏体的根本区别在于固熔度不同,前者小而后者大。

(13)727℃是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。

(14)在Fe-Fe 3C 系合金中,只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在。

(15)凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变;相反,对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。

(16)无论何种成分的碳钢,随着碳含量的增加,组织中铁素体相对量减少,而珠光体相对量增加。

(17)含碳w C=的共晶白口铁的显微组织中,白色基体为Fe3C,其中包括Fe3C I、Fe3C II、Fe3C III、Fe3C共析和Fe3C共晶等。

(18)观察共析钢的显微组织,发现图中显示渗碳体片层密集程度不同。

凡是片层密集处则碳含量偏多,而疏稀处则碳含量偏少。

(19) 厚薄不均匀的铸件,往往厚处易白口化。

因此,对于这种铸件必须多加碳、少加硅。

(20) 用Ni-Cu合金焊条焊接某合金板料时,发现焊条慢速移动时,焊缝易出现胞状组织,而快速移动时则易于出现树枝状组织。

20.读出图4-35浓度三角形中,C,D,E,F,G,H各合金点的成分。

它们在浓度三角形中所处的位置有什么特点21.在图4-36的浓度三角形中;(1) 写出点P,R,S的成分;(2) 设有2kg P,4kg R,2kg S,求它们混熔后的液体成分点X;(3) 定出w C=,A、B组元浓度之比与S相同的合金成分点Y;(4) 若有2Kg P,问需要多少何种成分的合金Z才能混熔得到6Kg 的成分R的合金。

答案1. w Mg=。

2.1744.010=-=KKRmGDw CuC。

3. 设纯溶剂组元A 的熔点为T A ,液相线与固相线近似为直线,则离界面距离x 处液相线温度T L为:)1(exp 110⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++-=-=x D R K K Mw T mC T T Cu C A L A L但在x 处液相的实际温度T 如附图所示,应为:)2(0Gx K w m T T CuC A +-=因为溶质分布而产生的成分过冷为:)3(exp 1100GxK w m x D R K K mw T T T CuC Cu C L -+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-=-=∆ 令0=∂∆∂x T,得:)4()1(ln 0exp 1)(00⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛---GDK R K mw D R x G x D RD R K K mw Cu C Cu C将(4)代入(3)得: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max4. C 1合金成分为w Mg =,w Ni =;C 2合金成分为w Mg =,w Ni =5. (1)高温区水平线为包晶线,包晶反应:Lj+δk →αn 中温区水平线为共晶线,共晶反应:Ld ′→αg+βh(2)各区域组织组成物如图4—30中所示(3)I 合金的冷却曲线和结晶过程如附图所示。

1~2,均匀的液相L 。

2~3匀晶转变,L →δ不断结晶出δ相。

3~3′,发生包品反应L+δ→α。

3′~4,剩余液相继续结晶为α。

4,凝固完成,全部为α。

4~5,为单一α相,无变化。

5~6,发生脱溶转变α→βII。

室温下的组织为α+βII。

II合金的冷却曲线和结晶过程如附图所示。

1~2,均匀的液相L。

2~3,结晶出α初,随温度下降α相不断析出,液相不断减少。

3~3′,剩余液相发生共晶转变L→α+β。

3′~4,α→βII,β→αII,室温下的组织为。

α初+(α+β)共+βII(4)室温时,合金I、II组织组成物的相对量可由杠杆定律求得。

合金I :%100%100⨯=⨯=eb cb W ebec W II βα 合金II :%100W 100%100)(⨯''⨯'=⨯'⨯''=+g d i d be g b g d ig W gd i d W II ββαα%=共。

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