08级《材料科学基础》试题A

一、填空题（共20分，每空1分）

1、金属弹性变形的主要特点是：

①变形是可逆的，去除外力后变形消失；

②服从虎克定律，应力与应变呈线性关系。

2、滑移时一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合称为滑移系。

3、多晶体变形特点：第一是变形的传递，第二是变形的协调。

4、韧性是材料在断裂以前能够吸收的能量大小的量度。

5、超塑性变形的本质，多数的观点是认为由晶界的滑动与晶粒的转动所致。它没有晶粒的伸长变形，细晶粒和高温是实现这一变形的必要条件。

6、菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随时间变化。

7、从扩散方向考虑，钢加热时，碳化物溶入奥氏体的过程是下坡扩散；而冷却时，碳化物析出的过程是上坡扩散。

8、形核的充分条件是过冷度、能量起伏、结构起伏

9、相律是表示材料系统相平衡的热力学表达式，具体表示系统自由度、

相数和组元数之间的关系。

10、在间隙式和置换式固溶体中，间隙固溶体只能形成有限固溶体。

二、选择题（共10分，每空1分）

1、面心立方结构的铝中，每个铝原子在本层（111）面上的原子配位数为B

A、12；

B、6；

C、4；

D、3

2、密排六方与面心立方均属密排结构，他们的不同点是：D

A、晶胞选取方式不同；

B、原子配位数不同；

C、密排面上，原子排列方式

不同；D、原子密排面的堆垛方式不同

3、纯共晶合金生长时，因为两相的平均成分和液体成分相同，两相协同生长时界面前沿的液体A溶质堆积，A成分过冷，生长的界面呈D生长

A、没有

B、有

C、树枝晶

D、平面式

4、与（113）和（112）同属一晶带的有：C

A、(112)

B、(221),

C、(110)

D、(211)

5、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是：B

A、两组元的电子浓度相同，

B、两组元的晶体结构相同，

C、两组元的原子半径相同，

D、两组元的电负性相同，

6、攀移正是通过原子的扩散而实现的，攀移需要A应力，滑移需要B应力；

A、正

B、负

C、任意

7、间隙相和间隙固溶体的区别之一是D

A、间隙相结构比间隙固溶体简单；

B、间隙相的间隙原子比间隙固溶体中的间

隙原子大；

C、间隙相的固溶度比间隙固溶体大；

D、间隙相的结构和其组元的结构不同

8、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

9、凝固时在形核阶段，只有核胚半径等于或大于临界尺寸时才能成为结晶的核心。

当形成的核胚其半径等于临界尺寸时，体系的自由能变化A。

(A)大于零(B)等于零(C)小于零

10、金属镁的单晶处于软取向时塑性变形量可达100%～200%，但其多晶体的塑性

很差，其主要原因是：C

A、其多晶体晶粒通常粗大；

B、其多晶体通常存在裂纹；

C、其独立滑移系通

常较少；D、因为镁是BCC结构，所以脆性大

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三、问答题（共30分，每题6分）

1、回答下列问题：

(1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向：

(001)与[210]，(111)与[112]，(110)与[111],(132)与[123],(322)与[236］

(2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和（112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。

2、调幅分解反应和一般的形核长大机制有何不同？

答：调幅分解反应不需要形核，新相成分变化、结构不变，界面宽泛(初期无明显分界面)，组织均匀规则，原子扩散为上坡扩散，形核转变率高（3分）一般的形核长大需要形核，新相成分、结构均发生变化，界面明晰，组织均匀性差、不规则，原子扩散为下坡扩散，形核转变率低（3分）

3、拉伸试验主要了解材料的哪些特性？可获得哪些常用的力学性能数据？

答：拉伸试验可用来了解材料的变形与断裂特性。在拉伸试验中，试样在比较短的时间内，以恒定的速率受到拉伸直至断裂。拉伸试验时由记录纸得出的负荷,伸长曲线可以转换为应力一应变曲线(又称应力一应变图)。从拉伸试验可以获得以下几项力学性能：①弹性模量；②规定非比例伸长应力；③抗拉强度；④断后伸长率；⑤断面收缩率。这些性能数据对于工程上的结构设计和金属材料检验是很重要的。

4、位错是否有平衡浓度？为什么？

答：位错没有平衡浓度，原因如下：位错是由大量点缺陷串成线，混乱程度受到限制，熵的作用大减，主要考虑内能，位错总是增加内能，位错越多，越不稳定，热力学要求位错越少越好，故位错没有平衡浓度。虽然热力学不稳定，但因其呈网状分布，故力学上是稳定的。5、简述孪生的主要特点有哪些?

答：1.孪生是滑移受阻而引起的应力集中区，临界切应力比滑移大，如Mg 孪生临界切应力为5.4～24.3Mpa,滑移:0.49 Mpa;

2.高速形成、爆发式，同时伴随应力集中松弛；

3.孪生本身对晶体形变量小，但改变晶体位向，使不利的滑移面有利于滑移。

四、计算题(40分，每题10分)

1、根据下列实验数据绘出概略的二元共晶相图，A组元的熔点为1000℃，B组元的熔点为700℃。w B=25％的合金在500℃凝固完毕，含73.33％初生α相，其余为共晶体(α+β)。含50％B的合金也在500℃凝固完毕，含40％初生α相，其余为共晶体(α+β)，此合金中α相的总量占合金总量的50％。

2. 判断下列位错反应能否进行：

[112][111][111]

362

a a a

+→

[100][111][111]

22

a a

a→+

3、回答下列问题：

(1）通过计算判断(110), (132), (311）晶面是否属于同一晶带？

(2）求（211)和（110）晶面的晶带轴，并列出五个属于该晶带的晶面的密勒指数。

4、计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例

(1)NaF

(1)CaO

已知X Na=0.93,X F=3.98

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