2010-2011材料工程基础考试卷(A)

中国矿业大学2010～2011学年第 1 学期

《材料工程基础》试卷（A ）卷

考试时间：120 分钟 考试方式：半开卷

学院 班级 姓名 学号

一、填空题（每空0.5分，共20分）

1．实际液态金属结构存在着 起伏、 起伏和成分起伏。 2．合金的液相线温度T L 和固相线温度T S 之差越大，其浇注过程的充型能力越 ，凝固过程越倾向于 凝固方式，缩松形成倾向越 。

3．公式1

1A V R 中，V 1和A 1可理解为铸件的体积和表面积，R 表示铸件的 。铸件凝固时间随R 而延长。

4．流体的流动分为 和 两种类型，其流动状态由雷诺数决定，当雷诺数Re>2320时，流体以 方式流动。

5．Jakson 因子α可以作为固-液界面微观结构的判据，凡α≤2的晶体，其生在界面为 ，凡α>5的晶体，其生在界面为 。

6．铸件的宏观组织通常由 、 和 组成。其中 是航空发动机叶片生产所期望获得的组织。

7．合金在凝固过程中发生的 现象称为偏析。根据偏析范围的不同，可将偏析分为 和 两大类。

8．焊接传热的形式中， 是主要的传热形式。

9．焊接性中的结合性是指焊接时产生 的敏感性。

10．通常在焊条药皮中加入7%～8%CaF 2，是为了降低焊缝金属的 含量。

11．熔渣的 就是熔渣中的碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值。

12．多晶体塑性变形时，除了晶内的滑移和孪生，还包括晶界的 和 。

13．物体在变形时，如果只在一个平面内产生变形，则这个平面称为 。

14．如果物体在同一个方向上既没有应力也没有应变，则为 。

15．相变超塑性要求材料具有相变或 。

16．塑性变形的物体体积保持 ，其表达式可写成 。

17．按照成形的特点，一般将塑性成形分为 和 两大类。

18．作用在金属物体每个质点上的力称为 力。

19．在应力张量中，物体的塑性变形时由 引起的，物体的体积变化是由 引起的。

20．在应力应变顺序对应关系中，当13

22σσσ+=时，20ε=，则属于 变形。

21．应力莫尔圆上平面之间的夹角是实际物理平面之间夹角的 倍。

22．金属塑性加工就是在外力作用下使金属产生 的加工方法。

23．塑性反映了材料产生塑性变形的能力，可以用 来表示。

24．在完全产生回复和再结晶温度以下进行的塑性变形称为 。

二、判断题（在括号内打“√”或“×”，每小题0.5分，共10分）

1．纯金属、共晶合金和金属间化合物成分的合金，在相同过热度的情况下，比具有宽凝固温度区间的流动性好。 （ ）

2．合金的充型能力就越强，其流动性越好。 （ ）

3．对于溶质平衡分配系数K 0<1，K 0越大，最终凝固组织的成分偏析越严重。 （ ）

4．成分为C 0的合金，按照平衡相图，当温度由液态降低至T L 而开始析出单相固溶体α相时，其液相的成分为C 0，其固相成分为C 0/K 0。 （ ）

5．成分偏析及析出性气孔的形成过程，均与成分再分配有关。 （ ）

6．在熔渣中含FeO 相同的情况下，碱性渣比酸性渣对钢液的氧化性大。因此，焊接钢时，碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条的高。 （ ）

7．焊前预热、焊后后热的根本作用在于，通过减小冷却速度而降低淬硬组织形成倾向，从而达到消除冷裂的目的。

8．在焊接熔池中，非自发形核占主要作用，自发形核几乎不可能。 （ ）

9．在焊接中增大热输入可降低延迟裂纹的产生倾向。 （ ）

10．在焊接结构中，应力腐蚀裂纹产生的条件是腐蚀介质和拉应力。 （ ）

11．在轧制板带时，如果需要板带宽展，则应选择小直径轧辊。 （ ）

12．对于金属的塑性变形能力来说，滑移面的作用大于滑移方向的作用。 （ ）

13．任意滑移线场中，对所有α（β）线的亨盖应力方程的常数ζ（η）都不相同。 （ ）

14．当坯料受三向压应力作用，而且1230σσσ>>>时，在最小压应力3σ方向上的变形一定是伸长变形，在最大压应力1σ方向上的变形一定是压缩变形。 （ ）

15．最小阻力定律中的阻力就是摩擦力。 （ ）

16．物体要产生塑性变形，一般地，则其内部个各点的应力状态不同。 （ ）

17．π平面上的任意一点所对应的应力张量中，其σm 为零。 （ ）

18．塑性变形时，对一个应力张量，必然存在一个应变状态与其对应。 （ ）

19．平面应力状态的应力张量的第三个不变量总是等于零。 （ ）

20．根据多晶体塑性变形时相互协调性的特点，相邻近晶粒一定会产生塑性变形。（ ）

三、简答题（30分）

1．解释下列名词：①充型能力 ②内生生长 ③短渣 (每个2分，共6分)

2．单相固溶体生长形貌随成分过冷大小变化的规律。(6分)

3．画出初始成分为C 0的单相合金在单向凝固后固相中溶质分布曲线。（a 平衡凝固；b 固相无扩散，液相均匀混合；c 固相无扩散，液相只有扩散而无对流；d 固相无扩散，液相有对流）。(6分)

4．试证明塑性变形体积不变条件为0x y z εεε++=。(6分)

5．屈服表面的几何意义？(6分)

四、综合题（40分）

1．简述“型壁晶粒脱落、游离及增殖”机制，讨论以下对获得铸件内部等轴晶的影响规律。

①“型壁晶粒脱落、游离及增殖”机制； （4分）

②分配系数K 0的影响；（4分）

③浇铸过程液流冲刷作用的影响；（4分）

④浇铸温度T R 的影响。(3分)

2．应力张量为10000101001020ij σ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦

MPa ①画出应力平面图（3分），作出其应力莫尔圆（1分），标出x 面、y 面、z 面。

（3分）

②求主应力。（3分）

③求切应力、八面体应力。（5分）

④求应力偏张量的三个不变量。（3分）

⑤假设物体由自由状态简单加载到该应力状态，求321εεε：：。（3分） ⑥设材料

k =

MPa ，分别用屈雷斯加、密塞斯屈服准则判断物体处于于什么状态（4分）