材科基第三次作业

【免费下载】9月份考试材料成形技术基础第三次作业

2014年9月份考试材料成形技术基础第三次作业一、填空题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）1. 浇注温度过低，液体金属量不够，铸件就会产生冷隔或 ______ 。

2. 常用成形件的检测方法分为 ______ 、 ______ 。

3. 与手工造型相比，机器造型的主要优点是 ______ 、 ______ 、 ______ 。

4. 粉末的成形技术特征主要有： ______ 、 ______ 、 ______ 。

5. 衡量金属材料的焊接性的主要指标有 ______ 、 ______ 两个；通常用______ 、 ______ 来评定金属材料的焊接性。

二、名词解释题（本大题共20分，共 4 小题，每小题 5 分）1. 微观偏析2. 粘接3. 塑料的注射成形和挤出成形4. 液态金属的充型能力与流动性三、简答题（本大题共20分，共 4 小题，每小题 5 分）1. 冷铁的作用是什么？2. 请简述金属在模膛内的变形过程。

3. 常用成形件内部品质检验方法有那些?4. 请简要叙述冲天炉熔炼铸铁过程中金属液化学成分的变化情况。

四、分析题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）1. 分析所示的铸件结构是否合理？请图示改善方案。

2.试分析图所示铸造应力框：(1)铸造应力框凝固过程属于自由收缩还是受阻收缩?(2)铸造应力框在凝固过程中将形成哪几类铸造应力?(3)在凝固开始和凝固结束时铸造应力框中1、2部位应力属什么性质(拉应力、压应力)? (4）铸造应力框冷却到常温时，在1部位的C点将其锯断，AB两点间的距离L将如何变化（变长、变短、不变）？五、综合分析题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）1. 确定分模面位置应遵照哪些原则？按照这些原则分析下图所示的a-a，b-b，c-c，d-d，e-e五个分型面，哪个最合理？2. 如下图所示的双联齿轮，批量为10件/月，材料为45号钢根据生产批量选择锻造方法答案：一、填空题（20分，共 5 题，每小题 4 分）1.参考答案：浇不足解题方案：考察浇注与冷凝。

材科基作业题

石墨是由二维石墨层一片片沿其法线方向以ABABAB …方式重叠而成，片层间距相等，且为l 0=0.336nm 。

每层碳原子构成正六角形网状结构，片层投影如下图所示（注：实心点代表A 层原子，空心点代表B 层原子）。

碳原子与碳原子的最近距离a =0.142nm 。

（1）画出石墨片层（二维）的Brivais 空间点阵，并确定其点阵矢量；（2）确定石墨晶体的Brivais 点阵类型及点阵常数大小。

（3）比较石墨片层的晶胞与原胞的异同。

解：（1）石墨片层的Bravais 空间点阵如下图红虚线所示，其中a 1和a 2为点阵矢量。

如两原子间距离为a ，则点阵矢量可表示为（i,j 为单位矢量）：1022cos3033sin 6022a a j ja ai a j ai j===+=（2）若考虑对称性，则石墨为六方晶胞，其点阵常数大小为：00.1420.246a nm===00220.3360.672c l nm ==⨯=0090,120αβγ===（3）石墨片层的晶胞（黄色）与原胞（浅兰色）分别如下图所示。

ji3. 推导出正六变形点阵的倒易点阵矢量，并确定其倒易点阵的空间点阵类型。

解：设正六边形的变长为a ，建立如图所示的直角坐标系，正六边形的原胞矢量可以写为：122a a i ja ai =+=（1）其点阵常数间的关系为设其倒易点阵矢量为：111222b x i y j b x i y j =+=+则由公式：11222112110a b a b a b a b ⋅=⋅=⋅=⋅=可得：1211b j b j a a=+=+(2)将（1）式和（2）式进行比较，可知两组点阵矢量具有完全相同的形式，由（2）矢量所构成的倒易点阵仍是正六边形。

注：原胞矢量的写法不唯一。

1. 有一工件需要使用到1000℃以上，（1）采用铁合金材料可能会出现什么问题？（2）试计算由于铁晶型转变所造成的体积变化。

（3）假设单轴应变为体积应变的1/3，铁的弹模量为210GPa,试计算所产生的应力大小。

材料化学材科基作业整合

1.非均匀形核——(1) 核心依附于液体内存在的杂质或容器表面形成。

(2) 新相是在母相中的缺陷处形核，由于缺陷在母相中的成分分布是不均匀的，因此晶核的分布也是不均匀的。

(3) 金属结晶时，晶核主要是在液体中杂质的表面、铸型内壁等处形成。

2.伪共晶——在非平衡凝固条件下，成分接近共晶成分的亚共晶或过共晶合金，凝固后的组织却可以全部是共晶体。

这种非共晶合金得到完全的共晶组织称为伪共晶。

3.杠杆定理——在合金相图的两相区中，平衡两相的成分点与合金的成分点位于一条直线上，前者为杠杆的端点，后者为杠杆的支点，平衡两相的相对量与支点到相应相端点的线段成反比。

4.比重偏析——合金凝固时，由于先后结晶的组成物在密度上的差别，轻的上浮，重的下沉，形成宏观化学成分不均匀的现象，称为比重偏析。

5.晶体的宏观特性包括：自限性、均匀性、各向异性和对称性。

6.金属结晶时的过冷度越大，结晶驱动力越大，临界晶核尺寸越小，临界形核功越小，结晶后的晶粒尺寸越小，金属强度越大。

7.冷变形金属经回复以后，力学性能和物理性能的变化主要是内应力和电阻下降。

加热时发生再结晶的驱动力是储存能，它的形核机制主要有多边形化、亚晶形成和亚晶粗化长大三种，再结晶以后，力学性能变化是强度、硬度下降和塑性、韧性提高。

8.理想密排六方结构的单位晶胞原子数为2个，原子半径为a/2，配位数为12，致密度为0.74，八面体间隙数为2，四面体间隙数为4，原子最密排晶面族为{0001}。

1.（1）图中所示为Fe-Fe3C合金相图，请标明各字母点的成分和温度，并填出各相区的组织组成物。

（2）分析含0.45%C铁碳合金的平衡凝固过程，画出冷却曲线。

解：（1）上课讲过；（2）画一下2. Nb 的晶体结构为bcc ，其晶格常数为0.3294nm ，密度为8.57g/cm 3，试求每106Nb 中所含的空位数目。

解：设空位之粒子数分别为x ，Ar为摩尔质量所以，106个Nb 中有7176.6个空位。

北科材料专业《材料科学基础》的一些建议

一般来说有3本，上交胡赓祥的《材料科学基础》、宋维锡的《金属学》、余永宁的《材料科学基础》。

首先说一下余永宁的材科基，这是一本很让人头疼的书，当初学的时候得一句话一句话地分析是什么意思（绝对没有夸张），到现在为止，我估计已经来回看过5、6遍差不多了。

考研的时候我是在8月份把余永宁的材科基过了一遍（我是从7月25号左右正式开始考研复习的），然后就再也没有系统地看过第二遍，只是偶尔在做题的时候感觉金属学或者上交的那本书讲的不够好或者没有的时候再拿来看看参考一下。

这本书号称北京学院路四大天书之一，可知它的难度，所以如果是本校的话学材科专业的建议最好看一遍，其他材料专业的以及外校的最好就不要看了，看了你会得不到一丝的愉悦反而更加痛苦。

（我在这吐一下槽，老余的书逻辑性没有上交那版好，知识点都列在那，但是学的时候就是前后串不起来。

老余今年78左右了吧，现在还坚持给我们上课，它教了50多年的金属学，所以可知他的书里面有多少岁月的沉淀）然后就是上交那版的《材料科学基础》，这本书是我在北京爱考机构上专业课辅导的时候老师极力推荐我重点看的。

我原来也听说，这几年材科基的出题重点正渐渐往上交那版上面靠，是有一定道理的，上交这版书贵在逻辑特别清楚，而且知识点很全，出题范围基本上是出不了这本书的。

特别是这两年的有些题目如回复、再结晶的题目，基本上是按上交这本书的内容来安排问题的，所以极力推荐大家看这本书。

当初考研的时候一个外校的跟我说，她上交那本书看了5遍，很有毅力，我由于已经看了余永宁的那本所以这本书其实只看了一遍，算上做题的时候翻书的量的话估计2遍左右。

跟大家介绍一下，北京的爱考机构是专门做北科专业课辅导的，而且是一对一上课，每届每个专业只招一个学生，我上课的时候北科的材料学就只有我一个学生，所有的资源都给到了我。

关于宋维锡的《金属学》，这本书其实已经有N多年的历史了，在我们还没有来到这个世界上的时候它就早已经出来了。

材科基作业3

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。

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？
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol. 将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃)，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。

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？
5.简单立方晶体（100）面有一个b=[001]的螺位错。

（a）在（001）面有1个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2个位错产生扭折还是割阶？（b）在（001）面有1个b=[100]的螺位错和它相截，相截后2个位错产生扭折还是割阶？
6. 某面心立方晶体可动滑移系为（11-1）[-110]，点阵常数a=0.2nm.
1) 指出引起滑移的单位位错柏氏矢量
2) 滑移由刃型位错引起，指出滑移线方向
3) 滑移由螺型位错引起，指出滑移线方向
4) 上述情况下滑移时位错线滑移方向
5) 假定该滑移系上作用0.7MPa的切应力，计算单位刃型位错和螺型位错线受力大小和方向
7．如图，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环，并受到一均匀切应力τ。

分析该位错环各段位错的结构类型。

求各段位错线所受的力的大小及方向。

在τ的作用下，该位错环将如何运动？
在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大？。

材科基期末试题及答案

材科基期末试题及答案一、选择题1. 下列哪种材料可以作为混凝土的主要成分？A. 钢筋B. 砖块C. 沙子D. 玻璃答案：C. 沙子2. 以下哪种材料不适合用于建筑保温？A. 玻璃棉B. 聚苯乙烯泡沫板C. 聚氨酯泡沫板D. 水泥砖答案：D. 水泥砖3. 钢筋混凝土梁通常采用的钢筋类型是什么？A. HRB400B. HRB335C. HRB500D. HRB600答案：A. HRB4004. 以下哪种材料具有耐高温性能？A. 石膏板B. 铝合金C. 玻璃钢D. 木材答案：C. 玻璃钢5. 防火门的主要材料是什么？A. 铁B. 玻璃C. 木材D. 石膏板答案：A. 铁二、填空题1. 剩余强度的定义是：材料在受到一定外力作用后，继续保持一定承载能力的能力。

2. 以下不属于构造材料的是：绝热材料。

3. 防腐涂料具有的特性包括：耐腐蚀、防潮、防霉等。

4. 水泥屋面的主要构造材料是：水泥瓦。

5. 玻璃制品的主要成分是：二氧化硅。

三、问答题1. 请简要介绍混凝土的组成和用途。

答案：混凝土主要由水泥、沙子、石子和水等按一定比例混合而成。

它广泛用于建筑工程中，包括房屋、桥梁、道路等的基础、墙壁、地板等构建结构。

2. 钢筋具有什么特性？在建筑中的作用是什么？答案：钢筋具有高强度和高韧性的特性，可以提供混凝土结构的抗拉能力。

在建筑中，钢筋主要用于混凝土梁、柱等构件中，增强其承载能力和抗震性能。

3. 请简要介绍防火门的作用和材料。

答案：防火门主要用于建筑物内防止火灾蔓延的目的。

它可以有效隔离火焰和烟雾，保障人员疏散和财产安全。

防火门的主要材料是钢，具有良好的耐火性能。

四、案例分析某建筑工地上工程师需要选择一种合适的混凝土用于铺设地板。

以下是他所考虑的几种材料，每种材料的优缺点如下：1. 普通混凝土：价格低廉，施工方便，但强度较低，易开裂，不适合承受重压。

2. 高强度混凝土：价格较贵，但强度高，耐久性好，适合铺设高负荷区域的地板。

材科基趁热打铁的原理

材科基趁热打铁的原理材科基趁热打铁的原理是指在工作过程中，通过利用材料在高温下的可塑性来进行加工，使其得到更好的成型效果。

这种加工方式广泛应用于金属加工工业中，如铁匠打铁、铜匠锤铜等。

下面将详细讨论材科基趁热打铁的原理及其应用。

材科基趁热打铁的原理主要基于金属在高温状态下的可塑性。

金属在高温条件下会发生固态变形，即金属晶体结构发生位移和重组。

当金属受到外力作用时，晶体内部的金属原子会发生位移，并且会在新位置上重新结合形成新的晶体结构。

这种变形过程可由斯耐德-侯马尔定律来描述，该定律认为金属材料在高温下的变形主要取决于塑性应变速率和温度。

在材科基趁热打铁的过程中，金属材料通常处于高温状态下。

高温使金属的原子具有较大的热运动能量，有利于金属原子的位移和重组。

此外，高温还可以使金属晶体的界面能发生改变，从而促进金属的塑性变形。

当金属材料加热至适当温度时，工人会将其放置在专用的工具上，并用锤子等工具进行敲打。

通过施加外力，金属材料发生塑性变形，从而改变其形状。

同时，由于材料处于高温状态下，金属原子在重组后形成新的晶体结构。

这种重组使金属得以更好地适应外界形状要求，从而使加工过程更加高效且成型效果更好。

材科基趁热打铁的原理在金属加工工艺中具有广泛应用。

这种加工方式可以用于制作各种金属工件，如工艺品、零部件等。

通过材科基趁热打铁，可以加工出复杂形状的金属工件，满足不同行业的需求。

此外，材科基趁热打铁还可以提高金属材料的机械性能。

在加工过程中，金属材料会经历塑性变形，使其晶体结构得到改善。

这种改善使金属材料的硬度、强度和韧性等性能得到提升。

总结来说，材科基趁热打铁的原理是利用金属在高温状态下的可塑性进行加工，通过外力施加使金属材料发生塑性变形，从而改变其形状和结构。

这种加工方式在金属加工工业中具有重要的应用价值，可以制作出各种复杂形状的金属工件，并提高金属材料的机械性能。

工程力学4第三次作业答案

材料力学第三次作业答案（单辉祖第三版）（8-2（b ）、（c ），8-3, 8-6, 8-8, 8-9, 8-12（c ））8-2（b ）解：由图可知，x 、y 截面的应力分别为30, 20,10　στσ=-==x x y MPa MPa MPa截面m-m 的方位角为 22.5α=︒将上述数据代入任意方向面上的应力分量表达式，有：30103010cos 4520sin 4522σ︒︒-+--=+-m 38.28=-MPa 3010sin 4520cos 452τ︒︒--=+m0= （c ）解：由图可知，x 、y 截面的应力分别为10, 15,20　στσ===-x x y MPa MPa MPa截面m-m 的方位角为 60α=-︒将上述数据代入任意方向面上的应力分量表达式，有：10(20)10(20)cos(120)15sin(120)22σ︒︒+---=+---m 0.49=MPa 10(20)sin(120)15cos(120)2τ︒︒--=-+-m20.49=-MPa8-3（a ）由坐标（10，-15），（-20,15）分别确定A和B 点，然后以AB 为直径画圆，得到相应的应力圆。

为确定m-m 上的应力，将半径DA 沿逆时针方向旋转|2|90α︒=至DC 处，所得C 点即为截面m-m 的对应点。

由图示几何关系知，A 、C 两点关于σ轴对称，从而得到10,15　στ==m m MPa MPa（b ）由坐标（40，20），（0,-20）分别确定A 和B 点，然后以AB 为直径画圆，得到相应的应力圆。

为确定m-m 上的应力，将半径CA 沿顺时针方向旋转|2|60α︒=至CD 处，所得D 点即为截面m-m 的对应点。

由图示几何关系知：应力圆半径2===AB R30cos152047.32σ︒︒︒-=+=+=OC R MPa30sin157.3τ︒︒︒-=-=-=-R MPa8-6证明：方法一：设任意截面的方位角为α。

材科基期末考试试题

材科基期末考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是金属材料的主要特性？A. 高导电性B. 高熔点C. 良好的塑性D. 良好的韧性2. 陶瓷材料的主要特性不包括以下哪一项？A. 耐高温B. 耐化学腐蚀C. 良好的导电性D. 硬度高3. 聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）是指材料从什么状态转变到什么状态？A. 玻璃态到橡胶态B. 橡胶态到玻璃态C. 玻璃态到液态D. 液态到玻璃态4. 金属的腐蚀主要分为哪两大类？A. 化学腐蚀和电化学腐蚀B. 物理腐蚀和化学腐蚀C. 电化学腐蚀和物理腐蚀D. 化学腐蚀和物理腐蚀5. 材料的疲劳是指材料在什么条件下的性能退化？A. 持续应力作用下B. 瞬时应力作用下C. 持续温度变化下D. 瞬时温度变化下二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的微观结构对材料宏观性能的影响。

2. 解释什么是相图，并举例说明相图在材料科学中的应用。

3. 描述材料的热处理过程及其对材料性能的影响。

三、计算题（每题15分，共30分）1. 给定一块铝板，其厚度为5mm，面积为1平方米。

若铝的杨氏模量为69 GPa，计算该铝板在受到100 MPa压力作用下的应力和应变。

2. 假设有一块钢材，其在拉伸试验中，弹性模量为200 GPa，屈服强度为250 MPa。

若该钢材的初始截面积为100 mm²，计算其在达到屈服点时的应力和应变。

四、论述题（每题20分，共20分）1. 论述新材料在航空航天领域的应用及其对材料科学发展的影响。

五、实验题（每题10分，共10分）1. 设计一个实验来测试不同温度下金属材料的硬度变化，并解释实验结果可能对材料选择的影响。

请注意，以上试题仅为示例，实际考试内容可能会有所不同。

2021年中石油材科基期末试题

2021年中石油材科基期末试题
1.AB二组元形成共晶系，则(A)
A，具有共成分的合金铸造工艺性能最好
B具有亚共晶成分的合金铸造工艺性能最好
C.具有过共晶成分的合金铸造工艺性能最好
D.不发生共晶转变的合金铸造工艺性能最好
2.简单立方晶体的致密度为(C)
A.100% B65% C.52% D.58%
3.运用区域熔炼方法可以(D)
A.使材料的成分更均匀
B.可以消除晶体中的微观缺陷
可以消除晶体中的宏观缺陷D可以提高金属的纯度
4.能进行攀移的位错可能是(B)。

A.肖克利位错B弗兰克位错C螺型全位错D.前三者都不是5欲通过形变和再结晶方法获得细晶粒组织，应避免:(A) A.在临界形变量进行塑性变形加工B大变形量
C.较长的退火时间
D.较高的退火温度
4.能进行攀移的位错可能是(B)。

A.肖克利位错B弗兰克位错C螺型全位错D.前三者都不是5欲通过形变和再结晶方法获得细晶粒组织，应避免:(A) A.在临界形变量进行塑性变形加工B大变形量
C.较长的退火时间
D.较高的退火温度。

《材料科学基础》第三次作业题目

[121]

a 6
[1 10]
2、列表比较匀晶转变、共晶转变，包晶转变，共析转变，包析转变。
二元转变类型含义
匀晶转变共晶转变共析转变包晶转变包析转变
表达式转变时温度、成分变化状况
组元相溶性组织
3、如图所示，某熔化的 Pb-Sn 焊锡具共晶温度，假设此焊锡 50g 加热到 200℃，则有多少克的锡能熔进此焊锡中？
第三次作业 1、判断下列位错反应能否进行。
（1）
a 2
[101]

a 6
[121]

a 3
[111]
（2）
a[100]

a 2
[101]

a 2
[101]
（3）
a 3
[112]

a 2
[111]

a 6
[111];
（4）
a[100]

a 2
[111]

a 2
[111].
（5）
a [2 1 6
1]

a 6
4、以 AB 型离子化合物为例，列表比较说明晶系及其点阵结构配位（正负离子）
配位数配位比晶胞中离子个数结构基元数（Z）空间构型离子半径比 r+/r错位形式典型材料
CsCl 型 NaCl 型
立方 ZnS[闪锌矿β -ZnS]型
六方 ZnS[纤锌矿]型

1、下图为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=40%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。

2、画出Fe-Fe3C相图（不包括包晶部分），并标出主要的温度、成分和相区。

3、Fe-Fe3C相图中共有五种不同形态的渗碳体，按照形成温度由高到低写出它们的名称和
形成条件。

4、根据Fe-Fe3C相图，含碳量w=3.5％的铁碳合金从液态冷却到室温，描述其组织转变过
程，画出冷却曲线及各个阶段的凝固组织示意图。

计算其在1148℃的组织相对量和组成相的相对量，计算其在室温的二次渗碳体含量。

5、根据Fe-Fe3C相图，含碳量w=1.5％的铁碳合金从液态冷却到室温，描述其组织转变过
程，并计算727℃时，其组织相对量和组成相的相对量。

画出该成分的步冷曲线和室温组织示意图。

材基第三章习题集及标准答案

第三章作业与习题的解答一、作业：2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。

将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），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。

(e 31.8=6.8X1013）6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。

（1）分析该位错环各段位错的结构类型。

（2）求各段位错线所受的力的大小及方向。

（3）在τ的作用下，该位错环将如何运动？（4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大？解：（2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂直。

（3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90图3.8中位错环ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。

如果上下分切应力方向转动180度，则位错环压缩。

A B CDττ(4) P103-104： 2sin 2d ϑτdT s b =θRd s =d ； 2/sin 2θϑd d= ∴ τττkGb b kGb b T R ===2 注：k 取0.5时，为P104中式3.19得出的结果。

7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa ）？ (3100210032ln 22ππGb dr w r Gb ==⎰； 1.8X10-9J ）8、在简单立方晶体的（100）面上有一个b=a[001]的螺位错。

如果它(a)被（001）面上b=a[010]的刃位错交割。

(b)被（001）面上b=a[100]的螺位错交割，试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折？（（a ）：见P98图3.21， NN ′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图3.22，NN ′垂直（100）面，为割阶，刃型位错）9、一个]101[2-=a b 的螺位错在（111）面上运动。

考生回忆版-西南石油大学材科基2019真题

回忆版—材料科学基础2019年硕士研究生入学考试自主命题试题一、名词解释重心定律柯肯达尔效应不全位错非共格孪晶界组元配位数平衡分配系数孪生塑性变形离异共晶二、论述题1、以面心立方晶体为例，试计算沿<111>晶向{110}上的原子密度。

2、假设纯金属熔液按均匀形核方式形核，晶核形状为立方体，则临界晶核半径r c和临界晶核形核功ΔG c为多少？3、判断下列位错能否进行，并说明理由：1 2a[101]+16a[1̅21̅]→13a[111]4、往钢件中渗碳，若3小时渗入0.4mm，计划渗到0.8mm处，一共需要6h，对吗？为什么？5、简述间隙固溶体、间隙相和间隙化合物的异同。

6、什么是回复？回复在不同温度下的机制是什么？7、过饱和点缺陷是什么？8、(忘记了，嘿嘿~)9、（同上）三、工程应用题1、已知A、B两相在室温时互不相溶，A的熔点为550℃，B的熔点为800℃，ω（B）=45%时发生共晶反应：（1）画出共晶反应相图；（2）写出共晶反应式；（3）计算在ω（A）=75%时的组织组成物。

2、碳钢和铸铁都是铁和碳的合金，是使用最广泛的金属材料。

了解铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用有着十分重要的意义：（1）画出铁碳相图；（2）写出1148℃、727℃的反应式；（3）试述ω（C）=1.2%的冷却过程；（4）计算ω（C）=1.2%时的相组成物和组织组成物的相对含量；（5）画出ω（C）=1.2%时冷却至室温的相组成物示意图。

3、固体材料的组织、结构在温度、压力、成分改变时所发生的的转变统称为固态相变。

掌握固态相变的规律，采取适当措施控制相变过程以获得预期组织、结构，从而使之具有预期的性能，是材料科学的重要课题之一：（1）调幅分解是什么？简述其机制；（2）扩散按原子迁移的情况可以分为哪几类？（3）马氏体转变的特征。

中国科学技术大学材科基答案

中国科学技术大学2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案（材料科学基础）一、单项选择题1、C *玻璃淬火时表面降温快先定型，之后内部继续冷却并收缩因而牵拉着表面使表面受到压应力。

2、B *裂纹拓展时释放弹性应变能用来形成新的裂纹表面，所以当然要大于表面能了（详见清华版《材料物理性能》p33#以下用“清物”代表此书）3、B4、B *体积膨胀是由于非简谐振动引起的不对称力使质点平衡位置移动，质点平均距离增大，简谐振动不引起体积膨胀。

（详见清物p97）5、B6、B *常见物质硬度比较：金刚石>SiC>Al2O3>SiO2。

7、B8、A9、B10、B *热导率受化学组成等因素的影响，质点原子质量越小，密度越小，杨氏模量E 越大，德拜温度高，热导率大，Be原子质量比Zr小，所以BeO热导率大。

（详见清物p113、p116）11、B12、C *根据公式σ=（ε）m，敏感系数m越小，屈服应力σ越小，越容易屈服。

13、C14、C15、C *抗热应力损伤因子R′′′′=E×2γσ2(1−μ)。

E：弹性模量，γ：表面能。

16、B *柔度λ=δP，δ：形变量，P：载荷，柔度大即同样载荷下更容易变形，单向压缩要比扭转难变形因而柔度小。

（见清物p50）17、B18、B *相同体积的材料，气孔率高的密度小、质量小、热容小。

19、C *表面热传递系数小热量不易散失，则材料表面与内部温度均匀，热稳定性好。

20、B二、三、（1）X 射线衍射实验，电子显微分析。

（2）L1、L2 、L4、P。

（3）金刚石立方晶体结构，石墨晶体六边形层状结构，石墨烯单原子层二维晶体结构，C60。

（4）立方、面心立方结构、6/6。

四、（1）不可以（2）II型TiO2的密度大，根据Clapeyron(克拉贝龙)方程：dpdT =ΔHT×ΔVm，从II型TiO2到金红石，两相共存线的斜率dpdT >0 →ΔV>0 →Δρ<0 →ρTiO2>ρ金红石五、（1）1840℃，是（2）①多晶转变：αL 1727℃→ β②共晶转变：L 1670℃→TiO2+Al2TiO5（3）当两者形成固溶体时，由于Al2O3中的原子加入到TiO2，使TiO2得晶体结构遭到破坏，晶格内发生点阵畸变，导致体系能量增大，稳定性降低，熔点降低。

材料科学基础作业习题及答案

材料科学基础作业习题及答案绪论1、仔细观察⼀下⽩炽灯泡，会发现有多少种不同的材料？每种材料需要何种热学、电学性质？2、为什么⾦属具有良好的导电性和导热性？3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体？4、铝原⼦的质量是多少？若铝的密度为2.7g/cm3，计算1mm3中有多少原⼦？5、为了防⽌碰撞造成纽折，汽车的挡板可有装甲制造，但实际应⽤中为何不如此设计？说出⾄少三种理由。

6、描述不同材料常⽤的加⼯⽅法。

7、叙述⾦属材料的类型及其分类依据。

8、试将下列材料按⾦属、陶瓷、聚合物或复合材料进⾏分类：黄铜钢筋混凝⼟橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合⾦碳化硅混凝⼟⽯墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固⼜坚硬且耐磨，为什么不⽤Al2O3制造铁锤？晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、⽶勒指数（晶⾯指数）、离⼦晶体的晶格能、原⼦半径与离⼦半径、配位数、离⼦极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶⽯与反正尖晶⽯、反萤⽯结构、铁电效应、压电效应.2、（1）⼀晶⾯在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶⾯的⽶勒指数；（2）⼀晶⾯在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶⾯的⽶勒指数。

3、在⽴⽅晶系的晶胞中画出下列⽶勒指数的晶⾯和晶向：（001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（322）与[236]，（257）与[111]，（123）与[121]，（102），（112），（213），[110]，[111]，[120]，[321]4、写出⾯⼼⽴⽅格⼦的单位平⾏六⾯体上所有结点的坐标。

5、已知Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。

6、计算体⼼⽴⽅、⾯⼼⽴⽅、密排六⽅晶胞中的原⼦数、配位数、堆积系数。

7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。

MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。

材料科学基础第三次作业

17-1答：1、由于设计与失效之间关系密切，因此在设计时要考虑零件的结构形状，安全系数等多方面；2、结构上的等强度设计与材料的等强度设计：结构上要尽量避免或降低应力集中，在不可避免处，可用局部强化措施(如滚压、喷丸等)克服零件的薄弱环节；3、组合设计与发挥材料强度潜力。

由整体结构改为组合结构，往往既能发挥材料强度潜力又能提高零件寿命；4、材料选择(1)强度、塑性和韧性合理配合。

为获得最佳寿命，根据零件受载、工作应力、环境介质及工作温度的不同，以及零件尺寸、结构形状的不同，对材料的强、塑、钌的合理配合要求也不同。

在一定的服役条件下，如果强、塑、韧配合得当，便可达到选材、角材(强化)的最优化；（2）合理选材：按零件服役条件和失效情况选材比按用途分类选材效果更好。

注意材料热处理工艺选择的注意事项：如改变回火温度可以在很大范围内改变材料的强度、塑性和韧性的配合。

17-3答：一元硬币材料是钢芯镀镍；加工工艺：下料——锻造——粗加工——精加工——镀镍考虑因素：①实用性：方便，耐腐蚀，耐磨；②经济性：成本低，材质常见，便于生产；③生产工艺复杂性，生产过程简单17-4答：因为材料性能与零件之间存在差异，通常零件的性能（强度，硬度，韧性，尤其是疲劳强度）低于手册上提供的材料性能，因此可能是材料的强度和硬度不符合实际要求。

可将钻头进行表面渗碳，提高其硬度。

17-5答：Cr12属于高碳合金钢，其强硬度都较高，但塑性韧性偏低，在冲模中，零件要收到冲击，因此应具备一定的韧性。

对此，应对零件进行调质处理获得一定的韧性，然后进行表面渗碳（氮），加强其表面强度和硬度。

17-7答：⑴、使用性能：塑料饮料瓶轻便，但大部分有微毒；玻璃饮料瓶易碎，不不方便随身携带；金属饮料瓶传热太快，保温效果不佳；⑵、制造工艺：塑料饮料瓶和金属饮料瓶制造简单，只要有模具，将材料在模具中拉伸即可，而玻璃饮料瓶相对复杂，因为玻璃易碎；⑶、环境特性：塑料饮料瓶材料来源丰富，但其废弃物对环境有污染；玻璃饮料瓶和金属饮料瓶对环境无污染，废弃的金属饮料瓶可以回收，但玻璃饮料瓶和金属饮料瓶的制造过程消费都较高。

材基第三章习题和答案解析