449材料科学基础1试题05

考试科目 材料科学基础1 适用学科（专业） 材料学、材料物理与化学

（如无特殊注明，所有答案必须写在答题纸上，否则以“0”分计算）

1. 指出下列名词的异同之处（20分）：（1）再结晶与二次再结晶（2）屈服和应变时效（3）

弗兰克尔缺陷与肖脱基空位（4）滑移与交滑移（5）溶晶转变和偏晶转变

2. 在简单立方晶系的一个晶胞中画出下列晶面和晶向：（211）与[211]，（101）与[101]。

（5分）

3. 决定材料性能的四个结构层次是什么？金属韧而陶瓷脆的主要原因是什么？（10分）

4. 假设面心立方晶体中存在下列位错反应：

]211[6a +]112[6a →]110[6

a

试问：（15分）

① 此位错反应能否进行？说明原因。

② 分别说明反应前后位错的性质（柏氏矢量、滑移面、能否滑动）。

5. 对铁单晶，当拉力轴沿[110]方向，问施加应力为50MPa 时，在（101）面上的[111]的分

切应力是多少？当τc =30MPa ，需要加多大的拉应力铁单晶才开始发生塑性变形？（10分） 6. 用热力学曲线定性解释点缺陷的热力学平衡特性。（5分） 7. 画出Fe-Fe 3C 相图（20分）

① 分别在相图中标出相图中所有的两相区。（6分）

② 分别说明相图中三条水平线的意义，并写出反应式。（6分）

③ 在Fe-Fe 3C 相图指出65钢的成分位置，分析其平衡结晶过程，并画出其室温组织示意图（8分）

8. 设某纯金属均匀形核时晶核为半径为r 的球体，试求其临界临界晶核尺寸r *和临界形核功

*G ∆与界面能σ,单位体积自由能差v G ∆的关系式。（10分）

9. 下表给出退火温度对冷变形黄铜的性能变化，试确定黄铜的回复、再结晶、晶粒长大的开

始温度，并分别解释确定的原因。（15分）

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9题表

10.指出下列相图中的错误之处，用相律说明理由，并加以改正。（10分）

11.下图为A、B、C三组元固态有限溶解的三元共晶相图的投影图。分析成分为o的三元合金

的平衡结晶过程（要求画出其结晶冷却曲线及标明结晶反应）和画出室温组织示意图（以

A、B、C为基的固溶体分别为α、β和γ）。（10分）

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11题图

12.30下图所示的晶体中。ABCD滑移面上有一个位错

环，其柏氏矢量平行于AC，

（1）指出位错环各部分的类型。

（2）在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力

方向。

（3）该位错运动出晶体后，晶体外形如何变化？（10分）

12题图

13.指出金属材料常见强化机理有哪些？并用位错理论分析其强化原因。（10分）