固态相变试卷(2001)
固态相变考试题.doc
一、名称解释（10分，每题2分）1.冋火马氏体答：淬火钢在低温回火吋得到的组织。
2.回火脆性答：随冋火温度升高，一般是钢的强度、硬度降低，塑性升高，但冲击韧性不一定总是随回火温度升高而升高，有些钢在某些温度回火时，軔性反而显著下降的现象。
3.组织遗传答：合金钢构件在热处理吋，常出现由于锻压、轧制、铸造、焊接等工艺而形成的原始有序粗晶组织。
这些非平衡的粗品有序组织（马氏体、贝氏体、魏氏组织等）在一定加热条件下所形成的奥氏体晶粒继承或恢复原始粗大晶粒的现象，称为组织遗传。
4.时效答：过饱和的固溶体在室温放賈或加热到一定温度下保持一段时间，使得溶质原子在同溶体点阵中的一定区域内析山、聚集、形成新相，引起合金的组织和性能的变化称为吋效。
5.形状记忆效应答：将某些金属材料进行变形后加热到某一特定温度以上时，能自动回复到原來的形状的效应。
6.二次硬化现象当M中K形成元素含量足够多时，500° C以上回火会析出合金碳化物，细小的弥散分布的合金K将使己经因回火温度升高而下降的硬度重新升高，故称二次硬化。
7.晶粒度设n为放大10（）倍时每645mm2（lin2）而积P、j的晶粒数，则下式屮的N被用来表示晶粒大小的级别，被称为晶粒度。
N=2N-1二、填空：（20分，每空0.5分）1.马氏体转变时K-S关系是指{110} a ’| {111} y （晶面关系）,< 111 > u ’ |< 110〉y （晶向关系）o2.奥氏体是碳溶于丫一Fe固溶体，碳原子位于八面体屮心位置，钢中马氏体是碳溶于a 一Fe 过饱和固溶体，具有体心正方点阵点阵。
3.固相界面根据其共格性有选搔，半共格，非共格，其巾非共格界面的弹性应变能最小。
4.M回火加热时，回火转变过程依次为M屮碳原子的偏聚和聚集,M的分解，残余A分解，碳化物类型变化,a相回复与PJ•结晶。
5.由淬火吋造成的三类内应力在回火吋，随着回火温度的升高，三类应力消失或减小的顺序和原因为••笫H类应力，原因是M分解，造成碳原子析出；第X类应力，原因是碳化物的析出;第二类应力，原因是a相再结晶o6.时效硬化机制有内应变强化，切过颗粒强化，绕过析出相（Orowan机制）。
北科大试题
2001北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学A适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。
说明：1.试题必须写在答题纸上。
2.统考生做1--10题；单考生做1--7题和11--13题。
1.名词解释：（每小题2分，共10分）（1）单胞和复合单胞（2）金属键（3）代位固溶体（4）位错（5）偏聚和有序化2.判断对错：（10分）3.以液态无限互溶、固态有限溶解并具有共晶反应的二元相图为例说明二元相图是制作方法和二元相图的一般几何规律。
（10分）4.结晶后的组织中产生显微偏析的原因是什么？采用什么措施能减少和消除偏析。
（10分）5.什么是晶界？讨论晶界在多晶体形变过程中的作用。
（10分）6.什么是相界面？复合合金形变的特点是什么？（10分）7.说明使多晶体晶粒细化能使材料的强度提高、韧性增加的原因。
（10分）8.简要叙述马氏体转变的一般特点。
（10分）9.要想获得粗大的再结晶晶粒可采取什么措施，说明原因。
（10分）10.简述固态相变在相变阻力、新相形核、新相成长方面的特点。
（10分）11.什么叫再结晶？什么是再结晶温度？简要描述再结晶过程。
（10分）2002北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学A适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。
说明：1.试题必须写在答题纸上。
2.统考生做1--9题；单考生做1--6题和10--12题。
一.名词解释（20分，每个2.5分）（1）点阵畸变（2）柏氏矢量（3）相图（4）过冷度（5）形变织构（6）二次再结晶（7）滑移系（8）孪生二.画出立方晶系中（111）面、（435）面。
写出立方晶系空间点阵特征。
（10分）三.铸锭的一般组织可分为哪几个区域？写出其名称。
并简述影响铸锭结晶组织的因素。
（10分）四.画图并简述形变过程中位错增殖的机制。
（10分）五.写出菲克第一定律的数学表达式，并说明其意义。
固态相变原理考试试题+答案
固态相变原理考试试题一、(20分)1、试对固态相变地相变阻力进行分析固态相变阻力包括界面能和应变能,这是由于发生相变时形成新界面,比容不同都需要消耗能量.（1）界面能：是指形成单位面积地界面时,系统地赫姆霍茨自由能地变化值.与大小和化学键地数目、强度有关.共格界面地化学键数目、强度没有发生大地变化,最小；半共格界面产生错配位错,化学键发生变化,次之；非共格界面化学键破坏最厉害,最大.（2）应变能①错配度引起地应变能（共格应变能）：共格界面由错配度引起地应变能最大,半共格界面次之,非共格界面最小.②比容差引起地应变能（体积应变能）：和新相地形状有关,,球状由于比容差引起地应变能最大,针状次之,片状最小.2、分析晶体缺陷对固态相变中新相形核地作用固相中存在各种晶体缺陷,如空位、位错、层错、晶界等,如果在晶体缺陷处形核,随着核地形成,缺陷将消失,缺陷地能量将给出一供形核需要,使临界形核功下降,故缺陷促进形核.（1）空位：过饱和空位聚集,崩塌形成位错,能量释放而促进形核,空位有利于扩散,有利于形核.（2）位错：①形成新相,位错线消失,会释放能量,促进形核②位错线不消失,依附在界面上,变成半共格界面,减少应变能.③位错线附近溶质原子易偏聚,形成浓度起伏,利于形核.④位错是快速扩散地通道.⑤位错分解为不全位错和层错,有利于形核.Aaromon总结：刃型位错比螺型位错更利于形核；较大柏氏矢量地位错更容易形核；位错可缠绕,割阶处形核；单独位错比亚晶界上位错易于形核；位错影响形核,易在某些惯习面上形成.（3）晶界：晶界上易形核,减小晶界面积,降低形核界面能二、(20分)已知调幅分解1、试分析发生调幅分解地条件只有当R（λ）＞0,振幅才能随时间地增长而增加,即发生调幅分解,要使R（λ）＞0,得且. 令R（λ）=0得λc—临界波长,则λ＜λc时,偏聚团间距小,梯度项很大,R（λ）＞0,不能发生；λ＞λc时,随着波长增加,下降,易满足,可忽略梯度项,调幅分解能发生.2、说明调幅分解地化学拐点和共格拐点,并画出化学拐点、共格拐点和平衡成分点在温度——成分坐标中地变化轨迹化学拐点：当G”=0时.即为调幅分解地化学拐点；共格拐点：当G”+2η2Y=0时为共格拐点,与化学拐点相比共格拐点地浓度范围变窄了,温度范围也降低了.3、请说明调幅分解与形核长大型相变地区别调幅分解与形核长大型相变地区别调幅分解形核长大型变形成分连续变化,最后达到平衡始终保持平衡,不随时间变化相界面开始无明显相界面,最后才变明显始终都有明显地相界面组织形态两相大小分布规则,组织均匀,不呈球状大小不一,分布混乱,常呈球状,组织均匀性差结构结构与母相一致,成分与母相不同结构、成分均不同三、(20分)1、阐明建立马氏体相变晶体学表象理论地实验基础和基本原理（1）实验基础1 / 32 /3 ① 在宏观范围内,惯习面是不应变面（不转变、不畸变）；② 在宏观范围内,马氏体中地形状变形是一个不变平面应变；③ 惯习面位向有一定地分散度（指不同片、不同成分地马氏体）；④在微观范围内,马氏体地变形不均匀,内部结构不均匀,有亚结构存在（片状马氏体为孪晶,板条马氏体为位错）.（2）基本原理在实验基础上,提出了马氏体晶体学表象理论,指出马氏体相变时所发生地整个宏观应变应是下面三种应变地综合：① 发生点阵应变（Bain 应变）,形成马氏体新相地点阵结构.但是Bain 应变不存在不变平面,不变长度地矢量是在圆锥上,所以要进行点阵不变切变.② 简单切边,点阵不变非均匀切变,在马氏体内发生微区域变形,不改变点阵类型,只改变形状,通过滑移、孪生形成无畸变面.③ 刚体转动,①②得到地无畸变地平面转回到原来地位置去,得到不畸变、不转动地平面.用W-R-L 理论来表示：P 1=RPB,P 1为不变平面应变地形状变形,B 为Bain 应变、用主轴应变来表示,R 为刚体转动、可以用矩阵来表示,P 为简单应变.2、阐明马氏体相变热力学地基本设想和表达式地意义答：基本设想：马氏体相变先在奥氏体中形成同成分地体心核胚,然后体心核胚再转变为马氏体M.所以马氏体相变自由能表达式为：M M G G G γγαα→→→∆=∆+∆,式中：① M G γ→∆表示奥氏体转变为马氏体地自由能差.,此时温度为Ms 温度.② G γα→∆表示母相中形成同成分地体心核胚时地自由能变化,定义为T 0温度γ与α地平衡温度,,为T<T 0时,产生核胚地温度.③ M G α→∆表示体心核胚转变为马氏体M 而引起地自由能变化.消耗于以下几个方面：切变能（进行不变平面切变、改变晶体结构和形状地能量）；协作形变能（周围地奥氏体产生形变地能量）；膨胀应变能（由于比容变化而致）；存储能（形成位错地应变能、形成孪晶地界面能）；其他（表面能、缺陷能、能量场地影响等）.四、(20分)1、试解释沉淀相粒子地粗化机理由Gibbs-Thompson 定理知,在半径为r 地沉淀相周围界面处母相成分表达式： 2()()(1)m V C r C RTr αασ=∞-当沉淀相越小,其中每个原子分到地界面能越多,因此化学势越高,与它处于平衡地母相中地溶质原子浓度越高. 即：C （r 2）> C(r 1) .由此可见在大粒子r 1和小粒子r 2之间地基体中存在浓度梯度,因此必然有一个扩散流,在浓度梯度地作用下,大粒子通过吸收基体中地溶质而不断长大,小粒子则要不断溶解、收缩,放出溶质原子来维持这个扩散流.所以出现了大粒子长大、小粒子溶解地现象. 需要画图辅助说明！2、根据沉淀相粒子粗化公式：,分析粒子地生长规律（奥斯瓦尔德熟化）①当时,r=r ,rt ∂∂=0粒子不长大；②当时,r <r ,rt ∂∂<0小粒子溶解；③当时,r>r ,rt ∂∂>0粒子长大；④当时,r=2r ,rt ∂∂最大,长大最快；⑤长大过程中,小粒子溶解,大粒子长大,粒子总数减小,r 增加,更容易满足②,小粒子溶解更快；⑥温度T 升高,扩散系数D 增大,使rt ∂∂增大.所以当温度升高,大粒子长大更快, 小粒子溶解更快.五、(20分)已知新相地长大速度为：1、 试分析过冷度对长大速度地影响过冷度很小,∆gv 很小,∆gv 随过冷度地增加而增加,∆gv 越小长大速率越大,表明：长大速度u 与过冷度或者成正比,也就是当T 下降,过冷度增大,上升,长大速度u 增大.（1） 过冷度很很大,∆gv/kT 很大,exp(-∆gv/kT)→0,此时,温度越高长大速率越大,2、 求生长激活能过冷度很大时,exp(-∆gv/kT)→0,公式转化为0e x p ()Q kT μλν=-3 / 3 两边取对数,0exp()Q kT μλν=-则(ln )(1/)d Q K d T μ=-则为单个原子地扩散激活能,再乘以阿伏加德罗常数N 0,得生长激活能.。
固态相变试卷(2000)
固态相变试卷一、选择题(单项选择) 每题2分，共30分1、在A,B 两组元组成的置换固溶体中，若r a >r b ，两组元的热力学因子F A 1+⎧⎨⎩⎫⎬⎭d d X A A ln ln γ和 F B 1+⎧⎨⎩⎫⎬⎭d d X BB ln ln γ之间的关系是： A) F A >F BB) F A <F B C) F A =F B D) 无确定的数量关系2、晶界作为高扩散率通道的作用和A) 温度有关，温度越高晶界作用越明显B) 温度有关，温度越高晶界作用越不明显C) 溶质浓度有关，浓度越高晶界作用越明显D) 溶质浓度有关，浓度越高晶界作用越不明显3、小角度扭转晶界和倾转晶界的区别是A) 倾转晶界的转动轴和晶面垂直，扭转晶界转动轴和晶面平行B) 倾转晶界由两组螺位错交叉组成，扭转晶界由一组刃位错组成C) 倾转晶界由混合位错组成，扭转晶界由一组刃位错组成D) 倾转晶界由一组平行刃位错组成，扭转晶界由一组交错的螺位错组成4、多晶体中每段晶界上必须作用有大小等于F r =∂∂θr的扭距项，才能维持晶界不动。
那么多晶体平衡时，不同晶界的扭矩项是靠A) 晶界热激活提供 B) 晶界的相互作用提供C) 晶界上的第二相提供 D) 晶界上的杂质原子提供5、再结晶的驱动力和晶粒长大的驱动力A) 相同，因为是同一过程的两个阶段B) 相同，因为它们的驱动力都是减少系统界面能C) 不同，因为再结晶驱动力是消除晶粒中的应变能，而晶粒长大是减少界面能D) 不同，因为再结晶的驱动力是减少晶粒的界面能，而晶粒长大是减少体积自由能6、若α+β两相合金中，α和β之间是K-S 位相关系，则α/β相界是A) 完全共格界面 B) 由小台阶组成的复杂半共格界面C) 由小台阶组成的非共格界面 D) 平直的半共格界面7、Al-Ag 系中GP 区是球状，而Al-Cu 系中GP 区是层状，这是因为A) Al-Ag 系中GP 区错配度δ为正值, Al-Cu 系中GP 区错配度δ为负值B) Al-Ag 系中GP 区错配度δ<5%, Al-Cu 系中GP 区错配度δ>5%C) Al-Ag 系中GP 区错配度δ>1%, Al-Cu 系中GP 区错配度δ<1%D) Al-Ag 系中GP 区错配度δ>5%, Al-Cu 系中GP 区错配度δ<7%8、滑动界面和非滑动界面的主要区别是A) 滑动界面两侧两相结构相同，非滑动界面两侧两相结构不同B) 滑动界面两侧两相成分相同，滑动界面两侧两相成分不同C) 滑动界面上位错可沿界面运动，非滑动界面上位错不可沿界面运动D) 滑动界面一侧的位错可沿和界面相交的滑移面运动至界面另一侧，而非滑动界面上的位错只能沿界面运动9、珠光体的生长速率和最小层间距A) 都和∆T有关，随∆T增加生长速率减小，最小层间距增大B) 都和∆T无关C) 都和∆T有关，随∆T增加生长速率增大，最小层间距减小D) 都和∆T有关，随∆T增加生长速率和最小层间距都增大10、若以界面迁移将相变分类，则A) 马氏体相变是扩散控制长大B) 珠光体转变是界面控制长大C) 有序化转变是扩散控制长大D) 块状转变(massive)是界面控制长大11、形核驱动力和相变驱动力之间的关系是A) 形核驱动力大于相变驱动力B)形核驱动力小于相变驱动力C) 均匀形核驱动力小于相变驱动力，非均匀形核驱动力大于相变驱动力D) 均匀形核驱动力大于相变驱动力，非均匀形核驱动力小于相变驱动力12、在fcc晶体中，hcp沉淀容易在层错上形核是因为A) 层错形核的|∆Gd|大B) 层错形核的|∆Gv|大C) 层错形核的|∆Gs|小D) 层错形核的γ(界面能)小13、属于均匀形核的相变过程有A) GP区沉淀B) 马氏体相变C) 块状转变D) 无序有序转变14、位错在马氏体相变中的作用是A) 提高形核驱动力B) 降低形核势垒C) 减少马氏体/奥氏体界面能D) 降低应变能15、在Cu-Zn系中，某一成分的合金，在高温时平衡组织是单一β相，室温平衡组织是单一α相，设在冷却过程中α从β中脱溶的驱动力为∆G p，发生块状沉淀的驱动力是∆G m1发生马氏体转变的驱动力是∆G m2，则这三者之间的关系是A) ∆G p <∆G m2 <∆G m1 B) ∆G p <∆G m1 <∆G m2C) ∆G m1 <∆G m2 <∆G p D) ∆G m2 <∆G p <∆G m1二、什么是Kerkendall效应？它说明了置换合金扩散时发生的什么现象？为什么有这种现象发生（可以用图解说明）？若用高碳钢和工业纯铁组成一对扩散偶，是否会发生Kerkendall 效应？为什么？（15分）三、界面控制长大和扩散控制长大有何区别？脱溶沉淀相变是否一定属于扩散控制长大？为什么？块状相变属于哪种类型长大？为什么？（10分）四、说明为什么面心立方晶体中，在一组密排面的每一个面上都有一个Shockley不完全位错扫过，就可能形成原晶体的孪晶？（10分）五、什么是调幅分解，它与共析分解和胞状沉淀有和异同？调幅分解时，系统的自由能变化受哪些因素的影响？为什么调幅波波长λ有极小值？推导λ的极小值的表达式。
镁合金的固态相变与性能调控考核试卷
一、单项选择题
1. D
2. D
3. C
4. A
5. D
6. A
7. A
8. A
9. D
10. D
11. D
12. D
13. A
14. A
15. D
16. D
17. D
18. C
19. D
20. D
二、多选题
1. ABC
2. ABCD
3. ABC
4. ABC
5. ABC
6. ABC
7. ABC
A.相变温度
B.合金元素
C.微观组织结构
D.外界应力
14.镁合金的固态相变可能会对以下哪些性能产生影响？( )
A.硬度
B.韧性
C.热导率
D.电阻率
15.以下哪些方法可以用于检测镁合金的固态相变？( )
A. X射线衍射
B.电子显微镜
C.热分析
D.硬度测试
16.镁合金的固态相变可能导致以下哪些微观结构的变化？( )
D.合金的导电性
16.以下哪种方法不能用于调控镁合金的性能？( )
A.热处理
B.微合金化
C.粉末冶金
D.电子束焊接
17.在调控镁合金的固态相变时，以下哪个步骤不是必须的？( )
A.确定相变类型
B.选择合适的工艺参数
C.优化冷却速率
D.改变合金的化学成分
18.镁合金在固态相变过程中，以下哪种现象是典型的塑性变形方式？( )
10.细小
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. ×
6. √
7. ×
8. ×
9. ×
川大金属固态相变试题
一．问答题
1.金属固态相变时，新相与母相的界面可以形成那几种类型？（共格，半共格，非共格）
2.临界形核功的大小对新相形核有何影响？主要影响因素有那些？()
3.什么事奥氏体的实际晶粒度和本质晶粒度，有何差异？（倾向）
4.什么事组织遗传，产生原因，如何预防？
5.珠光体有哪两种组织形态，形成过程有何区别？
6.什么是淬火钢的回火脆性（回火脆性的现象，类型，产生原因）？
7.贝氏体有哪三种种组织，表述它们的结构特征。
8.条幅分解的热力学条件和基本特点(偏导)
二．简述题
1．简述什么是相间沉淀，产生的条件以及对钢的力学性能有何作用.
2．已知有一种含V和Mo的合金钢，淬火后在400-600℃范围内回火，请分析器相变特点及相变产物的可能，在550℃回火时硬度提高的原因。
（强C合金元素）
三．图片分析
1
组织特点，形成过程，如何避免？
2.左图是低碳钢淬火后的金相组织
（1）是什么相变获得的组织，改相变的基本特点是是什么？
（2）该租住的类型和结构特点
四．有一含碳量为1.2wt％的碳钢
(1)要求淬火后获得细小的组织和良好的力学性能，奥氏体化温度选择在Acl-Acm之间，从相变的角度说明其道理.（奥氏体中残余渗碳体，使马氏体中C含量低，晶粒小）
(2)经（1）的奥氏体化，淬火后的组织结构类型和特点。
(3)在100-700℃之间回火时，不同回火温度下的组织转变过程，相组成，所得的组织名称。
(4)力学性能（强度和韧性）随回火温度变化的规律和特点。
(完整版)固态相变原理考试试题+答案
固态相变原理考试试题一、(20分)1、试对固态相变地相变阻力进行分析固态相变阻力包括界面能和应变能,这是由于发生相变时形成新界面,比容不同都需要消耗能量.（1）界面能：是指形成单位面积地界面时,系统地赫姆霍茨自由能地变化值.与大小和化学键地数目、强度有关.共格界面地化学键数目、强度没有发生大地变化,最小；半共格界面产生错配位错,化学键发生变化,次之；非共格界面化学键破坏最厉害,最大.（2）应变能①错配度引起地应变能（共格应变能）：共格界面由错配度引起地应变能最大,半共格界面次之,非共格界面最小.②比容差引起地应变能（体积应变能）：和新相地形状有关,,球状由于比容差引起地应变能最大,针状次之,片状最小.2、分析晶体缺陷对固态相变中新相形核地作用固相中存在各种晶体缺陷,如空位、位错、层错、晶界等,如果在晶体缺陷处形核,随着核地形成,缺陷将消失,缺陷地能量将给出一供形核需要,使临界形核功下降,故缺陷促进形核.（1）空位：过饱和空位聚集,崩塌形成位错,能量释放而促进形核,空位有利于扩散,有利于形核.（2）位错：①形成新相,位错线消失,会释放能量,促进形核②位错线不消失,依附在界面上,变成半共格界面,减少应变能.③位错线附近溶质原子易偏聚,形成浓度起伏,利于形核.④位错是快速扩散地通道.⑤位错分解为不全位错和层错,有利于形核.Aaromon总结：刃型位错比螺型位错更利于形核；较大柏氏矢量地位错更容易形核；位错可缠绕,割阶处形核；单独位错比亚晶界上位错易于形核；位错影响形核,易在某些惯习面上形成.（3）晶界：晶界上易形核,减小晶界面积,降低形核界面能二、(20分)已知调幅分解1、试分析发生调幅分解地条件只有当R（λ）＞0,振幅才能随时间地增长而增加,即发生调幅分解,要使R（λ）＞0,得且. 令R（λ）=0得λc—临界波长,则λ＜λc时,偏聚团间距小,梯度项很大,R（λ）＞0,不能发生；λ＞λc时,随着波长增加,下降,易满足,可忽略梯度项,调幅分解能发生.2、说明调幅分解地化学拐点和共格拐点,并画出化学拐点、共格拐点和平衡成分点在温度——成分坐标中地变化轨迹化学拐点：当G”=0时.即为调幅分解地化学拐点；共格拐点：当G”+2η2Y=0时为共格拐点,与化学拐点相比共格拐点地浓度范围变窄了,温度范围也降低了.3、请说明调幅分解与形核长大型相变地区别1、阐明建立马氏体相变晶体学表象理论地实验基础和基本原理（1）实验基础1 / 32 /3 ① 在宏观范围内,惯习面是不应变面（不转变、不畸变）；② 在宏观范围内,马氏体中地形状变形是一个不变平面应变；③ 惯习面位向有一定地分散度（指不同片、不同成分地马氏体）；④ 在微观范围内,马氏体地变形不均匀,内部结构不均匀,有亚结构存在（片状马氏体为孪晶,板条马氏体为位错）.（2）基本原理在实验基础上,提出了马氏体晶体学表象理论,指出马氏体相变时所发生地整个宏观应变应是下面三种应变地综合：① 发生点阵应变（Bain 应变）,形成马氏体新相地点阵结构.但是Bain 应变不存在不变平面,不变长度地矢量是在圆锥上,所以要进行点阵不变切变.② 简单切边,点阵不变非均匀切变,在马氏体内发生微区域变形,不改变点阵类型,只改变形状,通过滑移、孪生形成无畸变面.③ 刚体转动,①②得到地无畸变地平面转回到原来地位置去,得到不畸变、不转动地平面.用W-R-L 理论来表示：P 1=RPB,P 1为不变平面应变地形状变形,B 为Bain 应变、用主轴应变来表示,R 为刚体转动、可以用矩阵来表示,P 为简单应变.2、阐明马氏体相变热力学地基本设想和表达式地意义答：基本设想：马氏体相变先在奥氏体中形成同成分地体心核胚,然后体心核胚再转变为马氏体M.所以马氏体相变自由能表达式为：M M G G G γγαα→→→∆=∆+∆,式中：① M G γ→∆表示奥氏体转变为马氏体地自由能差.,此时温度为Ms 温度.② G γα→∆表示母相中形成同成分地体心核胚时地自由能变化,定义为T 0温度γ与α地平衡温度,,为T<T 0时,产生核胚地温度.③ MG α→∆表示体心核胚转变为马氏体M 而引起地自由能变化.消耗于以下几个方面：切变能（进行不变平面切变、改变晶体结构和形状地能量）；协作形变能（周围地奥氏体产生形变地能量）；膨胀应变能（由于比容变化而致）；存储能（形成位错地应变能、形成孪晶地界面能）；其他（表面能、缺陷能、能量场地影响等）.四、(20分)1、试解释沉淀相粒子地粗化机理由Gibbs-Thompson 定理知,在半径为r 地沉淀相周围界面处母相成分表达式： 2()()(1)m V C r C RTr αασ=∞-当沉淀相越小,其中每个原子分到地界面能越多,因此化学势越高,与它处于平衡地母相中地溶质原子浓度越高. 即：C （r 2）> C(r 1) .由此可见在大粒子r 1和小粒子r 2之间地基体中存在浓度梯度,因此必然有一个扩散流,在浓度梯度地作用下,大粒子通过吸收基体中地溶质而不断长大,小粒子则要不断溶解、收缩,放出溶质原子来维持这个扩散流.所以出现了大粒子长大、小粒子溶解地现象. 需要画图辅助说明！2、根据沉淀相粒子粗化公式：,分析粒子地生长规律（奥斯瓦尔德熟化）①当时,r=r ,rt ∂∂=0粒子不长大；②当时,r <r ,r t ∂∂<0小粒子溶解；③当时,r>r ,r t ∂∂>0粒子长大；④当时,r=2r ,r t ∂∂最大,长大最快；⑤长大过程中,小粒子溶解,大粒子长大,粒子总数减小,r 增加,更容易满足②,小粒子溶解更快；⑥温度T 升高,扩散系数D 增大,使rt ∂∂增大.所以当温度升高,大粒子长大更快, 小粒子溶解更快.五、(20分)已知新相地长大速度为：1、 试分析过冷度对长大速度地影响过冷度很小,∆gv 很小,∆gv 随过冷度地增加而增加,∆gv 越小长大速率越大,表明：长大速度u 与过冷度或者成正比,也就是当T 下降,过冷度增大,上升,长大速度u 增大.（1） 过冷度很很大,∆gv/kT 很大,exp(-∆gv/kT)→0,此时,温度越高长大速率越大,2、 求生长激活能过冷度很大时,exp(-∆gv/kT)→0,公式转化为0exp()Q kT μλν=-3 / 3 两边取对数,0exp()Q kT μλν=-则(ln )(1/)d Q K d T μ=-则为单个原子地扩散激活能,再乘以阿伏加德罗常数N 0,得生长激活能.。
北科大试题
2001北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学A适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。
说明：1.试题必须写在答题纸上。
2.统考生做1--10题；单考生做1--7题和11--13题。
1.名词解释：（每小题2分，共10分）（1）单胞和复合单胞（2）金属键（3）代位固溶体（4）位错（5）偏聚和有序化2.判断对错：（10分）3.以液态无限互溶、固态有限溶解并具有共晶反应的二元相图为例说明二元相图是制作方法和二元相图的一般几何规律。
（10分）4.结晶后的组织中产生显微偏析的原因是什么？采用什么措施能减少和消除偏析。
（10分）5.什么是晶界？讨论晶界在多晶体形变过程中的作用。
（10分）6.什么是相界面？复合合金形变的特点是什么？（10分）7.说明使多晶体晶粒细化能使材料的强度提高、韧性增加的原因。
（10分）8.简要叙述马氏体转变的一般特点。
（10分）9.要想获得粗大的再结晶晶粒可采取什么措施，说明原因。
（10分）10.简述固态相变在相变阻力、新相形核、新相成长方面的特点。
（10分）11.什么叫再结晶？什么是再结晶温度？简要描述再结晶过程。
（10分）2002北京科技大学攻读硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学A适用专业：科学技术史，冶金物理化学，钢铁冶金，有色金属，材料加工工程。
说明：1.试题必须写在答题纸上。
2.统考生做1--9题；单考生做1--6题和10--12题。
一.名词解释（20分，每个2.5分）（1）点阵畸变（2）柏氏矢量（3）相图（4）过冷度（5）形变织构（6）二次再结晶（7）滑移系（8）孪生二.画出立方晶系中（111）面、（435）面。
写出立方晶系空间点阵特征。
（10分）三.铸锭的一般组织可分为哪几个区域？写出其名称。
并简述影响铸锭结晶组织的因素。
（10分）四.画图并简述形变过程中位错增殖的机制。
（10分）五.写出菲克第一定律的数学表达式，并说明其意义。
③北航2001、2003、2008年《金属学原理》期末考试题
2008年物理冶金原理期末考试试题一（15分）简答题1液态金属的特点答：1 液体中原子间具有较强的结合力，具有与固态相近似的结构，原子的排列比较紧密。
但是不象固体那样规则。
但在相邻原子中心距不能小于原子直径。
任何空隙不能大到可以在插入一个原子的约束下。
系统能量起伏，液态金属中存在一定数目大小不等随机取向的短程有序原子2简述固态相变的特点答：①由于相变阻力大，相变的过冷度一般很大②固态相变都非自发形核③晶体缺陷对固态相变形核、生长及固态相变组织和性能具有决定性影响④新相与母相间往往存在严格的晶体学取向过程⑤相变历程复杂，往往晶粒溶质偏析—过渡相析出—稳定相析出等一系列历程。
3简述刃形位错、螺形位错的特点答：位错的基本特征：刃形位错有一个额外的半原子面；刃形位错可理解为晶体中已滑移区和未滑移区的边界线；滑移面必定是同时包含有位错线和滑移矢量的平面，滑移面唯一，在其他面上不能滑移；位错周围的点阵发生弹性畸变，既有切应变又有正应变；在位错线周围的过渡区每个原子具有较大的平均能量；位错线与滑移方向垂直即柏氏矢量与位错线垂直；刃形位错的形状可以是直线或者曲线。
运动特点：1.滑移在平行于滑移面的平面上施加垂直于位错线的切应力。
2.攀移，垂直于滑移面的运动。
螺位错的基本特征：螺形位错无额外的半原子面，原子错排呈轴对称的；螺形位错线与伯氏矢量平行因此螺形位错的形状一定是直线，而且位错线的移动方向与晶体的滑移方向垂直；纯螺形位错滑移面不是唯一的；螺形位错周围的点阵也发生弹性畸变，但是只有平行于位错线的切应变而无正应变，因此不会引起体积膨胀或收缩；螺形位错周围的点阵畸变随离位错线距离的增加而急剧下降；位错线与滑移线方向平行即柏氏矢量与位错线平行。
运动特点：1.在含有位错线的任何密排面上都可能进行滑移，易发生交滑移。
2.不发生攀移。
4加工硬化及其产生机理答：加工硬化：塑性变形时，随变形量增加，金属的抗变形能力不断提高，其强度硬度上升，塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。
《固态相变》测试题(2)
22.04.2011
1. 回答 回答3.10题，并说明为什么在 题 并说明为什么在Cu-Si合金中，富硅的κ相（HCP）和富 合金中， 合金中 富硅的κ ） 铜的α 合金中， 铜的α（FCC）之间可以形成完全共格界面，而在 ）之间可以形成完全共格界面，而在Fe-C合金中，奥氏 合金中 体（FCC）和铁素体（BCC）之间只可能形成复杂半共格界面。 ）和铁素体（ ）之间只可能形成复杂半共界面。 2. 什么是错配度δ和ε和体积错配度∆？它们之间具有什么关系？ 什么是错配度δ 和体积错配度∆ 它们之间具有什么关系？ 3. 若忽略基体和脱溶物之间的错配度，回答以下问题： 若忽略基体和脱溶物之间的错配度，回答以下问题： （1）脱溶物的形状和取向关系取决于什么？ ）脱溶物的形状和取向关系取决于什么？ （2）说明在什么情况下基体和脱溶物之间的界面，有些是完全共格界面， ）说明在什么情况下基体和脱溶物之间的界面，有些是完全共格界面， 有些是非共格界面，有些却可能是共格/半共格和非共格界面的组合 半共格和非共格界面的组合。 有些是非共格界面，有些却可能是共格 半共格和非共格界面的组合。 （3）说明界面为上述三种情况时，脱溶物将具有什么样的平衡形状，为 ）说明界面为上述三种情况时，脱溶物将具有什么样的平衡形状， 什么？ 什么？ 4. 当存在错配度时，回答以下问题： 当存在错配度时，回答以下问题： （1）脱溶物的形状和取向关系取决于什么？ ）脱溶物的形状和取向关系取决于什么？ （2）回答题 ）回答题3.11，并说明为什么？ ，并说明为什么？ （3）说明为什么球状共格脱溶物在其长大过程倾向于丧失其共格性。 ）说明为什么球状共格脱溶物在其长大过程倾向于丧失其共格性。
5. 说明什么是滑动型和非滑动型界面。并画图说明如何通过 说明什么是滑动型和非滑动型界面。并画图说明如何通过FCC晶体的 晶体的 （ 111）晶面上肖脱基不全位错的运动 ， 使 FCC晶体转变为密排六方 ） 晶面上肖脱基不全位错的运动， 晶体转变为密排六方 晶体。 晶体。 6. 回答以下问题“ 回答以下问题“ （1）什么是非队列和队列型转变？ ）什么是非队列和队列型转变？ （2）回答 ）回答3.18题，并给出从母相向界面（溶质原子长程扩散）的溶质原 题 并给出从母相向界面（溶质原子长程扩散） 子流量的表达式。 子流量的表达式。 （3）什么是扩散控制转变、界面控制转变、界面和扩散混合控制转变？ ）什么是扩散控制转变、界面控制转变、界面和扩散混合控制转变？ 说明 ∆µ iB 和 ∆µ α B 的物理意义，并在成分 的物理意义，并在成分——-自由能曲线中标出在上 自由能曲线中标出在上 和µα ∆ B 。 述三种控制情况下的µ iB ∆
固态相变原理测验试题+答案
固态相变原理测验试题+答案--————--———-——---————-——-————--— 作者： —————————————-——-—-——-—-——-—--—— 日期：固态相变原理考试试题一、（20 分) 1、试对固态相变的相变阻力进行分析 固态相变阻力包括界面能和应变能，这是由于发生相变时形成新界面,比容不同都需要消耗能量。
界面能 ：是指形成单位面积的界面时，系统的赫姆霍茨自由能的变化值。
与大小和化学键的数目、强度有关。
为表面张力，为偏摩尔自由能， 为由于界面面积改变而引起的晶粒内部自由能变化 （1） 共格界面的化学键数目、强度没有发生大的变化，σ最小;半共格界面产生错配位错，化学键发生变化，σ次之；非共格界面化学键破坏最厉害，σ最大. （2） 应变能 ① 错配度引起的应变能（共格应变能）：共格界面由错配度引起的应变能最大，半共格界面次之，非共格界面最小。
② 比容差引起的应变能(体积应变能）：和新相的形状有关,,球状由于比容差引起的应变能最大，针状次之，片状最小。
2、分析晶体缺陷对固态相变中新相形核的作用固相中存在各种晶体缺陷，如空位、位错、层错、晶界等,如果在晶体缺陷处形核，随着核的形成，缺陷将消失，缺陷的能量将给出一供形核需要,使临界形核功下降，故缺陷促进形核。
（1） 空位:过饱和空位聚集，崩塌形成位错,能量释放而促进形核,空位有利于扩散，有利于形核。
（2） 位错：①形成新相，位错线消失，会释放能量,促进形核②位错线不消失，依附在界面上，变成半共格界面，减少应变能。
③位错线附近溶质原子易偏聚,形成浓度起伏，利于形核。
④位错是快速扩散的通道.⑤位错分解为不全位错和层错，有利于形核。
Aaromon 总结：刃型位错比螺型位错更利于形核;较大柏氏矢量的位错更容易形核;位错可缠绕,割阶处形核；单独位错比亚晶界上位错易于形核；位错影响形核,易在某些惯习面上形成.（3)晶界：晶界上易形核，减小晶界面积,降低形核界面能二、（20 分） 已知调幅分解浓度波动方程为:1、试分析发生调幅分解的条件，其中:只有当 R（λ）＞0，振幅才能随时间的增长而增加，即发生调幅分解，要使 R（λ)＞0，得 G”＜0 且｜ G”｜＞2η2Y+8π2k/λ2 令 R(λ）=0 得 λc—临界波长，则 λ＜λc 时，偏聚团间距小，梯度项 8π2k/λ2 很大，R（λ）＞0，不能发生；λ＞λc 时,随着波长增加，8π2k/λ2 下降,易满足| G”| ＞2η2Y+8π2k/λ2，可忽略梯度项，调幅分解能发生。
北科大《固态相变》12道练习题
北科⼤《固态相变》12道练习题《固态相变》课程12道复习题北科⼤chenleng⽼师1.什么是⼀级相变？什么是⼆级相变？并举例说明。
分类标志：热⼒学势及其导数的连续性。
⾃由能和内能都是热⼒学函数，它们的第⼀阶导数是压⼒（或体积）和熵（或温度）等，⽽第⼆阶导数是⽐热、膨胀率、压缩率和磁化率等。
第⼀类相变（⼀级相变）：凡是热⼒学势本⾝连续，⽽第⼀阶导数不连续的状态突变，称为第⼀类相变。
第⼀阶导数不连续，表⽰相变伴随着明显的体积变化和热量的吸放(潜热)。
普通的⽓液相变、液固相变、⾦属和合⾦的多数固态相变、在外磁场中的超导转变，属于第⼀类相变。
第⼆类相变（⼆级相变）：热⼒学势和它的第⼀阶导数连续变化，⽽第⼆阶导数不连续的情形，称为第⼆类相变。
这时没有体积变化和潜热，但膨胀率、压缩率和⽐热等物理量随温度的变化曲线上出现跃变或⽆穷的尖峰。
超流、没有外磁场的超导转变、⽓液临界点、磁相变、合⾦中部分有序-⽆序相变，属于第⼆类相变。
习惯上把第⼆类以上的⾼阶相变，通称为连续相变或临界现象。
玻⾊-爱因斯坦凝结现象是三级相变。
按相变⽅式分类：形核长⼤型相变、连续型相变……<材基P595>按原⼦迁移特征分类：扩散型相变、⽆扩散型相变2.回答以下问题：（1）经典形核理论的均匀形核和⾮均匀形核的临界核⼼的曲率半径哪个更⼤？为什么？（2）均匀形核和⾮均匀形核的临界核⼼形成功哪个更⼤，为什么？（3）均匀形核和⾮均匀形核的形核速率哪个更⼤，为什么？（4）经典形核理论对再结晶核⼼的形成是否适⽤，为什么？（5）两相转变的平衡温度与再结晶温度的本质有何区别，并给出解释。
⾮均匀形核：（1）应该特别注意到，在相同的过冷度下，⾮均匀形核的临界曲率半径和均匀形核临界半径是相同的。
（2）⾮均匀形核时，因为和浸润⾓有关的f(θ)总是⼩于1，所以⾮均匀形核的临界形核功总⽐均匀形核⼩。
（3）在凝固时液相中都含有⼤量的形核靠背，例如盛放液体的容器模壁、液体中含的微⼩固态微粒等。
固态相变试题库及答案
固态相变课程复习思考题2012-5-171.说明金属固态相变的主要分类及其形式2.说明金属固态相变的主要特点3.说明金属固态相变的热力学条件与作用4.说明金属固态相变的晶核长大条件和机制5.说明奥氏体的组织特征和性能6.说明奥氏体的形成机制7.简要说明珠光体的组织特征8.简要说明珠光体的转变体制9.简要说明珠光体转变产物的机械性能10.简要说明马氏体相变的主要特点11.简要说明马氏体相变的形核理论和切边模型12.说明马氏体的机械性能，例如硬度、强度和韧性13.简要说明贝氏体的基本特征和组织形态14.说明恩金贝氏体相变假说15.说明钢中贝氏体的机械性能16.说明钢中贝氏体的组织形态17.分析合金脱溶过程和脱溶物的结构18.分析合金脱溶后的显微组织19.说明合金脱溶时效的性能变化20.说明合金的调幅分解的结构、组织和性能21.试计算碳含量为2.11%（质量分数）奥氏体中，平均几个晶胞有一个碳原子？22.影响珠光体片间距的因素有哪些？23.试述影响珠光体转变力学的因素。
24.试述珠光体转变为什么不能存在领先相25.过冷奥氏体在什么条件下形成片状珠光体，什么条件下形成粒状珠光体26.试述马氏体相变的主要特征及马氏体相变的判据27.试述贝氏体转变与马氏体相变的异同点28.试述贝氏体转变的动力学特点29.试述贝氏体的形核特点30.熟悉如下概念：时效、脱溶、连续脱溶、不连续脱溶。
31.试述Al-Cu合金的时效过程，写出析出贯序32.试述脱溶过程出现过渡相的原因33.掌握如下基本概念：固态相变、平衡转变、共析相变、平衡脱溶、扩散性相变、无扩散型相变、均匀形核、形核率1.说明金属固态相变的主要分类及其形式？（1）按热力学分类：①一级相变②二级相变（2）按平衡状态图分类：①平衡相变㈠同素异构转变和多形性转变㈡平衡脱溶沉淀㈢共析相变㈣调幅分解㈤有序化转变②非平衡相变㈠伪共析相变。
㈡马氏体相变。
㈢贝氏体相变。
㈣非平衡脱溶沉淀。
固态相变考试题及答案
固态相变考试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 固态相变中，下列哪种相变属于一级相变？A. 液-固相变B. 固-固相变C. 液-液相变D. 气-液相变答案：A2. 马氏体相变是一种典型的哪种类型的相变？A. 扩散型相变B. 非扩散型相变C. 有序-无序相变D. 连续相变答案：B3. 贝氏体相变与珠光体相变的主要区别在于：A. 相变温度B. 相变机制C. 相变速率D. 相变产物的微观结构答案：D4. 铁磁材料在居里温度以上会发生哪种相变？A. 铁磁-顺磁相变B. 顺磁-铁磁相变C. 反铁磁-顺磁相变D. 顺磁-反铁磁相变答案：A5. 下列哪种材料的固态相变不涉及化学成分的变化？A. 钢的淬火B. 铝合金的时效C. 陶瓷材料的烧结D. 金属的氧化答案：A二、填空题（每空1分，共10分）1. 固态相变可以分为_______相变和_______相变。
答案：扩散型；非扩散型2. 相图中的_______线表示相平衡，而_______线表示相变。
答案：相界；相变3. 在固态相变中，_______相变通常伴随着体积变化，而非扩散型相变则不涉及体积变化。
答案：扩散型4. 固态相变过程中，新相的形成方式包括_______和_______。
答案：成核；生长5. 扩散型相变的一个特点是新相与母相之间存在_______。
答案：成分梯度三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述固态相变中扩散型相变与非扩散型相变的主要区别。
答案：扩散型相变是指新相的形成过程中需要原子的扩散，如钢的淬火和铝合金的时效等。
这种相变通常伴随着成分的变化和体积的变化。
非扩散型相变则是指新相的形成不需要原子的扩散，如马氏体相变和贝氏体相变等。
这种相变不涉及成分的变化，且体积变化较小或无体积变化。
2. 描述固态相变中成核与生长的过程。
答案：成核是指在母相中形成新相的初始核心，这些核心可能是由于热涨落、应力集中或其他外部因素引起的局部区域。
生长是指新相核心一旦形成，就会通过原子的扩散或位移逐渐长大，最终形成稳定的新相。
2001固体物理试题（中科院中科大联合）
2001固体物理试题（中科院中科⼤联合）中国科学院——中国科学技术⼤学2001年招收攻读硕⼠学位研究⽣⼊学试卷试题名称：固体物理⼀、（25分）简要回答以下问题：1、某种元素晶体具有6⾓密堆结构，试指出该晶体的布拉伐（Bravais）格⼦类型和其倒格⼦的类型。
2、某元素晶体的结构为体⼼⽴⽅布拉伐格⼦，试指出其格点⾯密度最⼤的晶⾯系的密勒指数，并求出该晶⾯系相邻晶⾯的⾯间距。
（设其晶胞参数为a）。
3、具有⾯⼼⽴⽅结构的某元素晶体，它的多晶样品x-射线衍射谱中，散射⾓最⼩的三个衍射峰相应的⾯指数是什么？4、何谓费⽶能级和费⽶温度？试举出⼀种测量⾦属费⽶⾯的实验⽅法。
5、试⽤能带论简述导体、绝缘体、半导体中电⼦在能带中填充的特点。
⼆、（15分）回答以下问题：1、阐述晶格中不同简正模式的桥梁波之间达到热平衡的物理原因。
2、晶格⽐热理论中德拜（Debye）近似在低温下与实验符合的很好，物理原因是什么？3、晶体由N个原⼦组成，试求出德拜模型下的态密度、德拜频率的表达式，并说明德拜频率的物理意义。
三、（20分）设有⼀维双原⼦链，两种原⼦的质量分别为M 和m ，且M>m ，相邻原⼦间的平衡间距为a ，只考虑最近邻原间的相互作⽤，作⽤⼒常数为β，在简谐似下，考虑原⼦沿链的⼀维振动。
1）求格波简正模的频率与波⽮间的关系ω（q ）2）证明波⽮q 和m aq p +（其中m 为整数）描述的格波是全同的3）在M>>m 的极限情形，求⾊散关系ω（q ）的渐近表达式四、（20分）推导简⽴⽅晶格中由原⼦S 态фS （r ）形成的能带：1、写出描述S 态晶体电⼦波函数的Bloch 表达式2、写出在最近邻作⽤近似下，由紧束缚法得到的晶体S 态电⼦能量表达式E （k ）3、计算如图Г，X，R 点晶体电⼦能量4、指出能带底与能带顶晶体电⼦能量，其能带宽度等于多少？5、画出原⼦能级分裂成能带⽰意图五、（20分）⾦属钠是体⼼⽴⽅晶格，晶格常数05.3A a =，假如每⼀个锂原⼦贡献⼀个传导电⼦⽽构成⾦属⾃由电⼦⽓，试推导T=OK 时⾦属⾃由电⼦⽓费⽶能表⽰式，并计算出⾦属锂费⽶能。
固态相变原理考试复习
② 无扩散型相变
原子和离子也要发生有规律的迁移使点阵改组，但是相邻原子的移动距离不超过一个原子间
距，不破坏近邻关系，不改变固溶体成分。
（3）相变方式分类（动力学机制分类）
① 不连续相变（也叫非均匀相变）（有核相变）
形核长大型，形核形成就有一个明确的相界面，在新母相界面的两侧。新相和母相的成分不
A. ∆Gγ→α 的估算：徐祖耀计算：∆Gγ→α=（1-xc）∆G∆γ→α+ xc（9320-2.71T）
B. ∆Gα→M 的估算：
1) 切变能 1/2VmΦδs（Ms），Vm 为 M 的摩尔体积，Φ 切变角，δs（Ms）在 Ms 点 γ 的屈服应力。
2) 协作形变能 1/2VγΦδs（Ms），Vγ：γ 的摩尔体积，
状以降低界面能，若比容差较大，则倾向于形成针状以兼顾降低界面能和比容差应变能。
b) 分析晶体缺陷对固态相变中新相形核的作用
固相中存在各种晶体缺陷，如空位、位错、层错、晶界及亚晶界等，如果在晶体缺陷处形
核，随着核的形成，缺陷将消失，缺陷的能量将释放以供形核需要，使临界形核功下降，
故缺陷促进形核。
（1）空位：可通过加速扩散过程或释放自身能量提供形核驱动力而促进形核,过饱和空位
（2）应变能: 固态相变时新相与母相界面上的原子因强行匹配而在界面附近产生应变能.
① 错配度引起的应变能（共格应变能）：和新母相界面类型相关,共格界面的应变能最大，
半共格界面次之，非共格界面最小。
2
② 比容差引起的应变能（体积应变能）：和新相的形状有关，E = 3 MΔ2 f(c⁄a),球状由于比
一样，结构不一样。
2001真题
二O0一年
1、解释下列名词（50）
1.1 合金中的相
1.2成分过冷
1.3伪共晶
1.4滑移
1.5再结晶
2、对比解释下列概念的异同点。
2.1刃型位错和螺型位错
2.2 TTT曲线和CCT曲线
2.3 自扩散和异（互）扩散
3、计算题
3.1体心立方晶胞中晶格常数为a，计算出体心立方晶胞中的原子半径r与致
密度k。
3.2根据Fe-Fe3C相图计算共析转变产物中铁素体和渗碳体的含量。
4、综述晶体长大的要点。
5、根据Fe-Fe3C 平衡相图分析含碳量对铁碳合金平衡组织的工艺性能的影响。
6、钢的淬透性和淬硬性的本质区别是什么？
7、试述金属经塑性变形后对组织结构和金属性能的影响。
8、简述金属固态相变的特点和类型。
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固态相变试卷
姓名学号
一、选择题(单项选择) 每题2分，共30分
1、Kirkendall反应发生在：
A) 置换固溶体；B) 间隙固溶；C) 纯金属；D) 稳定化合物。
2、由于扩散而引起的点阵平面迁移的方向
A) 和A(大半径)原子扩散方向一致；B) 和B(小半径)原子扩散方向一致；
C) 和空位流方向一致；D) 和空位流方向相反。
3、非稳定扩散和稳定扩散的区别在于：
A) 稳定扩散是间隙扩散，非稳定扩散是置换扩散；
B) 稳定扩散是间隙扩散，非稳定扩散是互换扩散；
C) 稳定扩散时扩散系数和浓度有关，非稳定扩散时扩散系数和浓度无关；
D) 稳定扩散时浓度和时间无关，非稳定扩散时浓度随时间变化；
4、多晶体中每段晶界上必须作用有大小等于F r=∂
∂θ
r
的扭距项，才能维持晶界不动。
那么
多晶体平衡时，不同晶界的扭矩项是靠：
A) 晶界热激活提供；B) 晶界的相互作用提供；
C) 晶界上的第二相提供；D) 晶界上的杂质原子提供。
5、再结晶的驱动力和晶粒长大的驱动力
A) 相同，因为是同一过程的两个阶段；
B) 相同，因为它们的驱动力都是减少系统界面能；
C) 不同，因为再结晶驱动力是消除晶粒中的应变能，而晶粒长大是减少界面能；
D) 不同，因为再结晶的驱动力是减少晶粒的界面能，而晶粒长大是减少体积自由能。
6、若α+β两相合金中，α和β之间是K-S位相关系，则α/β相界是：
A) 完全共格界面；B) 由小台阶组成的复杂半共格界面；
C) 由小台阶组成的非共格界面；D) 平直的半共格界面。
7、Al-Ag系中GP区是球状，而Al-Cu系中GP区是层状，这是因为：
A) Al-Ag系中GP区错配度δ为正值, Al-Cu系中GP区错配度δ为负值；
B) Al-Ag系中GP区错配度δ<5%, Al-Cu系中GP区错配度δ>5%；
C) Al-Ag系中GP区错配度δ>1%, Al-Cu系中GP区错配度δ<1%；
D) Al-Ag系中GP区错配度δ>5%, Al-Cu系中GP区错配度δ<7%。
8、珠光体的生长速率和最小层间距
A) 都和∆T有关，随∆T增加生长速率减小，最小层间距增大
B) 都和∆T无关
C) 都和∆T有关，随∆T增加生长速率增大，最小层间距减小
D) 都和∆T有关，随∆T增加生长速率和最小层间距都增大
9、化学调幅和共格调幅相比：
A) 化学调幅要求的过冷度大，成分范围宽；
B) 共格调幅要求的过冷度大，成分范围宽；
C) 共格调幅要求的过冷度大，成分范围窄；
D) 化学调幅要求的过冷度大，成分范围窄。
10、在钢中加入的合金元素中
A) 铁素体稳定化元素不能提高淬透性，因为它提高共析转变温度；
B) 奥氏体稳定化元素不能提高淬透性，因为相变时碳不重新分配；
C) 只有碳化物形成元素能提高淬透性；
D) 上述三种元素均能提高钢的淬透性。
11、对于存在无序－有序转变的合金中，若反向畴界越多，则：
A) 系统的自由能G越高；B) 系统发生无序－有序转变时的∆H变化越大；
C) 系统的自由能G越小；D) 系统发生无序－有序转变时的∆H变化越小。
12、属于均匀形核的相变过程有：
A) GP区沉淀；B) 马氏体相变；
C) 块状转变；D) 无序有序转变。
13、位错在马氏体相变中的作用是：
A) 提高形核驱动力；B) 降低形核势垒；
C) 减少马氏体/奥氏体界面能；D) 降低应变能。
14、化学调幅和共格调幅相比：
A) 化学调幅要求的过冷度大，成分范围宽；
B) 共格调幅要求的过冷度大，成分范围宽；
C) 共格调幅要求的过冷度大，成分范围窄；
D) 化学调幅要求的过冷度大，成分范围窄。
15、在fcc晶体中，hcp沉淀容易在层错上形核是因为：
A) 层错形核的|∆Gd|大；B) 层错形核的|∆Gv|大；
C) 层错形核的|∆Gs|小；D) 层错形核的γ(界面能)小。
二、问答题
1、什么类型的扩散过程会伴随点阵平面的迁移，从晶体学模型说明为什么会发生点阵平面
的迁移(可以用图解说明)，并由此推导迁移速率和Darken方程。
15分
2、什么是复杂共格界面，其原子结构具有什么特征？两种不同的相为什么会形成复杂共格
界面？当孪晶界和孪晶面不重合时(非共格孪晶)，孪晶界和复杂共格界面有什么相同和不同之处10分
3、什么是调幅分解，它与共析分解和胞状沉淀有和异同？调幅分解时，系统的自由能变化
受哪些因素的影响？为什么调幅波波长λ有极小值？推导λ的极小值的表达式。
15分
4、沉淀相变时，形核驱动力和相变驱动力有何区别？两着哪一个的值大？为什么？（可用
图说明）5分
5、马氏体形核属均匀形核还是非均匀形核？为什么？试从理论和实验两方面说明之。
10分
6、界面控制长大和扩散控制长大有何区别？脱溶沉淀相变是否一定属于扩散控制长大？为什么？块状相变属于哪种类型长大？为什么？10分
7、杂质原子对晶界迁移率的影响与夹杂物对晶界迁移率的影响有何异同？为什么特殊大角度晶界的迁移率对杂质原子不敏感？5分。