东南大学《材料科学基础ii》三元相图习题1.doc

1.根据所示的三元相图综合投影图,用热分析曲线表示图中成分为M和N的材料

在平衡冷却过程中发生的组织转变。

2.已知A-B-C三种元素在液态无限互溶,而在固态有限互溶,三元系在固态只含

a、(3、Y三个相。A、B、C的熔点分别为900°C、1200°C和1000°Co系统

在下列温度和成分处有恒温反应:

温度°C

L a

A B C A B C

1100 35 65

1000 70 30 50 50

950 45 20 35 50 40 10 800 50 50 80 20

温度°C

P Y

A B C A B C

1100 93 7 55 45 1000 10 90

950 12 80 8 10 45 45 800 30 70

各相的溶解度为:

固溶体

溶解度

945°C 室温

a 50%A-40%B-10%C 60%A-35%B-5%C p 12%A-80%B-8%C 3%A・95%B-2%C Y 10%A-45%B-45%C 5%A・40%B・55%C

组成三元相图的三个二元系的相在室温下溶解度为

请根据上述条件解决以下问题:

(1)画出系统的综合投影图;

(2)说明每个恒温反应的类型;

(3)画出成分为30%A.55%B.15%C的合金凝固过程的热分析曲线,并计算该合金在945°C时各相的相对百分数;

(4)画出成分为20%A-35%B-45%C合金凝固过程的热分析曲线。

组成三元相图的三个二元系的相在室温下溶解度为

请根据上述条件解决以下问题:

(1)画出系统的综合投影图;

(2)说明每个恒温反应的类型;

(3)画出成分为30%A.55%B.15%C的合金凝固过程的热分析曲线,并计算该合金在945°C时各相的相对百分数;

(4)画出成分为20%A-35%B-45%C合金凝固过程的热分析曲线。

材料科学基础习题

查看文本 习题 一、名词解释 金属键; 结构起伏; 固溶体; 枝晶偏析; 奥氏体; 加工硬化; 离异共晶; 成分过冷; 热加工; 反应扩散 二、画图 1在简单立方晶胞中绘出()、(210)晶面及[、[210]晶向。 2结合Fe-Fe C相图,分别画出纯铁经930℃和800℃渗碳后,试棒的成分-距离曲线示意图。 3 3如下图所示,将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。 4画出简单立方晶体中(100)面上柏氏矢量为[010]的刃型位错与(001)面上柏氏矢量为[010]的刃型位错交割前后的示意图。 5画图说明成分过冷的形成。 C相图分析 三、Fe-Fe 3 1用组织组成物填写相图。 2指出在ECF和PSK水平线上发生何种反应并写出反应式。 3计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 四、简答题 1已知某铁碳合金,其组成相为铁素体和渗碳体,铁素体占82%,试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。 2什么是单滑移、多滑移、交滑移?三者的滑移线各有什么特征,如何解释?。 3设原子为刚球,在原子直径不变的情况下,试计算g-Fe转变为a-Fe时的体积膨胀率;如果测得910℃时g-Fe和a-Fe的点阵常数分别为0.3633nm和0.2892nm,试计算g-Fe转变为a-Fe的真实膨胀率。 4间隙固溶体与间隙化合物有何异同? 5可否说扩散定律实际上只有一个?为什么? 五、论述题 τC 结合右图所示的τC(晶体强度)—ρ位错密度 关系曲线,分析强化金属材料的方法及其机制。 晶须 冷塑变 六、拓展题 1 画出一个刃型位错环及其与柏士矢量的关系。 2用金相方法如何鉴别滑移和孪生变形? 3 固态相变为何易于在晶体缺陷处形核? 4 画出面心立方晶体中(225)晶面上的原子排列图。 综合题一:材料的结构 1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。 2 金属键与其它结合键有何不同,如何解释金属的某些特性? 3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。 4 晶向指数和晶面指数的标定有何不同?其中有何须注意的问题? 5 画出三种典型晶胞结构示意图,其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么? 6 碳原子易进入a-铁,还是b-铁,如何解释? 7 研究晶体缺陷有何意义? 8 点缺陷主要有几种?为何说点缺陷是热力学平衡的缺陷?

材料科学基础习题及答案

习题课

一、判断正误 正确的在括号内画“√”,错误的画“×” 1、金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。 2、位错滑移时,作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。 3、只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶,间隙固溶体则不能。 4、金属结晶时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系熵值减小,因此是一个自发过程。 5、固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔG<0、结构起伏和能量起伏。 6三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 7物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 8塑性变形时,滑移面总是晶体的密排面,滑移方向也总是密排方向。 9.晶格常数是晶胞中两相邻原子的中心距。 10.具有软取向的滑移系比较容易滑移,是因为外力在在该滑移系具有较大的分切应力值。11.面心立方金属的滑移面是{110}滑移方向是〈111〉。 12.固溶强化的主要原因之一是溶质原子被吸附在位错附近,降低了位错的易动性。13.经热加工后的金属性能比铸态的好。 14.过共析钢的室温组织是铁素体和二次渗碳体。 15.固溶体合金结晶的过程中,结晶出的固相成份和液相成份不同,故必然产生晶内偏析。16.塑性变形后的金属经回复退火可使其性能恢复到变形前的水平。 17.非匀质形核时液体内部已有的固态质点即是非均匀形核的晶核。 18.目前工业生产中一切强化金属材料的方法都是旨在增大位错运动的阻力。 19、铁素体是α-Fe中的间隙固溶体,强度、硬度不高,塑性、韧性很好。 20、体心立方晶格和面心立方晶格的金属都有12个滑移系,在相同条件下,它们的塑性也相同。 21、珠光体是铁与碳的化合物,所以强度、硬度比铁素体高而塑性比铁素体差。 22、金属结晶时,晶粒大小与过冷度有很大的关系。过冷度大,晶粒越细。 23、固溶体合金平衡结晶时,结晶出的固相成分总是和剩余液相不同,但结晶后固溶体成分是均匀的。 24、面心立方的致密度为0.74,体心立方的致密度为0.68,因此碳在γ-Fe(面心立方)中的溶解度比在α-Fe(体心立方)的小。 25、实际金属总是在过冷的情况下结晶的,但同一金属结晶时的过冷度为一个恒定值,它与冷却速度无关。 26、金属的临界分切应力是由金属本身决定的,与外力无关。 27、一根曲折的位错线不可能是纯位错。 28、适当的再结晶退火,可以获得细小的均匀的晶粒,因此可以利用再结晶退火使得铸锭的组织细化。 29、冷变形后的金属在再结晶以上温度加热时将依次发生回复、再结晶、二次再结晶和晶粒长大的过程。 30、临界变形程度是指金属在临界分切应力下发生变形的程度。 31、无限固溶体一定是置换固溶体。 32、金属在冷变形后可形成带状组织。 33、金属铅在室温下进行塑性成型属于冷加工,金属钨在1000℃下进行塑性变形属于热加工。

材料科学基础-张代东-习题答案(2)

第1章 习题解答 1-1 解释下列基本概念 金属键,离子键,共价键,范德华力,氢键,晶体,非晶体,理想晶体,单晶体,多晶体,晶体结构,空间点阵,阵点,晶胞,7个晶系,14种布拉菲点阵,晶向指数,晶面指数,晶向族,晶面族,晶带,晶带轴,晶带定理,晶面间距,面心立方,体心立方,密排立方,多晶型性,同素异构体,点阵常数,晶胞原子数,配位数,致密度,四面体间隙,八面体间隙,点缺陷,线缺陷,面缺陷,空位,间隙原子,肖脱基缺陷,弗兰克尔缺陷,点缺陷的平衡浓度,热缺陷,过饱和点缺陷,刃型位错,螺型位错,混合位错,柏氏回路,柏氏矢量,位错的应力场,位错的应变能,位错密度,晶界,亚晶界,小角度晶界,大角度晶界,对称倾斜晶界,不对称倾斜晶界,扭转晶界,晶界能,孪晶界,相界,共格相界,半共格相界,错配度,非共格相界(略) 1-2 原子间的结合键共有几种?各自特点如何? 答:原子间的键合方式及其特点见下表。 类 型 特 点 离子键 以离子为结合单位,无方向性和饱和性 共价键 共用电子对,有方向性键和饱和性 金属键 电子的共有化,无方向性键和饱和性 分子键 借助瞬时电偶极矩的感应作用,无方向性和饱和性 氢 键 依靠氢桥有方向性和饱和性 1-3 问什么四方晶系中只有简单四方和体心四方两种点阵类型? 答:如下图所示,底心四方点阵可取成更简单的简单四方点阵,面心四方点阵可取成更简单的体心四方点阵,故四方晶系中只有简单四方和体心四方两种点阵类型。 1-4 试证明在立方晶系中,具有相同指数的晶向和晶面必定相互垂直。 证明:根据晶面指数的确定规则并参照下图,(hkl )晶面ABC 在a 、b 、c 坐标轴上的截距分别为h a 、k b 、l c ,k h b a AB +-=,l h c a AC +-=,l k c a BC +-=;根据晶向指数的确定规则,[hkl ]晶向c b a L l k h ++=。 利用立方晶系中a=b=c , 90=γ=β=α的特点,有 0))((=+- ++=?k h l k h b a c b a AB L 0))((=+-++=?l h l k h c a c b a AC L 由于L 与ABC 面上相交的两条直线垂直,所以L 垂直于ABC 面,从而在立方晶系具

《材料科学基础》习题.doc

《材料科学基础》习题 第一章材料的结构 1. 试说明一个面心立方等于一个体心正方结构。 2. 在立方系中绘出{110}、{111}晶面族所包括的晶面,及(112)和(12。)晶面。 3. 求(121)与(100)所决定的晶带轴和(001 )与(111)所决定的晶带轴所构成的晶面的晶 面 指数。 4. 计算面心立方结构(111 X ( 110)与(100)面的面密度和面间距。 5. FeAl 是电子化合物,具有体心立方点阵,试画出其晶胞,计算电子浓度,画出(112)面原 子排列 图. 6. 合金相VC 、Fe3C 、CuZn 、ZrFe2属于何种类型,并指出其结构特点。 第二章晶体缺陷 1. 铜的空位生成能1. 7 x 10-19J,试十算1000°C 时,lcm3铜所包含的空位数,铜的密度8. 9g/cm3, 相对原子质量63. 5,玻尔兹曼常数K=l. 38 x 10-23J/K 。 如图2-1所示的位错环,说明各段位错的性质,并指出刃位错多余半原子面的位置。 2. 如图2-2,某晶体滑移面上有一个 柏氏矢量为b 的位错环,受到均匀切应力T 作用,试分 析: 该位错环各段位错的结构类型; 求各段位错所受的力; 在T 的作用下,位错环将如何运动? 在T 的作用下,位错环稳定不动,其最小半径应该多大? 3. 画图说明F-R 位错源位错增殖过程。 4. 证明位错密度p 和弯曲晶体曲率半径R 的关系为p =即. 5. 图3-1表示两个被钉扎的刃位错A-B 、C-D,它们的长度均为x,且具有相同的位错线方向和 柏氏矢 量,每个位错都可作为F-R 位错源。假定这两个位错正在扩大,试问位错环在交互作用 时,是将位错运动钉扎住,还是形成一个大位错源?如果能够形成一个大位错源,试问该大位 错源开动所需临界切应 图 2-1 图2-2

《材料科学基础》作业1

Ch1 习题及思考题 1.名词解释 晶体液晶非晶体长程有序短程有序等同点空间点阵结构基元晶体结构晶体点阵空间格子布拉菲点阵单胞(晶胞) 点阵常数 晶系 2.体心单斜和底心正方是否皆为新点阵? 3.绘图说明面心正方点阵可表示为体心正方点阵。 4.试证明金刚石晶体不是布拉菲点阵,而是复式面心立方点阵。金刚石晶体属于立方晶系,其中碳原子坐标是(000)、(0 1/2 1/2)、(1/2 1/2 0)、(1/2 0 1/2)、(1/4 1/4 1/4)、(3/4 1/4 3/4)、(1/4 3/4 3/4)、(3/4 3/4 1/4)。 5.求金刚石结构中通过(0,0,0)和(3/4,3/4,1/4)两碳原子的晶向,及与该晶向垂直的晶面。 6.画出立方晶系中所有的{110}和{111}。 7.写出立方晶系中属于{123}晶面族的所有晶面和属于〈110〉晶向族的所有晶向。 8.画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向:(130)、(211)、(131)、(112)、(321)晶面和[210]、[111]、[321]、[121]晶向。 9.试在完整的六方晶系的晶胞中画出(1012)晶面和[1120]、[1101],并列出{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数。

10.点阵平面(110)、(311)和(132)是否属于同一晶带?如果是的话,试指出其晶带轴,另外再指出属于该晶带的任一其它点阵平面;如果不是的话,为什么? 11.求(121)和(100)决定的晶带轴与(001)和(111)所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。 12.计算立方晶系[321]与[120]夹角,(111)与(111)之间的夹角。 13.写出镍晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。镍的点阵常数为0.3524nm。 14. 1)计算fcc结构的(111)面的面间距(用点阵常数表示); 2)欲确定一成分为18%Cr,18%Ni的不锈钢晶体在室温下的可能结构是fcc还是bcc,由X射线测得此晶体的(111)面间距为0.21nm,已知bcc铁的 a=0.286nm,fcc铁的a=0.363nm,试问此晶体属何种结构?

东南大学《材料科学基础ii》三元相图习题1.doc

1.根据所示的三元相图综合投影图,用热分析曲线表示图中成分为M和N的材料 在平衡冷却过程中发生的组织转变。 2.已知A-B-C三种元素在液态无限互溶,而在固态有限互溶,三元系在固态只含 a、(3、Y三个相。A、B、C的熔点分别为900°C、1200°C和1000°Co系统 在下列温度和成分处有恒温反应: 温度°C L a A B C A B C 1100 35 65 1000 70 30 50 50 950 45 20 35 50 40 10 800 50 50 80 20 温度°C P Y A B C A B C 1100 93 7 55 45 1000 10 90 950 12 80 8 10 45 45 800 30 70 各相的溶解度为: 固溶体 溶解度 945°C 室温 a 50%A-40%B-10%C 60%A-35%B-5%C p 12%A-80%B-8%C 3%A・95%B-2%C Y 10%A-45%B-45%C 5%A・40%B・55%C

组成三元相图的三个二元系的相在室温下溶解度为 请根据上述条件解决以下问题: (1)画出系统的综合投影图; (2)说明每个恒温反应的类型; (3)画出成分为30%A.55%B.15%C的合金凝固过程的热分析曲线,并计算该合金在945°C时各相的相对百分数; (4)画出成分为20%A-35%B-45%C合金凝固过程的热分析曲线。

组成三元相图的三个二元系的相在室温下溶解度为 请根据上述条件解决以下问题: (1)画出系统的综合投影图; (2)说明每个恒温反应的类型; (3)画出成分为30%A.55%B.15%C的合金凝固过程的热分析曲线,并计算该合金在945°C时各相的相对百分数; (4)画出成分为20%A-35%B-45%C合金凝固过程的热分析曲线。

材料科学基础 习题1

1. 冷塑性变形的金属进行回复处理后,金属的强度和塑性: A 恢复到变形前的水平 B 无明显变化 C 略有提高 2. 在二元共晶系中合金成分略小于最大溶解度点,在平衡冷却时可得到的组织是: A 过饱和 B α+(α+β) C α+βⅡ 3. 若两组元能形成无限固溶体必须具备下述条件: A 两组元晶型相同,原子半径相近,负电性相等,电子浓度较大 B 两组元晶型相同,原子半径相近,负电性差别较大,电子密度较大 C 两组元晶型相同,原子半径相近,负电性相近,溶质原子价要低 4. 共晶合金凝固时,通过原子的扩散,形成交替分布的两相层片状组织, A 凝固过冷度越大,结晶速度越快,共晶间距越宽 B 在一定过冷度下,结晶速率越快,共晶间距越细 C 因共晶合金为恒温凝固,过冷度大小对共晶几乎没有影响 5. 三元系中的直线法则指的是: A 任意两个相成分点之间都可以连接一条直线 B 不同温度下的两个相成分之间仍可以连接一条直线 C 在一定后温度下两个平衡相成分点之间为一条直线 1. 这些物质都属于非晶体: A 蜡烛、橡胶、沥青 B 玻璃、松香、石英 C 味精、食盐、樟脑

2. 晶面间距公式d=a/√(h2+k2+l2)适用于____的一切晶面(h,k,l为密勒指数): A 立方晶系所包含的三种点阵 B 立方和四方所包含的各种点阵 C 简单立方点阵 3. 在面心立方结构的固溶体合金中,原子的有序化最易在下列成分处出现:A (at%):B(at%)为 A 1:1 B 1:2 C 1:3 4. 原子排列最密的一族晶面其面间距 A 最小 B 最大 C 5. 判断下述说法的正确性:致密度高的密排结构金属作为溶剂形成间隙固溶体时,其溶解度总比致密度低的金属小。 A 正确 B 错误 C 1. 柏氏矢量是反应位错线周围的畸变大小,因此柏氏矢量的大小: A 与回路大小有关 B 与回路位置有关 C 与回路大小、位置无关 2. 点缺陷主要表现以下三种形式: A 肖脱基空位、弗兰可尔空位、肖克莱空位 B 空位、间隙原子、置换原子

东南大学材料科学基础2004年真题

(一)选择题(单项选择,每题2分,共40分) 1、A、B两晶体,如果它们的 a、空间点阵相同,则两者的晶体结构相同; b、所属的晶系相同,则两者的晶体结构相同; c、晶体结构相同,则两者的点阵常数相同; d、晶体结构相同,则两者的空间点阵相同。 2、在正方晶系中与(112)等同的晶面是: a、(121); b、(211); c、(⎺112); d、(⎺121)。 3、配位数是指晶体结构中 a、每个原子周围的原子数; b、每个原子周围最邻近的原子数; c、每个原子周围的相同原子数; d、每个原子周围最邻近的和次邻近的原子数之和。 4、密排六方和面心立方均属密排结构,它们的不同点是: 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。 5、在立方晶系中与(101)、(111)属同一晶带的晶面是: a、(110); b、(011); c、(⎺110); d、(010)。 6、TiC和NaCl具有相同的晶体结构,但它们不属于同一类中间相,这是因为 a、TiC是陶瓷,NaCl是盐; b、NaCl符合正常化合价规律,TiC不符合正常化合价规律; c、TiC中的电子浓度高; d、NaCl的致密度高。 7、纯金属均匀形核时,临界半径r*与 a、该金属的熔点有关,熔点越高,r*越小; b、与该金属的表面能有关,表面能越高,r*越小; c、与过冷度有关,过冷度越大,r*越小; d、与过冷度有关,过冷度越大,r*越大。 8、在三元系中,杠杆定理的用途是:, a、在水平截面上计算三相平衡是各相的相对百分数; b、在垂直截面上计算三相平衡是各相的相对百分数; c、在水平截面上计算两相平衡是各相的相对百分数; d、在垂直截面上计算两相平衡是各相的相对百分数。

东南大学材料科学基础历年考研真题及答案解析

目录 Ⅰ历年考研真题试卷 (2) 东南大学2007年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (2) 东南大学2008年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (8) 东南大学2009年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (14) 东南大学2010年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (21) 东南大学2011年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (28) 东南大学2012年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (35) Ⅱ历年考研真题试卷答案解析 (41) 东南大学2007年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (41) 东南大学2008年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (54) 东南大学2009年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (67) 东南大学2010年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (81) 东南大学2011年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (96) 东南大学2012年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (110)

Ⅰ 历年考研真题试卷 东南大学2007年招收硕士学位研究生入学考试试卷 请考生注意:试题解答务请考生做在专用“答题纸”上! 做在其他答题纸上或试卷上的解答将被视为无效答题,不予评分。 科目代码:942 科目名称:材料科学基础 一、选择题(单项选择,每题2分,共40分) 1、在三元相图的水平截面的两相区中,连接线之间 (a )必定相交; (b )必定平行; (c )可以相交或平行; (d )不能相交也不能平行。 2、非均匀形核的形核功(∆G 非∗)和接触角(θ)和σnw (晶核和杂质之间的界面能)之 间的关系为: (a )σnw 越小,θ越大,∆G 非∗越大; (b )σnw 越大,θ越大,∆G 非∗越小; (c )σnw 越小,θ越小,∆G 非∗越大; (d )σnw 越小,θ越小,∆G 非∗越小。 3、引入极射赤面投影的目的是 (a )表示晶体结构的周期性; (b )晶体结构的对称性; (c )表示晶面之间或晶向之间的取向关系; (d )表征晶体中阵点或原子的投影位置。 4、单相固溶体凝固时,若k 0<1,则: (a )k e =1时,偏析最严重; (b )k e =k 0时,偏析最严重; (c )k

材料科学基础单元相图及纯金属的凝固习题答案

材料科学基础单元相图及纯金属的凝固习题答案1、恒星也是运动的,位置也是不断变化的。[判断题] * 对(正确答案) 错 2、设计制作小船需要考虑的因素是()。[单选题] * A.经费预算 B.材料和结构 C.安全可靠 3、( )不是太阳系的八颗行星之一。[单选题] * A.冥王星(正确答案) B.海王星 C.水星 4、采取以下()方法不能使我们的船装载得更多。[单选题] * A.增大船舱的体积 B.把船分割成几个船舱 C.选用最贵的材料(正确答案)

5、下列说法正确的是()。[单选题] * A.绿豆种子发芽需要高温 B.只要有合适的温度,绿豆种子就可以发芽 C.绿豆种子发芽必须要合适的温度、水分和充足的空气(正确答案) 6、用弹珠来模拟船上面的货物时,我们会发现弹珠会滚动,导致船容易侧翻,所以可以将船舱设计成分格结构。[判断题] * 对(正确答案) 错 7、苹果树不宜在热带栽种,柑橘不宜在北方栽种,这里起制约作用的是()。[单选题] * A.阳光 B.温度(正确答案) C.水 8、一只摆钟半夜走快了三分钟,为了使它准确计时,下列方法有效的是( ) [单选题] A.变短摆的长度 B.加长摆的长度(正确答案) C.增大摆锤的重量

9、绿色植物的( )不属于化学变化。[单选题] * A.呼吸作用 B.蒸腾作用(正确答案) C.光合作用 10、潜艇是能够在水下航行的船。[判断题] * 对(正确答案) 错 11、人有各种各样的情绪,有时候我们会开心,有时候我们会难过,甚至愤怒,我们情绪的变化与化学变化无关。[判断题] * 对 错(正确答案) 12、33.下面的动物中对()都有不同的需求。[单选题] * A.水 B.空气 C.环境(正确答案) 13、下面说法不正确的一项是()。[单选题] *

材料科学基础-选择与判断(答案).doc

3.在三元相图的两相共存区, 系统的自由度数为_B_。 D. 5 第七章三元相图 一、选择题 1. 在三元系相图中,三相区的等温截面都是一个连接的三角形,其顶点触及 _A_o A 单相区 B 两相区 C 三相区 D 四相区 2. _________________________________ 根据三元相图的垂直截面图。可以_B __________________________________ - A 分析相成分的变化规律 B 分析合金的凝固过程 C 用杠杆法则计算各相的相对量 D 用重心法则计算各相的相对量。 A 1 B 2 C 0 D 3 4. 在三元相图的三相共存区,系统的自由度数为_A_。 A 1 B 2 C 0 D 3 5. 三元系最多存在—C —相平衡。 A. 2 B. 3 C. 4 二、判断题 1. 在热力学平衡条件下,三元系统最多4相平衡共存。V 2. 三元相图的垂直截面的两相区内杠杆定律不适用。X 3. 三元相图的垂直截面可确定合金相成分和量的变化。X 4. 在三元相图的三相共存区,系统的自由度数为0。X 5. 在三元相图的四相共存区,系统的自由度数为0。V 6. 三元相图的垂直截面可应用杠杆定律确定平衡相的成分和相对量。X 7. 三元相图的水平截面虽然可以确定合金的相组成,但不能确定平衡相的成分 和相对量。X 8. 三元相图的投影图可分析合金的结晶过程,并确定合金相与组织的相对量。 V 第八章铁碳合金与铁碳合金相图 一、判断题 1. 在Fe-Fe 3C 系合金中,只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在。 X 2. 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变;相反,对于铸 铁则只有共晶转变而没有共析转变。X 3. 无论何种成分的碳钢,随着碳含量的增加,组织中铁素体相对量减少,而珠 光体相对量增加。X 4. 在退火状态下,随含碳量增加,钢的强度总是提高的。X 5. 在退火状态下,随含碳量增加,钢的硬度总是提高的。V 6. 在优质钢中,S 、P 元素总是有害元素。(V ) 7. 亚共析钢和过共析钢室温相组成物都是a 和Fe3Co V

材料科学基础相图分析题

相图分析(26分) 1、判读如下A-B-C三元相图 (1)指出如下三元体系中化合物D和F的性质。(2分) (2)划分副三角形并判定各界线上的温降方向(4分) (3)判定各界线的性质。(3分) (4)判定无变量点性质,并写出液相组成在无变点处的反应式。(4分) (5)分析M点熔体的析晶过程,并计算液相组成刚到析晶结束点的固液相的比例及固相中各物质的比例。(7分) (6)指出N点组成的A、B、C混合物在平衡加热时最先在哪一点的温度出现液相?(2分) (7) 画出A-B二元系统示意相图,并标出各区域的平衡相组成。(4分)

2、判读如下三元相图(共26分) (1)指出如下三元体系中化合物D1、D2和D3的性质。(3分) (2)划分副三角形。(2分) (3)判定各界线上的温降方向及界线的性质(转熔线上用双箭头表示)。(4分) (4)判定无变量点性质,并写出冷却时无变点处的平衡反应式。(5分) (5)分析M点熔体的析晶过程,并计算液相组成刚到析晶结束点的固液相的比例,固相中各固相的比例。(6分) (6)说明组成为N点A-B-C混合物在平衡加热时最先在哪一点的温度出现液相?

(1分) (7) 画出A-B二元系统示意相图,并标出各区域的平衡相组成。(3分) 3、判读如下三元相图(24分) (1)指出如下三元体系中化合物D的性质。(2分) (2)划分副三角形及判定各界线上的温降方向。(4分) (3) 判定各界线的性质。(2分) (4) 判定无变量点性质,并写出液相组成在无变点处的反应式。(3分)

(5) 分析M点熔体的析晶过程,并计算液相组成刚到析晶结束点的固液相的比例,固相中各固相的比例。(6分) (6) 说明组成为N点A-B-C混合物在平衡加热时最先在哪一点的温度出现液相?(2分) (7) 画出A-B二元系统示意相图,并标出各区域的平衡相组成。(5分) 4、下图是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:(24分) (1)指出如下三元体系中化合物S的性质。(2分)

第8章-三元相图-笔记及课后习题详解(已整理-袁圆-2014.8.7)

第8章三元相图 8.1 复习笔记 一、三元相图的基础 三元相图的基本特点:完整的三元相图是三维的立体模型;三元系中的最大平衡相数为四。三元相图中的四相平衡区是恒温水平面;三元系中三相平衡时存在一个自由度,所以三相平衡转变是变温过程,反应在相图上,三相平衡区必将占有一定空间。 1.三元相图成分表示方法 〔1〕等边成分三角形 图8-1 用等边成分三角形表示三元合金的成分 三角形内的任一点S都代表三元系的某一成分点。 〔2〕等边成分三角形中的特殊线 ①等含量规则:平行于三角形任一边的直线上所有合金中有一组元含量相同,此组元为所对顶角上的元素。 ②等比例规则:通过三角形定点的任何一直线上的所有合金,其直线两边的组元含量之比为定值。 ③背向规则:从任一组元合金中不断取出某一组元,那么合金浓度三角形位置将沿背离此元素的方向发展,这样满足此元素含量不断减少,而其他元素含量的比例不变。 ④直线定律:在一确定的温度下,当某三元合金处于两相平衡时,合金的成分点和两平衡相的成分点必定位于成分三角形中的同一条直线上。 〔3〕成分的其他表示方法: ①等腰成分三角形:两组元多,一组元少。 ②直角成分坐标:一组元多,两组元少。 ③局部图形表示法:一定成分范围内的合金。 2.三元相图的空间模型

图8-2 三元匀晶相图及合金的凝固〔a〕相图〔b〕冷却曲线 3.三元相图的截面图和投影图 〔1〕等温截面 定义:等温截面图又称水平截面图,它是以某一恒定温度所作的水平面与三元相图立体模型相截的图形在成分三角形上的投影。 作用:①表示在某温度下三元系中各种合金所存在的相态; ②表示平衡相的成分,并可以应用杠杆定律计算平衡相的相对含量。 图8-3 三元合金相图的水平截面图 〔2〕垂直截面 定义:固定一个成分变量并保留温度变量的截面,必定与浓度三角形垂直,所以称为垂直截面,或称为变温截面。 常用的垂直截面有两种: ①通过浓度三角形的顶角,使其他两组元的含量比固定不变; ②固定一个组元的成分,其他两组元的成分可相对变动。 图8-4 三元相图的垂直截面图

材料科学基础相图习题

1.下图为一匀晶相图,试根据相图确定: (1) w B =0.40的合金开始凝固出来的固相成分为多少? (2)若开始凝固出来的固体成分为w B =0.60,合金的成分为多少? (3)成分为w B =0.70的合金最后凝固时的液体成分为多少? (4)若合金成分为w B =0.50,凝固到某温度时液相成分w B =0.40,固相成分为w B =0.80,此时液相和固相的相对量各为多少? 2.Mg —Ni 系的一个共晶反应为: 0.23520.546g g i M L M N 纯+(570℃) 设w Ni 1=C 1为亚共晶合金,w Ni 2=C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2台金中α总量的2.5倍,试计算C 1和C 2的成分。 3.根据A-B 二元相图 (1) 写出图中的液相线、固相线、α和β相的溶解度曲线、所有的两相区及三相恒温转变线; (2) 平衡凝固时,计算A-25B(weight%)合金(y ’y 线)凝固后粗晶β相在铸锭中的相对含量; (3) 画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图。

4.根据如图所示的二元共晶相图 (1)分析合金I,II的结晶过程,并画出冷却曲线; (2)说明室温下合金I,II的相和组织是什么,并计算出相和组织组成物的相对含量? (3)如果希望得到共晶组织加上5%的 初的合金,求该合金的成分。 (4)合金I,II在快冷不平衡状态下结晶,组织有何不同? 5.指出下列相图中的错误: 6. 试述二组元固溶体相的吉布斯(Gibbs)自由能-成分曲线的特点? (a) (b) (c) (d)

材料科学基础习题与参考答案

第一章材料的结构 一、解释以下基本概念 空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。 二、填空题 1、材料的键合方式有四类,分别是(),(),(),()。 2、金属原子的特点是最外层电子数(),且与原子核引力(),因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成()。 3、我们把原子在物质内部呈()排列的固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分别是(),(),()。 4、三种常见的金属晶格分别为(),()和()。 5、体心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有体心立方晶格的常见金属有()。 6、面心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有面心立方晶格的常见金属有()。 7、密排六方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),具有密排六方晶格的常见金属有()。 8、合金的相结构分为两大类,分别是()和()。 9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为()和(),按照固溶度分为()和(),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为()和()。 10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有()、()、()、()。

11、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别是(),(),(),()。 12、金属化合物(中间相)的性能特点是:熔点()、硬度()、脆性(),因此在合金中不作为()相,而是少量存在起到第二相()作用。 13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为(),(),()。 14、如果用M表示金属,用X表示非金属,间隙相的分子式可以写成如下四种形式,分别是(),(),(),()。 15、Fe3C的铁、碳原子比为(),碳的重量百分数为(),它是()的主要强化相。 三、作图表示出立方晶系(123)、(0)、(421)等晶面和[ 02]、[ 11]、[346]等晶向。 四、立方晶系的{111}晶面构成一个八面体,试作图画出该八面体,并注明各晶面的晶面指数。 五、某晶体的原子位于正方晶格的结点上,其晶格常数a=b,。今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别为5个原子间距、2个原子间距和3个原子间距,求该晶面的晶面指数。 六、体心立方晶格的晶格常数为a,试求出(100)、(110)、(111)晶面的面间距大小,并指出面间距最大的晶面。 七、已知面心立方晶格的晶格常数为a,试求出(100)、(110)、(111)晶面的面间距大小,并指出面间距最大的晶面。 八、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞,并求出它的晶格常数。 九、证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633.。 十、试证明面心立方晶格的八面体间隙半径r=0.414R,四面体间隙半径r=0.225R;体心立方晶格的八面体间隙半径;<100>晶向的r=0.154R,<110>晶向的r=0.633R;四面体间隙半径r=0.291R, (R为原子半径)。

材料科学基础 复习题及部分答案

单项选择题: 第1章原子结构与键合 1.高分子材料中的C-H化学键属于。 (A)氢键(B)离子键(C)共价键 2.属于物理键的是。 (A)共价键(B)范德华力(C)离子键 3.化学键中通过共用电子对形成的是。 (A)共价键(B)离子键(C)金属键 第2章固体结构 4.以下不具有多晶型性的金属是。 (A)铜(B)锰(C)铁 5.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中,形变时各向异性行为最显著的是。(A)fcc (B)bcc (C)hcp 6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。 (A)氮(B)碳(C)硼 7.面心立方晶体的孪晶面是。 (A){112} (B){110} (C){111} 8.以下属于正常价化合物的是。 (A)Mg2Pb (B)Cu5Sn (C)Fe3C 第3章晶体缺陷 9.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为。(A)肖特基缺陷(B)弗仑克尔缺陷(C)线缺陷 10.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。 (A)肖脱基缺陷(B)Frank缺陷(C)堆垛层错 11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是? (A)垂直(B)平行(C)交叉 12.能进行攀移的位错必然是。 (A)刃型位错(B)螺型位错(C)混合位错 13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是 (A)孪晶铜(B)中碳钢(C)亚共晶铝硅合金 14.大角度晶界具有____________个自由度。 (A)3 (B)4 (C)5 第4章固体中原子及分子的运动 15.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征,即浓度不随变化。 (A)距离(B)时间(C)温度 16.在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为。 (A)原子互换机制(B)间隙机制(C)空位机制 17.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中,得到实验充分验证的是 (A)间隙机制(B)空位机制(C)交换机制 18.原子扩散的驱动力是。(4.2非授课内容) (A)组元的浓度梯度(B)组元的化学势梯度(C)温度梯度

东南材料科学基础 第5章-II 三元相图提纲

A B C O b b' c C ’ a a ’ 第5章-II 三元相图 5.10 基本概念 三元系: 三个组元组成的合金系 独立变量:温度T 组元浓度 X A 、X B (X C =1-X A -X B ) 三元相图的几何形状 : 完整的三元相图: 空间三维模型, 实用三元相图: 平面图(截面面图和投影图) 5.10.1三元相图的成分表示方法 1. 等边三角形表示法 (图1) ● 成分三角形 ● 三角形中的点如何表示成分 X A =Ca , X B =Ab , X C =Bc, 可证: X A +X B +X C =100% ●网格三角形 (图2) 图1 图2 用途:相当于坐标纸。 已知三角形中某一点的位置,可用网格三角形测出该点对应的材料的成分 ● 成分三角形中的特殊的点和线 (图3) ➢ 顶点: 纯组元 ➢ 平行于三角形某边的直线: 此材料中和边相对的组元含量相等 ➢ 过三角形顶点的直线:对应的材料中两组元浓度比相等 A B C a a ’ C P b 图3 图4 2. 直角三角形表示法 (图4) P 点的成分:X B =Ab, X C =Ac, X A =1-X B -X C 3、 3. 其它表示法 如:等腰成分三角形 局部图形 5.10.2 自由能-成分曲面和公切面法则 1.三元相图中的相律 f=C-P+1 ∵ C=3 ∴ f=0 时, P=4 最多只能是四相平衡;P=1时, f=3, 有三个自由度 因此自由能与成分的关系要用空间曲面表示。(图5) 2.公切面法则 ● 两相平衡 图5 公切面可在自由能-成分曲面上滚动, 得到一对共轭曲线,这对曲线上的点是一一对应的,对应点之间的连线称之为连接线。(图6) ● 三相平衡 公切面是唯一的 (图7) ● 四相平衡 有公切面,四点共面 5.10.3 杠杆定理和重心法则 1.杠杆定理

材料科学基础试题及答案

第一章原子排列与晶体结构 1.fcc结构的密排方向是,密排面是,密排面的堆垛顺序是,致密度 为,配位数是,晶胞中原子数为,把原子视为刚性球时,原子的半径r与点阵常数a的关系是;bcc结构的密排方向是,密排面是,致密度为,配位数是,晶胞中原子数为,原子的半径r与点阵常数a的关系 是;hcp结构的密排方向是,密排面是,密排面的堆垛顺序是,致密度为,配位数是,,晶胞中原子数为,原子的半径r与点阵常数a的关系是。 2.Al的点阵常数为0。4049nm,其结构原子体积是,每个晶胞中八面体间隙数 为,四面体间隙数为 . 3.纯铁冷却时在912ε发生同素异晶转变是从结构转变为结构,配位数, 致密度降低,晶体体积,原子半径发生。 4.在面心立方晶胞中画出晶面和晶向,指出﹤110﹥中位于(111)平面上的方向。在hcp 晶胞的(0001)面上标出晶面和晶向。 5.求和两晶向所决定的晶面。 6 在铅的(100)平面上,1mm2有多少原子?已知铅为fcc面心立方结构,其原子半径R=0。175×10—6mm. 第二章合金相结构 一、填空 1) 随着溶质浓度的增大,单相固溶体合金的强度,塑性,导电性,形成间隙固溶体时,固溶体的点阵常数。 2)影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是(1);(2);(3);(4)和环境因素。 3) 置换式固溶体的不均匀性主要表现为和. 4)按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分,固溶体可分为和。 5) 无序固溶体转变为有序固溶体时,合金性能变化的一般规律是强度和硬度,塑性,导电性。 6)间隙固溶体是,间隙化合物是. 二、问答 1、分析氢,氮,碳,硼在α-Fe 和γ—Fe 中形成固溶体的类型,进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下:氢:0.046nm,氮:0。071nm,碳:0.077nm,硼:0.091nm,α-Fe:0.124nm,γ—Fe :0。126nm。 2、简述形成有序固溶体的必要条件。 第三章纯金属的凝固 1.填空 1。在液态纯金属中进行均质形核时,需要起伏和起伏. 2 液态金属均质形核时,体系自由能的变化包括两部分,其中自由能是形核的阻力,是形核的动力;临界晶核半径r K与过冷度ϖT关系为,临界形核功ϖG K 等于。 3 动态过冷度是指。 4 在工厂生产条件下,过冷度增大,则临界晶核半径,金属结晶冷却速度越快,N/G比值,晶粒越。 5. 获得非晶合金的基本方法是. 二、问答 1 根据凝固理论,试述细化晶粒的基本途径。 2 试根据凝固理论,分析通常铸锭组织的特点。 3 简述液态金属结晶时,过冷度与临界晶核半径,形核功及形核率的关系. 4 铜的熔点Tm=1356K,熔化热ϖHm=1628J/cm2,σ=177×10-7J/cm,点阵常数a=0.3615nm。

材料科学基础课后习题及参考答案

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,O2-半径为,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。 8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有%),为什么它也很稳定 9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%; 10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为克/厘米3,求它的晶胞体积。 11、根据半径比关系,说明下列离子与O2—配位时的配位数各是多 r o2-= r Si4+= r K+= r Al3+= r Mg2+= 12、为什么石英不同系列变体之间的转化温度比同系列变体之间的转化温度高得多 13、有效离子半径可通过晶体结构测定算出。在下面NaCl型结构晶体中,测得MgS和MnS 的晶胞参数均为a=(在这两种结构中,阴离子是相互接触的)。若CaS(a=、CaO(a=和MgO(a=为一般阳离子——阴离子接触,试求这些晶体中各离子的半径。 14、氟化锂(LiF)为NaCl型结构,测得其密度为/cm3,根据此数据汁算晶胞参数,并将此值与你从离子半径计算得到数值进行比较。 15、Li2O的结构是O2-作面心立方堆积,Li+占据所有四面体空隙位置。求: (1)计算四面体空隙所能容纳的最大阳离子半径,并与书末附表Li+半径比较,说明此时O2-能否互相接触。 (2)根据离子半径数据求晶胞参数。 (3)求Li2O的密度。 16、试解释对于AX型化合物来说,正负离子为一价时多形成离子化合物。二价时则形成的离子化合物减少(如ZnS为共价型化合物),到了三价、四价(如AlN,SiC)则是形成共价化合物了。 17、MgO和CaO同属NaCl型结构,而它们与水作用时则CaO要比MgO活泼,试解释之。 18、根据CaF2晶胞图画出CaF2晶胞的投影图。

相关主题
相关文档
最新文档