材料科学基础试卷与答案 大连交通大学

A
E1 E O E2 b
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B
Wednesday, December 21, 2011
E3
C
8
曲线上并给出获得下列组织的冷却方式： 七、画共析钢TTT曲线上并给出获得下列组织的冷却方式： 画共析钢 曲线上并给出获得下列组织的冷却方式 (1) P (2) B下 (3) B下+M+A′ (4) P+B+M+A′ (5) M+A′ ′ ′ ′
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6）几乎所有的合金元素溶入奥氏体都会使C-曲线 右 移、临 ）几乎所有的合金元素溶入奥氏体都会使 曲线 界冷却速度 减小 、淬透性 提高 。 相同。 结构， 7）固溶体的晶格类型与 溶剂 相同。铁素体具为 bcc 结构， ） 结构， 结构。 奥氏体具为 fcc 结构，渗碳体具有 复杂正交 结构。 8） 冷变形金属在退火过程中 ， 随着温度的升高 ， 依次会发生 ） 冷变形金属在退火过程中， 随着温度的升高， 三个过程。 回复 ， 再结晶 和 晶粒长大 三个过程。 9）在铁碳合金中，随着碳含量的增加，渗碳体的相对量 增加 。 ）在铁碳合金中，随着碳含量的增加， 增加。 碳体作为一种组织有五种形式， 碳体作为一种组织有五种形式 ， 分别称为 共晶渗碳体 ， 三次渗碳体。 共析渗碳体 ， 一次渗碳体 ， 二次渗碳体 ， 三次渗碳体。 10） 按位错线与柏氏矢量之间的关系 ， 晶体中的位错可分为 ） 按位错线与柏氏矢量之间的关系， 三大类。 刃型位错 、 螺型位错 和 混合型位错 三大类。单位长度位错 成正比。 的能量与 Gb2 成正比。
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7．从扩散的角度讲，珠光体转变是扩散型转变，马氏体转变是 ．从扩散的角度讲，珠光体转变是扩散型转变， 非扩散型转变。 非扩散型转变。 （ ） 8．置换固溶体较间隙固溶体的固溶强化效果大。 Baidu Nhomakorabea ） ．置换固溶体较间隙固溶体的固溶强化效果大。 9．冷变形金属再结晶退火后，晶粒形状和晶格结构都发生了很 ．冷变形金属再结晶退火后， 大变化，所以性能发生了突变。 大变化，所以性能发生了突变。 （ ） 10．钢中的碳含量越高，则正常淬火温度越高。 （ ） ．钢中的碳含量越高，则正常淬火温度越高。
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4. 调质处理：淬火加高温回火相结合的热处理工艺。 调质处理：淬火加高温回火相结合的热处理工艺。 5. 变质处理：在浇铸前向液态金属中加入形核剂，促进形成 变质处理：在浇铸前向液态金属中加入形核剂， 大量的非均匀晶核来细化晶粒的方法。 大量的非均匀晶核来细化晶粒的方法。 6. 细晶强化：通过细化晶粒增加晶界提高强度的方法。 细晶强化：通过细化晶粒增加晶界提高强度的方法。 7. 莱氏体：铁碳合金共晶转变形成的奥氏体和渗碳体两相混 莱氏体： 合物。 合物。 11 Dalian Jiaotong University
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三、判断题 1．二元合金的二相平衡转变是在恒温下进行的；三元合金的三 ．二元合金的二相平衡转变是在恒温下进行的； 相平衡转变是在恒温下进行的。 相平衡转变是在恒温下进行的。 （ ） 2．随着含碳量的增加铁碳合金的强度、硬度始终是增加的。 ．随着含碳量的增加铁碳合金的强度、硬度始终是增加的。 （ ） 3．热处理强化只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相 ．热处理强化只适用于固态下发生相变的材料， 变的材料不能用热处理来强化。 （ ） 变的材料不能用热处理来强化。
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7
三元共晶投影图， 的结晶过程， 六、根据A-B-C三元共晶投影图，分析合金 的结晶过程，绘出 根据 三元共晶投影图 分析合金O的结晶过程 冷却曲线和室温下的组织示意图， 冷却曲线和室温下的组织示意图，并求出结晶完成后的组织组 成物和相组成物的含量，作出Bb变温截面 变温截面。 成物和相组成物的含量，作出 变温截面。
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2
个空） 二、填空（40个空） 填空（ 个空 1）布拉菲点阵共有 ） 种，归纳为 个晶系；面心立方结构 个晶系； 单个晶胞中的原子数为 ，密排六方结构单个晶胞中的原 子数为 。 2）金属结晶的热力学条件是 ） 保证晶体生长的动力学条件是 ，结构条件是 。 ，
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3
6）几乎所有的合金元素溶入奥氏体都会使 曲线 ）几乎所有的合金元素溶入奥氏体都会使C-曲线 曲线_______移、 移 临界冷却速度_________、淬透性 临界冷却速度 、淬透性________。 。 7）固溶体的晶格类型与 ）固溶体的晶格类型与______相同。铁素体具为 相同。 结构， 相同 铁素体具为________结构， 结构 奥氏体具为________结构，渗碳体具为 结构， 结构。 奥氏体具为 结构 渗碳体具为________结构。 结构 8） 冷变形金属在退火过程中 ， 随着温度的升高 ， 依次会发生 ） 冷变形金属在退火过程中， 随着温度的升高， __________，___________和______________三个过程。 三个过程。 ， 和 三个过程 9）在铁碳合金中，随着碳含量的增加，渗碳体的相对量 ）在铁碳合金中，随着碳含量的增加，渗碳体的相对量____。 。 渗碳体作为一种组织有五种形式， 分别称为___________， 渗碳体作为一种组织有五种形式 ， 分别称为 ， _________，____________，____________，__________。 ， ， ， 。 10） 按位错线与柏氏矢量之间的关系 ， 晶体中的位错可分为 ） 按位错线与柏氏矢量之间的关系， _______、_______和______三大类。单位长度位错的能量与 三大类。 、 和 三大类 ______ 成正比。 成正比。
材料科学基础 C
小 考
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一、名词解释 1. 马氏体 2. 固溶体 3. 固溶强化 4. 调质处理 5. 变质处理
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6. 细晶强化 7. 莱氏体 8. 退火 9. 正火 10. 冷处理
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3）晶粒的大小对金属的性能有很大的影响，细化结晶晶粒度的 ）晶粒的大小对金属的性能有很大的影响， 常用方法有： 常用方法有：_______、_______、_______。 、 、 。 4）共析钢奥氏体的形成过程分为四个阶段， 依次为 ） 共析钢奥氏体的形成过程分为四个阶段，依次为_________， ， ____________，______________，___________。 ， ， 。 5）钢中马氏体的两种基本形态为_____________，___________； ）钢中马氏体的两种基本形态为 ， ； 含碳量较高时，马氏体呈_________晶格；奥氏体含碳量越 含碳量较高时， 马氏体呈 晶格； 晶格 高，Ms越______；马氏体的硬度主要取决于 越 ；马氏体的硬度主要取决于________。 。
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五、根据A—B二元相图 根据 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 相的溶解度曲线、 ）写出图中的液相线、固相线、 和 相的溶解度曲线 的两相区及三相恒温转变线； 的两相区及三相恒温转变线； 2）平衡凝固时，计算 合金(y'y线)凝固后初晶 相 凝固后初晶β相 ）平衡凝固时，计算A-25B(wt％)合金 ％ 合金 线 凝固后初晶 在铸锭中的相对量； 在铸锭中的相对量； 3）画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图。 ）画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图。
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个空） 二、填空（40个空） 填空（ 个空 1）布拉菲点阵共有 14 种，归纳为 7 个晶系；面心立方结构 ） 个晶系； 单个晶胞中的原子数为 4 ，密排六方结构单个晶胞中的原 子数为 6 。 结构起伏， 2）金属结晶的热力学条件是 过冷 ，结构条件是 结构起伏，保 ） 证晶体生长的动力学条件是 形核功 。 3）晶粒的大小对金属的性能有很大的影响，细化结晶晶粒度的 ）晶粒的大小对金属的性能有很大的影响， 常用方法有： 常用方法有： 增大过冷度 、 变质处理 、 搅拌 。 4）共析钢奥氏体的形成过程分为四个阶段，依次为 奥氏体形 ）共析钢奥氏体的形成过程分为四个阶段， 核 ， 奥氏体长大 ， 残余渗碳体溶解 ， 奥氏体均匀 化 。 5）钢中马氏体的两种基本形态为 板条马氏体 ， 片状马氏 ） 含碳量较高时， 晶格； 体 ；含碳量较高时，马氏体呈 体心正方 晶格；奥氏体 含碳量越高， 越 含碳量越高，Ms越 低 ；马氏体的硬度主要取决于 马氏 体含碳量 。 13 Dalian Jiaotong University
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4．只有共析钢中才能发生共析转变、共晶铸铁中才能发生共晶 ．只有共析钢中才能发生共析转变、 转变。 转变。 （ ） 5．在金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，所以 ．在金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小， 这些晶面间难以发生滑移。 这些晶面间难以发生滑移。 （ ） 6．水中淬火比油中淬火的淬透性高。 （ ） ．水中淬火比油中淬火的淬透性高。 5
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以上为全部试题
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试题参考解答
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一、名词解释 1. 马氏体：过冷奥氏体在较低温下通过切变进行点阵重构， 马氏体：过冷奥氏体在较低温下通过切变进行点阵重构， 而无成分变化的非扩散型转变产物。 而无成分变化的非扩散型转变产物。钢中马氏体实际上是 碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体。 中的过饱和间隙固溶体。 碳在 中的过饱和间隙固溶体 2. 固溶体：晶体结构与组成合金的某一组元的晶体结构相同 固溶体： 的合金相。 的合金相。 3. 固溶强化：通过形成固溶体使材料强度、硬度提高，而塑 固溶强化：通过形成固溶体使材料强度、硬度提高， 韧性有所下降的现象。 性、韧性有所下降的现象。
8. 退火：将钢加热到临界点Ac1以上或以下温度，保温以后随 退火：将钢加热到临界点 以上或以下温度， 炉缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 炉缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 9. 正火：将钢加热到Ac1或Accm以上适当温度，保温以后在空 正火：将钢加热到 以上适当温度， 气中冷却得到珠光体类型组织的热处理工艺。 气中冷却得到珠光体类型组织的热处理工艺。 10. 冷处理：为减少残余奥氏体，淬火冷至室温之后继续冷却 冷处理：为减少残余奥氏体， 到零度以下，使残余奥氏体继续转变为马氏体的冷却方法。 到零度以下，使残余奥氏体继续转变为马氏体的冷却方法。
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四、简要回答 1．为什么晶粒越细钢的强度、硬度越高并且塑性、韧性越好？ ．为什么晶粒越细钢的强度、硬度越高并且塑性、韧性越好？ 2．塑性变形对金属的组织和性能有何影响？ ．塑性变形对金属的组织和性能有何影响？ 3．为什么钢淬火后要回火？回火后组织和性能有哪些变化？ ．为什么钢淬火后要回火？回火后组织和性能有哪些变化？ 6