《2014年《材料科学基础》补充复习题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014年《材料科学基础》补充复习题（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料科学基础部分复习题（适用：金属材料工程复习应该以教材为主）1、金属的晶体结构：名词解释：金属键、晶体结构、晶体、非晶体、晶格、晶胞、晶格常数、原子半径、配位数、致密度、晶面指数、晶向指数、各向异性、同素异晶转变、晶界、晶体缺陷、晶格畸变、能量起伏、单晶体、多晶体、亚晶等基本概念。晶体：原子或分子的排列具有三维空间的周期性。晶格常数： 晶胞的边长。同素异晶转变： 当外部条件（温度和压强）改变时，金属内部由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变称为多晶型转变或同素异晶转变。各向异性： 沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同金属有哪些特性?如何解释这些特性?常见金属的晶体结构有哪几种？
2、晶体与非晶体的的概念、区别。晶体物质有何特性？晶体具有各向异性的原因？工业上使用的金属材料为什么不显示各向异性？面心立方晶格 (fcc), 体心立方晶格 (bcc),密排六方晶格（ hcp）结构中哪一个晶面和晶向的原子排列密度最大? 掌握原子半径、原子密度的计算方法与配位数的确定。熟悉晶面指数、晶向指数的确定方法作图表示 111、110、010 、001； （111） 、 （ 110） 、 （010） 、 （011）晶向和晶面。若晶面指数与晶向指数相同，它们之间存在什么关系？金属材料的性能取决于什么？常见 Fe、Fe、Cr、Au、Ag、Al、Cu、Zn、Ni、W 等金属是属于哪种晶体结构？金属
3、存在的实际晶体缺陷有哪些？在立方晶系中，晶向uvw与晶面（ hkl）互相平行的条件是什么？晶格常数为a 的面心立方，其原子数为多少？原子半径是多少？配位数是多少？致密度是多少？a-Fe和 Mg 金属晶格的致密度、配位数、滑移系数分别为多少？2、.纯金属的结晶名词解释：结晶、过冷现象、过冷度、远程有序、近程有序、均匀形核、非均匀形核、临界晶核、形核率、正温度梯度、负温度梯度、成分过冷、变质处理、结构起伏、晶粒、晶界成分过冷： 在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷变质处理： 变质处理就是向金属液体中加入一
4、些细小的形核剂（形成非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒结构起伏： 类似晶体结构的、时大时小、时长时消的原子有序集团，这种现象称为“结构起伏”。而且在每一温度下，结构起伏都有一极限尺寸，温度越低，该极限尺寸越大晶粒： 内部晶胞方向与位置基本一致而外形不规则的小晶体，称之为晶粒均匀形核： 液相中各个区域出现晶核的几率相同。临界晶核： 既可能消失又可能成长为稳定的晶核的半径称为临界晶核半径。与过冷度成反比。简述液态金属结晶的基本过程，熟悉金属结晶的热力学条件、结构条件；为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素有哪些？影响形核率的因素有哪些？1.过冷度 2.固体杂质形貌3.过热度 4.其他因素
5、铸锭分几个晶区？各晶区形成原因分析。1.表层细晶区2.柱状晶区 3.中心等轴晶区影响晶粒大小的因素、控制晶粒大小的方法主要采用的措施是什么？大小取决于形核率和长大速度的相对大小，主要通过控制铸造和焊接时的结晶条件来控制晶粒度的大小电磁搅拌、机械振动在液态金属的结晶过程中主要起什么作用？并作简明扼要的分析。一方面是依靠从外面输入能量促使晶核提前形成，另一方面是使成长中的枝晶破碎，增加晶核数目铸锭有哪些缺陷？生产实际中怎样减轻和消除？（1）缩孔（包括集中缩孔，分散缩孔)(2) 气孔（ 3）夹杂物1.改变结晶时的冷却条件和铸锭的形状（加快底部的冷却速度，在铸锭顶部加保温冒口）2.减少液体金属的吸气量
6、或对液体金属进行除气处理，铸件内部气孔在压力加工时一般可以焊合3、二元合金的相结构与结晶名词解释：合金、相、组织、合金系、固溶体、置换固溶体、间隙固溶体、有限固溶体、无限固溶体、金属化合物（中间相） 、间隙相、间隙化合物、平衡结晶、非平衡结晶、固溶强化、枝晶偏析、共晶反应、包晶反应、共析反应、组织组成物、相组成物、伪共晶、离异共晶相： 合金中结构相同，成分和技能均一并以界面相互分开的组成部分。组织： 宏观组织和显微组织。固溶体： 合金组元之间以不同比例相互混合后形成的固相。通常为基体相。固溶强化： 随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性，韧性下降。溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大，强
7、化效果越好。金属化合物： 超过固溶度极限时，形成中间相。枝晶偏析： 枝干与枝间化学成分不同。成分过冷： 结晶时，溶质组元重新分布，在固液界面形成溶质的浓度梯度，形成成分过冷。伪共晶： 非共晶成分的合金所得到的共晶组织叫做伪共晶组织。离异共晶： 先共晶相数量较多，共晶组织很少的情况下，共晶相中与先共晶相相同的那一相，会依附在先共晶相上生长，共晶组织的特性消失。影响固溶体固溶度大小的四个因素？1.原子尺寸 2.电负性 3.电子浓度 4.晶体结构固溶体合金的性能怎样？. 生产实际中利用什么方法消除枝晶偏析？采用均匀化退火根据教材 P55 图 319 分析含 Sn 量为 30%的铅锡合金的结晶过程，并
8、利用杠杆定律计算该合金在室温下的组织组成物和相组成物的相对百分量能较好地利用已学过的知识改正相图中的错误，完成相图中按组织组成物和相组成物的填写。掌握合金性能与相图之间的关系掌握杠杆定理的应用。在多相合金中固溶体是作为什么相？金属化合物是作为什么相？4、铁碳合金名词解释：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、高温莱氏体、变态莱氏体、同素异（构）晶转变熟悉铁碳合金相图，各点、线的意义，各相区的组成相和组织组成物。（说明：不能自己命名各点、线的符号）分析含碳量为：0.10%、0.30%、0.77%、0.90%、3.0%的铁碳合金的结晶过程、同时绘制出冷却曲线和组.纯金
9、属与固溶体合金平衡结晶有什么相同点和不同点？1.异分结晶 2.一定的温度范围织转变示意图，并利用杠杆定律计算合金在共析反应完毕和室温下的相组成物和组织组成物的相对百分数量。铁碳合金随着含碳量的增加或减少组织组成物和相组成物的变化情况钢中含碳量的变化对组织和性能有何影响？5、三元合金相图. .熟悉三元合金成分表示方法、成分三角形（浓度三角形）、直线法则、杠杆定律的应用能看懂并分析图5-20 三元相图投影图各成分点区域中合金的结晶过程和合金最终组织。6、金属及合金塑性变形与断裂名词解释：弹性变形、塑性变形、滑移、滑移系、临界分切应力、软取向、硬取向、孪生、加工硬化、细晶强化、变形织构、板织构、丝织
10、构构件产生弹性变形的难易程度称为构件的刚度。滑移： 晶体的一部分相对于另一部分沿某一晶面或晶向发生滑动的结果。滑移系： 一个滑移面和此面上的一个滑移方向结合起来，组成一个滑移方向。越多，塑性越好临界分切应力： 把滑移系开动所需要的最小分切应力称为临界分切应力。硬取向： 晶体中有些滑移面的法向与外力轴线偏离45，需要较大的 s值才能滑移，称为硬取向。软取向： 晶体中有些滑移面的法向与外力的取向接近45角，处于易滑移的位向，具有较小的s 值，称为“软取向”孪生： 指在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另一部分作均匀的切变、形成孪晶所产生的变形。细晶强化：
11、通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化。变形织构： 金属塑性变形使晶粒具有择优取向的组织称为形变织构。拔丝时形成的织构称为丝织构,轧板时形成的织构称为板织构加工硬化： 随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。几种常见金属滑移系多少的计算？为什么面心立方金属的塑性比体心立方金属好？滑移方向比滑移面具有更大的作用。所以面心立方金属的塑性比体心立方金属好滑移的实质是？晶体的一部分相对于另一部分沿某一晶面或晶向发生滑动的结果多晶体变形有何特点？各晶粒变形的不同时性。晶粒间变形的相互协调性。变形的不均匀性。晶粒越细，单位体积内晶界越多，塑性变形的抗力
12、大，金属的强度高，金属的塑性越好。细晶粒金属为什么具有强度高、塑性好？175 页利用位错理论解释固溶强化的原因。融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行单相合金与多相合金的塑性变形特点。塑性变形对金属组织和性能有何影响显微组织的变化，亚结构的细化，形变织构。金属及合金冷变形产生加工硬化，可采取什么方法消除？生产实际中有些金属在加工过程中要进行多次中间退火？它的作用是什么？塑性断裂、脆性断裂特点。7、金属及合金的回复与再结晶名词解释：回复、再结晶、再结晶温度、热加工回复： 冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生转变前所产生的亚结构和性能的变化过程。回
13、复机制： 低温时，主要涉及到空位的运动，高温时，主要涉及到位错的运动（滑移和攀移)。攀移： 刃形位错沿垂直于滑移面的方向运动。再结晶： 当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒再结晶核心，位错密度降低，性能发生显著变化，回复到变形前的水平。前后晶格类型不变，成分不变。再结晶温度： 常用的再结晶温度是指塑性变形度达到70% 的材料在保温60min 内，再结晶程度达到95%以上的最低温度。塑性变形金属与合金在加热时组织结构发生转变的过程？回复退火在生产中的应用在工程上称之为去应力退火，使冷加工的金属件在基本上保持加工硬化状态下降低内应力，减轻工件的翘曲和变形
14、，减低电阻率。再结晶温度是怎样确定的？并举例说明。影响再结晶温度的因素主要有哪些？再结晶形核机制有哪几种？金属的变形度越大，储存能越大，再结晶驱动力越大，金属纯度越高，再结晶温度越大。形核机制： 亚晶合并形核、亚晶界移动形核，变形度较小时，晶界凸出形核机制。再结晶退火后的组织与在生产实际中的应用再结晶退火： 将经过冷变形加工的工件加热至再结晶温度以上，保温一定时间后冷却，使工件发生再结晶，从而消除加工硬化的工艺。热加工变形对金属材料组织和性能的影响。8、扩 散掌握：扩散的基本概念，固态金属扩散的条件，固态扩散的分类，影响扩散的因素。扩散条件： 扩散要有驱动力，扩散原子要固溶，温度要足够高，时间足够长。分类： 自扩散，互异扩散；上坡扩散，下坡扩散；原子扩散，反应扩散影响因素： 温度，键能和晶体结构，固溶体类型，晶体缺陷（表面晶界 亚晶界 晶内 )，化学成分附实验部分： 1 熟悉普通金相显微镜构成（光学系统、 照明系统、 机械系统），各组成部分由哪些部件构成？2.掌握金相试样的基本制备过程，制作钢铁金相试样在抛光时所用抛光织物，常用抛光磨料，组织显示剂的成分。3 掌握铁碳合金平衡组织的观察与分析
