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1、材料科学基础 A1 考试范围及复习题-2012考试范围：要求掌握全部概念，重要知识点。1. 材料的结构：晶体结构的基本概念，金属晶体结构及其特点（三种重要晶体结构，晶系、布拉菲点阵，晶胞原子数，密排面，密排方向，密勒指数标定）。2. 纯金属的结晶：结晶现象（结晶、过冷度），晶核的形成（临界晶核、形核功），晶核的长大，金属铸锭的组织（三晶区结构）及缺陷。3. 二元合金的相结构与结晶：合金中的相（相及其分类），合金的相结构，二元合金相图的建立，二元合金相图。4. 铁碳合金：铁碳合金的组元及基本相，Fe-Fe3C 相图分析，铁碳合金的平衡结晶过程及组织，含碳量对组织性能的影响，钢中杂质元素及钢锭组织
2、。 （全部掌握）5. 固体材料的塑性变形与断裂：金属的变形特性，单晶体的塑性变形（重点），多晶体的塑性变形，合金的塑性变形，塑性变形对组织和性能的影响（重点），金属的断裂。6. 回复与再结晶：形变金属与合金在退火过程中的变化，回复，再结晶及晶粒长大。7. 扩散：扩散的本质及机理，菲克定律（重点是第二定律及其重要解），影响扩散的因素。一、 填空题1. 每个面心立方晶胞中的原子数为 ，其配位数为 。2.晶格常数为 a 的体心立方晶胞, 其原子数为 , 原子半径为 , 配位数为 ，致密度为 。3. 刃型位错的柏氏矢量与位错线互相 , 螺型位错的柏氏矢量与位错线互相 。4. 螺型位错的位错线 于滑移方
3、向，位错线的运动方向 于位错线。5. 在过冷液体中，晶胚尺寸 临界尺寸时不能自发长大。6. 均匀形核既需要 起伏，又需要 起伏。7. 纯金属结晶时，固液界面按微观结构分为 和 。8.纯金属的实际开始结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为 ，理论结晶温度与实际开始结晶温度之差称为 。9合金中的基本相结构，有 和 两类，其中前者具有较高的 性能，适宜做 相；后者具有较高的 ，适宜做 相。10. 间隙相和间隙化合物主要受组元的 因素控制。11. 相律是分析相图的重要工具，当系统的压力为常数时，相律的表达式为 。12. 根据相律，二元合金结晶时，最多可有 个相平衡共存，这时自由度为 。13. 根据
4、相区接触法则可以推定，两个单相区之间必定有一个 ，两个两相区之间必须以 或 隔开。二元相图的三相区是一条水平线，该区必定与 以点接触，与 以线接触。14. 铸锭的宏观组织是由 、 、 三个区组成。15. 莱氏体是共晶转变所形成的 和 组成的混合物。16. 相变反应式 L（液） （固）+（固）表示 反应；（固）（固）+ （固）表示 反应。17. 固溶体合金结晶时，其平衡分配系数 Ko 表示固液两平衡相中的 之比。18. 铁碳合金中，一次渗碳体由 产生，二次渗碳体由 产生，三次渗碳体由 产生。19. 一个滑移系是由 和 组成。20. 面心立方晶格的滑移系有 个，体心立方晶格的滑移系有 个。21.滑
5、移常沿晶体中 的晶面及晶向发生。 22.扩散的驱动力是 。23.所谓上坡扩散是指 ，反应扩散是指 。 24.在 Fick 第一定律的表达式 中，负号表示 。dxCDJ二、 选择题1FeFe 3C 合金中，合金具有最好流动性的是（ ）。（A） C%=4.00% （B）C%=4.30%（C）C%=4.80% （D ） C%=5.00%2凝固的热力学条件为（ ）。（A）形核率 (B)系统自由能增加（C）能量守衡 （D）过冷度3二元相图中，当有二次相析出时，固溶线表现为（ ）。A 垂线 B 水平线 C 斜线 D 曲线4. 符号表示（ ）。A. 晶面族 B. 晶面 C. 晶向族 D. 晶向5. A 和
6、A-B 合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向 A 试样方向移动，则（ ）。A. A 组元的扩散速率大于 B 组元 B. B 组元的扩散速率大于 A 组元C. 和扩散速率大小无关 D A 和 B 两种组元中的扩散速率一样6. 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 D 跃迁机制7. 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的（ ）。A 1/3 B 2/3 C 3/4 D 1/28. 面心立方（fcc）结构的铝晶体中，每个铝原子在本层（111）面上的原子配位数为（ ）。A 12 B 6 C 4 D 39. 简单立方晶体的致密度为（ ）。A
7、100% B 65% C 52% D 58%10. 机械零件在正常工作条件下多数处于（ ） 。A 弹性变形状态 B 塑性变形状态 C 弹塑性变形状态 D 刚性状态11. 实际晶体的线缺陷表现为（ ） 。A 空位和间隙原子 B 位错 C 晶界 D 亚晶界12. 铸件裂纹一般产生在（ ） 。A 铸件中较厚的地方 B 较薄的地方 C 有孔的地方 D 无规律性13. 缩孔最可能出现的部位是（ ） 。A 铸件最上部 B 铸件中部 C 在铸件最上部及热节处 D 热节部位14. 冷铁配合冒口形成定向凝固能防止铸件（ ） 。A 缩孔、缩松 B 应力 C 变形 D 裂纹15. 铅在常温下的变形属( )。A 冷变
8、形 B 热变形 C 弹性变形 D 既有冷变形也有热变形16. 某金属凝固时的形核功为G*，其临界晶核界面能为G ，则G* 和G 的关系为（ ）。（A）G=3G* （B） G=1/3 G*（C） G= G* （D） G=2G*17. 氮、氧在金属中一般占据间隙位置，这是因为（ ）。A 金属中间隙半径大于氮、氧原子半径 B 氮、氧都是气体C 氮、氧原子半径较小，能挤入金属中的间隙位置18. 根据二元相图相区接触规则， （ ）。A 两个单相之间必定有一个单相区隔开B 两个两相区必须以单相区或三相共存水平线隔开C 三相水平线必须和四个两相区相邻19. 二次再结晶是（ ）。A 相变过程 B 形核长大过程
9、 C 某些晶粒特别长大的过程20. 在单相组织中存在大小不等的晶粒，由界面曲度驱动界面移动的规律可知( )。A 小晶粒将移向大晶粒一方，直到晶粒大小相等B 大小晶粒依靠吞并相邻晶粒同时长大C 界面将移向小晶粒一方，最后小晶粒将消失21. 强化金属材料的各种手段，考虑的出发点都在于（ ）。A 设置位错运动的障碍 B 去除位错运动的障碍C 使位错适当地减少22. 金属中通常存在着溶质原子或杂质原子，它们的存在（ ）。A 总是使晶格常数增大 B 总是使晶格常数减小 C 可能使晶格常数增大，也可能使其减小23. 拉伸单晶时，滑移面转向（ ）时最易滑移。A 与外力轴交成 45 B 与外力轴平行 C 与外
10、力轴垂直24.若 A、B 两组元形成电子化合物，但是该化合物中 A 组元所占的质量分数超过了 60%，则该相晶体结构（ ）。A. 与 A 相同 B. 与 B 相同 C. 与 A、B 都不相同25.在非均匀形核中，外来杂质形状对形核效果有重要影响，其中（ ）对形核最为有利。A. 凹曲面状 B. 平面状 C. 凸曲面状26.因晶体转动而使原来有利于滑移的晶面滑移到一定程度后变成不利于滑移的晶面的现象称为（ ）。A. 物理硬化 B. 几何硬化 C. 加工硬化27.一根弯曲的位错线， （ ）。 A. 具有唯一的位错类型 B. 具有唯一的柏氏矢量 C. 位错类型和柏氏矢量处处相同28.某一种金属的熔点是
11、 1083，该金属最低再结晶温度约为（ ）。A. 269.4 B. 342.9 C. 433.2 29.在二元合金中，铸造性能最好的合金是具有（ ）。A共析成分合金 B. 固溶成分合金 C. 共晶成分合金30.固态金属扩散最可能按（ ）进行。A. 间隙扩散机理 B. 换位扩散机理 C. 空位扩散机理31. 要获得结晶过程所需的驱动力，实际结晶温度必须（ ）理论结晶温度。A. 高于 B. 等于 C. 低于32. 相变反应式 L（液）+ （固）（固）表示（ ）反应。A. 共晶 B. 包晶 C.包析33. 对称倾侧晶界的晶界结构由（ ）组成。A. 螺型位错 B. 刃型位错 C.割阶34. 立方晶系中
12、，与晶面(011)垂直的晶向是（ ）。A. 011 B. 100 C. 10135. 高温回复阶段，金属中亚结构发生变化时， （ ）。A. 位错发生塞积 B. 形成位错缠结 C. 刃型位错通过攀移和滑移构成亚晶界36. 在二元合金相图中，稳定化合物为（ ）。A. 一条垂直线 B. 一条曲线 C. 一个区域37. 在单相组织中存在着大小不等的晶粒，由界面曲度驱动界面移动的规律可知（ ）。A. 小晶粒将移向大晶粒一方，直到晶粒大小相等B. 界面将移向小晶粒一方，最后小晶粒将消失C.大小晶粒依靠吞并相邻晶粒同时长大38. 铸件在凝固时若不出现成分过冷，则铸件组织将是（ ）。A. 全部等轴晶 B. 全
13、部柱状晶 C. 柱状晶+中心等轴晶39.在工业生产条件下金属结晶时，过冷度越大，则（ ） 。A N 越大 B G 增大 C N/G 提高 D N/G 降低40.金属在冷变形过程后进行机加工，一般都需要在其中增加退火，其目的是（ ） 。A 消除网状组织 B 消除冷变形强化 C 消除偏析组织 三、 判断题1、Fick第一定律表示通过某一截面的扩散流量与垂直这个截面方向上浓度梯度成正比，其方向与浓度降落方向一致。（ ） 2、共晶合金在铸造中流动性一般较差。（ ） 3、 间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。 （ ） 4、 金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒。 （ ） 5、 金属铸锭的宏观组织通常由三个晶区组成：外表层的细晶区、中间柱状晶区及心部等轴晶区。 （ ）
