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1、东北大学21春材料科学导论离线作业1辅导答案1. 小亚细亚的赫梯人约在公元前1000年开始了人工炼铁。( )A.错误B.正确参考答案：A2. 大多数合金钢的淬透性都比碳素钢好。大多数合金钢的淬透性都比碳素钢好。此题为判断题(对，错)。正确答案：3. 估计fcc结构以111、100和110作表面在OK的表面能。设升华热为Ls(J/mol)，点阵常数为a。估计fcc结构以111、100和110作表面在OK的表面能。设升华热为Ls(J/mol)，点阵常数为a。升华热相当于把晶体所有结合键断开的能量，现忽略次近邻键，认为升华热只由最近邻键所贡献。设为平均键能，每摩尔有(阿伏伽德罗常数)个原子，fcc结
2、构的配位数为12，最近邻键对数是12/2，所以 晶体表面能的公式是 fcc结构中每个晶胞含4个原子，所以原子体积。 对于111)为表面，单位法线矢量，它割断最近邻的键矢量为。故表面能为 对于110为表面，单位法线矢量，它割断最近邻的键矢量为，因为(110)面的面间距为穿过两个(110)面，所以对于110方向的键矢量为110。表面能为 对于lOO为表面，单位法线矢量n=100，它割断最近邻的键矢量为101、011、011和011。故表面能为 另外，我们可以用简单的比较直观的方法计算。 对于111为表面，在图(b)所表示的面积中，共含2个原子(顶角的原子只有1/6属于这块面积，边上的原子有1/2属
3、于这块面积)。每个原子在空间有12个最近邻，但在(111)面上，每个原子和相邻的(111)面只有3个最近邻(图a中3个深色的原子)，即以(111)面为表面，每个原子切断3个最近邻键。而图(b)所表为：的面积的大小为，所以表面能为 对于110为表面，在图(b)所表示的面积中，共含2个原子(顶角的原子只有1/4属于这块面积，边上的原子有1/2属于这块面积)。在(110)面上，每个原子和最近邻层的(110)面有4个最近邻和次近邻层有1个最近邻(图a中5个深色的原子)，即以(110)面为表面，每个原子切断5个最近邻键。图(b)所表示的面积的大小为，所以表面能为 对于100为表面，在图(b)所表示的面积
4、中，共含2个原子(顶角的原F只 有1/4属于这块面积)。在(001)面上，每个原子和最近邻层的(001)面有4个最近邻(图a中4个深色的原子)，即以(001)面为表面，每个原子切断4个最近邻键。图(a)所表示的面积的大小为，所以表面能为 后面的计算和前面的计算所得结果是相同的。 4. 60Si2Mn钢中平均含碳量为_。60Si2Mn钢中平均含碳量为_。正确答案：0.60%60%5. 高箱带的砂箱，为了_，可在箱带上开设窗孔。A.适应热膨胀B.减轻重量C.增大砂箱与砂的接触面高箱带的砂箱，为了_，可在箱带上开设窗孔。A.适应热膨胀B.减轻重量C.增大砂箱与砂的接触面积D.减小应力集中参考答案：B
5、6. 调质钢的含碳量大致为( )。 A0.1%0.25% B0.25%0.50% C0.6%0.9%调质钢的含碳量大致为()。A0.1%0.25%B0.25%0.50%C0.6%0.9%B7. 高分子材料的断裂韧性普遍较低，只有用玻璃纤维增强的塑料才有较高的断裂韧性。( )A.错误B.正确参考答案：B8. 简述晶体长大机制和界面形态。简述晶体长大机制和界面形态。长大机制有两种：(1)二维晶核长大机制，(2)螺型位错长大机制。 晶体生长的界面形态：(1)正温度梯度下以平面状态的长大形态，(2)负温度梯度下以树枝状长大。 9. 含碳质量分数wC=03及wC=12的5mm碳钢试样，都经过860加热淬
6、火，试说明淬火后所得到的组织形态含碳质量分数wC=03及wC=12的5mm碳钢试样，都经过860加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态、精细结构及成分?若将两种钢在860加热淬火后，将试样进行回火，则回火过程中组织结构会如何变化?正确答案：860加热两种钢均在单相区(见Fe-Fe3C相图)淬火后均为MwC=12的碳钢中有一定量的残余奥氏体。rn wC=03的碳钢其马氏体成分为wC=03形态为板条状精细结构为位错。rn wC=12的碳钢其马氏体成分为wC=12形态为针状精细结构为孪晶。rn wC=03的碳钢在200以下回火时组织形态变化较小硬度变化也不大。但碳原子向位错线附近偏聚倾向增大。当回火
7、温度高于250时渗碳体在板条间或沿位错线析出使强度、塑性降低；当回火温度达300400时析出片状或条状渗碳体硬度、强度显著降低塑性开始增高当400700回火时发生碳化物的聚集、长大和球化及a相的回复、再结晶。此时硬度、强度逐渐降低塑性逐渐增高。rn wC=12的碳钢低于100回火时碳原子形成富碳区；100200回火时析出大量细小碳化物因此硬度稍有提高；200300回火时残留奥氏体转变为回火马氏体(或贝氏体)使硬度升高但同时马氏体的硬度降低因此总体上硬度变化不大；高于300回火时碳化物继续析出随后便是碳化物长大及球化而a相发生回复、再结晶使硬度降低韧性增高。860加热,两种钢均在单相区(见Fe-
8、Fe3C相图),淬火后均为M,wC=12的碳钢中有一定量的残余奥氏体。wC=03的碳钢,其马氏体成分为wC=03,形态为板条状,精细结构为位错。wC=12的碳钢,其马氏体成分为wC=12,形态为针状,精细结构为孪晶。wC=03的碳钢,在200以下回火时,组织形态变化较小,硬度变化也不大。但碳原子向位错线附近偏聚倾向增大。当回火温度高于250时,渗碳体在板条间或沿位错线析出,使强度、塑性降低；当回火温度达300400时,析出片状或条状渗碳体,硬度、强度显著降低,塑性开始增高,当400700回火时,发生碳化物的聚集、长大和球化及a相的回复、再结晶。此时,硬度、强度逐渐降低,塑性逐渐增高。wC=12
9、的碳钢,低于100回火时,碳原子形成富碳区；100200回火时,析出大量细小碳化物,因此,硬度稍有提高；200300回火时,残留奥氏体转变为回火马氏体(或贝氏体)使硬度升高,但同时,马氏体的硬度降低,因此,总体上硬度变化不大；高于300回火时,碳化物继续析出,随后便是碳化物长大及球化,而a相发生回复、再结晶,使硬度降低,韧性增高。10. 在铁碳合金相图中，ACD线与AECF线之间是_区域，也称为_区。在铁碳合金相图中，ACD线与AECF线之间是_区域，也称为_区。正确答案：结晶区 过渡区结晶区过渡区11. 钢的最终热处理一般安排在半精加工之后进行。钢的最终热处理一般安排在半精加工之后进行。此题
10、为判断题(对，错)。正确答案：12. 金属的结晶过程是金属原子从不规则排列转变到_的过程，结晶过程只有在_条件下才能有效进行。金属的结晶过程是金属原子从不规则排列转变到_的过程，结晶过程只有在_条件下才能有效进行。规则排列$有一定过冷度13. 钢中的有害杂质元素只有硫、磷。钢中的有害杂质元素只有硫、磷。此题为判断题(对，错)。正确答案：14. 碳素工具钢随含碳量的增加其性能如何变化?碳素工具钢随含碳量的增加其性能如何变化?正确答案：碳素工具钢随含碳量的增加未溶的二次渗碳体增多钢的耐磨性增加韧性降低。碳素工具钢随含碳量的增加,未溶的二次渗碳体增多,钢的耐磨性增加,韧性降低。15. 45钢，用作性
11、能要求不高的零件时，可在_状态或正火状态下使用；用作要求良好综合性能的零件时，可进行_45钢，用作性能要求不高的零件时，可在_状态或正火状态下使用；用作要求良好综合性能的零件时，可进行_热处理。退火$调质16. 钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其_，与其保温时间_关。钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其_，与其保温时间_关。临界冷却速度$无17. 模锻深度与宽度比值越大，模锻斜度越大。( )模锻深度与宽度比值越大，模锻斜度越大。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：18. 1Cr18Ni9Ti钢可通过冷变形强化和固溶处理来提高强度。( )1Cr18Ni9Ti钢可通过冷变形强化和固溶处理
12、来提高强度。()错误19. 陶瓷的生产过程包括_、_和_三大步骤。陶瓷的生产过程包括_、_和_三大步骤。配料$成型$烧结20. 高分子压电材料是一些有对称碳原子的生物大分子和合成的高分子晶体化合物。与压电陶瓷相比，压电高分子材料具有密度低、柔韧、耐冲击性好、力学阻抗低，压电性稳定，易于与水及人体等声阻配合，可塑性比陶瓷高10倍，能制成大面积薄膜传感材料，便于大规模集成化等特点，是具有应用前景的一类新材料。( )A.错误B.正确参考答案：A21. 金属材料发生弹性变形后，其内部组织与性能也发生变化。金属材料发生弹性变形后，其内部组织与性能也发生变化。此题为判断题(对，错)。正确答案：22. 在铁
13、碳合金相图中PSK线是( )。A同素异构转变线B碳溶解度线C共晶线D共析线在铁碳合金相图中PSK线是( )。A同素异构转变线B碳溶解度线C共晶线D共析线正确答案：D23. 关于胶合板特性的说法，正确的有( )。A.变形小B.收缩率小C.有裂纹D.无花纹E.极富装饰性参考答案：ABE24. 纯铜呈_色，常用的铜合金分为_、_和_3大类。纯铜呈_色，常用的铜合金分为_、_和_3大类。正确答案：紫红色 黄铜 白铜 青铜紫红色黄铜白铜青铜25. 球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁为高，这是因为_。球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁为高，这是因为_。石墨呈球状，对基体的割裂作用最小26. 一般在室温下，细晶粒金属具有较高的_；对于中、小型铸件，若要细化晶粒宜采用_的方法。一般在室温下，细晶粒金属具有较高的_；对于中、小型铸件，若要细化晶粒宜采用_的方法。正确答案：强度和硬度增加过冷度强度和硬度增加过冷度27. 渗碳后，由于工件表面含碳量提高，所以不需要淬火即可获得高硬度与耐磨性。渗碳后，由于工件表面含碳量提高，所以不需要淬火即可获得高硬度与耐磨性。错误渗碳后工件表面为高碳，只有进行淬火回火才能发挥高碳的潜力，获得高硬度和耐磨性。28. 在FeFe3C相图中，GS线也称为Acm线。( )在F
