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1、材料科学基础试题库一、 选择1、在柯肯达尔效应中，标识漂移重要原因是扩散偶中 _。 A、两组元的原子尺寸不一样 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不一样2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于 _。A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区分在于有无 _。A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体4、原子扩散的驱动力是 _。A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度5、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6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这么的缺陷称为 _。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰
2、克尔缺陷 C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为 _。 A、1.6 B、2(2/3) C、(2/3)8、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、单相区 B、两相区 C、三相区9、有效分派系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是 _。（其中Ko是平衡分派系数） A、1KeK0 B、KoKe1 C、KeK0110、面心立方晶体的孪晶面是 _。 A、112 B、110 C、11111、形成临界晶核时体积自由能的减少只能赔偿表面能的 _。 A、1/3 B、2/3 C、3/412、金属结晶过程中（ ）：a、临界晶核半径越大，形核越易；b、临界晶核形成功越大，形核越
3、易；c、过冷度越大，形核越易； d、均质形核比非均质形核轻易。13、三元相图中（ ）： a、垂直截面图上可应用杠杆定律；b、垂直截面图上三相区域为直边三角形； c、四相共晶反应平面在成份投影图上为曲边四边形；d、四相反应为等温反应。三、判断正误(每题1分，共10分)正确的在括号内画“”， 错误的画“”1.金属中经典的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。 ( )2.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
4、发过程。 ( )5.固溶体凝固形核的必要条件同样是GB 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合用杠杆定律。 ( )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.和液固转变同样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两种转变的难易程度相同。 ( )10.除Co以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线左移，从而增加钢的淬透性。 ( )四、简答2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分）3、为何奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450850保温时会产生晶间腐蚀？怎样预防或减轻奥氏
5、体不锈钢的晶间腐蚀？4、为何大多数锻造合金的成份都选择在共晶合金附近？5、什么是交滑移?为何只有螺位错能够发生交滑移而刃位错却不能？6、依照溶质原子在点阵中的位置，举例阐明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？8、应变硬化在生产中有何意义？作为一个强化措施，它有什么不足？9、一个合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？11、枝晶偏析是怎么产生的？怎样消除？12、请简述影响扩散的重要原因有哪些。14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充足条件是什么？16、为何钢的渗碳温度一般要选择在-Fe相区中进行？若不在-
6、Fe相区进行会有什么成果？17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发觉板材两端的抗拉强度不一样，请解释这个现象。19、位错密度有哪几个表征方式？21、铁碳相图为例阐明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。26、已知916时，-Fe的点阵常数0.365nm，（011）晶面间距是多少？（5分）27、画示意图阐明包晶反应种类，写出转变反应式？（4分）28、影响成份过冷的原因是什么？（9分）29、立方晶系的(111)，(110)，(123)晶面族各包括多少晶面，写出它们的密勒指数。30、简明阐明成份过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。31、提升钢材耐蚀性的重要措施有哪些？为何说Cr是
7、不锈钢中最重要的合金元素？39、何为位错反应？怎样判断一个位错反应能否进行？五、计算、作图1、已知碳在rFe中的扩散常数D02.010-5m2/s，扩散激活能Q1.4X105J/mol（R8.31J/(molK)。碳势均为CP1.1C的条件下对20#钢在880进行渗碳，为达成927渗碳5h同样的效果，渗碳时间应为多少？(12分)2、对fcc结构的晶体(点阵常数为a)(1)分别计算原子在100，110和111晶向上的原子密度，并阐明哪个晶向是密排方向：(2)计算原子在(100)，(110)和(111)晶面上的原子密度和三个面的面间距，并指出面间距最大的晶面。3、写出附图1.1所示立方晶格中晶面A
8、BCD和晶向CE的指数；在右图单胞中画出晶面(111)和该面上属于三个晶向，并标出详细指数。(12分) 4、已知碳在-Fe中扩散时，D0 =2.010-5m2/s，Q=1.4105J/mol。当温度在927时，求其扩散系数为多少？（已知摩尔气体常数R=8.314J/molK）6、已知A（熔点600）与B（熔点500）在液态无限互溶，固态时A在B中的最大固溶度（质量分数）为A0.30，室温时为A0.10；但B在固态和室温时均不溶于A。在300时，含B=0.40的液态合金发生共晶反应。试绘出A-B合金相图；并分析A=0.20、A=0.80的合金在室温下的组织组成物和相组成物的相对量。 8、已知某低
9、碳钢 0 =64KPa ， K=393.7 ，若晶粒直径为 50m ，该低碳钢的屈服强度是多少？11、计算wc3.3的铁碳合金常温下莱氏体的相对含量，组织中珠光体的相对含量和共析渗碳体的含量。（9分）12、已知Cu的原子量为63.5，原子半径是0.1278 nm。( 20分)（1）计算铜的密度、点阵常数和最大面间距。14、假设在镁晶体中，由一个位错源放出的位错移到晶体表面，使晶体表面产生高度约为10-4cm的滑移台阶，问有多少个位错运动至表面？（已知b=3.2 A）17、在870比在930渗碳有一定优越性，淬火变形小又可得到较细的晶粒，碳在铁中的D0=2.010-5m2/s,Q=140103J
10、/mol,请计算：(10分)(a) 870时碳在铁中的扩散系数；(b) 将渗层加深一倍需多长时间？(c) 若要求0.3%C作为渗碳层厚度的量度，则在930渗碳10小时的渗层厚度为870渗碳10小时的多少倍？(气体常数R=8.314J/molK, 渗层厚度)六、综合2、对铁碳合金(wc0.0015)通过完全退火后：(20分)（1） 在室温下包括哪些组成相，计算其相对量。（2） 在室温下由哪些组织组成物组成，画出组织示意图，并计算各自的相对量。(3) 在室温下该合金通过较大的塑性变形(例如压缩50)，其组织会发生哪些变化？(4) 变形后再通过750充足保温后迟缓冷却到室温，所得到的组织与原完全退火的组织有哪些差异？3、请依照所附二元共晶相图分析解答下列问题：（1） 分析合金I、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；（2） 阐明室温下I、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量；（3） 假如希望得到共晶组织和5%的初的合金，求该合金的成份；（4）分析在迅速冷却条件下，I、II两合金取得的组织有何不一样。6、试论述含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响。7、右图为固态有限互溶三元共晶相图的投影图，请回答下列问题：（1）指出三个液相面的投影区；（2）指出e3E线和E点表示的意义；（3）分析合金N的平衡结晶过程。
