材料科学基础卷子

材料科学基础A卷一、填空(每空0.5分，共20分)1、共晶转变和共析转变的产物都属于两相混合物。2、常见的晶体结构类型分为体心立方（晶格或bcc）、面心立方（晶格或fcc）、密排六方（晶格或hcp）。3、在铁碳合金的室温平衡组织中，含Fe3CⅡ最多的合金含碳量为__2.11_%，含Ld’最多的合金含碳量为__4.30_%。4、纯金属的结晶条件有结构起伏起伏和能量起伏起伏，结晶过程中驱动力是液、固两相的自由能差，过冷是结晶的必要条件。5、在铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有铁素体（F）和奥氏体（A），属于金属化合物的有渗碳体（Fe3C），属于机械混合物的有珠光体（P）和莱氏体（Ld）。6、金属铸锭的组织通常由_表层细晶粒区___、_柱状晶粒区__和__中心等轴晶粒区__三层晶区组成。7、硅酸盐的晶体结构按其空间组合情况分为岛状、链状、层状和骨架状四类。8、晶体成长时粗糙界面在正温度梯度下以平面状方式长大，光滑界面在负温度梯度下以树枝状方式长大。9、铸锭中的宏观偏析主要有正偏析、反偏析和比重偏析。10、晶体常温下的塑性变形方式主要有滑移和孪生，其中滑移是基本形式。11、工程材料分为金属材料、陶瓷材料、复合材料、高分子材料，其中以金属材料应用最为广泛。12、晶界分为小角度晶界和大角度晶界两种，其中大角度晶界迁移造成再结晶晶粒长大。13、测量相图和再结晶过程都可以采用金相法和硬度法方法进行。二、选择题（每个选择1分，共8分）1．合金在固态时，组元间会互相溶解，形成一种在某一组元晶格中包含其它组元的新相，这种新相称为（c）A合金；B溶液；C固溶体；D化合物。2．金属在热加工时产生的纤维组织将使金属具有（a）A.各向异性；B.各向同性；C.伪无向性。3．铁素体的晶格是（b）A.面心立方晶格B.体心立方晶格C.密排六方晶格4．面心立方金属的配位数是c）A.6B.8C.125．由一种成分的固相在恒定温度下析出另外两个固相的的反应称为（b）A.共晶反应B.共析反应C.包晶反应6．钢在再结晶温度以下的变形（c）。A.有加工硬化，有再结晶现象；B.无加工硬化，无再结晶现象；C.有加工硬化，无再结晶现象；D.无加工硬化，有再结晶现象。7．杠杆定律适合（b）相合金的计算A单相B双相C三相8．根据相律判定二元铁碳合金中最多只能有（c）相共存A单相B双相C三相三、判断(每个1分，共16分)1．HCP因为无法用三个指数表示其晶面和晶向，所以六方晶系不能用三个指数表示。（x）2．金属发生再结晶后形成的再结晶组织具有各向同性，其性能均匀，组织稳定。（x）3．回复和再结晶过程以及再结晶后的晶粒长大是在应变能下降的推动下产生的。（x）4．再结晶过程不是相变，二次再结晶过程也不是相变。（v）5．构件在一次冷变形之后为了适合进一步的冷变形往往要进行去应力退火，消除硬化。（x）6．滑移过程中往往伴随有晶体的转动。（x）7．左螺型位错和右螺位错有本质的区别，无论如何放置也不能改变其左、右性质。（v）8．位错环不同部位和滑移方向角度不同，故其柏氏矢量存在较大差异，各不相同。（x）9．在α—Fe中四面体间隙比八面体间隙大。（v）10．刃型位错的位错线与柏氏矢量垂直。（v）11．铁和碳是组成钢的基本相。（x）12．金属在室温下的变形属于冷变形。（x）13．细化晶粒是提高金属强度的重要手段。（v）14．只有置换固溶体可以形成无限固溶体,间隙固溶体都是有限固溶体。（v）15．间隙化合物的晶体结构与含量多的组元晶体结构一致。（x）16、金属化合物在性能上具有共同的特征：硬度高、熔点较高、塑性较差。（v）四、名词解释（每个4分，共20分）流线热变形中的某些枝晶偏析、夹杂物、第二相将随着组织变形而伸长，沿变形方向呈纤维状分布，晶粒发生再结晶，形成新的等轴晶粒，这种组织称为流线加工硬化冷变形后的金属随着变形量的增加，其强度、硬度增加、塑性、韧性下降的现象。固溶强化固溶体合金中随着溶质的量增加，其强度、硬度增加、塑性、韧性下降的现象。枝晶偏析固溶体不平衡结晶时，先后结晶出来的固相成分不同，使得一个枝晶内的化学成分不均匀，这种现象称为枝晶偏析。固溶体的有序化有序固溶体从无序状态缓慢冷却到某一温度下转变成有序固溶体的过程称为固溶体的有序化。五、简答（共20分）1．什么是同素异构转变（即多晶型性转变）?简述纯铁的同素异构转变过程。（6分）：同素异构转变指某些金属在不同温度和压力的范围内具有不同的晶体结构。当温度和压力发生改变的时候，其会从一种晶体结构转变为另外一种晶体结构的过程。（2分）。纯铁的同素异构转变如下：（体心立方晶格）（面心立方晶格）体心立方晶格FeFeFeCC1394912)(（4分）2．试确定图中下列晶面和晶向的指数（6分）晶面：ABCD、DHFB、EBG晶面：ABCD（001），DHFB（110），EBG（111）(3分)晶向：CB[100]，GD[011]，AF[011]。（3分）ADBCGHAB晶向：CB、GD、AF3．分析组元在固态完全不溶的三元共晶相图中的P、q点成分，并分析q点结晶后的组织（4分）P点成分：A：20％，B：60％，C：20％。(1分)q点成分：A：20％，B：40％，C：40％。（1分）q点结晶后的组织为：B＋（B+C）+(A+B+C)。（2分）ABCPOE1E2E3q4．什么是晶粒度？工业生产中采用哪种等级标准评定晶粒？简单举出控制晶粒度的方法？（4分）：晶粒度反映晶粒大小的指标，通常用晶粒的平均直径或平均面积表示。（1分）工业生产中采用标准晶粒度等级来评定晶粒的大小。（1分）控制晶粒大小可以采用增加过冷度促进均匀形核、使用形核剂促进非均匀形核以及机械振动、或者搅拌的方法提高形核促进晶粒细化。（2分）六、绘出铁碳合金相图（6分），写出共晶反应（1分）、共析反应（1分）。指出相图中碳的质量分数为0.6％的合金从液态缓慢冷却到室温下的显微组织（1分）并画出示意图（1分）,分析该合金组织组成物和相组成物并根据杠杆定律计算其组织组成物和相组成物相对量（6分）。（共16分）共晶反应：Lc==γE+FeC3；(1分)共析反应：γs==αp+FeC3；（1分）室温组织是铁素体＋珠光体。（1分）显微组织示意图：层片状组织是珠光体P，白色区域是铁素体α。（1分）组织组成物为先共析铁素体α＋珠光体P；（1分）其中为Wα=(0.77-0.60)/(0.77-0.0218)=0.17/0.7482=22.7%（1分）Wp=100%—22.7%＝77.3％。（1分）相组成物为铁素体α＋渗碳体FeC3。（1分）其中Wα=(6.69-0.60)/(6.69-0.0218)=6.09/6.67=91.3%。(1分)渗碳体WFeC3=100%-91.3%=8.7%。（1分）