2005.12期末试题

A卷中南大学考试试卷2005--2006学年下学期时间110分钟材料学基础课程学时学分考试形式：闭卷专业年级：材料03级总分100分，占总评成绩80%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、名词解释（本题40分，每小题4分）1、科垂耳气团；2、派—纳力；3、扩展位错；4、交滑移；5、奥罗万机制；6、形变织构；7、位错多边化；8、倾斜（转）晶界；9、反应扩散；10、上坡扩散二、问答题（本题60分）1、什么是可动位错和固定位错？就fcc晶体中的可动位错和固定位错各举两个实例，这两种位错在塑性变形时各起什么作用？（10分）2、fcc晶体中层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错的运动各有什么影响？（10分）3、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分）4、工业纯铜的铸锭在室温和0.5T熔点的温度下进行轧制加工，请画出两种情况下合金的应力——应变曲线示意图并说明影响曲线各阶段变化的各种作用机制。（10分）5、请写出稳态扩散和非稳态扩散的扩散方程表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素及其原因。（10分）6、现有Al-4%Cu合金，请问有哪些方法可以提高该合金的强度，哪些方法可以提高该合金的塑性。（10分）B卷中南大学考试试卷2005--2006学年下学期时间110分钟材料学基础课程学时学分考试形式：闭卷专业年级：材料03级总分100分，占总评成绩%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上二、名词解释（本题40分，每小题4分）1、位错塞积；2、派—纳力；3、孪生；4、交滑移；5、奥罗万机制；6、再结晶全图；7、应变时效；8、晶界偏析；9、反应扩散；10、上坡扩散二、问答题（本题60分）1、什么是可动位错和固定位错？就fcc晶体中的可动位错和固定位错各举两个实例，这两种位错在塑性变形时各起什么作用？（10分）2、fcc晶体中层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错的运动各有什么影响？（10分）3、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响。（10分）4、有硬度均匀的退火态铜板，冷冲成零件后，发现各部分硬度不均匀，为什么？采用什么方法才能使其硬度均匀？（10分）5、请写出稳态扩散和非稳态扩散的扩散方程表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素及其原因。（10分）6、画出单晶体金属的应力——应变曲线示意图，用位错理论解释单晶体塑性变形各个阶段（10分）A卷答案：一、名词解释（名词解释内容在教材上有，略）二、问答题1、答：能够进行滑移的位错，称为可动位错，不能进行滑移的位错，称为固定位错。FCC晶体中的全位错和肖克来不全位错是可动位错，而弗来克不全位错和面角位错是固定位错，可动位错在外力作用下进行滑移时，晶体产生塑性变形，而固定位错阻碍塑性变形，是产生加工硬化的原因之一。2、答：层错是一种面缺陷，形成层错使晶体的能量增加，形成单位面积的层错所增加的能量，称为层错能。就面心立方晶体而言，层错能越高，形成层错所需要的能量就越多，产生层错的几率就越小。扩展位错的宽度主要取决于层错能，并与层错能成反比，层错能越高，扩展位错的宽度就越小，这时由全刃位错分解的扩展位错容易进行滑移，由全螺位错分解的扩展位错容易束集，容易进行滑移和交滑移。3、答：冷变形程度较小时，主要以晶界弓出机制形核；变形程度较大时，高层错能金属以亚晶合并机制形核，低层错能金属以亚晶长大机制形核。冷变形对再结晶晶粒尺寸影响主要是画出相关关系图并做出相应说明。4、答：室温下曲线图为加工硬化时的应力——应变曲线，作用机制为加工硬化；0.5T温度下的曲线图为高应变速率下的动态再结晶应力——应变曲线图，作用机制分别为加工硬化，动态再结晶与加工硬化平衡，动态再结晶软化。5、答：分别为菲克第一定律和菲克第二定律方程。影响因素主要有：温度、晶体缺陷、晶体结构、固溶体类型、扩散元素性质、扩散阻援浓度、第三元素的影响等。6、答：提高合金强度方法有：加工硬化、细晶强化、固溶强化和沉淀强化。提高合金塑性的方法有晶粒细化、再结晶退火等B卷一、名词解释（名词解释内容在教材上有，略）二、问答题1、答：能够进行滑移的位错，称为可动位错，不能进行滑移的位错，称为固定位错。FCC晶体中的全位错和肖克来不全位错是可动位错，而弗来克不全位错和面角位错是固定位错，可动位错在外力作用下进行滑移时，晶体产生塑性变形，而固定位错阻碍塑性变形，是产生加工硬化的原因之一。2、答：层错是一种面缺陷，形成层错使晶体的能量增加，形成单位面积的层错所增加的能量，称为层错能。就面心立方晶体而言，层错能越高，形成层错所需要的能量就越多，产生层错的几率就越小。扩展位错的宽度主要取决于层错能，并与层错能成反比，层错能越高，扩展位错的宽度就越小，这时由全刃位错分解的扩展位错容易进行滑移，由全螺位错分解的扩展位错容易束集，容易进行滑移和交滑移。3、答：冷加工纤维组织是纯金属和单相合金在冷塑性变形时和变形程度较大的情况下，各晶粒伸长呈纤维状而形成的。冷加工带状组织是复相合金在冷塑性变形时，第二相被破碎或伸长，沿变形方向呈带状分布而形成的。变形织构是金属和合金在塑性变形时，各晶粒发生择优取向而形成的。上述纤维组织、带状组织和变形织构都使金属材料的性能具有方向性，对材料使用性能有好或坏的影响。4、冷冲的零件各部分的变形程度是不均匀的，变形的部位，加工硬化程度较大，硬度较高，变形程度小的部位，则硬度较低，故冷冲的零件硬度不均匀。如果对这种零件进行一次再结晶退火，整个零件的硬度就均匀一致了。5、答：分别为菲克第一定律和菲克第二定律方程。影响因素主要有：温度、晶体缺陷、晶体结构、固溶体类型、扩散元素性质、扩散阻援浓度、第三元素的影响等。