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2008年东南大学材料科学基础真题(百度截图)2008年东南大学材料科学基础真题答案一选择1-5accdb6-10abbda11-15bcccb16-20bcbbb二1、2如下三先以正对我们的一面作为计算原子半径的依据,也就是1/4高处的原子和底边顶点上的原子构成一个等腰三角形,且这个原子是与底边顶点上的原子相切,根据勾股定律求得原子半径是r=0.15,再通过计算一个晶胞里面有4个原子,可以知道致密度K=4*4/3πr3/abc=52.5%四1、非均匀形核由于外界杂质颗粒或者铸型内壁(基底)等可以促进了结晶形核的形成,依附于这些已经存在的表,可以使得形核界面能降低,所以非均匀形核功小于均匀形核功;在基底不起作用的情况下,也就是接触角θ=180°的情况下,二者形核功相等。2、如图θ就是润湿角,ΔGhet=ΔGhom(2-3cosθ+cos3θ)/4,由杨氏方程σLw=σαLcosθ+σαw当液相与基底之间的界面能越大时,接触角θ越大,这也很好理解,当二者之间界面能很大,就说明液相很难铺展在基底上,接触角也就很大了。3、成分过冷的临界条件是G=Rmw0(1-k0)/Dk0,也可以写作G/R=ΔT/D,影响成分过冷的因素是:液固界面浓度w0,液相线斜率m,平衡分配系数k0,,扩散系数D,温度梯度R,凝固速度v,当w0、m越大,而k0很小的时候,会导致凝固温度范围ΔT增大,这样就会有很大空间范围导致成分过冷产生;当凝固速度v一定时,实际的温度梯度R越小,也容易产生成分过冷;当凝固速度过大,那么在短时间里面液体混合程度会减小,那么在边界层处会有大量的溶质聚集,这样也容易产生成分过冷。4、一般只有在平衡凝固条件下,在共晶成分的合金才能得到全部的共晶组织,但是在非平衡凝固条件下,某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织,这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织叫做伪共晶,在非平衡凝固条件下比较容易形成伪共晶。五1、1495℃L0.53+δ0.39→γ包晶反应1154℃L4.26→γ2.08+C共晶1148℃L4.3→ε2.11+Fe3CⅡ共晶(Ld)727℃γ0.77→α0.0218+Fe3C共析2、直接杠杆定律,Fe3CⅡ%=(1.0-0.77)/(6.69-0.77)=3.8%3、六1、1037℃L+β→Z(不好意思,这里实在看不清,是包晶反应)1036℃L8.8→α7.4+β9.0共晶反应1021℃c+z→γ0包晶反应964℃z→β+γ0共析反应2、3如下,画这样的步冷曲线,要记住口诀:遇到液相线斜率减小,遇到固相线斜率增加,遇到共晶、共析、包晶反应是一个平台,曲线如下。七1、四相平衡共晶转变条件:在共晶转变温度(E点)以上有L+α+β、L+β+γ、L+α+γ三个三相平衡区,在E点以下只有一个α+β+γ三相平衡区,也就是四相平衡区和三相平衡区的连结满足三上一下的特征;四相平衡包晶反应满足条件:四相平衡面是一水平直线,在它上方有一个三相平衡区L+α+β,在它下方有三个三相平衡区L+α+γ、α+β+γ、L+β+γ,也就是满足一上三下原则;四相平衡包共晶反应满足条件:在包晶转变点(Tp)以上有两个三相区L+α+γ、L+α+β,在Tp以下有α+β+γ、L+β+γ两个三相区,即满足两上两下特征。2、700℃-800℃γ+C1→α+C3,γ+C2→α+C1;1200℃-1300℃α+L→γ+C2,L+α+γ+C23、33:α+(α+β)+(α+β+γ)+αⅡ+βⅡ+γⅡ25:β+(β+γ)+αⅡ+βⅡ+γⅡ17:γ+(γ+α)+αⅡ+γⅡ15:β+αⅡ+γⅡ6:γ+(γ+β)+βⅡ+γⅡ八这题考察37°重合点阵模型,经过长时间加热后,晶界会背离丝轴使得角度变大,直到达到37°,第二问显然是靠近[111]轴旋转,直到角度达到37°。九先写出反应式肖克利不全位错是a/6<112>,根据已知条件可以得到:a/2[110]→a/6[211]+[12-1],满足几何和能量条件,下面再来计算距离:分解之后两位错间的夹角满足cosθ=[211]*[12-1]/6=0.5,所以夹角θ=60°,因此二者之间作用力F=Ga2√6×√6×0.5/(2πd×36),这是排斥力,由于堆垛层错γ是吸引力,所以当F=γ时,二者平衡,此时就有d=Gb2/(24πγ),b2=a2/6,代入得到d=Ga2/(144πγ),其中G是剪切模量,a是晶格常数,γ是层错能均是已知常数。十可能会受到晶界处阻碍,晶体中溶质原子阻碍,第二相粒子阻碍晶界处的阻碍可能导致位错塞积的出现,导致局部应力集中,使得材料的强度下降;溶质原子阻碍可能导致固溶强化作用,也就是溶质原子形成Cottrell气团对位错起到钉扎作用,导致材料的强度提高;第二相粒子的强化分为可变形和不可变形粒子的强化,前者一般是借助粉末冶金的方式加入,后者通过时效处理从过饱和固溶体析出,这两种强化强化机制不近相似,但是最后都可以提高材料的强度。十一长时间在高温条件下保温时,晶粒有足够的驱动力进行迁移和吞并周围小的晶粒长大,在这个过程中随着保温时间的延长,晶粒直径D与时间t满足D2=kt;经过冷轧处理实际就是一次冷加工处理,在这个过程中已经有一定的储能,因此再结晶的驱动力也就存在了,再结晶的温度也就很低,并且存在弥散分布的MnS可以很好控制合金的晶粒大小,因为在第二相颗粒存在情况下,合金晶粒大小有一个极限直径,所以在850℃以下较长时间保温,晶粒很细小;加热到930℃,材料出现二次再结晶现象,晶粒会出现粗化,导致局部性能恶化。十二配套习题原题
本文标题:2008年东南大学材料科学基础真题答案
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