12-905金属学与热处理试卷

2012年招收硕士学位研究生试卷试卷代号905试卷名称金属学与热处理①试题内容不得超过画线范围，试题必须打印，图表清晰，标注准确。②考生请注意：答题一律做在答题纸上，做在试卷上一律无效。第1页共4页一、名词解释（每题2分，共20分）1、再结晶；2、成份过冷；3、柯肯达尔效应；4、割阶；5、同素异构；6、滑移系；7、回火脆性；8、淬透性与淬硬性；9、奥氏体；10、枝晶偏析。二、Fe-Fe3C二元相图（共25分）1、默写Fe-Fe3二元相图（相、组织、成份、温度、符号）；（5分）2、分别说明亚共析钢、过共析钢常用的热处理工艺及碳素工具钢（有网状渗碳体组织）的改进工艺；（14分，即4/4/6分）3、说明亚共析钢、过共析钢在室温下的相及平衡组织类型，画出组织示意图；（6分）三、判断题（对的打√，错的打×，每题1分，共10分）1、高锰钢进行1100℃加热然后水冷处理是要提高材料的强度；（）2、纯铁从BCC晶体转变为FCC晶体时体积会收缩；（）3、奥氏体铁的堆垛密度是0.74而铁素体铁的堆垛密度是0.68，故铁素体铁溶碳比奥氏体铁高；（）4、二元匀晶合金中某组元成份越接近相图两端，则成份偏析越小；（）5、恒温下，当∣T△Sα→β∣＞∣△Hα→β∣时，相变有热力学驱动力，故α→β相变一定能进行；（）6、在三元相图的垂直截面图上可应用杠杆定律计算各相的相对含量；（）7、钢再结晶中通过无畸变新晶粒的形成和长大过程发生了相变；（）8、塑性变形温度越低、变形速度越快、晶体滑移系越少，则滑移越易进行；（）9、纯铝的强化方式有细晶强化、冷变形强化和固溶强化；（）10、晶体中位错的能量与其柏氏失量的模的平方成正比。（）湖北工业大学2012年招收硕士学位研究生试卷第2页共4页四、填空题（每题2分，共20分）1、Fe-Fe3C亚稳相图中，共析反应式是（）；2、工具钢常用（）和（）进行预备热处理，用（）和（）进行最终热处理，得到的组织是（）；3、位错反应的必要条件是（）；4、晶体材料常用的强化方法有（）、（）、（）、（）、（）、（）和（），都与材料中的晶体缺陷（）有关；5、固溶体合金凝固时液/固界面前沿的（）和（）共同构成的过冷称为成份过冷；6、钢淬透性取决于（），而淬硬性取决于（）；7、扩展位错是由（）和（）所构成；8、20CrMnTi是（）钢，其中Ti的作用主要是（），主要应用于（）零件；9、Schmid定律是（），根据该定律，取向因子“m”取值越小，则晶体材料屈服强度越（）；10、肖克莱不全位错的柏氏类型是（），弗兰克不全位错的柏氏类型是（），。五、多项选择题（每题2分，共20分）1、纯铜晶体（）：a、其滑移系为{111}110；b、当不全位错相遇发生反应时易形成面角位错；c、当外力轴处于[001]时，等效滑移系有4个；d、其八面体间隙空间半径与溶剂原子半径之比值为0.414。2、设计一个二元匀晶合金（）：a、选择的溶质元素应与溶剂原子半径相当；b、选择的溶质元素应与溶剂原子电负性差别大；c、选择的溶质元素应与溶剂原子晶体结构相近；d、快速凝固能降低成份偏析；3、位错的柏氏失量（）：a、FCC晶体中全位错的柏氏失量是a/2110；b、BCC晶体中全位错的柏氏失量是a/2111；c、FCC晶体中弗兰克不全位错的柏氏失量是a/3111；d、FCC晶体中肖克莱不全位错的柏氏失量是a/6112；湖北工业大学2012年招收硕士学位研究生试卷第3页共4页4、合金结晶过程中（）：a、临界晶核时液体自由能为正值；b、大于临界晶核时液体自由能开始降低；c、均质形核的临界晶核形成功比非均质形核的临界晶核形成功小；d、结晶形成的枝晶形态中，枝干富含高熔点组元，枝晶间富含低熔点组元；5、20CrMnTi钢进行930℃及4小时的渗碳热处理（）：a、钢中碳浓度的扩散是非稳态扩散；b、碳浓度分布与时间及距离相关；c、扩散驱动力是碳在钢中的化学位梯度；d、该钢进行渗碳+淬火+低温回火的热处理工艺是使钢的表面韧性提高；6、CrWMn钢加工成板牙的冷、热工序是（）：a、锻造→完全退火→机加工→淬火→低温回火；b、锻造→球化退火→低温回火→机加工；c、球化退火→淬火→机加工→低温回火；d、锻造→球化退火→机加工→淬火→低温回火；7、Fe-C-Cr合金相图中（）：a、四相反应是恒温进行的；b、等温截面图上三相区是曲边三角形而垂直截面图上三相区是直边三角形；c、四相反应在等温截面图上是直边三角形；d、合金形成的碳化物比固溶体基体的硬度高；8、一块铝板被子弹击穿（）：a、弹孔周围晶体发生了再结晶；b、再结晶是晶体材料随温度而发生的相变，c、再结晶的驱动力是冷加工产生的储存能，再结晶工艺可使加工硬化完全消除；d、晶体材料在再结晶温度上加热就可发生再结晶，一定可细化晶粒；9、含位错的晶体材料（）：a、柯氏气团会降低晶体材料的总能量，是溶质原子沿位错线的平衡偏聚；b、柯氏气团会升高晶体材料的总能量；c、溶质原子沿位错线的平衡偏聚会使晶体材料固溶强化；d、柯氏气团和史氏气团是造成钢拉伸曲线出现上下屈服点的原因；10、合金钢中（）：a、碳化物的硬度比固溶体高；b、碳化物的晶体结构与溶剂相同；c、固溶体的塑性韧性比碳化物高；d、固溶体的晶体结构与溶剂相同；六、计算题：（30分）如图1所示，在同一滑移面上有两个相互平行的位错，b大小相等，夹角为30°。这两个位错在滑移面上的相互作用力为零时，柏氏矢量与各自位错的湖北工业大学2012年招收硕士学位研究生试卷第4页共4页夹角是多大？（已知：刃位错的应力场有：xy=22222)()1(2yxyxxGb及螺位错应场有：yz=222yxxGb，且泊松比ν=1/3）图1：两平行位错在同一滑移面上示意图（其中：θ+φ=30°）七、写出FCC晶体全部滑移系的指数。（5分）八、说明晶体材料滑移塑性变形的机制。（20分）