贵州大学2011-2012学年第一学期模拟试卷A

1贵州大学2011-2012学年第一学期模拟试卷A《材料科学基础》注意事项：1.请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。3.不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。4.满分100分，考试时间为120分钟。题号一二三四五六总分统分人得分一、填空题（共44分，每空2分）1、原子间的结合键可分为化学键和物理键，化学键即主价键，它包括（）、（）和（）。2、晶体中的线缺陷是各种类型的位错，其种类很多，但最简单，最基本的类型有两种：（）和（）。3、金属结晶时，形核方式有均匀形核和（）两种。均匀形核时，其系统自由能的变化为ΔG=34πr3ΔGV+4πr2σ,且r*为临界晶核半径。当（）时，晶胚的长大使系统自由能下降，这样的晶胚可以长大；当（）时，晶胚的长大使系统自由能增加，这样的晶胚不能长大。4、纯铁随温度变化时会发生（）转变，在912℃以下为体心立方，称（）；912℃—1394℃之间为（），称γ铁；在1394℃—1538℃之间为体心立方，被称为δ铁。5、物质在温度成分变化时,其状态会发生改变,相图就是表示物质的状态和得分评分人2（）、压力、（）之间的关系图。6、亚共析钢在室温下的组织为（）和（），相组成为铁素体和渗碳体。7、金属在固态下一般都是晶体，三中典型的金属晶体结构分别为（）、（）和（）。8、含碳量在0.0218%-2.11%的铁碳合金无共晶转变，称为（），含碳量大于2.11%的铁碳合金有共晶反应，称为（）。9、金属的塑性变形主要通过（）进行，此外还有孪生与扭折。10、根据Hall-Petch公式可知，晶粒直径越小，材料强度越（）。二、作图题（12分）1.在立方晶系中分别绘图表示出（123）[111]。2.写出立方晶系的{123}晶面族和112晶向族中的全部等价晶面和晶向的具体指数。答：{123}=(123)+(23)+(13)+(12)+(132)+(32)+(12)+(13)+(213)+(13)+(23)+(21)+(231)+(31)+(21)+(23)+(312)+(12)+(32)+(31)+(321)+(21)+(31)+(32)112=[112]+[12]+[12]+[11]+[121]+[21]+[11]+[12]+[211]+[11]+[21]+[21]3.写出六方晶系的{110}、{102}晶面族和20、011晶向族中的各等价晶面及等价晶向的具体指数。答：{110}=(110)+(20)+(20){102}=(102)+(012)+(102)+(012)+(012)+(102)20=[20]+[110]+[20]011=[011]+[011]+[101]+[101]+[011]+[101]得分评分人3三、简答题（12分）1.细化晶粒不仅能提高材料强度和硬度，还能提高材料的塑性和韧性，试分析在实际生产中如何控制铸件的晶粒大小？2.解释下列术语：合金——由金属和其它一种或多种元素通过化学键结合而成的材料。组元——组成合金的每种元素(金属、非金属)。相——合金内部具有相同的(或连续变化的)成分、结构和性能的部分或区域。组织——一定外界条件下，组成一定成分的合金的若干种不同的相的总体。固溶体——溶质和溶剂的原子占据了一个共同的布拉维点阵，且此点阵类型与溶剂点阵类型相同；组元的含量可在一定范围内改变而不会导致点阵类型的改变。四、相图分析题（12分）1.下图为Ag—Cu二元合金系相图：（1）指出液相线、固相线和固溶度曲线。（2）写出恒温反应式。得分评分人得分评分人4五、综合分析题（10分）1．试分析碳和杂质元素对碳钢组织和性能的影响。2.若直径为5mm的单晶铝棒在沿棒轴[123]方向加40N的拉力时即开始滑移，求铝在滑移时的临界分切应力。解：单晶铝为FCC结构，滑移系统为{111}110，利用映象规则，知滑移面和滑移方向为(11)[101]，它们与轴夹角分别为cosφ=[123]·[11]/(|[123]||[11]|)=4/√42；cosλ=[123]·[101]/(|[123]||[101]|)=2/√7；所以临界分切应力τc=Fcosλcosφ/A0=…=0.95MPa。3.判断下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶胞图上作出矢量关系图。(a)a/2[1]+a/2[111]→a[001](b)a/2[110]→a/6[12]+a/6[211](c)a/2[110]→a/6[112]+a/3[11](d)a/2[10]+a/2[011]→a/2[110](e)a/3[112]+a/6[11]→a/2[111]解：几何条件都满足，只判断是否满足能量条件Σbi2≥Σbj2，(a)3/2a2a2；(b)1/2a21/3a2；(c)1/2a2=1/2a2；(d)a21/2a2；(e)3/4a2=3/4a2；全部满足。六、主观题（10分）1.你认为未来新材料的发展趋势如何？并阐述你的理由。得分评分人得分评分人