材料科学基础-期末考试-历届考试试题-复习资料

四川理工学院试卷（2010至2011学年第1学期）课程名称：材料科学基础（参考答案2）命题教师：唐杰适用班级：2008级材料专业考试(考查)年月日共页注意事项：1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。2、考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。3、考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。4、如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷分别一同交回，否则不给分。试题一、判断题：（10分，每题1分，对V错X）1晶向指数表示一条原子列的空间位向。（X）2螺旋型位错有左右之分，他们之间有本质区别。（V）3珠光体由奥氏体相和铁素体相组成。（X）4同一塞积群中的位错一定是同号位错。（V）5晶体多组滑移系在同一方向同时启动就发生多滑移。（X）6流线是熔体浇注时流动的痕迹。（X）7共晶成分的合金熔体凝固后就得到共晶合金。（X）8根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行（X）9热塑性聚合物应力与应变呈线性关系主要是由链段运动引起。（X）10复合材料由基体和增强体及其界面三部分组成。(V)二、选择题：（10分，每空1分）1一个体心立方晶胞含有（B）个原子。（A）3（B）2（C）4（D）12固溶体的不平衡凝固可能造成（A）（A）晶内偏析（B）晶间偏析（C）集中缩孔（D）缩松题号一二三四五六七八总分评阅（统分）教师满分10101010201525100得分评阅教师得分评阅教师系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题3科肯道尔效应的形成机制主要是（B）（A）间隙机制。（B）空位机制。（C）填隙机制。（D）换位机制。4蠕变的正确说法是（B）（A）物体在恒定应力作用下形变随温度升高逐渐增大的现象。（B）物体在恒定应力作用下形变随时间逐渐增大的现象。（C）物体在恒定应力作用下变形很小。（D）物体在恒定应力下变形不规则。5固溶体宏观偏析最小的工艺条件是（A）（A）快速结晶（B）中速结晶（C）缓慢结晶6根据Hall―Pectch公式可知（A）（A）在常温下,晶粒越细,强度越大。（B）在常温下,晶粒越细,强度越小。（C）在常温下,晶粒大小与强度无关。（D）在常温下,晶粒越细,冲击韧性越高。7弱冷变形金属的再结晶形核方式一般是（A）（A）凸出形核（B）亚晶直接形核长大形核（C）亚晶合并形核（D）其他方式8用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？（C）（A）由钢板切出圆饼（B）由合适的圆钢棒切下圆饼（C）由较细的钢棒热镦成饼9陶瓷材料不具备的的特征是：（D）(A)有确定的成分（B）机械强度高（C）以离子键为主（D）有良好导电性10复合材料界面的不当说法是：（A）（A）基体与增强体之间的隔离面(B)基体与增强体之间的过渡区域(C)界面是有层次的(D)能在基体与增强体之间传递载荷三、改错：（10分，每题2分）1点阵匹配原则“结构相似，大小相当”指形核剂的体结构与晶核晶体结构相似，原子尺寸大小相当。改：形核剂的某些面结构与晶核晶体某个面结构相似，（1分）原子间距大小相当。（1分）2正负刃型位错可共存于晶体中，因此它们有本质区别。改：刃型位错的正负之分没有本质区别，（1分）只在讨论位错性质时有用。（1分）3陶瓷的实际断裂强度低于理论强度1~3倍是由于计算模型有误。改：陶瓷的实际断裂强度低于理论强度1-3倍是因工艺缺陷导致微裂纹，（1分）而微裂纹尖端引起应力高度集中超过理论断裂强度（1分）4晶体的滑移方向与所受外力方向相同。改：晶体的滑移方向与所受外力方向无关，（1分）而是晶体密排面上的密排方向。（1分）5复合材料由两种以上固体材料组成。性能等于单一组分的性能的加权平均值。改：复合材料由基体、增强体及其界面组成，（1分）性能高于单一组分的性能的简单求和。（2分）第1页得分评阅教师四、写出下列晶向晶面指数：（10分，每小题2分）五、简答题：（20分，每题5分）1简述离异共晶的形成条件？答：成分远离共晶点的共晶系合金，发生共晶转变的液体量很少。（2分）与初晶相同的那个相将依附于初晶表面生长。（1个）另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处（1分）从而使共晶组织特征消失，形成离异共晶。（1个）2如何区别多滑移和交滑移。答：晶体中两组或多组滑移系在同一外力作用下同时或交替发生滑移叫多滑移；（2分）两个或多个滑移面沿共同方向同时或交替滑移叫交滑移；（2分）多滑移会在晶体表面出显交叉的滑移带，而交滑移会在晶体表面曲折或波纹状滑移带。（1分）3反应扩散的特点。答：在固溶体内，（1个）通过扩散使溶质组元超过其固溶极限而生成新相的过程称为反应扩散。（2分）反应扩散析出的新相与原有基体相之间存在明显的宏观界面（2分）4例举碳钢的化学成分、组织、性能之间的关系。答：亚共析钢为铁素体和珠光体的混合物，珠光体强度高于铁素体，含碳量增加则珠光体量增加，合金强度提高；（2分）过共析钢由二次渗碳体和珠光体构成，含碳量增加则二次渗碳体量增加，合金强度增加变缓；（1分）含碳量达到0.009时，二次渗碳体呈网状分布，合金强度开始快速下降；（1分）含碳量达到0.0211时，出现莱氏体组织，合金强度降到很低值。（1分）得分评阅教师得分评阅教师得分评阅教师系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题六、计算题（15分）根据图1所列二元相图，（1）说明室温下合金的相和组织是什么？并计算相和组织组成物的相对含量。(9分)（2）如果希望得到共晶组织加上相对量为5%的β初合金，求该合金的成分。（6分）解：(1)：相为α和β；组织为α和βⅡ。wα=(90-20)/(90-5)=82.4%wβ=1-82.4=17.6%（2）由(X-50)/(90-50)=5%解得：X=52%答：该合金成分为wB=52%。七、综合题（25分）根据铁碳相图完成下列内容：（1）写出下列线段的名称：(5分。各1分)HJB:；GS:；ES:；ECF:；PSK:（2）写出所有平衡转变式。(3分。各1分)（3）亚共析钢是常用的工程材料钢种，写出wc=0.6%的亚共析钢的亚稳态结晶过程。并计算其室温时组织组成物的相对含量。（17分）答：（1）写出下列线段的名称：(各1分)HJB:三相平衡包晶转变线。GS:先共析铁素体开始析出线。ES:次生渗碳体开始析出线。ECF:三相平衡共晶转变线。PSK:三相平衡共析转变线。PQ：三次渗碳体开始析出线。（a）包晶转变L=r-Fe+Fe3C（b）共析转变：r-Fe=α-Fe+Fe3C（c）包晶转变：L+δ-Fe=r-Fe（3）结晶过程：随着熔体的缓慢降温，先生成初生奥氏体A，直到液相消耗完；然后析出先共析铁素体F；再发生共析转变生成珠光体P；到室温后F中有少量三次渗碳体Fe3CⅢ析出。室温组织为：F+P+Fe3CⅢ。（7分）P=（0.6-0.0218）/（0.77-0.0218）=77.28%（4分）F=[（6.69-0.0218）/（6.69-0.008）]*（1-77.3%）=22.67%(3分)Fe3CⅢ=1-77.3%-22.3%=0.05%（3分）第2页αβL图1A5205090BI