材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫考試

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫一、 名詞解釋1、鐵素體、奧氏體、珠光體、馬氏體、貝氏體、萊氏體2、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變、包析轉(zhuǎn)變3、晶面族、晶向族4、有限固溶體、無限固溶體5、晶胞6、二次滲碳體7、回復(fù)、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶8、晶體結(jié)構(gòu)、空間點陣9、相、組織10、偽共晶、離異共晶11、臨界變形度12、淬透性、淬硬性13、固溶體14、均勻形核、非均勻形核15、成分過冷16、間隙固溶體17、臨界晶核18、枝晶偏析19、鋼的退火，正火，淬火，回火20、反應(yīng)擴(kuò)散21、臨界分切應(yīng)力22、調(diào)幅分解23、二次硬化24、上坡擴(kuò)散25、負(fù)溫度梯度26、正常價化合物27、加聚反應(yīng)28、縮聚反應(yīng)四、簡答1、簡述工程結(jié)構(gòu)鋼

2、的強(qiáng)韌化方法。（20分）2、簡述Al-Cu二元合金的沉淀強(qiáng)化機(jī)制（20分）3、為什么奧氏體不銹鋼（18-8型不銹鋼）在450850保溫時會產(chǎn)生晶間腐蝕？如何防止或減輕奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕？4、為什么大多數(shù)鑄造合金的成分都選擇在共晶合金附近？5、什么是交滑移?為什么只有螺位錯可以發(fā)生交滑移而刃位錯卻不能？6、根據(jù)溶質(zhì)原子在點陣中的位置，舉例說明固溶體相可分為幾類？固溶體在材料中有何意義？7、固溶體合金非平衡凝固時，有時會形成微觀偏析，有時會形成宏觀偏析，原因何在？8、應(yīng)變硬化在生產(chǎn)中有何意義？作為一種強(qiáng)化方法，它有什么局限性？9、一種合金能夠產(chǎn)生析出硬化的必要條件是什么？10、比較說明不平衡共

3、晶和離異共晶的特點。11、枝晶偏析是怎么產(chǎn)生的？如何消除？12、請簡述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些。13、請簡述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點？14、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？15、請簡述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。16、為什么鋼的滲碳溫度一般要選擇在-Fe相區(qū)中進(jìn)行？若不在-Fe相區(qū)進(jìn)行會有什么結(jié)果？17、一個楔形板坯經(jīng)冷軋后得到相同厚度的板材，再結(jié)晶退火后發(fā)現(xiàn)板材兩端的抗拉強(qiáng)度不同，請解釋這個現(xiàn)象。18、冷軋純銅板，如果要求保持較高強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時，又應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？19、位錯密度有哪幾種表征方式？20、淬透性與淬硬性的差別

4、。21、鐵碳相圖為例說明什么是包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)、共析反應(yīng)。22、馬氏體相變的基本特征？（12分）23、加工硬化的原因？（6分）24、柏氏矢量的意義？（6分）25、如何解釋低碳鋼中有上下屈服點和屈服平臺這種不連續(xù)的現(xiàn)象？（8分）26、已知916時，-Fe的點陣常數(shù)0.365nm，（011）晶面間距是多少？（5分）27、畫示意圖說明包晶反應(yīng)種類，寫出轉(zhuǎn)變反應(yīng)式？（4分）28、影響成分過冷的因素是什么？（9分）29、單滑移、多滑移和交滑移的意義是什么？（9分）30、簡要說明純金屬中晶粒細(xì)度和材料強(qiáng)度的關(guān)系，并解釋原因。（6分）31、某晶體的原子位于四方點陣的節(jié)點上，點陣的a=b，c=a/2，有一晶

5、面在x，y，z軸的截距分別為6個原子間距、2個原子間距和4個原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。32、證明理想密排六方結(jié)構(gòu)的軸比c/a=1.633。33、立方晶系的(111)，(110)，(123)晶面族各包含多少晶面，寫出它們的密勒指數(shù)。34、說明柏氏矢量的確定方法，如何利用柏氏矢量和位錯線來判斷位錯的類型？35、簡要說明成分過冷的形成及其對固溶體組織形態(tài)的影響。36、為什么晶粒細(xì)化既能提高強(qiáng)度，也能改善塑性和韌性？37、共析鋼的奧氏體化有幾個主要過程？合金元素對奧氏體化過程有什么影響？38、提高鋼材耐蝕性的主要方法有哪些？為什么說Cr是不銹鋼中最重要的合金元素？39、何為位錯反應(yīng)？如何判斷一個位

6、錯反應(yīng)能否進(jìn)行？40、根據(jù)凝固理論，試述細(xì)化晶粒的基本途徑。41、分析金屬冷變形度的大小對再結(jié)晶晶粒尺寸的影響，說明原因。42、簡述成分過冷的形成以及成分過冷對固溶體生長形態(tài)的影響。43、位錯增值機(jī)理五、計算、作圖1、已知碳在rFe中的擴(kuò)散常數(shù)D2.010-5m/s，擴(kuò)散激活能Q1.4X10J/mol（R8.31J/(molK)。碳勢均為C1.1C的條件下對20#鋼在880進(jìn)行滲碳，為達(dá)到927滲碳5h同樣的效果，滲碳時間應(yīng)為多少？(12分)2、對fcc結(jié)構(gòu)的晶體(點陣常數(shù)為a)(1)分別計算原子在100，110和111晶向上的原子密度，并說明哪個晶向是密排方向：(2)計算原子在(100)，(

7、110)和(111)晶面上的原子密度和三個面的面間距，并指出面間距最大的晶面。3、寫出附圖1.1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指數(shù)；在右圖單胞中畫出晶面(111)和該面上屬于三個晶向，并標(biāo)出具體指數(shù)。(12分)4、已知碳在-Fe中擴(kuò)散時，D=2.010m/s，Q=1.410J/mol。當(dāng)溫度在927時，求其擴(kuò)散系數(shù)為多少？（已知摩爾氣體常數(shù)R=8.314J/molK）5、作圖表示立方晶體的、晶面和、晶向。（每題2分，共10分）6、已知A（熔點600）與B（熔點500）在液態(tài)無限互溶，固態(tài)時A在B中的最大固溶度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為0.30，室溫時為0.10；但B在固態(tài)和室溫時均不溶于A。在30

8、0時，含=0.40的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。試?yán)L出A-B合金相圖；并分析=0.20、=0.80的合金在室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。7、繪出Fe-FeC相圖，標(biāo)出鐵碳相圖上的C、E、F、G、K、P、S點，說明ECF、PSK水平線和ES、GS曲線的意義，其上發(fā)生的轉(zhuǎn)變及生成的組織組成物。8、已知某低碳鋼 0 =64KPa ， K=393.7 ，若晶粒直徑為 50m ，該低碳鋼的屈服強(qiáng)度是多少？9、試計算 BCC 晶體最密排面的堆積密度。10、面心立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)金屬中的原子堆垛方式和致密度是否有差異?請加以說明。11、計算wc3.3的鐵碳合金常溫下萊氏體的相對含量，組織中珠光體的相對

9、含量和共析滲碳體的含量。（9分）12、已知Cu的原子量為63.5，原子半徑是0.1278 nm。( 20分)（1）計算銅的密度、點陣常數(shù)和最大面間距。（2）在立方晶胞（圖1.）中標(biāo)出下列晶面和晶向（要求用字母標(biāo)出，如oa:001，等等）：（011）、（11）、(221)、102、110、11（3）以上哪些晶面和晶向互相垂直？13、柏氏矢量的物理意義是什么？根據(jù)柏氏矢量如何區(qū)分螺型位錯和刃型位錯？什么是全位錯和不全位錯？簡述位錯反應(yīng)條件。無外力作用時，位錯反應(yīng)能否進(jìn)行？（18分）14、假設(shè)在鎂晶體中，由一個位錯源放出的位錯移到晶體表面，使晶體表面產(chǎn)生高度約為10-4cm的滑移臺階，問有多少個位錯

10、運動至表面？（已知b=3.2A）15、在鋁試樣中測得晶粒內(nèi)部的位錯密度為5x1013m-2，假定位錯全部集中在亞晶界上，且每個亞晶粒的截面均為正六邊形，而位錯全為刃位錯，其柏氏矢量b=a/21012x10-10m，如亞晶粒之間的傾角為5，試求亞晶界上的位錯間距和亞晶粒的平均大小。16、在立方晶系的晶胞內(nèi)畫出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向：17、在870比在930滲碳有一定優(yōu)越性，淬火變形小又可得到較細(xì)的晶粒，碳在鐵中的D0=2.010-5m2/s,Q=140103J/mol,請計算：(10分)(a)870時碳在鐵中的擴(kuò)散系數(shù)；(b)將滲層加深一倍需多長時間？(c)若規(guī)定0.3%C作為滲碳層厚度的

11、量度，則在930滲碳10小時的滲層厚度為870滲碳10小時的多少倍？(氣體常數(shù)R=8.314J/molK,滲層厚度)18、位錯線與柏氏矢量，切應(yīng)力方向，位錯線運動方向以及晶體滑移方向的關(guān)系？六、綜合1、試分析冷塑性變形對合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。2、對鐵碳合金(wc0.0015)經(jīng)過完全退火后：(20分)（1）在室溫下包含哪些組成相，計算其相對量。（2）在室溫下由哪些組織組成物構(gòu)成，畫出組織示意圖，并計算各自的相對量。(3)在室溫下該合金經(jīng)過較大的塑性變形(例如壓縮50)，其組織會發(fā)生哪些變化？(4)變形后再經(jīng)過750充分保溫后緩慢冷卻到室溫，所得到的組織與原完全退

12、火的組織有哪些差別？3、請根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問題：（1）分析合金I、II的平衡結(jié)晶過程，并繪出冷卻曲線；（2）說明室溫下I、II的相和組織是什么？并計算出相和組織的相對含量；（3）如果希望得到共晶組織和5%的初的合金，求該合金的成分；（4）分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組織有何不同。4、敘述板條馬氏體和下貝氏體的組織形態(tài)，并說明板條馬氏體和下貝氏體具有良好強(qiáng)韌性的原因。5、試述冷變形金屬在加熱時，其組織和性能發(fā)生的變化。6、試論述含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響。7、論述影響擴(kuò)散的主要因素。8、求體心立方結(jié)構(gòu)中的四面體和八面體間隙的半徑及其中心位置的坐標(biāo)。9、45鋼的過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，請回答下列問題：（共15分）（1）說明圖中A1線、Ms、1線、2線、3線表示的意義。（2）過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有哪些？寫出各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的名稱、相變類型、組織形態(tài)和性能特點；（3）在V1、V2、V3、V4冷卻速度下，各得到何種組織？（4）指出與V1、V2、V3、V4相對應(yīng)的熱處理工藝名稱是什么？10、就Fe-Fe3C相圖，回答下列問題：1.默畫出Fe-Fe3C相圖，用相組成物填