“材料學(xué)基礎(chǔ)”試題2013

“物理冶金基礎(chǔ)”試題庫2013.12.專業(yè)班級 姓名 學(xué)號 一、名詞解釋（15分，每題3分）1、空間點陣；2、點陣匹配；3、離異共晶；4、成分偏析；5偽共晶；6、孿生;；7、細(xì)晶強化；8、時效；9、加工硬化；10、變形織構(gòu)；11、調(diào)質(zhì)處理；12、粒狀珠光體；13、回火脆性；14、淬透性。二、判定正誤（5分，每題0.5分）a-Fe致密度比g-Fe小，所以a-Fe溶解碳比g-Fe多。（）立方晶系中具有相同指數(shù)的晶面與晶向必定相互垂直。（）密排六方結(jié)構(gòu)不能稱作一種空間點陣。（）鐵素體的點陣常數(shù)比a-Fe的點陣常數(shù)小。（）金屬鍵無方向性及飽和性。（）在fee和bcc結(jié)構(gòu)中，一切相鄰的平行晶面間的距離可用公式：d二a/Jh2+k2+|2（）立方晶系的（100）,（010）和（001）面屬于同一個晶帶。（）由g-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe時，原子半徑增大（），發(fā)生體積膨脹（）Fcc和bcc結(jié)構(gòu)中的八面體間隙均為正八面體。（）空間點陣中每個陣點周圍具有等同的環(huán)境。（）在有序固溶體中，異類原子結(jié)合力小于同類原子結(jié)合力。（）所有金屬間化合物都能提高合金的強度。（）Nb的原子半徑為1.47A,C原子半徑為0.77A，則NbC為間隙化合物（）純金屬發(fā)生同素異性轉(zhuǎn)變將產(chǎn)生成分和有序度方面的改變。（）與固溶體相比，金屬間化合物具有高硬度低塑性。（）純金屬中含有少量雜質(zhì)在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。（）柏氏矢量（b）的方向表示它與位錯線的取向和位錯的性質(zhì)（）。螺型位錯同刃型位錯一樣都存在多余半原子面。（）刃型位錯與螺型位錯均可產(chǎn)生交滑移。（）臨界半徑rK大小僅與過冷度有關(guān)。（）液態(tài)金屬凝固時，臨界晶核半徑與過冷度成反比。（）在液態(tài)金屬中形成臨界晶核時，體系自由能的變化為零。（）濕潤角q=180度時，異質(zhì)形核最容易進行。（）從非均勻形核計算公式：A非均勻二A均勻（2-3cosq+cos3q）/4看出當(dāng)q=°0時，固相雜質(zhì)相當(dāng)于現(xiàn)成的大晶核。（）理論凝固溫度與固/液界面處溫度之差，稱為動態(tài)過冷度。（）動態(tài)過冷度是指結(jié)晶過程中實際液相溫度熔點之差。（）液態(tài)金屬結(jié)晶時，其臨界晶粒半徑rK是不變的恒定值。（）固溶體合金形核比純金屬形核難。（）產(chǎn)生新相，其總自由能一定要比母相低才能發(fā)生。（ ）30、 在一定溫度下二元合金中存在二相平衡條件是a相和b相有相同的自由能。（）31、 晶粒之間化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，稱為枝晶偏析。（）32、 晶內(nèi)偏析可通過均勻化退火消除。（）33、 存在晶內(nèi)偏析的固溶體相由于其晶粒內(nèi)各處成分不同，所以不能看成一個相。（）34、 任何合金的不平衡結(jié)晶總是先結(jié)晶的固溶體晶粒含高熔點組元多，而后結(jié)晶的固溶體枝晶含低熔點組元多。（）TOC\o"1-5"\h\z35、 偽共晶區(qū)往往偏向晶格簡單粗糙界面一邊。（ ）36、 離異共晶只能在非平衡條件下產(chǎn)生。（ ）37、 擴散退火可消除宏觀偏析。（ ）38、 二元合金中的穩(wěn)定化合物有一定熔點，在熔點以下不發(fā)生分解（）；不穩(wěn)定化合物都是共析反應(yīng)的生成物。（）39、 在二元合金中，鑄造性能最好的是共晶合金。（）40、 固溶體合金凝固時，在正溫度梯度下晶體也可能以樹枝晶長大。（）41、 低碳鋼組織中鐵素體相對量隨C%增加而減少，珠光體相對量則增加。（）42、 萊氏體和變態(tài)萊氏體存在的溫度范圍不同（），除此之外，二者無其他差別（）。43、 鑄鐵平衡結(jié)晶過程只有共晶轉(zhuǎn)變而沒有共析轉(zhuǎn)變。（）44、 Fe-Fe3C相圖中，含碳量低于0.0218%的合金平衡結(jié)晶組織中才有三次Fe3C存在。（）45、 鐵素體與奧氏體的根本區(qū)別在于溶碳量不同，鐵素體少而奧氏體多。（）46、 晶體的滑移和孿生都是位錯運動的結(jié)果。（）47、 孿生開始時所需要的臨界分切應(yīng)力比滑移的臨界分切應(yīng)力?。ǎ?。48、 某滑移系的取向因子越大，其臨界分切應(yīng)力也越大（）。49、 滑移面兩邊晶體的位向一致（）50、 金屬材料中的織構(gòu)都是有害的（）。51、 金屬中殘余應(yīng)力多數(shù)情況下是有害的。（）52、 第二相含量越多，半徑越小，則對晶界遷移阻力越大。（）53、 再結(jié)晶過程經(jīng)過形核與長大，因此也是相變過程。（）54、 固態(tài)下無相變金屬與合金只能采用重熔辦法改變其晶粒度。（）55、 所有金屬熱加工時都會發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。（）56、 經(jīng)冷變形成型的純銅火爐，即使長期加熱使用也不會發(fā)生任何變化。（）57、 動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶都起提高金屬熱加工延性的作用（）58、 所有金屬在常溫進行塑性變形都屬于冷加工（）59、 金屬在回復(fù)過程中會發(fā)生位錯的攀移。（）60、 鋁合金熱處理也是基于鋁具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。（）61、 LF21是防銹鋁合金，可用冷壓力加工或淬火、時效來提高強度。62、 ZL109是鋁硅合金，其中還含有少量的合金元素，可用熱處理來強化，常用于制造發(fā)動機的活塞。（）63、 LY12的耐蝕性比純鋁、防銹鋁都好。（）64、 H70的組織為a+B‘，具有較高的強度、較低的塑性。（）65、 GCr15軸承鋼球化退火只是為了消除內(nèi)應(yīng)力（）66、 45號鋼完全退火是為了消除網(wǎng)狀滲碳體（）67、 一般過共析鋼不可采用完全退火（）68、 正火是為了消除網(wǎng)狀滲碳體（）69、 淬火是為了得到馬氏體（）70、 淬火后高溫回火是調(diào)質(zhì)處理（）71、 水做冷卻介質(zhì)比油好（）72、 表面熱處理有表面淬火和化學(xué)熱處理組成（）73、 碳素工具鋼進熱處理后具有較好的強度和韌性，但熱硬性不高，不能用作熱作模具。（）74、 合金元素加入奧氏體中后，均能增加奧氏體的穩(wěn)定性（）75、 高合金鋼材淬火后經(jīng)回火處理，其硬度緩慢下降（）76、 馬氏體轉(zhuǎn)變的Ms和Mf線均隨奧氏體含碳量的增加而上升。（）77、 為了減少淬火工具和淬火介質(zhì)的溫差，可在4Cr5MoSiV1工具鋼進入淬火介質(zhì)前，先放入冷水中一段時間，這種方法較“預(yù)冷淬火法”（）78、 與普通低碳鋼相比，在相同碳含量下，合金鋼的淬火變形和開裂現(xiàn)象較少。（）79、 Q235齒輪軸鋼的熱處理工藝是調(diào)質(zhì)，處理后得回火索氏體組織，（）80、 碳鋼和低合金鋼焊后采用高溫回火處理，其熱處理溫度為580?650°C（）三、填空（25分，每空0.5分），密排面的堆垛順序是 致密度為1、bcc結(jié)構(gòu)的密排方向是 ，密排面是，密排面的堆垛順序是 致密度為2、空間點陣只可能有 種,鋁晶體屬于 點陣。Al的晶體結(jié)構(gòu)是 ,a-Fe的晶體結(jié)構(gòu)是 。Mg的晶體結(jié)構(gòu)是 ，3、工業(yè)多晶體金屬不呈現(xiàn)性能的各向異性，其原因是 。晶體和非晶體的區(qū)別為 和 。4、純鐵冷卻時在912e發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變是從 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?結(jié)構(gòu)。體積 5、原子排列最密的晶面，其面間距 （最大或最?。?、C原子半徑為0.77A,Cr的原子半徑為1.28A，則C^C^是 化合物7、隨著溶質(zhì)濃度的增大，單相固溶體合金的強度________，塑性 ，導(dǎo)電性TOC\o"1-5"\h\z8、 按照溶質(zhì)原子進入溶劑點陣的位置區(qū)分，固溶體可分為 和 。9、 影響置換固溶體溶解度大小的主要因素是：（1） ;（2） ;（3） ；（4） 和環(huán)境因素。10、鋼中Fe3C相結(jié)構(gòu)為 ，黃銅中CuZn相結(jié)構(gòu)為 。11、界面能最低的相界是（）A共格界面 B小角度晶界 C孿晶界12、空位是熱力學(xué) 的缺陷，而位錯是熱力學(xué) 的缺陷。（穩(wěn)定或不穩(wěn)定）。13、位錯常分為 和 兩種位錯。14、在外加應(yīng)力作用下，當(dāng)位錯在晶體中滑動時，刃型位錯的運動方向與柏氏矢量b ，與t ，與位錯線 。15、在液態(tài)金屬中進行均質(zhì)形核時，需要 伏和 起伏。TOC\o"1-5"\h\z16、 液態(tài)金屬凝固時，均質(zhì)形核的條件是：（1） ；（2） ，（3） 。17、細(xì)化鑄錠晶粒的基本方法是：（1） ，（2） ，（3） 。18、形成臨界晶核時體積自由能的減小只能補償新增表面能的 。19、液態(tài)金屬均質(zhì)形核時，體系自由能的變化包括兩部分，其中 自由能是形核的阻力， 自由能是形核的動力；臨界晶核半徑匚與過冷度vT呈 關(guān)系，臨界形核功vGkK K等于 。20、在工廠生產(chǎn)條件下，過冷度增大，則臨界晶核半彳 ，金屬結(jié)晶冷卻速度越快，N/G比值 ，晶粒越 。21、相律表達(dá)式為 。22、固溶體合金凝固時，除了需要結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏外，還要有 伏。23、按液固界面微觀結(jié)構(gòu)，界面可分為 和 。24、液態(tài)金屬凝固時，粗糙界面晶體的長大機制是 ，光滑界面晶體的長大機制是 和 。25、在一般鑄造條件下固溶體合金容易產(chǎn)生 偏析，用 熱處理方法可以消除。26、 液態(tài)金屬凝固時，若溫度梯度dT/dX>0（正溫度梯度下），其固、液界面呈 狀,dT/dX<0時（負(fù)溫度梯度下），則固、液界面為 狀。27、在二元相圖中，L1^a+L2叫 反應(yīng)，bfL+a稱為 轉(zhuǎn)變，而反應(yīng)a】一a2+b稱為 反應(yīng)，a+bg稱為 反應(yīng)。29、Fe-Fe3C相圖中含碳量小于 為鋼，大于 為鑄鐵；鐵碳合金室溫平衡組織均3由 和 兩個基本相組成;珠光體是由 和 組成的兩相混合物；在常溫下，亞共析鋼的平衡組織是 ，過共析鋼的平衡組織是 ，亞共晶白口鑄鐵的平衡組織是 ，萊氏體的相組成物是 ，變態(tài)萊氏體的相組成物是 ，F(xiàn)e3C］是從 中析出的，/?彳勺］是從 中析出的，/?彳二］］是從 中析出的，它們的含碳量為 ，F(xiàn)e：C主要性能特點是3 。30、面心的鋁合金滑移系有 個，鎂合金的滑移系有 個，其塑性變形能力也較 （好或差）。TOC\o"1-5"\h\z31金屬材料的性能出現(xiàn)方向性，可能時由下列組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生， ， ， 。32鋅合金冷變形時容易發(fā)生—（孿生或滑移），發(fā)生均勻切變的那個晶面稱為 。33、單晶體試樣拉伸時，其滑移面向著與拉伸軸 的方向轉(zhuǎn)動，壓縮時滑移面朝著與壓力軸 的方向轉(zhuǎn)動。（平行或垂直）34、多晶體塑性變形時，由于 和 的影響，其變形阻力比單晶體大。35、在室溫條件下進行塑性變形時，鉛中易出現(xiàn) 。36、多晶體塑性變形主要特點是： 和 37、滑移系的取向因子等于零時，則為 。（軟取向或硬取向）TOC\o"1-5"\h\z38、硬性第二相對金屬材料強韌性較為有利的形態(tài)和分布是 。A呈網(wǎng)狀分布在基體相的晶界上 B以細(xì)小點狀分布在基體上C呈針狀或片狀分布在基體上39、再結(jié)晶全圖是表示 ， 與 關(guān)系的立體圖。40、金屬板材深沖時，形成制耳是由于 。41、宏觀內(nèi)應(yīng)力可通過 退火基本消除，而微觀內(nèi)應(yīng)力必通過 退火才能完全消除。42、通常根據(jù) 溫度來劃分冷加工和熱加工。43、再結(jié)晶的驅(qū)動力是 ，再結(jié)晶后晶粒長大的驅(qū)動力是 。44、消除加工硬化的熱處理方法是 。45、 常溫下多晶體金屬材料的屈服強度與晶粒直徑之間的關(guān)系式6s=。46、馬氏體通常有 和 兩種組織形態(tài)，它們的亞結(jié)構(gòu)分別 和 ，它們的形成原因主要與 有關(guān)47、鋁合金熱處理是首先進行 處理，獲得 組織;然后經(jīng) 過程使其強度、硬度明顯提高。48、 鋼的淬透性越高，說明臨界冷卻速度越—49、對于過熱鋼件，進行一次—或—，然后再按工藝規(guī)程進行淬火，便可以糾正過熱組織。50、H62黃銅制品為防止應(yīng)力腐蝕開裂，通常應(yīng)用 的方法處理。51、含W、Cr、Mo等合金元素較高的鋼在回火冷卻過程中，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?，淬火鋼的TOC\o"1-5"\h\z硬度 ，這種現(xiàn)象稱為 。52、按原子擴散情況來分，馬氏體轉(zhuǎn)變屬 轉(zhuǎn)變，而珠光體轉(zhuǎn)變屬 轉(zhuǎn)變。53、鋼的淬硬性主要取決于 而鋼的淬透性主要取決于 。54、鋼材冶煉過程中添加 元素可以除去S雜質(zhì)，添加元素 可以除去P雜質(zhì)。55、20CrMnTi中的Ti元素的作用為 。56、2012（Al-Cu-Mg）鋁合金時效過程中的先析出的為 相，隨后析出 相，最后析出 相。四、選擇題（12分，每題1分）1、晶體結(jié)構(gòu)和空間點陣之間的關(guān)系為： 。a空間點陣和晶體結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系；b空間點陣反映晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點排列的周期規(guī)律性；c空間點陣等同于實際晶體結(jié)構(gòu);d空間點陣的結(jié)點就是晶體結(jié)構(gòu)中的原子2、 當(dāng)Cu-Au合金中兩組元的原子數(shù)之比為1：1時，在緩慢冷卻條件下，Cu-Au合金可轉(zhuǎn)變?yōu)椋篴有序固溶體b無序固溶體3、 鎢（W）的原子半徑為1.41A,碳的原子半徑為0.77A,則WC為 A間隙固溶體，B間隙相，C間隙化合物4、 a-Co為hep結(jié)構(gòu)，b-Co為FCC結(jié)構(gòu)，則Fe-Co無限固溶體為 結(jié)構(gòu)。AFCC,BBCC,Chep5、按照晶體結(jié)構(gòu)，可將合金相分為 。a共價鍵化合物和原子鍵化合物b離子晶體和原子晶體e固溶體和化合物 d置換固溶體和間隙固溶體6、某一純金屬凝固時的形核功G*,其臨界晶核界面能為△G（y*A）,則G*和△G的關(guān)系為：a△G=3AG*bAG=1/3AG*e^G=^G*dAG=2AG*7、晶界屬于 A點缺陷；b面缺陷；e線缺陷8、 影響固溶度的主要因素有 A溶質(zhì)和溶劑原子的原子半徑差B溶質(zhì)和溶劑原子的電復(fù)性差C溶質(zhì)元素的原子價D電子濃度9、 較大的鑄件一般是通過（）進行細(xì)化晶粒的A增大過冷度；b降低冷卻速度；c變質(zhì)處理。10、要得到細(xì)小的層片狀共晶組織，必須 。A增大過冷度 B降低凝固速度 C降低兩相間的界面能11、鑄錠凝固后的常規(guī)缺陷有： a縮孔b氣泡c偏析d過燒12、 有枝晶偏析的銅鎳合金， A枝干富Cu,枝間富NiB枝干富Ni,枝間富CuC枝干和枝間都富Cu13、鐵碳合金中的Fe3CII是從 中析出來的。A液相B奧氏體C鐵素體D珠光體14、Fe3CII含量最多的是 。AFe-0.0218%C合金 BFe-0.77%C合金CFe-2.11%C合金 DFe-6.69%C合金15、 亞共析鋼于兩相區(qū)長時加熱，（）變成單相奧氏體。A能 B不能16、晶體中點缺陷的存在，使電阻 。A增大 B減小 C不變17、 冷加工金屬回復(fù)時位錯（）A大量消失 B增殖 C重排18、 界面能最低的相界是（）A共格界面 B小角度晶界 C孿晶界19、 孿生是金屬塑性變形的另一種常見方式，以下描述中不是孿生特點的有（）a；孿生所需臨界應(yīng)力遠(yuǎn)高于滑移時的臨界切應(yīng)力；b孿生是一種切變過程c孿生改變了晶體的位向，有利于金屬塑性變形；d密排六方的金屬其對稱性高，很少發(fā)生孿生；20、 鉆冷卻到1120°C時由面心立方晶格（fee）轉(zhuǎn)變成理想的密排六方晶格（hep）,貝憚位質(zhì)量的鉆發(fā)生上述轉(zhuǎn)變時其體積（）①將膨脹；②將收縮；③不發(fā)生變化；④不能確定21、確定碳鋼淬火加熱溫度的主要依據(jù)是（ ）。A、C曲線 B、鐵碳相圖 C、鋼的Ms線22、 在低溫和常溫下，單晶體的塑性變形主要通過（）方式進行。（A）滑移（B）扭折（C）孿生23、 鑄錠凝固時如大部分結(jié)晶潛熱可通過液相散失時，則固態(tài)顯微組織主要為。（A）樹枝晶（B）等軸晶（C）球晶24、 非均勻形核所需要的過冷度是均勻形核的（）A2倍;B0.2倍；C0.02倍25、滲碳體是一種（ ）A間隙相；B金屬化合物；C間隙化合物D固溶體26、 對于平衡狀態(tài)下的亞共析鋼，隨著含碳量的增加，其A.硬度，強度均升高B。硬度下降，塑性升高C.塑性，韌性均下降D。強度塑性均不變27、 含碳量1%的碳鋼平衡結(jié)晶到室溫，則在室溫下該合金中A相組成物為鐵素體和滲碳體B。組織組成物是鐵素體和二次滲碳體C珠光體含量為96%D鐵素體總含量為85%28、 為獲得細(xì)小的晶粒的鋁合金，可采用如下工藝A固溶處理B變質(zhì)處理C調(diào)質(zhì)處理D冷變形和中間退火29、 經(jīng)冷變形的金屬隨后加熱到一定溫度將會發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶，這是一個A低位錯密度的晶粒取代高位錯密度的晶粒的過程B也是一個形核和長大的過程C是一個典型的固態(tài)相變的過程D也是重結(jié)晶過程30、 15Cr2Ni3MoW鋼是一種下貝氏體鋼，它的組織可能是A含碳量飽和的單相鐵素體B呈現(xiàn)竹葉狀C呈現(xiàn)羽毛狀 D含碳過飽和的片狀鐵素體和碳化物組成的復(fù)相組織31鑄鐵和碳鋼的主要區(qū)別在于組織中是否有A滲碳體B珠光體C鐵素體D萊氏體32通常情況下，隨回火溫度的升高，淬火鋼的A強度下降B硬度下降C塑性提高D韌性基本不變33、 具有光滑界面的物質(zhì)在負(fù)的溫度梯度下長大時A以二維晶核方式長大B以螺旋方式長大C以垂直方式長大D呈現(xiàn)樹枝狀結(jié)晶34、 馬氏體具有高強度的原因A固溶強化B相變強化C時效強化D細(xì)晶強化35、 液體純金屬結(jié)晶時，（）越大，結(jié)晶后的晶粒越細(xì)小A形核率N；b長大率Gc比值N/Gd比值G/N36、 高溫回復(fù)階段，金屬中的亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，（）

A位錯發(fā)生塞集；b形成位錯纏結(jié)；c韌性位錯通過攀移和滑移構(gòu)成亞晶界37、 根據(jù)珠光體片間距的大小將珠光體分為三種，在550~600°C范圍形成的珠光體類組織我們稱為a上貝氏體b索氏體c馬氏體d萊氏體e魏氏體f屈氏體38、 根據(jù)原子在相界面上的排列，可以把相界面分為：a共格界面b半共格界面c小角度晶界d非共格界面E大角度晶界39Al-Cu合金時效過程中的脫溶沉淀分為以下幾個階段（請按時間先后順序填寫）：a。相形成be〃相cgp區(qū)的形成d相形成五、作圖題（4分）1、 畫出以下密勒指數(shù)的晶面和晶向a（001）與【210】b（110）與【111】c（321）與【236】試標(biāo)定下列兩個晶胞的晶向（A,B,C,D）與晶面（A,B,C）3、立方晶系中1、(203)和【1-2-1】；2.(321)和[-236]；3(221)與[1-22]六綜合題（每題10-15分）1、（1）正常情況下，一個鑄錠（k0<1）中溶質(zhì)原子在錠子邊緣和心部哪個地方高？為什么？（2）如果結(jié)晶的合金（固溶體）的兩相區(qū)域很大，它的宏觀偏析會大點還是會小點？為什么？3）如果在凝固時，液體有強烈的對流并有攪拌，凝固后，其宏觀偏析會加強還是減弱？為什么？（4）從工業(yè)生產(chǎn)角度看，這類偏析可以消除或降低嗎？如何做？（12分）2、根據(jù)C