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2004年资格考试 简答题 1. 溶化金属为何要有一定的过冷度才能观察到析晶现象？陶瓷烧结后期晶粒长大的动力是什么？ 2.fcc、bcc、hcp密排方向、密排面、密排方向最小单位长度。（5分） 3.某晶体从高温降低至低温后空位密度降低6个数量级；已知T1、T2求空位形成能。（10） 4.Ni单晶，给出晶格常数a与某面族间距d，算是哪个晶面族。（5分） 5.推导二元系综合扩散系数与分扩散系数以及二组员摩尔含量间的关系。（10分） 6.请分析调幅分解与脱溶分解的区别。（10分） 7.请分析马氏体相变的特征，并加以解释。（10分） 8.按照位错名称、类型、b、运动方式、形成方式5方面总结fcc中的位错类型。（12分） 9.分析合金强化的机制并举出实例。（10分） 10.Fe-C相图2％合金的相关分析。（20分） 2005年11月份资格考试 1 固溶强化，弥散强化，细晶强化和加工硬化的强化机制； 答：A 固溶强化是固溶体的强度高于纯组元的现象。无论溶质以置换、还是间隙方式固溶，都能产生强化效果，其实质在于溶质对位错滑动的阻碍作用。包括：溶质对位错的钉扎；溶质与位错的化学交互作用；溶质与位错的电交互作用；溶质周围的应力场对位错滑动的阻碍作用。其结果导致位错滑动阻力增大，强度提高。影响固溶强化的因素有：溶质种类、固溶体浓度、溶剂和溶质原子尺寸差、电子浓度因素和溶质原子的强化效应。一般遵循一下规律：不同溶质原子有不同的强化效应；固溶体浓度越高，强化作用越大；溶质与溶剂原子尺寸差别越大，强化越好；溶质与溶剂的化学价相差越大，强化效果越明显。 B 弥散强化，合金中机械混掺于基体材料中的硬质颗粒会引起合金强化，是第二相（弥散相）周围形成很强的应力场，阻碍了位错的滑移，其中弥散相和基体原子间没有化学的交互作用。 C 细晶强化，根据Hall-petch公式，屈服点σs同晶粒直径d之间的关系是：σs=σ0+kd1/2,所以晶粒减小后，屈服强度就会增大。另外，晶粒细化后，晶界就会增多，在低温或室温下，晶界强度大于晶粒强度，滑移难以穿过晶界，同时由于晶界内大量缺陷的应力场，使晶粒内部滑移更加困难，从而阻碍滑移的进行。 D 加工硬化，晶体塑性变形时其流变应力随应变量增加而增大的现象，称为应变硬化。其表现形式为在对金属或合金进行冷加工时，其强度增加，故称之为加工硬化或加工强化。加工硬化的原因按位错理论可以解释为：位错间的长程相互作用；位错交割生成割阶；位错反应形成固定位错；位错增殖使位错密度不断增加，造成位错缠绕；位错在杂质、析出物、第二相粒子等周围的塞积，位错切过或绕过析出物而附加应力；还有晶界强化等。这些因素使位错运动的阻力越来越大，从而造成加工硬化。 2三元相图垂直截面与二元相图有何不同？为何杠杆定律不适用？三元相图垂直截面何时适用杠杆定律？溶化金属为何要有一定的过冷度才能观察到析晶现象？陶瓷烧结后期晶粒长大的动力是什么？ ·ΔT/Tm确定，过冷度愈大，转变驱动力愈大，凝固过程愈易进行。在一定过冷度下的结晶凝固过程包括晶体核心的形成和晶核的长大两个基本过程。结晶的阻力是形成新的界面而使表面能升高，晶胚是否长大自发长大，取决于长大使它的吉布斯自由能升高还是降低，使自由能降低的会自发长大，对于那些小于临界半径的晶胚，如果它们长大，则体积吉布斯自由能的减小不足以抵偿表面能的增加，从而使吉布斯自由能进一步增大，故他们不能长大而自行消亡（这会使吉布斯自由能降低）。因此只有那些等于或大于临界半径的晶胚才能自发长大。形成临界晶核时体积吉布斯自由能的降低仅够抵偿表面能的2/3 ，其余1/3由液体中的能量起伏提供，因此临界形核功是正值。 固体材料经过初期烧结而形成颈部后，相互结合在一起的微粒将开始晶粒生长，其平均尺寸将开始增大。当平均晶粒尺寸增大时，某些晶粒必然长大，而另一些晶粒则必然缩小与消失。晶粒生长的过程也就是晶界运动的过程。随着烧结的进行，当一些晶粒生长而另一些晶粒收缩时，晶界朝着它们自身的曲率中心运动，于是晶界面积减小，系统的总能量下降，所以陶瓷烧结后期晶粒长大的驱动力是晶界能的减小。晶界上的气孔以及由于晶界电势或离子尺寸失配等因素所导致的杂质在晶界上的偏析或第二相在晶界上的淀析均会对晶界运动产生牵制作用，在晶界上的第二相削弱了晶界运动的能量，当第二相所产生的阻力等于弯曲晶界运动的驱动力时，晶界将停止运动，即晶粒将停止生长而保持在某一极限尺寸值。 （其他答案：3、 均匀形核的临界晶核来自液相中近程有序排列的原子子集团在液相中可能出现的尺寸最大的原子集团rmax，取决于温度温度高，过冷度小时，由于原子的可动性大，只能形成小尺寸的有序原子集团，当温度降低，过冷度增大，原子可动性降落伞低，可以形成较大尺寸的近程有序排列的原子集团。因此需要一定程度的过冷。