材科基出题26题.docx

图像1.根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000℃和700℃，含wB=25%的合金正好在500℃完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶。和26.7%的(α+β)共晶组成。而wB＝50%的合金在500℃时的组织由40%的先共晶α和60%的(α+β)共晶组成，并且此合金的α总量为50%。 答案：图像2.作图表示立方晶体的晶面及晶向。答案：图像3.三元相图投影图如图所示，请在分别在图(b)(c)(d)中标出各垂直截面中各相组成答案：简答4.判断下列位错反应能否进行，请说明原因。1)2)3)4)答案：(1) 能。 (2) 不能(3) 不能(4) 不能简答5.写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。答案：{100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。{110}＝(110)十()+(101)+()+(011)+()，共6个等价面。{111}＝(111)+()+()+()，共4个等价面。共12个等价面。计算6.纯Cu的空位形成能是1.5aJ/atom(1aJ=10-18J)，将纯Cu加热到850℃后激冷到室温（20℃），如果高温下的空位全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。（玻尔兹曼常数K=1.38×10^-23J/K）简述7.铸件组织有何特点？答案：在铸锭组织中，一般有三层晶区：（1）最外层细晶区。其形成是由于模壁的温度较低，液体的过冷度交大，因此形核率较高。（2）中间为柱状晶区。其形成是由于模壁的温度升高，晶核的成长速率大于晶核的形核率，且沿垂直于模壁风向的散热较为有利。在细晶区中取向有利的晶粒优先生长为柱状晶粒。（3）中心为等轴晶区。其形成是由于模壁温度进一步升高，液体过冷度进一步降低，剩余液体的散热方向性已不明显，处于均匀冷却状态；同时，未熔杂质、破断枝晶等易集中于剩余液体中，这些都促使了等轴晶的形成。应该指出，铸锭的组织并不是都具有3层晶区。由于凝固条件的不同，也会形成在铸锭中只有某一种晶区，或只有某两种晶区。简述8.比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度等概念的区别答案：实际结晶温度与理论结晶温度之间的温度差，称为过冷度(?T＝Tm一Tn)。液、固相间的自由能差便是结晶的驱动力。过冷液体中，能够形成等于临界晶核半径的晶胚时的过冷度，称为临界过冷度(?T*)。只有当?T?T*时，才能均匀形核。临界过冷度是形核时所要求的。晶核长大时，要求液—固界面前沿液体中有一定的过冷，这种过冷称为动态过冷度(?Tk＝Tm一Ti)，它是晶体长大的必要条件。9.判断并改正下列概念的错误之处：(1)所谓过冷度，是指结晶时，在冷却曲线上出现平台的温度与熔点之差；而动态过冷度是指结晶过程中，实际液相的温度与熔点之差。答案：应为“……在冷却曲线上出现的实际结晶温度与熔点之差……液-固界面前沿液态中的温度与熔点之差”(2)金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减少，因此是一个自发过程。答案：应为“……使体系自由能减小……”（3）从非均匀形核功的计算公式A非＝A均中可以看出，当润湿角θ＝00时，非均匀形核的形核功最大。答案：应为“……非均匀形核的形核功最小”（4）在研究某金属细化晶粒工艺时，主要寻找那些熔点高、且与该金属晶格常数相近的形核剂，其形核的催化效能最高。答案：正确。(5)从宏观上观察，若液－固界面是平直的称为光滑界面结构，若是金属锯齿形的称为粗糙界面结构。答案：应为“……平直的称为粗糙界面结构……锯齿形的称为平滑界面结构”（6）合金中的第二相粒子一般可阻碍再结晶，但促进晶粒长大。答案：不对。合金中的第二相粒子一般可阻碍再结晶，也会阻止晶粒长大（7）回复、再结晶及晶粒长大三个过程均是形核及核长大过程，其驱动力均为储存能。答案：不对。只有再结晶过程才是形核及核长大过程，其驱动力是储存能（8）先结晶部分总是富高熔点组元，后结晶的部分是富低熔点组元。答案：正确（9）非平衡凝固总是导致凝固终结温度高于平衡凝固时的终结温度答案：错误。应该是低于（10）温度高，层错能低均是使回复发生多边化的有利因素答案：错误。应该是“层错能高”计算10.碳在α-Ti中的扩散速率在以下温度被确定：测量温度扩散系数D（m2/s）736℃2×10-13782℃5×10-13835℃1.3×10-12(a) 试确定公式D=D0exp(-Q/RT)是否适用；若适用，则计算出扩散常数D0和激活能Q。(b) 试求出500℃下的扩散速率。计算11.有一截面为10mm10mm的镍基合金试样，其长度为40mm，拉伸实验结果如下表，试计算其抗拉强度b，屈服强度0.2，延伸率以及弹性模量。简答：12.简要分析加工硬化、细晶强化、固熔强化及弥散强化在本质上有何异同。答案：加工硬化是由于位错塞