材料科学基础试题练习(附解析)-2.doc

试卷（二） 一、填空（0.5X30=15分） 1、 fcc结构的密排方向是_____，密排面是____，密排面的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径是点阵常数a的关系为_________。 2、 形成有序固溶体的必要条件是：（1）________，（2）_________，（3）________。 3、 无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：强度和硬度__________，塑性_______________，导电性_________________。 4、 Fe-Fe3C相图中含碳量小于___为钢，大于____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由______和___两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是______；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____； Fe3CI是从_____中析出的，Fe3CII是从____中析出的，Fe3CIII是从____中析出的，它们的含碳量为_____。 5、图1为简单立方点阵晶胞，其中ABC面的面指数是______，AD的晶向指数是_______。 6、图2是A-B-C三元系成分三角形的一部分，其中X合金的成分是_______________。 二、名词解释（6X5=30分） 1.晶带和晶带轴 2.柱状晶和等轴晶 3.包析反应和共析反应 4.割阶和扭折 5.冷加工与热加工 三、（10分） 试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点。 根据冷却速度对金属组织的影响，现要获得非晶，亚稳相，请指出其凝固时如何控制。 试说明在正温度梯度下为什么固溶体合金凝固时可以呈树枝状方式成长，而纯金属则得不到树枝状晶。 四、（20分） 如图3的二元合金相图， 分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡结晶和快速冷却不平衡结晶时室温组织特点； Al为fcc结构，图中的(相为何种晶体结构？ 指出此二元系中比较适合做变形合金何铸造合金的成分范围。 计算出亚共晶合金在温度为TE（共晶反应前）时的平衡分配系数。 设X合金平衡凝固完毕时的组织为(初晶+((+θ)共晶，其中(初晶占80%，则此合金中刚凝固完毕时θ组元的含量是多少？ 绘出T=560℃温度时各相的自由能-成分曲线示意图。  五、（10分） 图4为Fe-W-C三元系的液相面投影图。写出1700℃，1200℃，1085℃的四相平衡反应式。选择一个合金成分其组织在刚凝固完毕时只有三元共晶。 六、（10分） 图5所示低碳钢的三条拉伸曲线，A、塑性变形；B、去载后立即再行加载；C、去载后时效后再加载。 试回答下列问题： 1 解释图示三曲线的屈服现象及B，C中屈服点上升的原因。 2 屈服现象对冲压制件表面质量有何不利影响。 七、（10分）户外用的架空铜导线（要求一定的强度）和户内电灯用花线，在加工之后可否采用相同的最终热处理工艺？为什么？ 八、（10分）如何提高固溶体合金的强度 九、（10分）试说明晶界对材料性能及变形的影响。 十、（10分）简单说明原子扩散对材料的影响；举两个实例说明金属中的上坡扩散现象。 十一、（15分）工业纯铜的熔点为1083( ，在剧烈冷变形后的工业纯铜板上取三个试样，第一个试样加热到200( ，第二个试样加热到500( ，第三个试样加热到800( ，各保温一小时，然后空冷。试画出各试样热处理后的显微组织示意图，说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。 参考答案 一、填空 1、[110]；(111)；ABCABC……..；0.74；12；4； 2、异类原子之间相互吸引力大于同类原子之间吸引力；一定的化学成分；较慢的冷却速度 3、升高；降低；降低 4、2.11％C；2.11％C；铁素体和渗碳体（α和Fe3C）；fcc；2.11％；0.77％；4.3％；铁素体珠光体；珠光体和Fe3CII；液相；先共晶奥氏体；铁素体；6.69％ 5、（101）； 6、20%A-40%B-40%C 二、名词解释（6X5=30分） 1.晶带和晶带轴 2.柱状晶和等轴晶 3.包析反应和共析反应 4.割阶和扭折 5.冷加工与热加工 1.晶带和晶带轴：许多平行于同一晶向的不同的晶面组的总称为晶带，而与这些晶面组平行的晶向称为晶带轴； 2.柱状晶和等轴晶：金属晶体结晶过程中沿着散热方向优先生长形成