中南大学材料科学基础历年试题选编.doc

“材料学基础”试题 2003.12. 专业班级 姓名 学号 一、名词解释（24分） 晶界非平衡偏聚 克肯达尔（Kirkendall）效应 多边化 微晶超塑性 奥罗万（Orowan）机制 加工硬化 二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB、OD晶向指数（AD=1/2AB）。（8分） 三、在fcc晶体中，位错反应能否进行？若反应前的是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分） 四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分） 五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分） 六、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题：（18分） 说明α相和η相的晶体结构类型； 写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）； 画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能－成分曲线示意图； 计算Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数； 说明Cu-35%Zn合金非平衡凝固时，枝晶偏析是否严重，为什么？ 七、根据三元相图回答下列问题：（20分） 说明aa0、bb0、cc0箭头的含义； 分析X成分合金凝固相变过程，说明其在刚凝固完毕和室温下的组织组成物； 分析Y成分合金凝固相变过程，用数学式表示出Y合金凝固完毕时相组成物的百分数。 金属学试题 1.根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题： 分析氢，氮，碳，硼在a-Fe 和g-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，a-Fe：0.124nm，g-Fe ：0.126nm。 标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。 分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温过程组织变化； 指出γ的晶体结构、密排方向、密排面、密排面的堆垛顺序、致密度、配位数、晶胞中原子数；指出α和γ的滑移系； 结合你所学的有关知识，如何提高Fe－C合金的强度； Fe－0.1％C合金在拉伸中，一种情况在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载，另一种情况是去载后时效再加载，试解释前者无屈服现象，后者有屈服现象的原因； 固溶处理后进行一定量的冷变形，对合金在随后的回火??程有那些可能的影响？ Fe－0.1％C合金制作成齿轮，对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，画出钢在渗碳后的组织分布示意图； 渗碳为什么在g-Fe中进行而不在a-Fe中进行，即渗碳温度选择要高于727℃，为什么？ 渗碳温度高于1100e 会出现什么问题？ 2.就你所学所有知识，谈谈如何控制和改善金属材料中的组织。 金属学 在面心立方晶胞中画出晶面和晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平面上的方向。在hcp晶胞的（0001）面上标出晶面和晶向。 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。 图1 图2 A为金属元素，B为非金属元素，形成二元相图如图1： 画出Ⅱ合金平衡冷却曲线以及平衡结晶后组织示意图，计算其室温下相组成物及组织组成物相对含量。 试分析不同冷却速度对图中Ⅰ合金凝固后显微组织的影响。 合金Ⅰ在工业条件冷凝后如对合金进行扩散退火，应如何制定退火工艺。 如图2是A-B-C三元系合金凝固时各相区、界面的投影图； 写出p’P’，E1P’和P’E2单变量线的三相平衡反应式； 写出图中的四相平衡反应式。 说明O合金凝固平衡凝固所发生的相变。 为什么金属材料经热加工后机械性能较铸造态好。 叙述金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化。 退火纯Fe，其晶粒尺寸d=1/4mm时，其屈服点ss=100MNm-2；d=1/64mm时ss=250MNm-2。d=1/16mm时，根据霍尔-----配奇公式求其ss为多少？ 画出下面显微组织示意图：1）经严重冷变形后单相合金组织；2）该合金经回复退火后的组织；3）该合金经再结晶退火处理后的组织 试述晶界的特性。 何谓上坡扩散，举两个实例说明金属中上坡扩散现象。 材料学基础试题 根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题： 分析氢，氮，碳，硼在a-Fe 和g-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，a-Fe：0.124nm，g-Fe ：0.126nm。 指出此二元系中比较适合做变形合金和铸造合金的成分范围；结合有关知识，简述铸铁熔炼与铸造的基本过程； 标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。 分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温