煙臺(tái)大學(xué)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》試題.doc
《煙臺(tái)大學(xué)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》試題.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《煙臺(tái)大學(xué)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》試題.doc(11頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
材料科學(xué)基礎(chǔ) 試卷一、選擇題(每題2分,共20分)1能進(jìn)行攀移的位錯(cuò)可能是 A弗蘭克位錯(cuò) B. 肖克萊位錯(cuò) C. 螺型全位錯(cuò)2. 對(duì)Fe-Cr-C三元合金進(jìn)行滲碳的反應(yīng)擴(kuò)散,則該合金中不能出現(xiàn) A. 單相區(qū) B. 兩相區(qū) C. 三相區(qū)3. 如下說法哪個(gè)是正確的, A. 形成點(diǎn)缺陷所引起的熵的變化使晶體能量增加B. 晶體總是傾向于降低點(diǎn)缺陷的濃度C. 當(dāng)點(diǎn)缺陷濃度達(dá)到平衡值時(shí),晶體自由能最低4. 位錯(cuò)線上的割階一般通過 形成。A位錯(cuò)的交割 B.交滑移 C. 孿生5. 金屬鎂的單晶體處于軟取向時(shí)塑變量可達(dá)100%-200%,但其多晶體的塑性很差,其主要原因是: A. 鎂多晶體的晶粒通常較粗大 B. 鎂多晶體通常存在裂紋C. 鎂滑移系通常較少 D. 因?yàn)殒V是BCC結(jié)構(gòu),所以脆性大6. 層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)之間的關(guān)系是: A. 層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)交替出現(xiàn) B. 層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)能量相同C. 層錯(cuò)能越高,不完全位錯(cuò)伯氏矢量的模越小D. 不完全位錯(cuò)總是出現(xiàn)在層錯(cuò)和完整晶體的交界處7. 原子擴(kuò)散過程的驅(qū)動(dòng)力是: A. 組員的濃度梯度 B. 組元的化學(xué)勢(shì)梯度C. 擴(kuò)散的溫度 D. 擴(kuò)散的時(shí)間8. 純金屬均勻形核時(shí), A. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性低,相變驅(qū)動(dòng)力低,因此,形核率低;B. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性高,相變驅(qū)動(dòng)力高,因此,形核率低;C. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性低,相變驅(qū)動(dòng)力高,因此,形核率低;D. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性高,相變驅(qū)動(dòng)力低,因此,形核率低;9位錯(cuò)塞積的一個(gè)重要效應(yīng)是在它的前端引起 。A. 應(yīng)力偏轉(zhuǎn) B. 應(yīng)力松弛 C. 應(yīng)力集中10. 欲通過形變和再結(jié)晶方法獲得細(xì)晶粒組織,應(yīng)避免 。A在臨界形變量進(jìn)行塑性變形加工 B. 大變形量C. 較長(zhǎng)的退火時(shí)間 D. 較高的退火溫度二、判斷題(正確的打“”錯(cuò)誤的打“”,每題1分,共12分)1. 體心立方結(jié)構(gòu)是原子的次密排結(jié)構(gòu),其致密度為0.74。 ( )2. 同一種空間點(diǎn)陣可以有無限種晶體結(jié)構(gòu),而不同的晶體結(jié)構(gòu)可以歸屬于同一種空間點(diǎn)陣。 ( )3. 結(jié)晶時(shí)凡能提高形核率、降低生長(zhǎng)率的因素,都能使晶粒細(xì)化。 ( )4. 合金液體在凝固形核時(shí)需要能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏和成分起伏。 ( )5. 小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。 ( )6. 非均勻形核時(shí)晶核與基底之間的接觸角越大,其促進(jìn)非均勻形核的作用越大。 ( )7. 固溶體合金液體在完全混合條件下凝固后產(chǎn)生的宏觀偏析較小。 ( )8. 冷形變金屬在再結(jié)晶時(shí)可以亞晶合并、亞晶長(zhǎng)大和原晶界弓出三種方式形核。( )9. 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是金屬材料在較高溫度進(jìn)行形變加工同時(shí)發(fā)生的再結(jié)晶、其形變硬化與再結(jié)晶軟化交替進(jìn)行。 ( )10. 金屬-非金屬型共晶具有粗糙-光滑型界面,所以它們多為樹枝狀、針狀或螺旋狀形態(tài)。 ( )11. 孿生變形的速度很快是因?yàn)榻饘僖詫\生方式變形時(shí)需要的臨界分切應(yīng)力小。( )12. 相圖的相區(qū)接觸法則是相鄰相區(qū)相數(shù)差1。 ( )三、簡(jiǎn)答題(28分)1. 試述孿生和滑移的異同,比較它們?cè)谒苄赃^程中的作用。(10分)2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些?影響擴(kuò)散的因素又有哪些? (8分)3. 簡(jiǎn)述材料強(qiáng)化的主要方法、原理及工藝實(shí)現(xiàn)途徑。(10分)四、作圖與計(jì)算題(40分,每題10分)1、氧化鎂(MgO)具有NaCl型結(jié)構(gòu),即具有O2-離子的面心立方結(jié)構(gòu)。問:(1)若其離子半徑=0.066nm,0.140nm,則其原子堆積密度為多少?(2)如果/0.41,則原子堆積密度是否改變?2、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為。(1)請(qǐng)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量;(2)若滑移由刃位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向;(3)請(qǐng)指出在(2)的情況下,位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向;(4)假設(shè)在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力,試計(jì)算單位刃位錯(cuò)線受力的大小和方向(取點(diǎn)陣常數(shù)為a0.2nm)。3. 畫出Fe-Fe3C相圖,并根據(jù)Fe-Fe3C相圖,(1)分別求(C)=2.11%,(C)=4.30%的二次滲碳體的析出量。(2)畫出(C)=4.30%的冷卻曲線。4. 圖(a)為固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖的濃度三角形,其中三元共晶點(diǎn)E的成分為(A)=20%,(B)=30%,(C)=50%。圖(b)為某一溫度(高于TE)的水平截面圖。問:(1)A,B和C三組元的熔點(diǎn)誰最低?(2)若有一液態(tài)成分為(A)=60%,(B)=15%,(C)=25%的合金(其B/C成分比三元共晶合金相同)平衡凝固到室溫,試分析室溫平衡組織并畫出平衡冷卻曲線。(3)計(jì)算該合金中共晶組織在鑄錠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。材料科學(xué)基礎(chǔ) 試卷答案一、選擇題(每題2分,共20分)1能進(jìn)行攀移的位錯(cuò)可能是 A A弗蘭克位錯(cuò) B. 肖克萊位錯(cuò) C. 螺型全位錯(cuò)2. 對(duì)Fe-Cr-C三元合金進(jìn)行滲碳的反應(yīng)擴(kuò)散,則該合金中不能出現(xiàn) C A. 單相區(qū) B. 兩相區(qū) C. 三相區(qū)3. 如下說法哪個(gè)是正確的, C A. 形成點(diǎn)缺陷所引起的熵的變化使晶體能量增加B. 晶體總是傾向于降低點(diǎn)缺陷的濃度C. 當(dāng)點(diǎn)缺陷濃度達(dá)到平衡值時(shí),晶體自由能最低4. 位錯(cuò)線上的割階一般通過 A 形成。A位錯(cuò)的交割 B.交滑移 C. 孿生5. 金屬鎂的單晶體處于軟取向時(shí)塑變量可達(dá)100%-200%,但其多晶體的塑性很差,其主要原因是: C A. 鎂多晶體的晶粒通常較粗大 B. 鎂多晶體通常存在裂紋C. 鎂滑移系通常較少 D. 因?yàn)殒V是BCC結(jié)構(gòu),所以脆性大6. 層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)之間的關(guān)系是: D A. 層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)交替出現(xiàn) B. 層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)能量相同C. 層錯(cuò)能越高,不完全位錯(cuò)伯氏矢量的模越小D. 不完全位錯(cuò)總是出現(xiàn)在層錯(cuò)和完整晶體的交界處7. 原子擴(kuò)散過程的驅(qū)動(dòng)力是: B A. 組員的濃度梯度 B. 組元的化學(xué)勢(shì)梯度C. 擴(kuò)散的溫度 D. 擴(kuò)散的時(shí)間8. 純金屬均勻形核時(shí), D A. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性低,相變驅(qū)動(dòng)力低,因此,形核率低;B. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性高,相變驅(qū)動(dòng)力高,因此,形核率低;C. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性低,相變驅(qū)動(dòng)力高,因此,形核率低;D. 當(dāng)過冷度很小時(shí),原子可動(dòng)性高,相變驅(qū)動(dòng)力低,因此,形核率低;9位錯(cuò)塞積的一個(gè)重要效應(yīng)是在它的前端引起 C 。A. 應(yīng)力偏轉(zhuǎn) B. 應(yīng)力松弛 C. 應(yīng)力集中10. 欲通過形變和再結(jié)晶方法獲得細(xì)晶粒組織,應(yīng)避免 A 。A在臨界形變量進(jìn)行塑性變形加工 B. 大變形量C. 較長(zhǎng)的退火時(shí)間 D. 較高的退火溫度二、判斷題(正確的打“”錯(cuò)誤的打“”,每題1分,共12分)1. 體心立方結(jié)構(gòu)是原子的次密排結(jié)構(gòu),其致密度為0.74。 ( )2. 同一種空間點(diǎn)陣可以有無限種晶體結(jié)構(gòu),而不同的晶體結(jié)構(gòu)可以歸屬于同一種空間點(diǎn)陣。 ( )3. 結(jié)晶時(shí)凡能提高形核率、降低生長(zhǎng)率的因素,都能使晶粒細(xì)化。 ( )4. 合金液體在凝固形核時(shí)需要能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏和成分起伏。 ( )5. 小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。 ( )6. 非均勻形核時(shí)晶核與基底之間的接觸角越大,其促進(jìn)非均勻形核的作用越大。 ( )7. 固溶體合金液體在完全混合條件下凝固后產(chǎn)生的宏觀偏析較小。 ( )8. 冷形變金屬在再結(jié)晶時(shí)可以亞晶合并、亞晶長(zhǎng)大和原晶界弓出三種方式形核。( )9. 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是金屬材料在較高溫度進(jìn)行形變加工同時(shí)發(fā)生的再結(jié)晶、其形變硬化與再結(jié)晶軟化交替進(jìn)行。 ( )10. 金屬-非金屬型共晶具有粗糙-光滑型界面,所以它們多為樹枝狀、針狀或螺旋狀形態(tài)。 ( )11. 孿生變形的速度很快是因?yàn)榻饘僖詫\生方式變形時(shí)需要的臨界分切應(yīng)力小。( )12. 相圖的相區(qū)接觸法則是相鄰相區(qū)相數(shù)差1。 ( )三、簡(jiǎn)答題(28分)1. 試述孿生和滑移的異同,比較它們?cè)谒苄赃^程中的作用。(10分)答:相同點(diǎn):a.宏觀上,都是切應(yīng)力作用下發(fā)生的剪切變形; (1分)b. 微觀上,都是晶體塑性變形的基本形式,是晶體一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)另一部分的移動(dòng)過程; (1分)c. 不改變晶體結(jié)構(gòu)。 (1分)不同點(diǎn):a. 晶體中的取向滑移:晶體中已滑移部分與未滑移部分的位向相同。孿生:已孿生部分和為孿生部分的位向不同,且兩者之間具有特定的位向關(guān)系。(1分)b. 位移的量滑移:沿滑移方向上原子間距的整倍數(shù),且在一個(gè)滑移面上的總位移較大。孿生:原子的位移小于孿生方向的原子間距,一般為孿生方向原子間距的1/n。(1分)c. 變形方式滑移:不均勻切變 孿生:均勻切變 (1分)d. 對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)滑移:對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)很大,即總變形量大。孿生:對(duì)晶體塑性變形有限,即總變形量小。 (1分)e. 變形應(yīng)力滑移:有確定的臨界分應(yīng)力。孿生:所需臨界分切應(yīng)力一般高于滑移所需的臨界分切應(yīng)力。 (1分)f. 變形條件滑移:一般情況先發(fā)生滑移變形孿生:當(dāng)滑移變形難以進(jìn)行時(shí),或晶體對(duì)稱性很低、變形溫度較低、加載速率較高時(shí)。 (1分)g. 變形機(jī)制滑移:全位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。 孿生:不全位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。 (1分)2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些?影響擴(kuò)散的因素又有哪些? (8分)答:置換機(jī)制:包括空位機(jī)制和直接換位與環(huán)形換位機(jī)制,其中空位機(jī)制是主要機(jī)制,直接換位與環(huán)形換位機(jī)制需要的激活能很高,只有在高溫時(shí)才能出現(xiàn)。(2分)間隙機(jī)制:包括間隙機(jī)制和填隙機(jī)制,其中間隙機(jī)制是主要機(jī)制。 (2分)影響擴(kuò)散的主要因素有:溫度(溫度約高,擴(kuò)散速度約快);晶體結(jié)構(gòu)與類型(包括致密度、固溶度、各向異性等);晶體缺陷;化學(xué)成分(包括濃度、第三組元等)。 (4分)3. 簡(jiǎn)述材料強(qiáng)化的主要方法、原理及工藝實(shí)現(xiàn)途徑。(10分)1.答案:加工硬化:是隨變形使位錯(cuò)增殖而導(dǎo)致的硬化; (2分)細(xì)晶強(qiáng)化:是由于晶粒減小,晶粒數(shù)量增多,尺寸減小,增大了位錯(cuò)連續(xù)滑移的阻力導(dǎo)致的強(qiáng)化;同時(shí)由于滑移分散,也使塑性增大。該強(qiáng)化機(jī)制是唯一的同時(shí)增大強(qiáng)度和塑性的機(jī)制。 (2分)彌散強(qiáng)化:又稱時(shí)效強(qiáng)化。是由于細(xì)小彌散的第二相阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)化。包括切過機(jī)制和繞過機(jī)制。 (2分)復(fù)相強(qiáng)化:由于第二相的相對(duì)含量與基體處于同數(shù)量級(jí)是產(chǎn)生的強(qiáng)化機(jī)制。其強(qiáng)化程度取決于第二相的數(shù)量、尺寸、分布、形態(tài)等,且如果第二相強(qiáng)度低于基體則不一定能夠起到強(qiáng)化作用。 (2分)固溶強(qiáng)化:由于溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙。包括彈性交互作用、電交互作用和化學(xué)交互作用。 (2分)四、作圖與計(jì)算題(40分,每題10分)1、氧化鎂(MgO)具有NaCl型結(jié)構(gòu),即具有O2-離子的面心立方結(jié)構(gòu)。問:(1)若其離子半徑=0.066nm,0.140nm,則其原子堆積密度為多少?(2)如果/0.41,則原子堆積密度是否改變?答:(1) 點(diǎn)陣常數(shù) (3分)堆積密度 (3分)(2)堆積密度會(huì)改變,因?yàn)镻f與兩異號(hào)離子半徑的比值有關(guān)。 (4分)2、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為。(1)請(qǐng)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量;(2)若滑移由刃位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向;(3)請(qǐng)指出在(2)的情況下,位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向;(4)假設(shè)在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力,試計(jì)算單位刃位錯(cuò)線受力的大?。ㄈ↑c(diǎn)陣常數(shù)為a0.2nm)。答:(1)柏氏矢量:; (2分)(2)位錯(cuò)線方向:112; (2分)(3)位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向平行于柏氏矢量; (2分)(4) (4分)3. 畫出Fe-Fe3C相圖,并根據(jù)Fe-Fe3C相圖,(1)分別求(C)=2.11%,(C)=4.30%的二次滲碳體的析出量。(2)畫出(C)=4.30%的冷卻曲線。圖 (5分)答案:(1)(C)=2.11%時(shí),F(xiàn)e3C=100%=22.6% (1分)(C)=4.30%時(shí),共晶中奧氏體的量為:100%=52.18% (1分)則共晶中奧氏體可析出Fe3C的量為:Fe3C=52.18=11.8% (1分)或者先求(C)=4.30%時(shí)鐵碳合金在共析反應(yīng)前的滲碳體的總量為(Fe3C)t=100%=60% (1分)然后從(Fe3C)t中減去共晶中Fe3C的量,即得Fe3C的量Fe3C=()100% =11.8% (1分)(2) (C)=4.30%的冷卻曲線(2分)Fe3CLFe3CL+Fe3C +Fe3C4. 圖(a)為固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖的濃度三角形,其中三元共晶點(diǎn)E的成分為(A)=20%,(B)=30%,(C)=50%。圖(b)為某一溫度(高于TE)的水平截面圖。問:(1)A,B和C三組元的熔點(diǎn)誰最低?(2)若有一液態(tài)成分為(A)=60%,(B)=15%,(C)=25%的合金(其B/C成分比三元共晶合金相同)平衡凝固到室溫,試分析室溫平衡組織并畫出平衡冷卻曲線。(3)計(jì)算該合金中共晶組織在鑄錠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答:(1)C最低 (2分)(2)A+(A+B+C) (2分) (3分)(3) (共晶組織)=20/60=33.3% (3分)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
5 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 材料科學(xué)基礎(chǔ) 煙臺(tái) 大學(xué) 材料科學(xué) 基礎(chǔ) 試題
鏈接地址:http://ioszen.com/p-13152366.html