【西大2017版】[1016 ]《材料科学基础》网上作业及课程考试复习资料(有答案]

1：[填空题]

1. 一个体心立方晶胞中的原子数为（）个。

2. 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为（）和（）。

3. 在液态纯金属中进行均质形核时，需要（）起伏和（）起伏。

4. 在二元相图中，L+ →β叫（）反应。

5. 马氏体是C在α-Fe中的过饱和间隙式固溶体，具有( ) 点阵。

6. 螺型位错的柏氏矢量与位错线呈（）关系。

7. 典型金属的晶体结构有（）、（）和（）。

8. 界面能最低的相界是（）

9. 通常根据（）温度来划分冷加工和热加工。

10. 宏观内应力可通过（）退火基本消除。

参考答案：

1. 一个体心立方晶胞中的原子数为（2 ）个。

2. 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为（置换固溶体）和( 间隙固溶体)。

3. 在液态纯金属中进行均质形核时，需要（结构）起伏和( 能量)起伏。

4. 在二元相图中，L+ →β叫（包晶）反应。

5. 马氏体是C在α-Fe中的过饱和间隙式固溶体，具有( 体心立方) 点阵。

6. 螺型位错的柏氏矢量与位错线呈（平行）关系。

7. 典型金属的晶体结构有( 体心立方)、( 面心立方)和（密排六方）。

8. 界面能最低的相界是（共格界面）

9. 通常根据（再结晶）温度来划分冷加工和热加工。

10. 宏观内应力可通过（回复）退火基本消除。

1：[判断题]

9、从热力学角度看,扩散的真正推动力是由浓度梯度的不同引起的.各组元的原子总是由高浓度扩散到低浓度。

参考答案：错误

2：[判断题]1、复杂晶胞与简单晶胞的区别是，除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点。

参考答案：正确

3：[判断题]8、孪生临界切应力比滑移的大得多，只有在滑移很难进行的条件下才会发生。

参考答案：正确

4：[判断题]

3. 空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，只有14种类型，而实际存在的晶体结构是无限的。

参考答案：正确

5：[判断题]4、滑移时，刃型位错的运动方向始终平行于位错线，而垂直于柏氏矢量。

参考答案：错误

6：[判断题]6、晶界本身的强度对多晶体的加工硬化贡献不大，而多晶体加工硬化的主要原因来自晶界两侧晶粒的位向差。

参考答案：正确

7：[判断题]10、再结晶过程中显微组织重新改组，形成新的晶体结构，因此属于相变过程。

参考答案：错误

8：[判断题]

7、二元合金中,固溶体结晶时,在正的温度梯度下,晶体只能以平面方式长大,不能以树枝状和胞状方式长大。

参考答案：错误

9：[判断题]

5、一根位错线不能在晶体内部中断,也不能在晶体表面中断,只能在晶体内部自成封闭的位错环或者和其它位错线相连接。

参考答案：错误

10：[判断题]

2、实际金属结晶过程中,形核有均匀形核和非均匀形核两种方式.由于非均匀形核所需形核功较高,所以主要以均匀形核为主。

参考答案：错误

1：[论述题]

名词解释

共晶转变：

形变织构：

超结构：

固溶强化：

置换固溶体：

再结晶织构：

包晶反应：

间隙化合物：

加工硬化：

相律：

参考答案：

共晶转变：在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种成分的固相的反应。例如含碳量为2.11%--6.69%的铁碳合金，在1148摄氏度的恒温下发生共晶反应，产物是奥氏体(固态)和渗碳体(固态)的机械混合物，称为"莱氏体"。

形变织构：在塑性变形中，随着形变程度的增加，各个晶粒的滑移面和滑移方向都要向主形变方向转动，逐渐使多晶体中原来取向互不相同的各个晶粒在空间取向上呈现一定程度的规律性，这一现象称为择优取向，这种组织状态则称为形变织构。

超结构：有许多置换固溶体，当成分接近于一定的原子比，且温度降至某一临界温度以下时，两种原子会从高温的短程有序过渡到两种原子都在较大距离占有一定位置的规则排列状态，即发生有序化过程，形成有序固溶体。有序固溶体在X射线衍射图上会出现额外的衍射线条，称为超结构线，故有序固溶体又称为"超结构”。

固溶强化：溶质原子的存在及其固溶度的增加，使基体金属的变形抗力随之提高。

置换固溶体：当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。

再结晶织构：通常具有变形织构的金属经再结晶后的新晶粒仍具有择优取向，称为再结晶织构。

包晶反应：有些合金当凝固到一定温度时，已结晶出来的一定成分的（旧）固相与剩余液相(有确定成分)发生反应生成另一种（新）固相的恒温转变过程。

间隙化合物：原子半径较小的非金属元素如C，H，N，B等可与金属元素（主要是过渡族金属），当非金属X和金属M原子半径大于0.59时，形成具有复杂晶体结构的相，通常称为间隙化合物。

加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。

相律：是研究相平衡的基本规律，表示平衡物系中的自由度数、相数及独立组分数之间的关系，表达式为f=C-P+2。

1：[论述题]

简要回答下列问题

1.试用位错理论解释固溶强化，弥散强化，以及加工硬化的原因

2、再结晶与固态相变有何区别？

3．讨论织构的利弊及控制方法。

4.位错对金属材料有何影响？

5．单相合金的冷塑性变形与纯金属的室温塑性变形相比，有何特点。

参考答案：

1.试用位错理论解释固溶强化，弥散强化，以及加工硬化的原因

答案: 固溶强化的可能位错机制主要是溶质原子气团对位错的钉扎，增加了位错滑移阻力。如溶质原子与位错的弹性交互作用的科垂尔气团和斯诺克气团，溶质原子与扩展位错交互作用的铃木气团使层错宽度增加，位错难于束集，交滑移困难；溶质原子形成的偏聚和短程有序，位错运动通过时破坏了偏聚和短程有序使得能量升高，增加位错的阻力，以及溶质原子与位错的静电交互作用对位错滑移产生的阻力使材料强度升高。弥散强化也是通过阻碍位错运动强化材料，如位错绕过较硬、与基体非共格第二相的Orowan机制和切割较软、与基体共格的第二相粒子的切割机制。产生加工硬化的各种可能机制有滑移面上平行位错间的交互作用的平行位错硬化理论，以及滑移面上位错与别的滑移面上位错林切割产生割阶的林位错强化理论。

2、再结晶与固态相变有何区别？

答案: 再结晶是一种组织转变，从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程，再结晶前后组织形态改变，晶体结构不变；固态相变时，组织

形态和晶体结构都改变；晶体结构是否改变是二者的主要区别。

3．讨论织构的利弊及控制方法。

答案: 织构由晶粒择优取向形成，变形织构对再结晶织构形成有主要影响，织构造成材料性能各向异性。各向异性在不同情况需要避免或利用。织构控制可以通过控制合金元素的种类和含量、杂质含量、变形工艺（如变向轧制）和退火工艺等多种因素的配合。

4.位错对金属材料有何影响？

位错是晶体中的缺陷，对材料有许多重要影响。

1）对变形影响，通过位错运动完成塑性变形。

2）对性能影响，与第二相粒子，通过切过或绕过机制强化材料，冷加工中位错密度增加也能强化材料，或通过形成科垂尔气团强化材料，以及位错运动中相互交截，或形成割阶、面角位错等使材料强化。

3）对再结晶中的晶核形成机制有影响，是优先扩散通道。

5．单相合金的冷塑性变形与纯金属的室温塑性变形相比，有何特点。

纯金属变形主要借助位错运动，通过滑移和孪生完成塑性变形，开动滑移系需要临界切应力，晶体中还会发生扭转；单相合金的基本变形过程与纯金属的基本过程是一样的，但会出现固溶强化，开动滑移系需要临界切应力较大，还有屈服和应变时效现象。