发布时间 : 星期六 文章西北工业大学材料科学基础课后答案更新完毕开始阅读04857bce814d2b160b4e767f5acfa1c7ab00826e
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。因而铜的塑性好于铁。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。 答：
单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；
双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化； 三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？
答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交
互作用也阻碍位错的运动。因此发生应变硬化，使强度、硬度升高。 较大的塑性变形产生加工硬化（应变硬化），如果需要继续变形就要进行中间热处理，即再结晶退火，使塑性恢复到变形前的状态，零件可继续进行塑性变形。
如果产品需要保持高的强度、硬度，可在最终热处理时采用去应力退火，去除残余应力，保持零件较高的强度、硬度。 二、 作图计算题（每题15分，共60分）
1、 在fe-fe3c相图中有几种类型的渗碳体？分别描述这些渗碳体的形成条件，并绘制出平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的显微组织形貌。 答：
渗碳体包括：初生（一次）渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体，共五种。
（1）初生（一次）渗碳体：含碳量大于4.3%的fe-c合金在平衡凝固时从液相结晶出来的渗碳体，形貌为板条状。
（4）共晶渗碳体：含碳量2.11～6.69%的fe-c合金，在1148℃发生共晶反应时形成的渗碳体。
（5）共析渗碳体：含碳量0.0218～6.69%的fe-c合金，在727℃发生共析反应时生成的渗碳体。 各渗碳体形貌见教材相关部分。
2、 在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型位错 ab、xy，如图所示。假
设以下两种情况中，位错线xy在切应力作用下发生运动，运动方向如图中v所示，试问交割后两位错线的形状有何变化（画图表示）？在以下两种情况下分别会在每个位错上形成割阶还是扭折？新形成的割阶或扭折属于什么类型的位错？ 答：a图：
① xy向下运动与ab交割，产生pp′小台阶，宽度为|b1| ② pp′的柏氏矢量仍为b2 ③ pp′⊥b2为刃型位错
④ pp′不在原滑移面上，为割阶 ⑤ xy平行于b2，不形成台阶 b图：
① ab位错线上出现pp′平行于b2，宽度为|b1| ② pp′的柏氏矢量仍为b2 ③ pp′∥b2为螺型位错
④ pp′在原滑移面上，为扭折
⑤ xy位错线上出现qq′平行于b1，宽度为|b2| ⑥ qq′的柏氏矢量仍为b1 ⑦ qq′∥b1为螺型位错
⑧ qq′在原滑移面上，为扭折
3、已知h原子半径r为0.0406nm，纯铝是fcc晶体，其原子半径r为0.143nm，请问h原子溶入al时处于何种间隙位置？ 答：fcc晶体的八面体间隙，四面体间隙。根据题意知 ，因此h原子应处于八面体间隙。 三、 综合分析题（共40分）
1、试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象。
答：将退火低碳钢进行少量塑性变形后卸载，然后立即加载，屈服现象不再出现。如果卸载后在室温下放置较长时间或加热到一定温
度保温，屈服现象再次出现，而且低碳钢的强度及硬度升高，这种现象称为应变时效或机械时效。 机理：
柯垂尔理论认为，卸载后立即重新加载，位错已经脱钉，因此不再出
现屈服现象。放置或加热后再加载，位错被重新定扎，因此会再次出现屈服现象。
位错増殖理论认为，卸载后立即重新加载，位错已经増殖，因此不再出现屈服现象。放置或加热后再加载，发生了回复，位错发生重排和抵消，因此会再次出现屈服现象。
两种理论均有实验依据，目前一般同时采用两理论解释应变时效的产生原因。
2、如图所示，在立方单晶体中有一个位错环abcda，其柏氏矢量b平行于z轴
1）指出各段位错线是什么类型的位错。 答：
1）ab、bc、cd、da段都是刃位错
2）ab和cd不动；bc向上滑移，ad向下滑移，如图所示。 西北工业大学
2011年硕士研究生入学考试试题参考答案
试题名称：材料科学基础（a卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 7 页 一、 简答题（每题10分，共50分）
1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。 答：刃型位错：
1) 1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 2) 2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。
3) 3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直
【篇三：西北工业大学材料科学基础第8章习题-答案】
加的界面能
母相为液态时，不存在体积应变能问题；而且固相界面能比液—固的界面能要大得多。相比之下，固态相变的阻力大。
2.如同在液相中一样，固相中的形核几乎总是非均匀的，这是由于固相中的
非平衡缺陷(诸如非平衡空位、位错、晶界、层错、夹杂物等)提高了材料的自由能。如果晶核的产生结果使缺陷消失，就会释放出一定的自由能，因此减少了激活能势垒。
新相在位错处形核有三种情况：一是新相在位错线上形核，新相形成处，位错消失，释放的弹性应变能量使形核功降低而促进形核；二是位错不消失，而且依附在新相界面上，成为半共格界面中的位错部分，补偿了失配，因而降低了能量，使生成晶核时所消耗的能量减少而促进形核；三是当新相与母相成分不同时，由于溶质原子在位错线上偏聚(形成柯氏气团)有利于新相沉淀析出，也对形核起促进作用。
4.脱溶顺序为：
判断一个新相能否形成，除了具有负的体积自由能外，还必须考虑新相形成时
?g*?16??3?/?
2的界面能和应变能。由临界形核功
6.如果脱熔是在母相中各处同时发生，且随新相的形成母相成分发生连续变
化，但其晶粒外形及位向均不改变，称之为连续脱熔。
与连续脱熔相反，当脱熔一旦发生，其周围一定范围内的固熔体立即由过饱和状态变成饱和状态，并与母相原始成分形成明显界面。在晶界形核后，以层片相间分布并向晶内生长。通过界面不但发生成分突变，且取向也发生了改变，这就是不连续脱熔。其主要差别在于扩散途径的长度。前者扩散场延伸到一个相当长的距离，而后者扩散距离只是片层间距的数量级(一般小于1?m) 不连续脱熔有以下特征：
(1) 在析出物与基体界面上，成分是不连续的；析出物与基体间的界面都为
大角度的非共格界面，说明晶体位向也是不连续的。 粒之一中长大。
(3) 胞状析出物长大时，熔质原子的分配是通过其在析出相与母相之间的界
面扩散来实现的，扩散距离通常小于1?m。 6． a1—cu合金的脱溶系列有： 脱熔相的基本特征：