发布时间 : 星期五 文章08级《材料科学基础》试题B修改更新完毕开始阅读5c11feab8bd63186bdebbc46
2010-2011学年第1学期考试试题 （B）卷
三、问答题 （共30分，每题6分）
1、热变形有哪些优点？
答：因再结晶能很快完成没有加工硬化；(2分)金属在高温时屈服强度低，塑性好，加工时抗力小，易于加工；(2分)性能均匀、各向同性（不含第二相或夹杂物）(2分)
2、说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
答：稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，(2分)阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。(2分)稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。(2分)
3、在图 4-52所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量b平行于AC (1)指出位错环各部分的位错类型。 (2)在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向。 (3)该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？
答：（1）位错环和与AC平行的直线相切的部分为纯螺位错，位错环和与AC垂直的直线相切的部分为纯刃位错，其余部分为混合位错(2分) （2）切应力与b平行(2分)
（3）沿b方向滑出一个柏氏矢量单位的距离(2分)
4、同素异构产生原因是什么？ 答：内因：与该类原子的电子层结构的变化有关，即在不同的温度或压力下，通过参与键和的外层数分布状态的改变，而引起原子间结合能以致点阵的形式发生改变，过渡族金属多型性倾向较大，与此结构中的s能级和d能级十分接近有关。 外因：与温度、压力有关，在适当温度与压力下就会发生同素异构转变。(2分)
5、简述二元合金平衡凝固的特点 答：二元合金平衡凝固的特点： 1、液相中溶质原子通过迁移（对流+扩散）而分布均匀，固相中溶质原子通过扩散也分布均匀；(2分) 2、固相及液相的成分随温度变化而变化，但在任一温度下都达到平衡状态；(2分) 3、结晶后晶粒内成分均匀，无宏观偏析及微观偏析。(2分)
三、计算题 (50分) 1、试求出立方晶系中（210)与（320)晶面之间的夹角。
解、立方系中同指数的晶面与晶向相互垂直，故（210)与（320)晶面之间的夹角与[210]与[320]晶向之间的夹角相等，
uurrr根据晶向指数标定法可知：矢量OA?2i?1j必然平行于[210]晶向
uuurrr矢量OB?3i?2j必然平行于[320]晶向
则：这两个矢量夹角即为[210］与[320]晶向之间的夹角 2分
uuruuuruuruuurOB?OAOBcos? 根据矢量点积公式：OAg即8?5?13cos? 2分
α=7.1° 1分
uuuruuuruurrr或AB?OB?OA?i?j 1分
uuruuuruuur矢量OA,OB,AB的模分别为5,13,2 1.5分
根据余弦定理：2?5?13?25?13cos? 1.5分 解得： α=7.1° 1分
1
2、已知A(熔点600℃)与B(熔点500℃)在液态无限互溶，固态时A在B中的最大固溶度(质量分数)为
?A?0.3，室温时为?A?0.1；但B在固态和室温时均不溶于A。在300℃时，含?B?0.4的液态合金发生
共晶反应。试绘出A—B合金相图；并分析?A?0.2的合金室温下组织组成物的相对量。
解 按已知条件，A-B合金相图如图所示(各相区均用组织织成物标注)
?A?0.2合金(A—0.80B)室温下，由β与A两相组成，其相对量为
m??0.8?0?100%?89% 3分
0.9?0mA?1?m??11% 3分 4分
3. 判断下列位错反应能否进行： aaaaaaa[101]?[121]?[111]几何条件：[101]?[121]?[222]?[111] 2分 2632663 a222a2221?1)?(1?22?12)2?a2 1分 能量条件：反应前 ?b?(263a22221221?1?1)?a 1分 反应后?b?(33（1）
满足几何条件和能量条件，故反应能够进行。 1分 aaaaa[101]?[101]几何条件：[101]?[101]?[200]?a[100] 2分 22222 a222222221?1)?a2 1分 能量条件：反应前?b?(a1)?a 反应后?b?2(2（2）a[100]?满足几何条件，但反应前后能量相等，不满足能量条件，故无外力作用时，该位错反应不能进行。 1分
4、钢的渗碳有时在870℃ 而不是在 927℃ 下进行，因为在较低的温度下容易保证获得细晶粒。试问在 870℃下渗碳要多少时间才能得到相当于在 927℃下10h的渗层深度？ 解：根据Fick第二定律：c?cs?(cs?c0)erf(x2Dt) 在渗层深度相同时，在该深度的碳浓度为一定值，则
x927?x870D927t927D870t870?112?140000 D927?2?10?5?exp8.31m/s 2分 ?1200?1.599?10D870?2?10?5?exp(?140000)?7.939?10?12m2/s 2分
8.31?1143x927?x870，t927?10hr 2分 t870
2
D9271.599?10?11?t927??10hr?20.14hr 1分 D8707.939?10?12