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第一部分:习题集
《材料科学基础》复习思考题
第一章:材料得结构
一、 解释以下基本概念
空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。
二、 填空题
1、材料得键合方式有四类,分别就是( ),( ),( ),( )。
2、金属原子得特点就是最外层电子数( ),且与原子核引力( ),因此这些电子极容易脱离原子核得束缚而变成( )。
3、我们把原子在物质内部呈( )排列得固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分别就是( ),( ),( )。
4、三种常见得金属晶格分别为( ),( )与( )。
5、体心立方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数得关系为( ),配位数就是( ),致密度就是( ),密排晶向为( ),密排晶面为( ),晶胞中八面体间隙个数为( ),四面体间隙个数为( ),具有体心立方晶格得常见金属有( )。
6、面心立方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数得关系为( ),配位数就是( ),致密度就是( ),密排晶向为( ),密排晶面为( ),晶胞中八面体间隙个数为( ),四面体间隙个数为( ),具有面心立方晶格得常见金属有( )。
7、密排六方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数得关系为( ),配位数就是( ),致密度就是( ),密排晶向为( ),密排晶面为( ),具有密排六方晶格得常见金属有( )。
8、合金得相结构分为两大类,分别就是( )与( )。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占得位置分为( )与( ),按照固溶度分为( )与( ),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为( )与( )。
10、影响固溶体结构形式与溶解度得因素主要有( )、( )、( )、( )。
11、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别就是( ),( ),( ),( )。
12、金属化合物(中间相)得性能特点就是:熔点( )、硬度( )、脆性( ),因此在合金中不作为( )相,而就是少量存在起到第二相( )作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn得电子浓度分别为( ),( ),( )。
14、如果用M表示金属,用X表示非金属,间隙相得分子式可以写成如下四种形式,分别就是( ),( ),( ),( )。
15、Fe3C得铁、碳原子比为( ),碳得重量百分数为( ),它就是( )得主要强化相。
三、作图表示出立方晶系(123)、(0)、(421)等晶面与[02]、[11]、[346]等晶向。
四、 立方晶系得{111}晶面构成一个八面体,试作图画出该八面体,并注明各晶面得晶面指数。
五、某晶体得原子位于正方晶格得结点上,其晶格常数a=b , 。今有一晶面在X、Y、Z坐 标轴上得截距分别为5个原子间距、2个原子间距与3个原子 间距,求该晶面得晶面指数。
六、体心立方晶格得晶格常数为a,试求出(100)、(110)、(111)晶面得面间距大小,并指出 面间距最大得晶面。
七、已知面心立方晶格得晶格常数为a,试求出(100)、(110)、(111)晶面得面间距大小,并指出面间距最大得晶面。
八、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞,并求出它得晶格常数。
九、证明理想密排六方晶胞中得轴比c/a=1、633。
十、试证明面心立方晶格得八面体间隙半径r=0、414R,四面体间隙半径r=0、225R;体心立方晶格得八面体间隙半径;<100>晶向得r=0、154R,<110>晶向得r=0、633R;四面体间隙半径r=0、291R, (R为原子半径)。
十一、 a)设有一钢球模型,球得直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算其体积膨胀。
b)经x射线测定,在912℃时,γ-Fe得晶格常数为0、3633nm, α-Fe得晶格常数为0、2892nm,当由 γ-Fe转变为α-Fe时,试求其体积膨胀,并与a)相比较,说明其差别得原因、。
十二、已知铁与铜在室温下得晶格常数分别为0、286nm与0、3607nm,分别求1cm3中铁与铜得原子数。
十三、Ni得晶体结构为面心立方结构,其原子半径为r=0、1243nm,试求1cm3中Ni得原子数。
十四、、Mo得晶体结构为体心立方结构,其晶格常数a=0、31468nm,试求Mo得原子半径r。
十五、Cu具有面心立方结构,其原子半径为r=0、1278nm,试求Cu得密度(Cu得相对原子量为63、5)
十六、试计算体心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面得原子密度与〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向得原子密度,并指出其最密排晶面与最密排晶向。(提示:晶面得原子密度为单位面积上得原子数,晶向得原子密度为单位长度上得原子数)。
十七、试计算面心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面得原子密度与〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向得原子密度,并指出其最密排晶面与最密排晶向。
十八、求金刚石结构中通过(0,0,0)与(3/4,3/4,1/3)两碳原子得晶向指数,及与该晶向垂直得晶面指数。
十九、求(121)与(100)决定得晶带轴与(001)与(111)所决定得晶带轴所构成得晶面得晶面指数。
二十、计算立方系[321]与[120]及(111)与之间得夹角。
二十一、、a)算出fcc与bcc晶体中四面体间隙及八面体间隙得大小,用原子半径R表示,并注明间隙中心坐标;
b)写出溶解在γ-Fe中C原子所处位置,若此类位置全部被C原子占据,那么问在此情况下,γ-Fe能溶解多少重量百分比得C？而实际上碳在铁中得最大溶解度就是多少？两者在数值上有差异得原因就是什么？
二十二、为什么g-Fe得溶碳能力远大于a-Fe得溶碳能力？
二十三、Na+与Cl-得离子半径分别为0、097nm,0、181nm,NaCl具有面心立方点阵,试求其配位数、晶格常数及致密度。
二十四、渗碳体(Fe3C)就是一种间隙化合物,它具有正交点阵结构,其点阵常数a=0、4514nm,b=0、508nm,c=0、6734nm,其密度ρ=7、66g/cm3,试求每单位晶胞中Fe原子与C原子得数目？
二十五、试计算金刚石结构得致密度。

第二章:晶体缺陷
一. 解释以下基本概念
肖脱基空位、弗仑克尔空位、位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错密度、位错得滑移、位错得攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位错反应、扩展位错、表面能、界面能、对称倾侧晶界、共格界面、非共格界面、内吸附、
二、填空题
1、按照几何尺寸分类,晶体中存在三种缺陷,分别就是( ),( ),( )。
2、晶体中点缺陷主要表现形式有( ),( )与( )。
3、位错有两种基本类型,分别就是( ),( )。
4、刃型位错得柏氏矢量与位错线( ),螺型位错得柏氏矢量与位错线( )。
5、柏氏矢量代表晶体滑移得( )与( ),也表示位错线周围( )总量得大小。
6、位错得运动有两种,分别就是( )与( ),刃型位错得柏氏矢量与其垂直得位错线所构成得平面称为( ),对于一条刃型位错而言,该面就是唯一得,故不可能产生( )运动。
7、体心立方晶格、面心立方晶格与密排六方晶格得单位位错得柏氏矢量分别可表示成( )、( )与( )。
8、面心立方晶体中有两种重要得不全位错,柏氏矢量分别为( ),( )。
9、晶体得面缺陷主要包括( ),( ),( ),( )。
10、具有不同结构得两相之间得界面称为( ),该界面有三种,分别就是( ),( )与( )。
三、 在Fe中形成1mol空位得能量为104、675kJ,试计算从20℃升温至850℃时空位数目增加多少倍？
四、指出下图各段位错得性质,并说明刃型位错部分得多半原子面、

五、如右图,某晶体得滑移面上有一柏氏矢量为b得位错环,并受到一均匀切应力τ、
(1)分析该位错环各段位错得结构类型、
(2)求各段位错线所受得力得大小及方向、
(3)在τ得作用下,该位错环将如何运动?
(4)在τ得作用下,若使此位错环在晶体中稳定不动,其半径应为多少?
六、面心立方晶体中,在(111)面上得单位位错b=a/2[10],在(111)面上分解为两个肖克莱不完全位错,请写出该位错反应,并证明所形成得扩展位错得宽度由下式给出:

七、已知单位位错a/2[01]能与肖克莱不完全位错a/6[12]相结合形成弗兰克不全位错,试说明:
(1)新生成得弗兰克不全位错得柏氏矢量。
(2)判断此位错反应能否进行？
(3)这个位错为什么称固定位错？
八、判定下列位错反应能否进行？若能进行,试在晶胞上作出矢量图。

九、试分析在(111)面上运动得柏氏矢量为b=a/2[10]得螺型位错受阻时,能否通过交滑移转移到(11),(11),(11)面中得某个面上继续运动？为什么？
十、已知柏氏矢量得大小为b=0、25nm,如果对称倾侧晶界得取向差
θ=1°与10°,求晶界上位错之间得距离。从计算结果可得到什么结论？
十一、根据晶粒得位向差及其特点,晶界有那些类型？有何特点属性？
第三章:纯金属得凝固
一、 解释以下基本概念
结晶、过冷、过冷度、结构起伏、能量起伏、均匀形核、非均匀形核、临界晶核半径、临界晶核形核功、形核率、变质处理、光滑界面、粗糙界面、树枝晶、柱状晶、等轴晶、单晶、非晶、微晶、准晶、多晶体。
二、填空题
1、金属结晶一般发生在理论结晶温度以下,这种现象称为( ),理论结晶温度与实际结晶温度得差值叫做( ),冷却速度越大,则( )越大。
2、金属结晶过程就是一个不断( )与( )得过程,直至液体耗尽为止。若由一个晶核长成得晶体叫做( ),多个晶核长成得晶体叫做( )。
3、要获得结晶过程所必须得驱动力,一定要有( ),过冷度( ),液固两相自由能差值( ),驱动力( ),临界晶核半径( ),临界晶核形核功( ),形核率( ),结晶后( )越细小。
4、在过冷液体中,会出现许多尺寸不同得原子小集团称为( ),只有当原子小集团得半径大于( )时,才可作为晶核而长大。
5、在形核时,系统总自由能变化就是( )降低与( )增加得代数与,前者就是形核得( ),后者就是形核得( )。
6、均匀形核时,临界晶核形核功与过冷度得关系可表达成( ),它表明当形成临界尺寸晶核时,体积自由能补偿表面能得( ),尚有( )表面能没有得到补偿,需依靠( )。
7、非均匀形核时,其形核功大小与润湿角q有关,当q=00时,ΔG非=( ),当q=900时,ΔG非=( ),当q=1800时,ΔG非=( )。说明润湿角q越小,对形核越( )。
8、晶核长大与液固界面结构有关,一般粗糙界面以( )方式长大,而光滑界面以( )方式长大。
9、为获得细晶粒,在金属结晶时通常采用( ),( )与( )等方法。
10、金属铸锭一般由三个晶区组成,表面为( ),中间为( ),心部为( )。
11、非均匀形核时临界球冠半径与均匀形核临界晶核半径( ),但非均匀形核得晶核体积比均匀形核时( ),当过冷度相同时,形核率( ),结晶后晶粒( )。
12、金属结晶时形核方式有( )与( ),在实际铸造生产中常已( )方式形核。
三、 a)设为球形晶核,试证明均匀形核时,形成临界晶粒得ΔGK与其体积VK之间得关系式为 。
b)当非均匀形核形成球冠形晶核时,其ΔGK与V之间得关系如何？
四、如果临界晶核就是边长为aK得正方体,试求出其ΔGK与aK得关系。为什么形成立方体晶核得ΔGK比球形晶核要大？
五、为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度得因素就是什么？固态金属熔化时就是否会出现过热？为什么？
六、试比较均匀形核与非均匀形核得异同点,说明为什么非均匀形核往往比均匀形核更容易进行。
七、在其它条件相同时,试比较下列铸造条件下金属晶粒尺寸大小,并说明为什么？
1、砂型铸造与金属型铸造
2、铸薄壁件与铸厚壁件
3、高温浇注与低温浇注
八、说明晶体成长形状与温度梯度得关系,分析在负温度梯度下,金属结晶出树枝晶得过程。
九、简述三晶区形成得原因及每个晶区得性能特点。
十、为了得到发达得柱状晶区应该采取什么措施？为了得到发达得等轴晶区应该采取什么措施？其基本原理如何？
十一、考虑在一个大气压下液态铝得凝固,对于不同程度得过冷度,即:ΔT=1,10,100与200℃,计算:
(a)临界晶核尺寸;
(b)从液态转变到固态时,单位体积得自由能变化ΔGv;
(c)从液态转变到固态时,临界尺寸r*处得自由能得变化 ΔGv。
(铝得熔点Tm=993K,单位体积熔化热ΔHf=1、836×109J/m3,固液界面自由能γsc=93J/m2,原子体积V0=1、66×10-29m3。)
十二、已知液态纯镍在1、1013×105Pa(1个大气压),过冷度为319℃时发生均匀形核。设临界晶核半径为1nm,纯镍得熔点为1726K,熔化热ΔHm=18075J/mol,摩尔体积Vx=6、6cm3/mol,计算纯镍得液-固界面能与临界形核功。
十三、指出下列各题错误之处,并改正之。
(1)所谓临界晶核,就就是体系自由能得减少完全补偿表面能增加时得晶胚大小。
(2)在液态金属中,凡就是涌现出小于临界晶核半径得晶胚都不能成核,但就是只要有足够得能量起伏提供形核功,还就是可以形核。
(3)无论温度分布如何,常用纯金属都就是以树枝状方式生长。
十四、何谓非晶态金属？简述几种制备非晶态金属得方法。非晶态金属与晶态金属得结构与性能有什么不同？
第四章:二元相图
一、 解释以下基本概念
组元、相、化学位、成分过冷、平衡分配系数、自由度、相律、同素异晶转变、匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、包析转变、熔晶转变、偏晶转变、合晶转变、组织、伪共晶、离异共晶、枝晶偏析、比重偏析、正偏析、反偏析、区域偏析、区域提纯、铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体、变态莱氏体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体。
二、填空题
1、相律就是表示平衡条件下,系统得自由度数、( )数与( )之间得关系,根据相律可知二元系最大得平衡相数就是( )。
2、在二元合金相图中,根据相律,两个单相区必然交于( )点,两个单相区之间必然存在一个( )相区,三相平衡时,系统得自由度等于( ),说明转变( )与三个相得( )都就是恒定得。
3、二元合金相图杠杆定律只适用于( )区,当二元系处于两相平衡时,可根据杠杆定律确定两平衡相得( )与计算两平衡相得( )。
4、固溶体合金在结晶时也遵循形核长大规律,形核时也需要( )起伏、( )起伏,还需( )起伏。
5、同纯金属相比,固溶体合金结晶得特点就是( )结晶,其结晶常发生在一定得( )区间内,始终进行着溶质原子与溶剂原子得( )过程。
6、枝晶偏析得大小与液相线与固相线间得( )有关,与溶质原子得( )有关,与结晶时得( )有关。
7、固溶体合金在凝固时会产生成分过冷,成分过冷区得大小与结晶速度R有关,与界面前沿实际温度分布G有关,与溶质浓度C0大小有关,一般G( ),R( ),C0( )越容易产生成分过冷。
8、固溶体合金在正得温度梯度下,因成分过冷区得大小不同,晶体形态可能出现( ),( )与( )。
9、发生共晶反应时,因三相平衡,f=( ),此时这一转变就是在( )温度下进行,三个平衡相得成分均( )。
10、固溶体合金因选择结晶会产生( )偏析,亚共晶合金或过共晶合金因先析出相与液相间密度不同,会产生( )偏析,前者可通过( )退火消除,后者可通过依靠凝固过程中( )防止或减轻。
11、合金得铸造性能取决于液相线与固相线之间( ),其值越小,铸造性能( ),二元系具有( )成分得合金铸造性能最好。
12、在二元系中,由一相分解为二相得三相平衡转变有( ),( ),( )与( )。
13、在二元系中,由二相转变为一相得三相平衡转变有( ),( )与( )。
14、原合金成分不就是共晶成分,经快速冷却形成得全部共晶组织,称为( )。
15、铁素体就是碳溶入( )中得( )固溶体,奥氏体就是碳溶入( )中得( )固溶体,渗碳体就是( )。
16、奥氏体在1148℃时最大溶碳量可达( ),在727℃时奥氏体得溶碳量为( )。
17、珠光体就是( )反应得产物,它就是由( )与( )组成得机械混合物。
18、工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢得含碳量分别为( ),( ),( ),( )。
19、亚共析钢、共析钢、过共析钢在室温下得平衡组织分别就是( ),( ),( )。
20、在Fe-Fe3C相图中HJB线、ECF线、PSK线分别称为( ),( )与( )。
22、根据含碳量与组织特点,可将铁碳合金分为三大类,分别就是( ),( )与( )。
23、根据Fe-Fe3C相图计算得一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体最大可能含量分别为( ),( )与( )。
24、变态莱氏体就是( )与( )得机械混合物,由于含有大量得渗碳体,所以塑性( ),脆性( ),但就是( )好。
25、钢中得硫就是有害元素,易造成钢得( )性,这就是因为FeS能与( )形成低熔点得( )之故。
26、在平衡冷却后,随含碳量得增加,钢得硬度( ),塑性与韧性( )。
三、在正温度梯度下,为什么纯金属凝固时不能呈树枝状成长,而固溶体合金却能呈树枝状成长？
四、何为合金平衡相图,相图能给出任一条件下合金得显微组织吗？
五、有两个形状、尺寸均相同得Cu-Ni合金铸件,其中一个铸件得含镍量ωNi=90%,另一铸件ωNi=50%,铸后自然冷却。问凝固后哪一个铸件得偏析严重？为什么？找出消除偏析得措施。
六、何为成分过冷？成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式与铸锭组织有何影响？
七、共晶点与共晶线有什么关系？共晶组织一般就是什么形态？如何形成？
八、铋(熔点为271、5℃)与锑(熔点为630、7℃)在液态与固态时均能彼此无限互溶,ωBi=50%得合金在520℃时开始凝固出成分为ωSb=87%得固相。ωBi=80%得合金在400℃时开始凝固处成分为ωSb=64%得固相。根据上述条件,要求:
(1)绘出Bi-Sb相图,并标出各线与各相区得名称。
(2)从相图上确定含锑量为ωSb=40%合金开始结晶与结晶终了温度,并求出它在400℃就是得平衡相成分及其含量。
九、根据下列实验数据绘出概略二元共晶相图,组元A得熔点为1000℃,组元B得熔点为700℃;ωB=25%得合金在500℃结晶完毕,并由%得先共晶相α与%得(α+β)共晶体组成;ωB=50%得合金在500℃结晶完毕后则由40%得先共晶α相与60%得(α+β)共晶体组成,而此合金中得α相总量为50%。
十、组元A得熔点为1000℃,组元B得熔点为700℃,
在800℃时存在包晶反应;α(ωB=5%)+L(ωB=50%)β(ωB=30%);
在600℃时存在共晶反应:L(ωB=80%)β(ωB=60%)+γ(ωB=95%);
在400℃时发生共析反应:β(ωB=50%)α(ωB=2%)+γ(ωB=97%)。根据这些数据画出A—B二元相图。
十一、在C-D二元系中,D组元比C组元有较高得熔点, C在D中没有固溶度。该合金系存在下述恒温反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
根据上述数据,绘出概略得C—D二元相图。
十二、已知A组元(熔点600℃)与B组元(熔点500℃)在液态无限互溶,固态时A在B中得最大固溶度(质量分数)为ωA=30%,室温时为ωA=10%。但B在固态与室温时均不溶于A。在300℃时,含ωB=40%得液态合金发生共晶反应。试绘出A—B合金相图;试计算ωA=20%、ωA=45%、ωA=80%得合金在室温下组织组成物与相组成物得相对重量。
十三、假定需要用ωZn=30%得Cu-Zn合金与ωSn=10%得Cu-Sn合金制造尺寸、形状形同得铸件,参照Cu-Zn与Cu-Sn二元相图,回答下述问题:
(1)哪种合金得流动性好？
(2)哪种合金形成缩松得倾向大？
(3)哪种合金得热裂倾向大？
(4)哪种合金得偏析倾向大？
十四、默画出Fe—Fe3C相图,标注各点、线得名称、温度与成分,并标注各个区域得组织。
十五、分析含碳量为0、2%、0、6%、1、2%得碳钢从液态冷却到室温得结晶过程,用冷却曲线与组织示意图说明各阶段得组织,并分别计算室温下得相组成物及组织组成物得含量。
十六、分析含碳量为3、0%与4、7%得白口铸铁得平衡结晶过程,计算室温下得相组成物及组织组成物得含量。
十七、计算铁碳合金中二次渗碳体与三次渗碳体最大可能含量。
十八、说明含碳量对碳钢得组织与性能得影响。
十九、为了区分两种弄混得碳钢,工作人员分别截取了A、B两块试样,加热至800℃保温后以极其缓慢得速度冷却到室温,观察金相组织,结果如下:
A试样得先共析铁素体面积为41、6%,珠光体得面积为58、4%;
B试样得二次渗碳体得面积为7、3%,珠光体得面积为92、7%;
设铁素体与渗碳体得密度相同,铁素体得含碳量为零,试求A、B两种碳钢得含碳量。
二十、指出下列相图中得错误,并加以改正。

二十一、Mg-Ni系得一个共晶反应为
507℃ L(23、5Wt、%Ni) α(纯镁)+Mg2Ni(54、6Wt、%Ni)
设C1为亚共晶合金,C2为过共晶合金,这两种合金中得先共晶相得重量分数相等,但C1合金中得α总量为C2合金中得α总量得2、5倍,试计算C1与C2得成分。
二十二、铁碳相图有哪些应用,又有哪些局限性。
第六章:固体材料得变形与断裂
一、 解释以下基本概念
弹性变形、塑性变形、滑移、孪生、滑移带、滑移系、多滑移、交滑移、取向因子、软位向、硬位向、临界分切应力、加工硬化、形变织构、纤维组织、丝织构、板织构、细晶强化、弥散强化、断裂、脆性断裂、韧性断裂、解理断裂、穿晶断裂、沿晶断裂
二、填空题
1、金属塑性变形得方式有两种,分别就是( )与( )。
2、体心立方晶体得滑移面就是( ),滑移方向就是( ),共有( )个滑移系。
3、面心立方晶体得滑移面就是( ),滑移方向就是( ),共有( )个滑移系。
4、密排六方晶体得滑移面就是( ),滑移方向就是( ),共有( )个滑移系。
5、临界分切应力得表达式就是( ),该式表明滑移系得分切应力大小与( )有关,分切应力越大,越容易( )。
6、单晶体塑性变形时,把Φ=900或者λ=900得取向称为( ),把取向因子为0。5时对应得取向称为( ),若取向因子大,则屈服强度( )。
7、晶体发生滑移时会引起晶面得转动,拉伸时滑移面力求转向与力轴( )方向,使原来有利取向滑移系变得愈来愈不利,称之为( )。
8、对滑移系少得( )金属,在受到切应力作用下易产生孪生变形,体心立方金属在( )时才发生孪生变形。
9、金属经过塑性变形之后,其晶粒外形会沿受力方向( ),当变形量很大时各晶粒( ),呈现( )称为纤维组织。
10、多晶体塑性变形时,由于形变受到( )阻碍与相邻得取向不同得( )约束,形变抗力比单晶体大,其屈服强度与晶粒直径关系为( ),称为霍尔配奇公式。
11、金属经过塑性变形之后,不但晶粒外形有所变化,晶粒内部得位错密度( ),形成胞状结构,随变形量增大,胞块数量( ),尺寸( )。
12、在常温下,金属得晶粒尺寸愈小,其强度( ),塑性与韧性( )。
13、塑性变形量越大,金属得强度( ),塑性与韧性( ),这种现象称为( )。
14、金属冷塑性变形时,由于晶体转动,使金属晶体中原为任意取向得各晶粒逐渐调整为取向彼此趋于一致,称之为( )。有两种形式得形变织构,分别就是( )与( )。
15、金属经过塑性变形之后,会产生残余内应力,有三种内应力,分别就是( )、( )与( )。
三、 密排六方金属镁能否产生交滑移？滑移方向如何？
四、 试用多晶体塑性变形理论解释室温下金属得晶粒越细强度越高塑性越好得现象。
五、铜单晶其外表面平行于(001),若施加拉应力、力轴方向为,测得τc=0、7MN/m²,求多大应力下材料屈服？
六、 Fe单晶拉力轴沿[110]方向,试问哪组滑移系首先开动？若τc=33、8Mpa,需多大应力材料屈服？
七、 已知纯铝τc=0、9MN/m²,问:
（1） 使(11)面产生[101]方向得滑移,则在方向上应该施加多大得力？
（2） 使(11)面产生[110]方向得滑移呢？
八、 体心立方得铁在(011)滑移面上,有一个b1=a/2[11]得单位位错,在(01)面上,有一个b2=a/2[11]得单位位错,若在切应力作用下,它们向着滑移面得交线处运动并发生反应,试求新生位错得柏氏矢量,位错线方向;并说明该位错为什么就是固定位错。
九、 有一70MPa应力作用在fcc晶体得方向上,求作用在(111) 与(111) 滑移系上得分切应力。
十、 锌单晶体试样截面积A=78、5mm2,经拉伸试验测得得有关数据如下表:
屈服载荷 (N)
620
252
184
148
174
273
525
Φ角(0)
83
72.5
62
48.5
30.5
17.6
5
λ角(0)
25.5
26
38
46
63
74.8
82.5
COSλCOSΦ

てk

(1) 根据以上数据求出临界分切应力并填入上表
(2) 求出屈服载荷下得取向因子,作出取向因子与屈服应力得关系曲线,说明取向因子对屈服应力得影响。
十一、 画出铜晶体得一个晶胞,在晶胞上指出:
（1） 发生滑移得一个晶面;
（2） 在这一晶面上发生滑移得一个方向;
（3） 滑移面上得原子密度与{100}等其它晶面相比有何差别;
（4） 沿滑移方向得原子间距与其它方向相比有何差别。
十二、 已知平均晶粒直径为1mm与0、0625mm得a-Fe得屈服强度分别为112、7MPa与196MPa,问平均晶粒直径为0、0196mm得纯铁得屈服强度为多少？
十三、 、Al单晶制成拉伸试棒(其截面积为9mm2)进行室温拉伸,拉伸轴与交成36、7°,与[011]交成19、1°,与[111]交成22、2°,开始屈服时载荷为20、40N,试确定主滑移系得分切应力。
十四、 Mg单晶体得试样拉伸时,三个滑移方向与拉伸轴分别交成38°、45°、85°,而基面(滑移面)法线与拉伸轴交成60°。如果在拉应力为2、05MPa时开始观察到塑性变形,则Mg得临界分切应力为多少？
十五、 试述金属经塑性变形后组织结构与力学性能之间得关系,阐述加工硬化在机械零部件生产与服役过程中得重要意义。
十六、试述固溶强化得机制。
十七、试述弥散硬化合金得强化机制。
第七章:回复与再结晶
一、 解释以下基本概念
回复、再结晶、多边形化、二次再结晶、冷加工、热加工、动态回复、动态再结晶
二、填空题
1、冷变形金属经重新加热时,根据其组织与性能得变化,大体可分为( )、( )与( )三个阶段。
2、低温回复主要涉及( ),中温回复主要涉及( ),高温回复主要涉及( )。
3、再结晶过程也就是一个( )与( )得过程,但就是与重结晶(同素异晶转变)相比,再结晶只发生组织变化而无( )变化。
4、再结晶晶核形核方式有( )、( )与( )。
5、再结晶温度与熔点之间存在下列关系( ),一般塑性变形量越大,再结晶温度( ),金属纯度越高,再结晶温度( )。
6、再结晶后晶粒大小与变形度有密切关系,一般随变形度增大,再结晶后晶粒越( ),但就是变形度为( )时,再结晶后晶粒( ),人们称此变形度为临界变形度。
7、再结晶得晶粒长大就是通过晶界迁移实现得,影响晶粒长大得因素主要有( )、( )、( )与相邻晶粒得位相差。
8、热加工就是指在( )温度以上得加工过程,在该加工过程中形变引起得( )与再结晶得( )过程同时存在。
9、热加工可以明显改善钢得质量,通过热加工可以消除( ),细化( )、焊合( ),改善( )分布。
10、晶粒长大得驱动力就是( ),晶粒长大就是通过( )移动实现得,其移动方向就是( )。
11、晶粒稳定得立体形状应该就是( ),其二维形状为( ),所有晶界均为直线,晶界间夹角为( )。
12、二次再结晶就是一种特殊得晶粒长大现象,它不需要重新形核,而就是少数晶粒获得特殊得( )条件,造成晶粒大小差别( )。
三、试述不同温度下得回复机制。
四、何为一次再结晶与二次再结晶？发生二次再结晶得条件有那些？
五、 何为临界变形度？在工业生产中有何意义？
六、 用冷拔钢丝绳吊挂颚板进行固溶处理,颚板温度接近1100℃,吊车送往淬火水槽途中发生断裂。此钢丝绳就是新得,无疵病。试分析钢丝绳断裂原因。
七、 一块纯金属板经冷冲压成金属杯并再结晶退火后,试画出截面上得显微组织示意图。
八、 已知W、Fe、Cu得熔点分别就是3399℃、1538℃与1083℃,试估计其再结晶温度。
九、 现有一Φ6mm铝丝需最终加工至Φ0、5mm铝材,但为保证产品质量,此丝材冷加工量不能超过85%,如何制定其合理加工工艺？
十、 设有一楔型板坯经过冷轧后得到相同厚度得板材,然后进行再结晶退火,试问该板材得晶粒大小就是否均匀？为什么？
十一、 为获得细小晶粒组织,应该根据什么原则制定塑性变形及其退火工艺。
第八章:扩散
一、 解释以下基本概念
扩散、稳态扩散、非稳态扩散、扩散激活能、上坡扩散、短路扩散、反应扩散
二、填空题
1、扩散第一定律得表达式为( ),它表示扩散速度与( )与( )成正比,其中得负号表示( )方向与( )方向相反。
2、扩散第一定律为稳态扩散定律,适合于( )与( )都不随时间变化得条件下,而实际大多数扩散过程都就是在非稳态条件下进行得,因此该表达式得应用受到限制。
3、扩散第二定律得表达式为( ),它表示各处得浓度不仅与距离有关,还与( )有关。
4、扩散得驱动力就是( )而不就是浓度梯度,当浓度梯度与驱动力方向一致时产生( )扩散,当浓度梯度与驱动力方向相反时产生( )扩散。
5、扩散系数得数学表达式为( ),它表明温度越高,扩散速度( )。这就是因为,温度越高,原子振动能( ),晶体空位浓度( ),这些都有利于扩散。
6、固溶体类型不同,溶质原子得扩散激活能不同,一般间隙原子激活能比置换原子得( ),间隙原子扩散系数比置换原子得( ),所以在渗层厚度相同得情况下,渗碳要比渗金属所需得( )短得多。
7、在912℃,碳在Υ-Fe中得扩散系数比在α-Fe中得( )得多,但就是钢得渗碳常常在奥氏体中进行,而不在铁素体中进行,其原因主要就是( )与( )。
8、原子在金属及合金中得扩散既可以在晶内进行,也可以沿晶界、外表面等晶体缺陷处进行,一般来说,原子沿( )扩散最快,沿( )次之,而沿( )最慢。
9、影响扩散得因素主要包括以下六个方面,分别就是( )、( )、( )、( )、( )与( )。
三、为什么钢得渗碳在奥氏体中进行而不在铁素体中进行？
四、为什么往钢中渗金属要比渗碳困难？
五、已知铜在铝中得扩散常数D0=0。84×10-5m2/s , Q=136×103J/mol ,试计算在477℃与497℃时铜在铝中得扩散系数。并说明温度对扩散速度得影响。
六、 已知930℃碳在r-Fe中得扩散系数D=1、61*10-12m²/s,在这一温度下对含碳0、1%C得碳钢渗碳,若表面碳浓度为1、0%C,规定含碳0、3%处得深度为渗层深度,(1)求渗层深度X与渗碳时间得关系式;(2)计算930℃渗10小时、20小时后得渗层深度X10、X20;(3)X20/X10说明了什么问题？
七、 已知碳在r-Fe中得扩散常数D0=2、0*10-5m²/s,扩散激活能Q=140*103J/mol,(1)求870℃,930℃碳在r-Fe中得扩散系数;(2)在其它条件相同得情况下于870℃与930℃各渗碳10小时,求X930/X870,这个结果说明了什么问题？
《热处理原理与工艺》