【正文】 一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1．原子的結(jié)合鍵有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？2．面心立方晶體和體心立方晶體的晶胞原子數(shù)、配位數(shù)和致密度各是多少？3．立方晶系中，若位錯(cuò)線方向?yàn)閇001]，試說明該位錯(cuò)屬于什么類型。4．請(qǐng)說明間隙化合物與間隙固溶體的異同。5．試從擴(kuò)散系數(shù)公式說明影響擴(kuò)散的因素。6．何為過冷度？它對(duì)形核率有什么影響？二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1．在面心立方晶體中，分別畫出(101)、[110]和、[，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？2．已知Al為面心立方晶體，原子半徑為rA。若在Al晶體的八面體間隙中能溶入最大的小原子半徑為rB，請(qǐng)計(jì)算rB與rA的比值是多少。3．AB二元合金中具有共晶反應(yīng)如下：若共晶反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)，α和β相的相對(duì)含量各占50%，試求該合金的成分。4．已知銅的臨界分切應(yīng)力為1Mpa，問要使面上產(chǎn)生[101]方向的滑移，應(yīng)在[001]方向上施加多大的力？三、綜合分析題（每題15分，共30分）1．按下列條件繪出AB二元相圖：（1）A組元（熔點(diǎn)600℃）與B組元（熔點(diǎn)500℃）在液態(tài)時(shí)無限互溶；（2）固態(tài)時(shí)，A在B中的最大固溶度為wA=，室溫時(shí)為wA=；而B在固態(tài)下不溶于A；（3）300℃時(shí)發(fā)生共晶反應(yīng)。在AB二元相圖中，分析wB=，在室溫下的相組成物及組織組成物，并計(jì)算各相組成物的相對(duì)含量。2．請(qǐng)繪出下列FeC合金極緩慢冷卻到室溫后的金相組織示意圖，并標(biāo)注各組織。（腐蝕劑均為3%硝酸酒精）　一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1．原子的結(jié)合鍵有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？離子鍵：正負(fù)離子相互吸引；鍵合很強(qiáng)，無方向性；熔點(diǎn)、硬度高，固態(tài)不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差。共價(jià)鍵：相鄰原子通過共用電子對(duì)結(jié)合；鍵合強(qiáng)，有方向性；熔點(diǎn)、硬度高，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性有好有差。金屬鍵：金屬正離子于自由電子相互吸引；鍵合較強(qiáng)，無方向性；熔點(diǎn)、硬度有高有低，導(dǎo)熱導(dǎo)電性好。分子鍵：分子或分子團(tuán)顯弱電性，相互吸引；鍵合很弱，無方向性；熔點(diǎn)、硬度低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差。氫 鍵：類似分子鍵，但氫原子起關(guān)鍵作用XHY；鍵合弱，有方向性；熔點(diǎn)、硬度低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性好。2．面心立方晶體和體心立方晶體的晶胞原子數(shù)、配位數(shù)和致密度各是多少？晶胞原子數(shù)配位數(shù)致密度面心立方41274%體心立方2868%3．立方晶系中，若位錯(cuò)線方向?yàn)閇001]，試說明該位錯(cuò)屬于什么類型。因位錯(cuò)線方向垂直于柏氏矢量，所以是刃位錯(cuò)。4．請(qǐng)說明間隙化合物與間隙固溶體的異同。相同點(diǎn)：小原子溶入不同點(diǎn)：若小原子溶入后，大小原子數(shù)量成比例，在選取點(diǎn)陣時(shí)，大小原子點(diǎn)陣可以合并，這實(shí)際上改變了大原子的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此認(rèn)為形成新相，稱為間隙相（間隙化合物）。若小原子溶入后，分布隨機(jī)，大小原子點(diǎn)陣不能合并，仍然保留大原子點(diǎn)陣，稱為間隙固溶體。5．試從擴(kuò)散系數(shù)公式說明影響擴(kuò)散的因素。從公式表達(dá)形式可以看出擴(kuò)散系數(shù)與擴(kuò)散激活能Q和溫度T有關(guān)。擴(kuò)散激活能越低擴(kuò)散系數(shù)越大，因此激活能低的擴(kuò)散方式的擴(kuò)散系數(shù)較大，如晶界和位錯(cuò)處的擴(kuò)散系數(shù)較大。溫度越高，原子活性越大，擴(kuò)散系數(shù)越大。6．何為過冷度？它對(duì)形核率有什么影響？過冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度的差值。隨過冷度增大，形核率先增后減。二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1.在面心立方晶體中，分別畫出(101)、[110]和、[，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？對(duì)面心立方晶體，(101)非密排面，因此它不是滑移面；[110]是密排方向，因此是滑移方向。但這二者不能構(gòu)成滑移系。和[是密排面和密排方向，因此可以構(gòu)成滑移系。2.已知Al為面心立方晶體，原子半徑為rA。若在Al晶體的八面體間隙中能溶入最大的小原子半徑為rB，請(qǐng)計(jì)算rB與rA的比值是多少。3.AB二元合金中具有共晶反應(yīng)如下：若共晶反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)，α和β相的相對(duì)含量各占50%，試求該合金的成分。設(shè)合金成分為c％，由題知：得：c%＝%4.已知銅的臨界切分應(yīng)力為1Mpa，問要使面上產(chǎn)生[101]方向的滑移，應(yīng)在[001]方向上施加多大的力？對(duì)立方晶系，兩晶向[h1k1l1]和[h2k2l2]夾角公式為：故滑移面的法線與拉力軸方向[001]的夾角為：同理，滑移方向[101]與拉力軸方向[001]的夾角為：由分切應(yīng)力公式得：三、綜合分析題（每題15分，共30分）1．按下列條件繪出AB二元相圖：1)A組元（熔點(diǎn)600℃）與B組元（熔點(diǎn)500℃）在液態(tài)時(shí)無限互溶；2)固態(tài)時(shí)，A在B中的最大固溶度為wA=，室溫時(shí)為wA=；而B在固態(tài)下不溶于A；3)300℃時(shí)發(fā)生共晶反應(yīng)。在AB二元相圖中，分析wB=，在室溫下的相組成物及組織組成物，并計(jì)算各相組成物的相對(duì)含量。 相組成：A＋β 組織組成：A＋β＋AII2．請(qǐng)繪出下列FeC合金極緩慢冷卻到室溫后的金相組織示意圖，并標(biāo)注各組織。（腐蝕劑均為3%硝酸酒精）工業(yè)純鐵： F20鋼： F+P45鋼： F+PT8鋼： PT12鋼： P+Fe3C網(wǎng)狀亞共晶白口鑄鐵：P+Ld’一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1．工程材料分為哪幾類？它們的結(jié)合鍵如何？2．根據(jù)凝固理論，請(qǐng)分析細(xì)化鑄錠晶粒的途徑及原理3．固溶體非平衡凝固時(shí)，形成微觀偏析和宏觀偏析的原因有何區(qū)別？4．請(qǐng)為置換固溶體、間隙固溶體、間隙化合物、正常價(jià)化合物、電子化合物和間隙化合物各舉一具體例子。5．為什么細(xì)晶強(qiáng)化可以同時(shí)提高合金強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性？二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1．鈦的晶胞（密排六方）體積在20℃，其c/a＝，求：（1）c、a的值；（2）鈦原子半徑。2．已知鉬為體心立方結(jié)構(gòu)，請(qǐng)回答：（1）畫出其晶胞示意圖；（2）在圖中畫出一個(gè)可能的滑移系，并標(biāo)明滑移面和滑移方向的指數(shù)。3．一碳鋼在平衡冷卻條件下，室溫組織為珠光體＋二次滲碳體，其中珠光體含量為90%。請(qǐng)確定該碳鋼的含碳量，并畫出組織示意圖。4．假設(shè)某面心立方晶體可以開動(dòng)的滑移系為，請(qǐng)回答：（1）給出滑移位錯(cuò)的單位位錯(cuò)柏氏矢量；（2）若滑移位錯(cuò)為純?nèi)形诲e(cuò)，請(qǐng)指出其位錯(cuò)線方向；若滑移位錯(cuò)為純螺位錯(cuò)，其位錯(cuò)線方向又如何？三、綜合分析題（每題15分，共30分）1．根據(jù)下列已知條件繪出AB二元共晶相圖：i.tA tB（tA、tB為A、B的熔點(diǎn)）；ii.共晶反應(yīng)為；iii.B在A中的固溶度隨溫度的下降而減小，室溫時(shí)為wB＝；A在B中的固溶度不隨溫度變化， 并請(qǐng)回答：（1）分析wB=；（2）計(jì)算該合金室溫下的相組成物及組織組成物。（忽略二次相）8.一楔型純銅鑄錠，經(jīng)間距恒定的軋輥軋制（如圖）；（1）請(qǐng)畫出軋制后，錠子的晶粒示意圖。（2）畫出將該錠子進(jìn)行再結(jié)晶退火后，晶粒示意圖。并分析原因?！∫?、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1．何為空間點(diǎn)陣？它與晶體結(jié)構(gòu)有何異、同？2．請(qǐng)簡(jiǎn)述晶界有哪些特征？3．何為固溶強(qiáng)化？置換固溶體與間隙固溶體相比,哪個(gè)的固溶強(qiáng)化效果強(qiáng)？請(qǐng)簡(jiǎn)述影響固溶度的因素。4．請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。5．什么是反應(yīng)擴(kuò)散？請(qǐng)簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。6．簡(jiǎn)述在什么情況下會(huì)發(fā)生單滑移、多滑移和交滑移，它們的滑移線形貌特征是什么。二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1．請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方和體心立方晶體的（100）、（110）和（111）晶面的面間距（假設(shè)兩種點(diǎn)陣的點(diǎn)陣常數(shù)都是a）。2．在面心立方晶體中，分別畫出、和、指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？若外力方向?yàn)?01，請(qǐng)問哪些滑移系可以開動(dòng)？3．請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，則在簡(jiǎn)單立方晶胞內(nèi)繪出參加反應(yīng)位錯(cuò)的柏氏矢量。1)2)4．已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見附圖，1)請(qǐng)畫出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2)請(qǐng)畫出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。三、綜合分析題（每題15分，共30分）1．已知MgNi合金系中一個(gè)共晶反應(yīng)：%Ni219。a純Mg+%Ni設(shè)有C1和C2兩種合金，C1為亞共晶，C2為過共晶。這兩種合金的初生相質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，但室溫時(shí)C1中a(即Mg)，請(qǐng)確定C1和C2的成分。2.某工廠對(duì)一大型零件進(jìn)行淬火處理，經(jīng)過1100℃加熱后，用冷拉鋼絲繩吊掛，由起重吊車送往淬火水槽，行至途中鋼絲突然發(fā)生斷裂。該鋼絲是新的，且沒有瑕疵，是分析該鋼絲繩斷裂的原因?！【C合模擬測(cè)試一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.請(qǐng)簡(jiǎn)述刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)的主要特征。2.相互垂直的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)后發(fā)生交割，原位錯(cuò)可能會(huì)發(fā)生什么變化？在后續(xù)的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)中可能會(huì)有什么影響？3.什么是離異共晶？如何發(fā)生的？4.簡(jiǎn)述平衡結(jié)晶與非平衡結(jié)晶的不同之處。5.形成無限固溶體的條件是什么？簡(jiǎn)述原因。6.在固態(tài)下晶體的線缺陷對(duì)溶質(zhì)原子的擴(kuò)散有何影響？二、作圖計(jì)算題（共40分）1.