【正文】 分的多半原子面.五、如右圖,某晶體的滑移面上有一柏氏矢量為b的位錯環(huán),并受到一均勻切應(yīng)力τ.(1)分析該位錯環(huán)各段位錯的結(jié)構(gòu)類型.(2)求各段位錯線所受的力的大小及方向. (3)在τ的作用下,該位錯環(huán)將如何運(yùn)動?(4)在τ的作用下,若使此位錯環(huán)在晶體中穩(wěn)定不動,其半徑應(yīng)為多少?六、面心立方晶體中，在（111）面上的單位位錯b=a/2[10]，在（111）面上分解為兩個肖克萊不完全位錯，請寫出該位錯反應(yīng)，并證明所形成的擴(kuò)展位錯的寬度由下式給出：七、已知單位位錯a/2[01]能與肖克萊不完全位錯a/6[12]相結(jié)合形成弗蘭克不全位錯，試說明：（1）新生成的弗蘭克不全位錯的柏氏矢量。體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格的單位位錯的柏氏矢量分別可表示成（ ）、（ ）和（ ）。位錯有兩種基本類型，分別是（ ），（ ）。二十一、.a)算出fcc和bcc晶體中四面體間隙及八面體間隙的大小，用原子半徑R表示，并注明間隙中心坐標(biāo)；b)寫出溶解在γFe中C原子所處位置，若此類位置全部被C原子占據(jù)，那么問在此情況下，γFe能溶解多少重量百分比的C？而實(shí)際上碳在鐵中的最大溶解度是多少？兩者在數(shù)值上有差異的原因是什么？二十二、為什么gFe的溶碳能力遠(yuǎn)大于aFe的溶碳能力？二十三、Na+，NaCl具有面心立方點(diǎn)陣，試求其配位數(shù)、晶格常數(shù)及致密度。十七、試計(jì)算面心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向的原子密度，并指出其最密排晶面和最密排晶向。十三、Ni的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，其原子半徑為r=，試求1cm3中Ni的原子數(shù)。四面體間隙半徑r=, (R為原子半徑)。九、證明理想密排六方晶胞中的軸比c/a=。今有一晶面在X、Y、Z坐 標(biāo)軸上的截距分別為5個原子間距、2個原子間距和3個原子 間距，求該晶面的晶面指數(shù)。1Fe3C的鐵、碳原子比為（ ），碳的重量百分?jǐn)?shù)為（ ），它是（ ）的主要強(qiáng)化相。1金屬化合物（中間相）分為以下四類，分別是（ ），（ ），（ ），（ ）。密排六方晶格中，晶胞原子數(shù)為（ ），原子半徑與晶格常數(shù)的關(guān)系為（ ），配位數(shù)是（ ），致密度是（ ），密排晶向?yàn)椋? ），密排晶面為（ ），具有密排六方晶格的常見金屬有（ ）。我們把原子在物質(zhì)內(nèi)部呈（ ）排列的固體物質(zhì)稱為晶體，晶體物質(zhì)具有以下三個特點(diǎn)，分別是（ ），（ ），（ ）。第一部分：習(xí)題集《材料科學(xué)基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)思考題第一章：材料的結(jié)構(gòu)一、 解釋以下基本概念 空間點(diǎn)陣、晶格、晶胞、配位數(shù)、致密度、共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵、組元、合金、相、固溶體、中間相、間隙固溶體、置換固溶體、固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化。三種常見的金屬晶格分別為（ ），（ ）和（ ）。合金的相結(jié)構(gòu)分為兩大類，分別是（ ）和（ ）。1金屬化合物（中間相）的性能特點(diǎn)是：熔點(diǎn)（ ）、硬度（ ）、脆性（ ），因此在合金中不作為（ ）相，而是少量存在起到第二相（ ）作用。三、作圖表示出立方晶系（123）、（0）、（421）等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。六、體心立方晶格的晶格常數(shù)為a，試求出（100）、（110）、（111）晶面的面間距大小，并指出 面間距最大的晶面。十、試證明面心立方晶格的八面體間隙半徑r=,四面體間隙半徑r=。 十一、 a）設(shè)有一鋼球模型，球的直徑不變，當(dāng)由面心立方晶格轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格時(shí)，試計(jì)算其體積膨脹。十四、.Mo的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)，其晶格常數(shù)a=，試求Mo的原子半徑r。十八、求金剛石結(jié)構(gòu)中通過（0，0，0）和（3/4，3/4，1/3）兩碳原子的晶向指數(shù)，及與該晶向垂直的晶面指數(shù)。二十四、滲碳體(Fe3C)是一種間隙化合物，它具有正交點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，其點(diǎn)陣常數(shù)a=，b=，c=，其密度ρ=，試求每單位晶胞中Fe原子與C原子的數(shù)目？二十五、試計(jì)算金剛石結(jié)構(gòu)的致密度。刃型位錯的柏氏矢量與位錯線（ ），螺型位錯的柏氏矢量與位錯線（ ）。面心立方晶體中有兩種重要的不全位錯，柏氏矢量分別為（ ），（ ）。（2）判斷此位錯反應(yīng)能否進(jìn)行？（3）這個位錯為什么稱固定位錯？八、判定下列位錯反應(yīng)能否進(jìn)行？若能進(jìn)行，試在晶胞上作出矢量圖。從計(jì)算結(jié)果可得到什么結(jié)論？十一、根據(jù)晶粒的位向差及其特點(diǎn)，晶界有那些類型？有何特點(diǎn)屬性？第三章：純金屬的凝固一、 解釋以下基本概念結(jié)晶、過冷、過冷度、結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、均勻形核、非均勻形核、臨界晶核半徑、臨界晶核形核功、形核率、變質(zhì)處理、光滑界面、粗糙界面、樹枝晶、柱狀晶、等軸晶、單晶、非晶、微晶、準(zhǔn)晶、多晶體。要獲得結(jié)晶過程所必須的驅(qū)動力，一定要有（ ），過冷度（ ），液固兩相自由能差值（ ），驅(qū)動力（ ），臨界晶核半徑（ ），臨界晶核形核功（ ），形核率（ ），結(jié)晶后（ ）越細(xì)小。非均勻形核時(shí)，其形核功大小與潤濕角q有關(guān)，當(dāng)q=00時(shí)，ΔG非=（ ），當(dāng)q=900時(shí)，ΔG非=（ ），當(dāng)q=1800時(shí)，ΔG非=（ ）。金屬鑄錠一般由三個晶區(qū)組成，表面為（ ），中間為（ ），心部為（ ）。 b）當(dāng)非均勻形核形成球冠形晶核時(shí)，其ΔGK與V之間的關(guān)系如何？ 四、如果臨界晶核是邊長為aK的正方體，試求出其ΔGK與aK的關(guān)系。 十、為了得到發(fā)達(dá)的柱狀晶區(qū)應(yīng)該采取什么措施？為了得到發(fā)達(dá)的等軸晶區(qū)應(yīng)該采取什么措施？其基本原理如何？十一、考慮在一個大氣壓下液態(tài)鋁的凝固，對于不同程度的過冷度，即：ΔT=1，10，100和200℃，計(jì)算：(a)臨界晶核尺寸； (b)從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)，單位體積的自由能變化ΔGv；(c)從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)，臨界尺寸r*處的自由能的變化 ΔGv。十三、指出下列各題錯誤之處，并改正之。 十四、何謂非晶態(tài)金屬？簡述幾種制備非晶態(tài)金屬的方法。二元合金相圖杠桿定律只適用于（ ）區(qū)，當(dāng)二元系處于兩相平衡時(shí)，可根據(jù)杠桿定律確定兩平衡相的（ ）和計(jì)算兩平衡相的（ ）。固溶體合金在凝固時(shí)會產(chǎn)生成分過冷，成分過冷區(qū)的大小與結(jié)晶速度R有關(guān)，與界面前沿實(shí)際溫度分布G有關(guān)，與溶質(zhì)濃度C0大小有關(guān)，一般G( ),R( ),C0( )越容易產(chǎn)生成分過冷。1合金的鑄造性能取決于液相線與固相線之間（ ），其值越小，鑄造性能（ ），二元系具有（ ）成分的合金鑄造性能最好。1鐵素體是碳溶入（ ）中的（ ）固溶體，奧氏體是碳溶入（ ）中的（ ）固溶體，滲碳體是（ ）。1亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼在室溫下的平衡組織分別是（ ），（ ），（ ）。2變態(tài)萊氏體是（ ）和（ ）的機(jī)械混合物，由于含有大量的滲碳體，所以塑性（ ），脆性（ ），但是（ ）好。問凝固后哪一個鑄件的偏析嚴(yán)重？為什么？找出消除偏析的措施。（2）從相圖上確定含銻量為ωSb=40%合金開始結(jié)晶和結(jié)晶終了溫度，并求出它在400℃是的平衡相成分及其含量。根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出A—B二元相圖。但B在固態(tài)和室溫時(shí)均不溶于A。十五、%、%、%的碳鋼從液態(tài)冷卻到室溫的結(jié)晶過程，用冷卻曲線和組織示意圖說明各階段的組織，并分別計(jì)算室溫下的相組成物及組織組成物的含量。十九、為了區(qū)分兩種弄混的碳鋼，工作人員分別截取了A、B兩塊試樣，加熱至800℃保溫后以極其緩慢的速度冷卻到室溫，觀察金相組織，結(jié)果如下： %，%； %，%；設(shè)鐵素體和滲碳體的密度相同，鐵素體的含碳量為零，試求A、B兩種碳鋼的含碳量。第六章：固體材料的變形與斷裂一、 解釋以下基本概念彈性變形、塑性變形、滑移、孿生、滑移帶、滑移系、多滑移、交滑移、取向因子、軟位向、硬位向、臨界分切應(yīng)力、加工硬化、形變織構(gòu)、纖維組織、絲織構(gòu)、板織構(gòu)、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、斷裂、脆性斷裂、韌性斷裂、解理斷裂、穿晶斷裂、沿晶斷裂二、填空題金屬塑性變形的方式有兩種，分別是（ ）和（ ）。臨界分切應(yīng)力的表達(dá)式是（ ），該式表明滑移系的分切應(yīng)力大小與（ ）有關(guān)，分切應(yīng)力越大，越容易（ ）。對滑移系少的（ ）金屬，在受到切應(yīng)力作用下易產(chǎn)生孿生變形，體心立方金屬在（ ）時(shí)才發(fā)生孿生變形。1在常溫下，金屬的晶粒尺寸愈小，其強(qiáng)度（ ），塑性和韌性（ ）。1金屬經(jīng)過塑性變形之后，會產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力，有三種內(nèi)應(yīng)力，分別是（ ）、（ ）和（ ）。,問：（1） 使（11）面產(chǎn)生[101]方向的滑移，則在[001]方向上應(yīng)該施加多大的力？（2） 使（11）面產(chǎn)生[110]方向的滑移呢？八、 體心立方的鐵在（011）滑移面上，有一個b1=a/2[11]的單位位錯，在（01）面上，有一個b2=a/2[11]的單位位錯，若在切應(yīng)力作用下，它們向著滑移面的交線處運(yùn)動并發(fā)生反應(yīng)，試求新生位錯的柏氏矢量，位錯線方向；并說明該位錯為什么是固定位錯。十二、 ,？十三、 .Al單晶制成拉伸試棒（其截面積為9mm2）進(jìn)行室溫拉伸，拉伸軸與[001]176。十四、 Mg單晶體的試樣拉伸時(shí)，三個滑移方向與拉伸軸分別交成38176。則Mg的臨界分切應(yīng)力為多少？十五、 試述金屬經(jīng)塑性變形后組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間的關(guān)系，闡述加工硬化在機(jī)械零部件生產(chǎn)和服役過程中的重要意義。低溫回復(fù)主要涉及（ ），中溫回復(fù)主要涉及（ ），高溫回復(fù)主要涉及（ ）。再結(jié)晶后晶粒大小與變形度有密切關(guān)系，一般隨變形度增大，再結(jié)晶后晶粒越（ ），但是變形度為（ ）時(shí)，再結(jié)晶后晶粒（ ），人們稱此變形度為臨界變形度。晶粒長大的驅(qū)動力是（ ），晶粒長大是通過（ ）移動實(shí)現(xiàn)的，其移動方向是（ ）。四、何為一次再結(jié)晶和二次再結(jié)晶？發(fā)生二次再結(jié)晶的條件有那些？五、 何為臨界變形度？在工業(yè)生產(chǎn)中有何意義？六、 用冷拔鋼絲繩吊掛顎板進(jìn)行固溶處理，顎板溫度接近1100℃，吊車送往淬火水槽途中發(fā)生斷裂。八、 已知W、Fe、Cu的熔點(diǎn)分別是3399℃、1538℃和1083℃，試估計(jì)其再結(jié)晶溫度。擴(kuò)散第二定律的表達(dá)式為（ ），它表示各處的濃度不僅與距離有關(guān)，還與（ ）有關(guān)。固溶體類型不同，溶質(zhì)原子的擴(kuò)散激活能不同，一般間隙原子激活能比置換原子的（ ），間隙原子擴(kuò)散系數(shù)比置換原子的（ ），所以在滲層厚度相同的情況下，滲碳要比滲金屬所需的（ ）短的多。三、為什么鋼的滲碳在奧氏體中進(jìn)行而不在鐵素體中進(jìn)行？四、為什么往鋼中滲金屬要比滲碳困難？五、已知銅在鋁中的擴(kuò)散常數(shù)D0=0。/s,%C的碳鋼滲碳，%C，%處的深度為滲層深度，（1）求滲層深度X與滲碳時(shí)間的關(guān)系式；（2）計(jì)算930℃滲10小時(shí)、20小時(shí)后的滲層深度XX20；（3）X20/X10說明了什么問題？七、 已知碳在rFe中的擴(kuò)散常數(shù)D0=*105m178。亞共析鋼加熱到Ac1以上溫度時(shí)，由（ ）兩相組成，只有加熱到Ac3以上溫度時(shí)，才能獲得單相（ ）；過共