中南大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)期末考試題01-06年答案(存儲(chǔ)版)
【正文】 ，保留強(qiáng)度；戶內(nèi)電燈用花線采用再結(jié)晶退火軟化，流線，亞結(jié)構(gòu)為胞狀組織；加工硬化，內(nèi)應(yīng)力，織構(gòu)，由于Cotrell氣團(tuán)引起，高變形量金屬保溫1h后測量硬度變化：b1+b2 a b c a 因此 位錯(cuò)反應(yīng)能進(jìn)行。參考答案圖中五條單變量線的反應(yīng)式分別為，e1P：L→α＋δ；e2P：L→γ＋δ；e3P：L→γ＋β；pP：L＋β→α；PE：L→δ＋βP點(diǎn)反應(yīng)：L＋α→δ＋β；E點(diǎn)分反應(yīng)：L→δ＋β＋γ。5. （10分）分析原子擴(kuò)散在金屬材料中的作用。hcp晶胞如圖2，晶向?yàn)镺a3反方向， 晶面為ABCD面。：解答： FeFe3C亞穩(wěn)平衡相圖如圖。原子擴(kuò)散對(duì)材料的影響如鑄中晶粒形核和長大、晶界運(yùn)動(dòng)、氧化…….等許多過程均牽涉到原子擴(kuò)散；金屬中的上坡擴(kuò)散實(shí)例如柯垂耳氣團(tuán)的形成，調(diào)幅分解過程等。各四相平衡反應(yīng)式分別為，1700℃：L＋WC＋W→η，1200℃：L＋η→WC＋γ，1085℃：L→γ＋WC＋γ；Ⅰ合金成分其組織在剛凝固完畢時(shí)只有三元共晶。通常鑄錠組織的特點(diǎn)為外層的細(xì)等軸晶，鑄錠表面向里有柱狀晶，心部為粗大等軸晶；要獲得非晶可以以極快速度將金屬液體冷卻，要獲得亞穩(wěn)相也必須使冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平衡冷卻速度；由于溶質(zhì)原子再分配造成成分過冷使固溶體合金正溫度梯度下凝固時(shí)也可以呈樹枝狀方式成長，而純金屬則需要在負(fù)溫度梯度下才能得到樹枝狀晶。（3）Cu－10wt％Sn合金非平衡凝固時(shí)由于溶質(zhì)原子在分配而產(chǎn)生枝晶偏析；造成合金鑄錠強(qiáng)度低、加工塑性差，枝晶偏析還使合金耐腐蝕性能降低；消除枝晶偏析可以采用將鑄錠在略低于固相線溫度長時(shí)間均勻化退火。要獲得尺寸細(xì)小的再結(jié)晶晶粒，有那些主要措施，為什么?參考答案：影響冷變形后金屬再結(jié)晶溫度的主要因素有：變形程度、微量雜質(zhì)和合金元素、金屬晶粒度、加熱時(shí)間、加熱速度；要獲得尺寸細(xì)小的再結(jié)晶晶粒主要措施有：加大冷變形程度，加入微量合金元素，提高加熱速度、采用細(xì)晶粒金屬。二、 問答題（10分）標(biāo)出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指數(shù)， OC方向、OC方向的晶向指數(shù)。（10分）判斷位錯(cuò)反應(yīng)在面心立方晶體中能否進(jìn)行？若兩個(gè)擴(kuò)展位錯(cuò)的領(lǐng)先位錯(cuò)發(fā)生上述反應(yīng)，會(huì)對(duì)面心立方金屬性能有何影響。（15分）請(qǐng)?jiān)谌缦翽b－Bi－Sn相圖中（1） 寫出三相平衡和四相平衡反應(yīng)式；（2） 標(biāo)出成分為5％Pb，65％Bi與30％Sn合金所在位置，寫出該合金凝固結(jié)晶過程，畫出并說明其在室溫下的組織示意圖。高應(yīng)變速率下曲線分三個(gè)階段：未發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的加工硬化階段，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶加劇階段，完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶階段（此時(shí)加工硬化與再結(jié)晶軟化達(dá)到平衡，曲線接近水平，達(dá)到穩(wěn)態(tài)流變階段）低應(yīng)變速率下完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶階段呈波浪形，是反復(fù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化－加工硬化－動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化交替進(jìn)行的結(jié)果；（2）開坯后金屬在室溫下繼續(xù)進(jìn)行軋制的真應(yīng)力－真應(yīng)變曲線示意圖（略）；真應(yīng)力－真應(yīng)變曲線一直上升，直至斷裂，主要機(jī)制為加工硬化；（3）開坯后要獲得硬態(tài)金屬，可以進(jìn)行冷加工，機(jī)制為加工硬化；獲得軟態(tài)制品，可采用冷加工后再結(jié)晶退火；獲得半硬態(tài)制品，可采用冷加工后回復(fù)退火，或者完全再結(jié)晶退火后適當(dāng)冷變形。（5） 設(shè)X合金平衡凝固完畢時(shí)的組織為a初晶+(a+θ)共晶，其中a初晶占80%，則此合金中剛凝固完畢時(shí)θ組元的含量是多少？（6） 繪出T=560℃溫度時(shí)各相的自由能成分曲線示意圖。2 屈服現(xiàn)象對(duì)沖壓制件表面質(zhì)量有何不利影響。試樣熱處理后的顯微組織示意圖（略，分別為纖維組織，再結(jié)晶組織和晶粒長大組織）；200e 加熱試樣強(qiáng)度高，塑性低，500e 加熱試樣強(qiáng)度低，塑性好，800e 加熱試樣強(qiáng)度更低。4）三種鋼在給定溫度下的顯微組織如表。3. （10分）畫出FeFe3C亞穩(wěn)平衡相圖，根據(jù)相圖回答下列問題：a. 標(biāo)出合金在室溫下的組織組成；b. 寫出相圖中三個(gè)等溫反應(yīng)式；c. ％的合金的
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