西工大材料科學(xué)基礎(chǔ)期末模擬試題集-文庫吧在線文庫
【正文】 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)？不能構(gòu)成滑移系能構(gòu)成滑移系不能開動(dòng)能構(gòu)成滑移系能開動(dòng)3． 請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，則在簡單立方晶胞內(nèi)繪出參加反應(yīng)位錯(cuò)的柏氏矢量。a純Mg+%Ni設(shè)有C1和C2兩種合金，C1為亞共晶，C2為過共晶。2. 固體中常見的有哪些相結(jié)構(gòu)？答：固溶體中常見的相結(jié)構(gòu)有固溶體，化合物，非晶相，分子相。二、作圖計(jì)算題（每題8分，共40分）1. ，純鋁是fcc晶體，請(qǐng)問H原子溶入Al時(shí)處于何種間隙位置？答：fcc晶體的八面體間隙，四面體間隙。繪圖略5. 請(qǐng)根據(jù)附圖作出簡單三元共晶相圖的垂直截面，并標(biāo)明各個(gè)相區(qū)的相組成；繪出合金X的冷卻曲線，并標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)或相組成eABCXFDLL→BL→A+BL→A+B+CA+B+CLL+CL+A+CL+B+CA+B+CDFL+A三、綜合分析題（每題15分，共30分）1. 若需要對(duì)純鋁試樣進(jìn)行強(qiáng)化，可以采用什么強(qiáng)化手段？通過何種手段實(shí)現(xiàn)？答：細(xì)晶強(qiáng)化，可以通過快速結(jié)晶或變形再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)； 加工硬化，經(jīng)適當(dāng)?shù)睦渌苄宰冃魏罂梢蕴岣邚?qiáng)度。一般，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶后的強(qiáng)度、硬度比靜態(tài)再結(jié)晶的高。答：α=176。2. 根據(jù)AlZr二元相圖回答：1) 寫出1490℃、1250℃、975℃、940℃的相變反應(yīng)，并判斷反應(yīng)類型。 15. 什么是上坡擴(kuò)散？哪些情況下會(huì)發(fā)生上坡擴(kuò)散？ 答：由低濃度處向高濃度處擴(kuò)散的現(xiàn)象稱為上坡擴(kuò)散。答： 故：b1能量較低。（R=a相為固溶體，保持Al的晶體結(jié)構(gòu)。 22. 何為固溶強(qiáng)化？請(qǐng)簡述其強(qiáng)化機(jī)制。答：可能開動(dòng)的有8個(gè)。熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力動(dòng)力學(xué)特征回復(fù)存儲(chǔ)能（點(diǎn)陣畸變能）馳豫過程再結(jié)晶存儲(chǔ)能（點(diǎn)陣畸變能）形核長大正常長大總界面能長大二次再結(jié)晶總界面能＋總表面能長大6. AlCu相圖的局部如附圖所示，請(qǐng)分析并回答：7） %%Cu合金在平衡結(jié)晶和快速冷卻不平衡結(jié)晶時(shí)，室溫下的組織特征。線螺型位錯(cuò)的滑移面是不確定的，凡是包含螺型位錯(cuò)的平面均可作為它的滑移面；位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向相互垂直。答：形成固溶體時(shí)，溶質(zhì)原子的溶入會(huì)使溶劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，使體系自由能升高。 ?、前Х磻?yīng) γ+ L→δ。（Ｔ再＝ 純鋁熔點(diǎn)為660℃ ）答：前一種為臨界變形度下變形，高溫退火再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力小，形核少，晶粒粗大；后種工藝，在大變形下，根據(jù)Ｔ再＝ 計(jì)算，T再≈100℃，故再結(jié)晶溫度不得大于200℃為宜，由于采用了620℃高溫退火，晶粒異常長大（二次再結(jié)晶），造成晶粒粗大。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。隨過冷度增大，形核率先增后減。3.設(shè)合金成分為c％，由題知：得：c %＝% 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)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。 不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。 F20鋼： 組織組成：A＋β＋AII但這二者不能構(gòu)成滑移系。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。因位錯(cuò)線方向垂直于柏氏矢量，所以是刃位錯(cuò)。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。 已知單晶銅的｛111｝滑移系的臨界分切應(yīng)力τk為1MPa，請(qǐng)問：①要使面上產(chǎn)生方向的滑移，則在方向上應(yīng)施加多大的應(yīng)力？②假設(shè)在單晶銅中只開動(dòng)滑移系，那么隨著滑移的進(jìn)行，拉伸試樣中面會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？它對(duì)隨后的進(jìn)一步變形有何影響？（10分）答：（1）滑移面的法線方向和拉力軸 的夾角 與拉力軸的夾角 需要施加的力 （2）（111）面會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。指出平衡冷卻，室溫下相組成物、組織組成物是什么？并計(jì)算其相對(duì)含量。4. 簡述平衡結(jié)晶與非平衡結(jié)晶的不同之處。答：5） %Cu合金平衡結(jié)晶至室溫組織為a初+θII ，快速冷卻至室溫將還出現(xiàn)少量非平衡共晶組織 ；%Cu合金平衡結(jié)晶組織為a初+(a+θ)共+θII ，快冷組織會(huì)出現(xiàn)離異共晶 。答：ΔG = a3ΔGB + 6a2σ 18. 500℃時(shí)，1017 m2/s；1000℃1012 m2/s。若再結(jié)晶溫度低于室溫，則室溫下的變形屬于熱變形，就可能發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。20. 請(qǐng)總結(jié)并簡要回答二元合金平衡結(jié)晶過程中，單相區(qū)、雙相區(qū)和三相區(qū)各相成分的變化規(guī)律。6） 設(shè)X合金平衡結(jié)晶完成時(shí)的組織為a初+(a+θ)共，其中a初占80%。已知該合金體系液固界面能為σ，單位體積自由能差為ΔGB。其主要機(jī)制包括：（1）柯氏氣團(tuán)，即溶質(zhì)原子與基體原子尺寸不同，產(chǎn)生的彈性應(yīng)力場對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙；（2）玲木氣團(tuán)，即溶質(zhì)原子降低了基體的層錯(cuò)能，使位錯(cuò)分解稱為擴(kuò)展位錯(cuò)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；（3）電交互作用，即溶質(zhì)原子為帶電粒子，與位錯(cuò)形成靜電作用力，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。 它具有唯一性、同一性和可加性。eABCE答：ABCLL+A+BL+AL+BL+B+CL+CEALL+AL+CL+B+CA+B+CL+A+C三、綜合分析題（每題15分，共30分）1. 請(qǐng)以層片狀共晶組織為例，論述二元共晶時(shí)如何滿足成分條件。二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）6. 設(shè)有一條內(nèi)徑為30mm的厚壁管道。8. 請(qǐng)簡述滑移和孿生變形的特點(diǎn)？答： 滑移變形特點(diǎn)：1）平移滑動(dòng)：相對(duì)滑動(dòng)的兩部分位向關(guān)系不變2）滑移線與應(yīng)力軸呈一定角度3）滑移不均勻性：滑移集中在某些晶面上4）滑移線先于滑移帶出現(xiàn)：由滑移線構(gòu)成滑移帶5）特定晶面，特定晶向?qū)\生變形特點(diǎn)：1) 部分晶體發(fā)生均勻切變2) 變形與未變形部分呈鏡面對(duì)稱關(guān)系，晶體位向發(fā)生變化3) 臨界切分應(yīng)力大4) 孿生對(duì)塑變貢獻(xiàn)小于滑移5) 產(chǎn)生表面浮凸9. 若將一位錯(cuò)線的正方向定義為原來的反向，此位錯(cuò)的柏氏矢量是否改變？位錯(cuò)的類型是否改變？答：柏氏矢量反向。K）答：；
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