材料科學基礎簡答題-資料下載頁
2025-01-18 06:47本頁面
【正文】 圖？【09年真題】 答：盡管三元相圖的垂直截面圖與二元相圖的形狀很相似，但是它們之間存在著本質的差別，二元相圖的液相線與固相線可以用來表示合金在平衡凝固過程中液相與固相濃度隨溫度變化的規(guī)律，而三元相圖的垂直截面就不能表示相濃度隨溫度而變化的關系，只能用于了解冷凝過程中額相變溫度，不能應用直線法則來確定兩相的質量分數(shù)，也不能用杠桿定律計算兩相的相對量。 三元勻晶相圖中，如果是一個兩相區(qū)，根據(jù)相律，該相區(qū)的自由度是多少？如果一個合金成分位于該相區(qū)，如何知道兩相的成分和含量？【12年真題】 答：（1）有相律可知f=cp+1=2，即自由度為2. （2）可用直線法則、杠桿定律、重心定律計算兩相的成分和含量。 ①直線法則：在一定溫度下三組元材料兩相平衡時，材料的成分點和其兩個平衡相的成分點必然位于成分三角形內的一條直線上。如下圖所示，設在一定溫度下成分點o的合金處于ɑ+β兩相平衡狀態(tài)，ɑ相及β相的成分點分別為a、b。由圖中可讀出三元合金o、ɑ、β相中B組元的含量分別為AoAaAb1；C組元的含量分別為AoAaAb2。由含量關系可推導出解析幾何中三點共線的關系式：。由此可證明o、a、b必在一條直線上。同樣在等邊成分三角形中，上述關系依然存在。②杠桿定律：由前面推導還可以得出③重心定律：成分為R的三元合金在某一溫度下,分解成α,β,γ三個相,則R的成分點必定位于△αβγ的重心位置上。如圖，合金成分o，三相α、β、γ成分分別為P、Q、S，則由杠桿定律可以得到各相的質量分數(shù)為：。O點正好位于成分三角形PQS的質量重心。第8章 綜合、一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。任選六題，每小題3分，共18分）1 晶體結構與空間點陣 2 熱加工與冷加工 3 上坡擴散與下坡擴散4 間隙固溶體與間隙化合物 5 相與組織 6 交滑移與多滑移7 金屬鍵與共價鍵 8 全位錯與不全位錯 9 共晶轉變與共析轉變答：1 晶體結構與空間點陣 異：點的屬性、數(shù)目、有無缺陷；同：描述晶體中的規(guī)律性。2 熱加工與冷加工 異：熱加工時發(fā)生回復、再結晶與加工硬化；冷加工只發(fā)生加工硬化； 同：發(fā)生塑性變形。 3 上坡擴散與下坡擴散 異：擴散方向； 同：驅動力－化學位梯度。4 間隙固溶體與間隙化合物 異：結構與組成物的關系； 同：小原子位于間隙位置。 5 相與組織 異：組織具有特定的形態(tài)；同：都是材料的組成部分。 6 交滑移與多滑移 異：多個滑移系的滑移； 同：交滑移中滑移系具有相同的滑移方向。7 異：電子共用范圍不同, 金屬鍵中電子屬所有原子共用, 共價鍵中屬若干原子共用. 同：成鍵方式為電子共用.8 異：柏氏矢量與點陣常數(shù)的關系不同. 同：都是線缺陷,即位錯.9 異：共晶轉變?yōu)閺囊合噢D變,共析轉變?yōu)閺墓滔噢D變. 同：在恒溫下轉變產物為兩個固相.1. 請對比分析加工硬化、細晶強化、彌散強化、復相強化和固溶強化的特點和機理。 答：加工硬化：是隨變形使位錯增殖而導致的硬化； 細晶強化：是由于晶粒減小，晶粒數(shù)量增多，尺寸減小，增大了位錯連續(xù)滑移的阻力導致的強化；同時由于滑移分散，也使塑性增大。該強化機制是唯一的同時增大強度和塑性的機制。 彌散強化：又稱時效強化。是由于細小彌散的第二相阻礙位錯運動產生的強化。包括切過機制和繞過機制。 復相強化：由于第二相的相對含量與基體處于同數(shù)量級是產生的強化機制。其強化程度取決于第二相的數(shù)量、尺寸、分布、形態(tài)等，且如果第二相強度低于基體則不一定能夠起到強化作用。 固溶強化：由于溶質原子對位錯運動產生阻礙。1 試論材料強化的主要方法及其原理。 固溶強化. 原理:晶格畸變、柯氏氣團，阻礙位錯運動；方法：固溶處理、淬火等。 細晶強化：原理：晶界對位錯滑移的阻礙作用。方法：變質處理、退火等。 彌散強化：原理：第二相離子對位錯的阻礙作用；方法：形成第二硬質相如球化退火、變質處理等。 相變強化：原理：新相為高強相或新相對位錯的阻礙。方法：淬火等。 加工硬化；原理：形成高密度位錯等。方法：冷變形等。 1. 請簡述二元合金結晶的基本條件有哪些。 答：熱力學條件 ΔG 0 結構條件： r r* 能量條件： A ΔG max 成分條件 2. 同素異晶轉變和再結晶轉變都是以形核長大方式進行的，請問兩者之間有何差別？ 答：同素異晶轉變是相變過程，該過程的某一熱力學量的倒數(shù)出現(xiàn)不連續(xù)；再結晶轉變只是晶粒的重新形成，不是相變過程。 3. 兩位錯發(fā)生交割時產生的扭折和割階有何區(qū)別？ 答：位錯的交割屬于位錯與位錯之間的交互作用，其結果是在對方位錯線上產生一個大小和方向等于其柏氏矢量的彎折，此彎折即被稱為扭折或割階。扭折是指交割后產生的彎折在原滑移面上，對位錯的運動不產生影響，容易消失；割階是不在原滑移面上的彎折，對位錯的滑移有影響。 4. 請簡述擴散的微觀機制有哪些？影響擴散的因素又有哪些？ 答：置換機制：包括空位機制和直接換位與環(huán)形換位機制，其中空位機制是主要機制，直接換位與環(huán)形換位機制需要的激活能很高，只有在高溫時才能出現(xiàn)。 間隙機制：包括間隙機制和填隙機制，其中間隙機制是主要機制。 影響擴散的主要因素有：溫度（溫度約高，擴散速度約快）；晶體結構與類型（包括致密度、固溶度、各向異性等）；晶體缺陷；化學成分（包括濃度、第三組元等） 5. 請簡述回復的機制及其驅動力。 答：低溫機制：空位的消失 中溫機制：對應位錯的滑移（重排、消失） 高溫機制：對應多邊化（位錯的滑移＋攀移） 驅動力：冷變形過程中的存儲能（主要是點陣畸變能）
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