【正文】 三、 綜合分析題（共40分） 1. 在不改變合金成分的條件下，怎樣提高純鋁和40鋼的強(qiáng)度，并解釋其機(jī) 理。 在面心立方晶體中，有位錯(cuò)位于滑移面（111— ），滑移方向?yàn)閇1— 10] (1) 其柏氏矢量為2 a[1— 10]，在晶胞圖中畫(huà)出柏氏矢量，并計(jì)算其大小； (2) 若造成該滑移的是刃型位錯(cuò)或螺型位錯(cuò)，畫(huà)出其位錯(cuò)線，并寫(xiě)出位錯(cuò)線的晶向指數(shù)。AB二元系相圖如圖，對(duì)純A無(wú)限長(zhǎng)金屬棒在加熱到T1溫度下，對(duì)其一端進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的滲入B組元，畫(huà)出成分分析圖和濃度分析圖。3.什么是相？什么是相平衡？達(dá)到相平衡的條件是什么？頁(yè)說(shuō)2014年碩士研究生入學(xué)考試試題在1100℃加熱后，發(fā)生再結(jié)晶，強(qiáng)度下降。x1=%,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。請(qǐng)畫(huà)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)。請(qǐng)畫(huà)出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2)已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，1)3．（100）（110）（111）簡(jiǎn)單立方（1分）（1分）（2分）體心立方a（2分）（2分）（2分）單滑移滑移線為平行直線；多滑移為交叉的兩組平行直線；交滑移為波紋線反應(yīng)快速分為有擴(kuò)散無(wú)反應(yīng)層和有反應(yīng)層；兩層之間有明確的界面；反應(yīng)擴(kuò)散速度取決于擴(kuò)散速度和反應(yīng)速度。答：熱力學(xué)條件；結(jié)構(gòu)條件；能量條件；成分條件。答：溶質(zhì)原子溶入晶格中，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，引起強(qiáng)度升高，塑性下降的現(xiàn)象。2)1)2．6．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。綜合模擬測(cè)試請(qǐng)對(duì)比分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、異常長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力及力學(xué)性能變化。2.4）d′h′：(α+β)共αh′e、eB七個(gè)區(qū)域室溫下的組織組成物（兩水平線的反應(yīng)類型，并寫(xiě)出反應(yīng)式；2)答：已知某晶體在500℃時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問(wèn)該晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)A＝，波耳滋曼常數(shù)K＝1023請(qǐng)分別計(jì)算簡(jiǎn)單立方晶體與面心立方晶體（100）、（110）和（111）晶面的間距。增強(qiáng)體：1）承擔(dān)載荷；2）阻礙基體變形。3）電負(fù)性因素：溶質(zhì)與溶劑的電負(fù)性越相近固溶度越大。答：1）原子尺寸因素：置換固溶體的溶質(zhì)與溶劑原子尺寸越相近固溶度越大。（8分）綜合模擬測(cè)試分析I、II合金的平衡冷卻過(guò)程，并注明主要的相變反應(yīng)；4)d′h′、請(qǐng)畫(huà)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)。請(qǐng)畫(huà)出DF代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2)1)請(qǐng)判定在fcc中下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行：如何區(qū)分金屬的熱變形和冷變形？6.均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑，非均勻形核的臨界形核功也等于三分之一表面能，為什么非均勻形核比均勻形核容易？4.綜合模擬測(cè)試或L→γ250K則僅發(fā)生回復(fù)，金相組織保持冷變形的組織形態(tài)。4.現(xiàn)有Zn在Cu中的稀固溶體，已知Zn的擴(kuò)散系數(shù)在727℃1011cm2/s，在327℃1018cm2/s，請(qǐng)確定Zn在Cu中的擴(kuò)散激活能。根據(jù)題意知，因此H原子應(yīng)處于八面體間隙。5.何謂平衡結(jié)晶？何謂非平衡結(jié)晶？答：平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度非常緩慢，液相和固相中擴(kuò)散均很充分的情況下的結(jié)晶。固體中常見(jiàn)的有哪些相結(jié)構(gòu)？答：固溶體中常見(jiàn)的相結(jié)構(gòu)有固溶體，化合物，非晶相，分子相。固溶體晶粒內(nèi)存在偏析，主軸與枝間成分不同，整個(gè)晶粒還是不是一個(gè)相？答：仍然是一個(gè)相，因?yàn)楣倘荏w可以有相應(yīng)的成分變化范圍。三、綜合分析題（每題15分，共30分）1.請(qǐng)繪出Cu含量為4％的AlCu合金，經(jīng)過(guò)80%和20％冷變形后的金相組織。K）2.二、作圖計(jì)算題（每題8分，共40分）1.4）快速冷卻至室溫將還出現(xiàn)少量非平衡共晶組織4）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%。2.請(qǐng)分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、二次再結(jié)晶的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力和動(dòng)力學(xué)特征。LL→BL→A+BL→A+B+CA+B+CLL+CL+A+CL+B+CA+B+CAFL+AD0=105Q= J/mol =31019K）答：m2/s；1000℃101答：室溫下對(duì)某種金屬材料進(jìn)行塑性變形，能發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶嗎？為什么？答：可能。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(chǎng)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)。5.什么是上坡擴(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：?jiǎn)蜗鄥^(qū)：相成分為合金平均成分，不隨溫度變化；雙相區(qū)：兩相成分分別位于該相區(qū)的邊界，并隨溫度沿相區(qū)邊界變化；三相區(qū)：三相具有確定成分，且不隨結(jié)晶過(guò)程變化。綜合模擬測(cè)試AlCu相圖的局部如附圖所示，請(qǐng)分析并回答：1）%%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。請(qǐng)分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、二次再結(jié)晶的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力和動(dòng)力學(xué)特征。請(qǐng)根據(jù)附圖繪出簡(jiǎn)單三元共晶相圖中AF所代表的垂直截面，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eABCXF請(qǐng)計(jì)算該擴(kuò)散偶的D0和擴(kuò)散激活能Q。假設(shè)某合金平衡結(jié)晶時(shí)形成的臨界晶核為邊長(zhǎng)為a的立方體。請(qǐng)比較FCC晶體中什么是上坡擴(kuò)散？哪些情況下會(huì)發(fā)生上坡擴(kuò)散？5.AlZr3中含Al＝25％，AlZr2中含Al＝％+ Al3Zr4LL→Al3Zr2Al3Zr2包析反應(yīng)940℃：βZr + AlZr3寫(xiě)出1490℃、1250℃、975℃、940℃的相變反應(yīng)，并判斷反應(yīng)類型。根據(jù)AlZr二元相圖回答：1)形核后，兩相與液相的界面處均會(huì)形成溶質(zhì)原子的富集，溶質(zhì)原子通過(guò)橫向擴(kuò)散，滿足兩相生長(zhǎng)所需的成分條件，實(shí)現(xiàn)液固界面的推進(jìn)。請(qǐng)繪出介于BC和AC共晶溫度之間的等溫截面，以及AE垂直截面圖，并標(biāo)注各區(qū)域的相組成。答：略請(qǐng)?jiān)诹⒎骄О欣L出如果在700℃104二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1.請(qǐng)簡(jiǎn)述金屬間化合物的一般特性。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。4.孿生對(duì)塑變貢獻(xiàn)小于滑移5)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)請(qǐng)簡(jiǎn)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)答：金屬材料，陶瓷材料，高分子材料，復(fù)合材料。參考答案計(jì)算x＝％合金平衡結(jié)晶到室溫下的相組成。3)2.和mol/s，求此時(shí)氮原子在鐵中的擴(kuò)散系數(shù)。請(qǐng)簡(jiǎn)述工程材料的分類。綜合模擬測(cè)試計(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(zhǎng)大（二次再結(jié)晶），造成晶粒粗大。綜合題（每題15分，共30分）為了細(xì)化純鋁板晶粒，采用冷變性的方法將其變形3％～5％，之后采用620℃退火1ｈ，組織反而粗化，增大冷變形至80％以上，再于620℃退火1ｈ，組織仍然粗大。（2）（111）面會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。和拉力軸　?、使参龇磻?yīng)　δ→r +ε。　?、瓢Х磻?yīng)　β+ L→γ。在A滑移面上有一環(huán)形位錯(cuò)，所受切應(yīng)力如圖所示，試分析在平面位錯(cuò)環(huán)上各段屬于哪種類型的位錯(cuò)？作圖表示位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方向？（俯視觀看）（8分）答：+ Fe3C（12分）參考答案：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？答：①Ｑ↓——Ｄ↑——管道機(jī)制　　　　?、冢选摹葳鍣C(jī)制6.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。答：平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度非常緩慢，液相和固相中擴(kuò)散均很充分的情況下的結(jié)晶。什么是離異共晶？如何發(fā)生的？答：在共晶水平線的兩個(gè)端部附近，由于共晶量少，領(lǐng)先相相依附在初生相上，另一相獨(dú)立存在于晶界，在組織學(xué)上失去共晶體特點(diǎn)，稱為離異共晶。3.