材料科學(xué)基礎(chǔ)期末試題(參考版)
2025-03-29 01:43本頁(yè)面
【正文】 已知碳在 γ － Fe 中擴(kuò)散時(shí)， D 0 ＝ 10 － 5 m 2 /s ， Q ＝ 10 5 J/mol, 當(dāng)溫度由 500 ℃上升到 1000 ℃ 時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)變化了多少倍？（ R ＝ J/() ），并由此說(shuō)明溫度對(duì)擴(kuò)散快慢的影響。如:均勻化退火 、化學(xué)熱處理 :沿濃度升高方向進(jìn)行的擴(kuò)散,擴(kuò)散使?jié)舛劝l(fā)生兩極分化。擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力：化學(xué)位梯度是擴(kuò)散的根本驅(qū)動(dòng)力。 1）固溶體：以合金中某一組元作為溶劑，其他組元最為溶質(zhì)，所形成的與溶劑有相同晶體結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)稍有變化的固相，稱為固溶體。（3）I 合金在快冷條件下可能得到少量的共晶組織，且呈現(xiàn)離異共晶的形態(tài)，合金中的 β II 量會(huì)減少，甚至不出現(xiàn)； II 合金在快冷條件下 β 初呈樹(shù)枝狀，且數(shù)量減少。冷變形后引起的組織性能變化為合金隨后的回復(fù)、再結(jié)晶作了組織和能量上的準(zhǔn)備。（4）體系能量：因冷變形產(chǎn)生大量缺陷引起點(diǎn)陣畸變，使畸變能增大；因晶粒間變形不均勻和工件各部分變形不均勻引起的微觀內(nèi)應(yīng)力和宏觀內(nèi)應(yīng)力。（2）力學(xué)性能：位錯(cuò)密度增大，位錯(cuò)相互纏繞，運(yùn)動(dòng)阻力增大，造成加工硬化。9. 試分析冷塑性變形對(duì)合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。（3）影響擴(kuò)散的主要因素有：溫度（溫度越高，擴(kuò)散速度越快）；晶體結(jié)構(gòu)與類型（包括致密度、固溶度、各向異性等）；晶體缺陷；化學(xué)成分（包括濃度、第三組元等）。答案解析：習(xí)題冊(cè) P31 544.8. 請(qǐng)簡(jiǎn)述擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些？影響擴(kuò)散的因素又有哪些？答：（1）置換機(jī)制：包括空位機(jī)制和直接換位與環(huán)形換位機(jī)制，其中空位機(jī)制是主要機(jī)制，直接換位與環(huán)形換位機(jī)制需要的激活能很高，只有在高溫時(shí)才能出現(xiàn)。（2）低溫機(jī)制：空位的消失 ； 中溫機(jī)制：位錯(cuò)的重排和消失高溫機(jī)制：位錯(cuò)的滑移＋攀移； 驅(qū)動(dòng)力：冷變形過(guò)程中的存儲(chǔ)能（主要是點(diǎn)陣畸變能）。5. 請(qǐng)簡(jiǎn)述回復(fù)的機(jī)制及其驅(qū)動(dòng)力。其強(qiáng)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(qiáng)度低于基體則不一定能夠起到強(qiáng)化作用。包括切過(guò)機(jī)制和繞過(guò)機(jī)制。彌散強(qiáng)化：又稱時(shí)效強(qiáng)化。強(qiáng)化機(jī)制：金屬在塑性變形時(shí)，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯(cuò)的纏結(jié)，使晶粒拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，金屬內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力。有兩種激活能分別為＝＝151kJ/mol的擴(kuò)散反應(yīng)，觀察在溫度從30℃升高到600℃時(shí)對(duì)這兩種擴(kuò)散的影響，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)述。80186。A. 外力相對(duì)于滑移系的取向 B. 拉伸時(shí)的屈服應(yīng)力C. 晶體的類型和純度 D. 拉伸時(shí)的應(yīng)力大小9. 能進(jìn)行攀移的位錯(cuò)可能是（ B ）。三、選擇題（20分，每題2分）1． 在體心立方結(jié)構(gòu)中，柏氏矢量為a[110]的位錯(cuò)( A )分解為a/2[111]+a/2.(A) 不能 (B) 能 (C) 可能2．在置換型固溶體中，原子擴(kuò)散的方式一般為（ C ）A．原子互換機(jī)制 B. 間隙機(jī)制 C. 空位機(jī)制 3．A和B組成的二元系中出現(xiàn)α和β兩相平衡時(shí)，兩相的成分（x）自由能（G）的關(guān)系為（ B ）（A）Gα= Gβ （B）dGα= dGβ （C）GA= GB4．A和AB合金焊合后發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)，測(cè)得界面向A試樣方向移動(dòng)，則（ A ）（A）A組元的擴(kuò)散速率大于B 組元 （B）與（A）相反（C）A、B兩組元的擴(kuò)散速率相同5．凝固時(shí)不能有效降低晶粒尺寸的是以下那種方法？（ B ）（A）加入形核劑 （B）減小液相的過(guò)冷度 （C）對(duì)液相進(jìn)行攪拌6.
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