【正文】 拼一個(gè)春夏秋冬！贏一個(gè)無(wú)悔人生！早安！—————獻(xiàn)給所有努力的人.學(xué)習(xí)參考。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來(lái)越難。是狼就要練好牙，是羊就要練好腿。共晶體組織變細(xì)小，相對(duì)量增加。 2. 請(qǐng)根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問(wèn)題： 1）分析合金 I 、 II 的平衡結(jié)晶過(guò)程，并繪出冷卻曲線； 2） 說(shuō)明室溫下 I 、 II 的相和組織是什么？并計(jì)算出相和組織的相對(duì)含量； 3）如果希望得到室溫組織為共晶組織和 5% 的 β 初 的合金，求該合金的成分； 4）分析在快速冷卻條件下， I 、 II 兩合金獲得的組織有何不同。 固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙。 復(fù)相強(qiáng)化：由于第二相的相對(duì)含量與基體處于同數(shù)量級(jí)是產(chǎn)生的強(qiáng)化機(jī)制。是由于細(xì)小彌散的第二相阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)化。該強(qiáng)化機(jī)制是唯一的同時(shí)增大強(qiáng)度和塑性的機(jī)制。 答： 三、綜合分析題：（共 50 分，每小題 25 分） 1. 請(qǐng)對(duì)比分析加工硬化、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、復(fù)相強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的特點(diǎn)和機(jī)理。 4. 若將一塊鐵由室溫 20 ℃ 加熱至 850 ℃ ，然后非?？斓乩鋮s到 20 ℃ ，請(qǐng)計(jì)算處理前后空位數(shù)變化（設(shè)鐵中形成 1mol 空位所需的能量為 104675 J ）。 （ 2 ） 幾何條件： ，滿足幾何條件 能量條件： 滿足能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。 答：低溫機(jī)制：空位的消失 中溫機(jī)制：對(duì)應(yīng)位錯(cuò)的滑移（重排、消失） 高溫機(jī)制：對(duì)應(yīng)多邊化（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） 二、計(jì)算、作圖題：（共 60 分，每小題 12 分） 1. 在面心立方晶體中，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)?[001] ，請(qǐng)問(wèn)哪些滑移系可以開動(dòng)？ 2. 請(qǐng)判定下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)诰О麍D上做出矢量圖。 間隙機(jī)制：包括間隙機(jī)制和填隙機(jī)制，其中間隙機(jī)制是主要機(jī)制。扭折是指交割后產(chǎn)生的彎折在原滑移面上，對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生影響，容易消失；割階是不在原滑移面上的彎折，對(duì)位錯(cuò)的滑移有影響。 答：熱力學(xué)條件 ΔG 0 結(jié)構(gòu)條件： r r* 能量條件： A ΔG max 成分條件 2. 同素異晶轉(zhuǎn)變和再結(jié)晶轉(zhuǎn)變都是以形核長(zhǎng)大方式進(jìn)行的，請(qǐng)問(wèn)兩者之間有何差別？ 答：同素異晶轉(zhuǎn)變是相變過(guò)程，該過(guò)程的某一熱力學(xué)量的倒數(shù)出現(xiàn)不連續(xù)；再結(jié)晶轉(zhuǎn)變只是晶粒的重新形成，不是相變過(guò)程。 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。 ? 體系能量：包括兩部分：（ 1 ）因冷變形產(chǎn)生大量缺陷引起點(diǎn)陣畸變，使畸變能增大；（ 2 ）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。 ? 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。 晶界特征： ? 晶界——畸變——晶界能——向低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化——晶粒長(zhǎng)大、晶界變直——晶界面積減小 ? 阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)—— σ b ↑ ——細(xì)晶強(qiáng)化 ? 位錯(cuò)、空位等缺陷多——晶界擴(kuò)散速度高 ? 晶界能量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜——容易滿足固態(tài)相變的條件——固態(tài)相變首先發(fā)生地 ? 化學(xué)穩(wěn)定性差——晶界容易受腐蝕 ? 微量元素、雜質(zhì)富集 2. 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。 答：晶界結(jié)構(gòu)特征：原子排列比較混亂，含有大量缺陷。 （ 2 ）比較具有此二滑移矢量的位錯(cuò)的能量。 答： BCC 密排面為｛ 110 ｝面，其面積為： ｛ 110 ｝面上被原子占據(jù)的面積為（兩個(gè)原子）： 堆積密度： 4. 和 均位于 Fcc 鋁的 (111) 晶面上，因此理論上 和 的滑移均是可能的。 二、作圖計(jì)算題（每題 15 分，共 60 分） 1. 已知碳在 γ － Fe 中擴(kuò)散時(shí)， D 0 ＝ 10 － 5 m 2 /s ， Q ＝ 10 5 J/mol 。 答：擴(kuò)散激活能的物理意義是原子躍遷過(guò)程中必須克服周圍原子對(duì)其的阻礙，即必須克服勢(shì)壘。 4. 冷軋純銅板，如果要求保持較高強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時(shí)，又應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？ 答：保持較高強(qiáng)度則應(yīng)進(jìn)行低溫退火，使其只發(fā)生回復(fù)，去除殘余應(yīng)力；要繼續(xù)冷變形則應(yīng)進(jìn)行高溫退火，使其發(fā)生再結(jié)晶，以軟化組織。 3. 陶瓷晶體相可分為哪兩大類？有何共同特點(diǎn)？ 答：氧化物陶瓷和硅酸鹽陶瓷。性能差異很大。 高分子材料：分子內(nèi)部以共價(jià)鍵為主，分子間為分子鍵和氫鍵為主。 答：金屬材料：主要以金屬鍵為主，大多數(shù)金屬?gòu)?qiáng)度和硬度較高，塑性較好。： (α+β)共 （1分）d′h′： β+(α+β)共+αII（1分）h′e： β+αII （1分）eB： β （1分）3） LL→αα→βIIL→α+βLL→δL→ααL+δ→αα→βII合金I （5分） 合金II （3分）4） 合金I相組成： （2分）合金II組織組成：（3分）2. 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。 e BδαβIII寫出合金I平衡冷卻到室溫后相組成物相對(duì)含量的表達(dá)式及合金II平衡冷卻到室溫后組織組成物相對(duì)含量的表達(dá)式。 c2 d162。3. 請(qǐng)判定在fcc中下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行： 解：幾何條件：（6分）能量條件：（6分）滿足幾何條件和能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。解： a＝70176。高于再結(jié)晶溫度的為熱變形，反之為冷變形。 原子的熱運(yùn)動(dòng)如何影響擴(kuò)散？答：熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)將使原子的躍遷距離、躍遷幾率和躍遷頻率均增大，即增大擴(kuò)散系數(shù)。 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？答：因?yàn)榉蔷鶆蛐魏藭r(shí)，用雜質(zhì)或型腔充當(dāng)了一部分晶核。若半徑不變，則當(dāng)配位數(shù)降低時(shí)，會(huì)引起晶體體積增大。答：全位錯(cuò)：柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量的整數(shù)倍；不全位錯(cuò)：柏氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量的整數(shù)倍。3) 附圖如下防護(hù)防護(hù)C原子930℃室溫Fe3CγFe3CP+Fe3CFPP+F2. 圖示CuCd二元相圖全圖及其400℃～600℃范圍的局部放大：（13分）1） 請(qǐng)根據(jù)相圖寫出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五條水平線的三相平衡反應(yīng)類型及其反應(yīng)式；2） 已知β相成分為wcd =％，400℃時(shí)γ相的成分為wcd =57％，請(qǐng)計(jì)算400℃時(shí)wCd＝50％合金的相組成。3) 假設(shè)將一無(wú)限長(zhǎng)純鐵棒置于930℃滲碳?xì)夥障麻L(zhǎng)期保溫，碳原子僅由棒頂端滲入（如圖所示），試分析并標(biāo)出930℃ 和 緩冷至室溫時(shí)的組織分布情況。答：三、綜合分析題（30分）1. 請(qǐng)根據(jù)FeFe3C相圖分析回答下列問(wèn)題：（17分）1) .%C合金平衡狀態(tài)下的結(jié)晶過(guò)程，并說(shuō)明室溫下的相組成和組織組成。答：晶體結(jié)構(gòu)密排面密排方向密排面間距密排方向原子間距FCC｛111｝110BCC{110}111HCP{0001}a 請(qǐng)繪出面心立方點(diǎn)陣晶胞，并在晶胞中繪出（110）晶面；再以（110）晶面平行于紙面，繪出（110）晶面原子剖面圖，并在其上標(biāo)出[001]，晶向。無(wú)成分過(guò)冷時(shí)，固溶體以平面狀生長(zhǎng)，形成等軸晶；有較小過(guò)冷度時(shí)，形成胞狀組織；有較大成分過(guò)冷時(shí)，形成樹枝晶。其中變形織構(gòu)又包括絲織構(gòu)和板織構(gòu)。5. 何為織構(gòu)？包括哪幾類？答：織構(gòu)是晶體中晶面、晶向趨于一致現(xiàn)象。4. 擴(kuò)散第一定律的