中南大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)期末考試題01-06年答案-在線瀏覽
2025-03-04 00:26本頁(yè)面
【正文】 略）。（1） 寫(xiě)出相圖中三條水平線的反應(yīng)式，并畫(huà)出T1溫度下的成分－自由能曲線示意圖；（2） 說(shuō)明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固過(guò)程，分別畫(huà)出室溫下組織示意圖；（3） 非平衡凝固對(duì)Cu－5wt％Sn合金的組織性能有何影響，如何消除？參考答案：（1）相圖中三條水平線的反應(yīng)式（溫度由高到低）：包晶反應(yīng)： L＋α→β，共析反應(yīng)β→α＋γ，共析反應(yīng)γ→α＋δ；T1溫度下的成分－自由能曲線示意圖（略）；（2）Cu－10wt％Sn合金平衡凝固過(guò)程：析出初晶α，凝固后得到單相固溶體α，Cu－10wt％Sn合金非平衡凝固過(guò)程：析出初晶α，發(fā)生包晶反應(yīng)L＋α→β形成β，β分布在α枝晶間隙，隨后還發(fā)生共析反應(yīng)β→α＋γ和γ→α＋δ，最后形成α枝晶之間分布有塊狀δ或（α＋δ）共析體；室溫下組織示意圖（略）。 （20分）低層錯(cuò)能的工業(yè)純銅鑄錠采用T＝。高應(yīng)變速率下曲線分三個(gè)階段：未發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的加工硬化階段，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶加劇階段，完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶階段（此時(shí)加工硬化與再結(jié)晶軟化達(dá)到平衡，曲線接近水平，達(dá)到穩(wěn)態(tài)流變階段）低應(yīng)變速率下完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶階段呈波浪形，是反復(fù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化－加工硬化－動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化交替進(jìn)行的結(jié)果；（2）開(kāi)坯后金屬在室溫下繼續(xù)進(jìn)行軋制的真應(yīng)力－真應(yīng)變曲線示意圖（略）；真應(yīng)力－真應(yīng)變曲線一直上升，直至斷裂，主要機(jī)制為加工硬化；（3）開(kāi)坯后要獲得硬態(tài)金屬，可以進(jìn)行冷加工，機(jī)制為加工硬化；獲得軟態(tài)制品，可采用冷加工后再結(jié)晶退火；獲得半硬態(tài)制品，可采用冷加工后回復(fù)退火，或者完全再結(jié)晶退火后適當(dāng)冷變形。三、（10分） 試根據(jù)凝固理論，分析通常鑄錠組織的特點(diǎn)。試說(shuō)明在正溫度梯度下為什么固溶體合金凝固時(shí)可以呈樹(shù)枝狀方式成長(zhǎng)，而純金屬則得不到樹(shù)枝狀晶。四、（20分） 如圖3的二元合金相圖，（1） %%Cu合金在平衡結(jié)晶和快速冷卻不平衡結(jié)晶時(shí)室溫組織特點(diǎn)；（2） Al為fcc結(jié)構(gòu)，圖中的a相為何種晶體結(jié)構(gòu)？（3） 指出此二元系中比較適合做變形合金何鑄造合金的成分范圍。（5） 設(shè)X合金平衡凝固完畢時(shí)的組織為a初晶+(a+θ)共晶，其中a初晶占80%，則此合金中剛凝固完畢時(shí)θ組元的含量是多少？（6） 繪出T=560℃溫度時(shí)各相的自由能成分曲線示意圖。五、（10分） 圖4為FeWC三元系的液相面投影圖。選擇一個(gè)合金成分其組織在剛凝固完畢時(shí)只有三元共晶。六、（10分） 圖5所示低碳鋼的三條拉伸曲線，A、塑性變形；B、去載后立即再行加載；C、去載后時(shí)效后再加載。2 屈服現(xiàn)象對(duì)沖壓制件表面質(zhì)量有何不利影響。七、（10分）戶外用的架空銅導(dǎo)線（要求一定的強(qiáng)度）和戶內(nèi)電燈用花線，在加工之后可否采用相同的最終熱處理工藝？為什么？不能采用相同的最終熱處理工藝，戶外用的架空銅導(dǎo)線一般用回復(fù)退火，戶內(nèi)電燈用花線采用再結(jié)晶退火。晶界影響到材料的各個(gè)方面，具有晶界能，影響到多晶材料中的第二相的形狀，晶界可以運(yùn)動(dòng)，有晶界偏聚，晶界電荷變化，承擔(dān)載荷傳遞作用，晶界熔點(diǎn)低，易過(guò)燒，晶界是易擴(kuò)散通道，晶界處易形核，晶界易受腐蝕；晶界對(duì)金屬材料在常溫下強(qiáng)化，高溫下弱化十、（10分）簡(jiǎn)單說(shuō)明原子擴(kuò)散對(duì)材料的影響；舉兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明金屬中的上坡擴(kuò)散現(xiàn)象。十一、（15分）工業(yè)純銅的熔點(diǎn)為1083e ，在劇烈冷變形后的工業(yè)純銅板上取三個(gè)試樣，第一個(gè)試樣加熱到200e ，第二個(gè)試樣加熱到500e ，第三個(gè)試樣加熱到800e ，各保溫一小時(shí)，然后空冷。試樣熱處理后的顯微組織示意圖（略，分別為纖維組織，再結(jié)晶組織和晶粒長(zhǎng)大組織）；200e 加熱試樣強(qiáng)度高，塑性低，500e 加熱試樣強(qiáng)度低，塑性好，800e 加熱試樣強(qiáng)度更低。g稱為包析反應(yīng)；固溶體：一個(gè)固體組元（溶質(zhì)）溶解在另外一個(gè)組元（溶劑）晶格中，保持溶劑晶格特點(diǎn)的物質(zhì)；成分過(guò)冷：合金凝固中由于溶質(zhì)原子再分配形成的過(guò)冷；形核功：金屬凝固過(guò)程中形成晶核需要的額外能量。解答：根據(jù)金屬結(jié)晶過(guò)程的形核
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1