中南大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)期末考試題01-06年答案-閱讀頁
2025-01-30 00:26本頁面
【正文】 和長大理論以及鑄錠的散熱過程，可以得出通常鑄錠組織的特點為最外層為細(xì)小等軸晶，靠內(nèi)為柱狀晶，最內(nèi)層為粗大等軸晶。1）Fe3CII含量最多的合金、珠光體含量最多的合金、%，%，%。4）三種鋼在給定溫度下的顯微組織如表。2）Cu20%Zn8%Al合金，位于α+γ兩相區(qū)邊界線上，由α＋γ兩相組成。 OACBD圖1 fcc晶胞 圖2 hcp晶胞參考答案： fcc晶胞如圖1，ACE所在晶面為（111）晶面，[110]晶向為OD方向。2. （10分）舉出凝固理論在金屬材料結(jié)晶中的幾個應(yīng)用，加以簡單說明。3. （10分）畫出FeFe3C亞穩(wěn)平衡相圖，根據(jù)相圖回答下列問題：a. 標(biāo)出合金在室溫下的組織組成；b. 寫出相圖中三個等溫反應(yīng)式；c. ％的合金的平衡冷卻過程；計算其在室溫下的組織組成物的相對百分含量；d. ％C的合金在1148℃時的成分－自由能曲線示意圖；e. 試分析元素C及Cr在Fe中的可能存在形式及其作用。b．合金在室溫下的組織組成：相圖中從左到右依次為：F，F(xiàn)＋Fe3CⅢ，F(xiàn)＋P，P ， P＋Fe3CⅡ，Ld＋P＋Fe3CⅡ，Ld，Ld＋Fe3CⅠ；c．％的合金的平衡冷卻過程為：L，L→A，A，A→Fe3CⅡ，A→P ，室溫下得到P＋Fe3CⅡ組織；d．略e．元素C在Fe中可以固溶在Fe中，起到強(qiáng)化作用，與Fe形成化合物如Fe3C，分布形態(tài)不好會降低合金強(qiáng)度與塑性；Cr可以固溶在Fe中，起到強(qiáng)化作用，Cr也可與Fe、C形成合金碳化物。參考答案要點位錯在金屬材料中可以起到強(qiáng)化作用，通過位錯運動完成塑性變形，合金中位錯與溶質(zhì)原子發(fā)生作用形成氣團(tuán)造成屈服現(xiàn)象和應(yīng)變時效，位錯是第二相形核的擇優(yōu)場所，位錯影響擴(kuò)散速度。參考答案要點液態(tài)金屬的凝固、成分的均勻化、擴(kuò)散型固態(tài)相變、表面化學(xué)熱處理、氧化與脫碳、粉末燒結(jié)、高溫蠕變等。參考答案要點多晶體金屬的變形過程中每個晶粒的變形主要是滑移，還可能出現(xiàn)孿生和扭折，需要開動多個滑移系，出現(xiàn)交滑移，由于晶界的影響還有位向差效應(yīng)和晶界的阻滯效應(yīng)；影響因素主要有晶粒大小，變形溫度，變形速度。參考答案要點高層錯能金屬熱塑性變形主要通過回復(fù)軟化，低層錯能金屬熱塑性變形主要通過再結(jié)晶軟化，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線有不同特點。9. （10分）解釋下列名詞：成分過冷；離異共晶；反應(yīng)擴(kuò)散；面角位錯；晶界偏聚參考答案成分過冷：由于在結(jié)晶過程中固溶體合金的溶質(zhì)原子再分配造成固溶體合金在正溫度梯度下，其凝固界面前沿的液相中在合適的溫度梯度下也有過冷現(xiàn)象出現(xiàn)，稱為成分過冷；離異共晶：有共晶反應(yīng)的合金中，如果成分離共晶點較遠(yuǎn)，由于初晶數(shù)量多，共晶數(shù)量很少，共晶中與初晶相同的相依附初晶長大，共晶中另外一個相呈現(xiàn)單獨分布，使得共晶組織失去其特有組織特征的現(xiàn)象；反應(yīng)擴(kuò)散：伴隨有化學(xué)反應(yīng)而形成新相的擴(kuò)散稱為反應(yīng)擴(kuò)散，如從金屬表面向內(nèi)部滲入金屬時，滲入元素濃度超過溶解度出現(xiàn)新相；面角位錯：在位錯反應(yīng)中，fcc晶體中不同滑移面上的全位錯分解為不全位錯后，領(lǐng)先不全位錯反應(yīng)生成新的不可動位錯，導(dǎo)致出現(xiàn)的三個不全位錯之間夾雜兩個層錯的不可動位錯組態(tài)；晶界偏聚：由于晶內(nèi)與晶界上的畸變能差別或由于空位的存在使得溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子在晶界上的富集現(xiàn)象；10. （10分）如圖PbSnBi三元合金相圖，試寫出圖中五條單變量線及P點、E點反應(yīng)的反應(yīng)式；分析圖中合金2的平衡結(jié)晶過程，指出它的開始凝固溫度。圖中合金2的平衡結(jié)晶過程：L→δ，L→δ＋β，L→δ＋β＋γ，合金2的開始凝固溫度從圖中可以得到為150℃。b 對照湯姆森四面體，此位錯反應(yīng)相當(dāng)于→ （全位錯） （肖克萊） （弗蘭克 ）新位錯 的位錯線為 和 的交線位于(001)面上，且系純?nèi)行臀诲e。
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