材料科学基础试题及答案

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图5-1

2 图5-2为Cu-Zn-Al合金室温下的等温截面和2%Al的垂直截面图,回答下列问题: 1) 在图中标出X合金(Cu-30%Zn-10%Al)的成分点。 2) 计算Cu-20%Zn-8%Al和 Cu-25%Zn-6%Al合金中室温下各相的百分含量,其中α相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al,γ相成分点为Cu-18%Zn-11.5%Al。 3) 分析图中Y合金的凝固过程。 Y

图5-2

3 如图5-3是A-B-C三元系合金凝固时各相区,界面的投影图,A、B、C分别形成固溶

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体α、β、γ。

1) 写出p?P?,E1P?和E2P?单变量线的三相平衡反应式。 2) 写出图中的四相平衡反应式。

3) 说明O合金凝固平衡凝固所发生的相变。

图5-3 图5-4

4 图5-4为Fe-W-C三元系的液相面投影图。写出e1→1085℃,P1→1335℃,P2→1380℃单变量线的三相平衡反应和1700℃,1200℃,1085℃的四相平衡反应式。I,II,III三个合金结晶过程及室温组织,选择一个合金成分其组织只有三元共晶。

5 如图5-5为Fe-Cr-C系含13%Cr的变温截面

1)大致估计2Cr13不锈钢的淬火加热温度(不锈钢含碳量0.2%, 含Cr量13%) 2)指出Cr13模具钢平衡凝固时的凝固过程和室温下的平衡组织(Cr13钢含碳量2%) 3)写出(1)区的三相反应及795? 时的四相平衡反应式。

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图5-5 图5-6

6 如图5-6所示,固态有限溶解的三元共晶相图的浓度三角形上的投影图,试分析IV区及VI区中合金之凝固过程。写出这个三元相图中四相反应式。

图5-7

7 分析如图5-7所示的三元相图,该合金中E点成分为27Pb18Sn55Bi,γ相成分取100%Bi。

1)指出这个三元系的初晶面,写出四相平衡反应式; 2)分析该三元合金系中1,2,3,4合金平衡结晶过程;

3)要配制一个初晶为γ,具有三元共晶而无二元共晶且γ/三元共晶=0.5的合金,计算该合金的成分。

第六章 空位与位错

一、 名词解释

空位平衡浓度,位错,柏氏回路,P-N力,扩展位错,堆垛层错,弗兰克-瑞德位错源, 奥罗万机制,科垂耳气团,面角位错,铃木气团,多边形化

二、 问答

1 fcc晶体中,层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错运动有何影响?层错能对金属材料冷、热加工行为的影响如何?

2. 在铝单晶体中(fcc结构),

aaa[211][110][121]1) 位错反应2?6]+6能否进行?写出反应后扩展位错宽度的表

a[110]2达式和式中各符号的含义;若反应前的是刃位错,则反应后的扩展位错能进行何种

a[110]2运动?能在哪个晶面上进行运动?若反应前的是螺位错,则反应后的扩展位错能进

行何种运动?

aab?[101]b?[011](111)222) 若(1,1,1)面上有一位错,与面上的位错发生

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反应,如图6-1。写出位错反应方程式,说明新位错的性质,是否可动。

3) 写出(111)与(111)两个滑移面上两全位错所分解为肖克莱不全位错的两个反应式。

4) 如果两扩展位错运动,当它们在两个滑移面交线AB相遇时,两领先不全位错为

aa211[121]6和6,两领先位错能否发生反应,若能,求新位错柏氏矢量;分析新形成位

??错为何种类型位错,能否自由滑移,对加工硬化有何作用。

图6-1

Gb2RES?ln4?r0。3 螺旋位错的能量公式为若金属材料亚晶尺寸为R=10-3~10-4cm,r0约为

10-8cm,铜的G=4×106N/cm2,b=2.5×108cm。

(1)试估算Es

(2)估算Cu中长度为1个柏氏矢量的螺型位错割阶的能量。

4 平衡空位浓度与温度有何关系?高温淬火对低温扩散速度有何影响?

5 已知Al的空位形成能为0.76eV,问从27? 升温到627? 时空位浓度增加多少倍(取系数A=1)

6 在一个刃型位错附近放置另一个与之平行同号的另一个刃型位错,其位置如图6-2所示1,2,3,问它们在滑移面上受力方向如何? 3 2

1

图6-2

7、位错对金属材料有何影响?

第七章 金属塑性变形

一 名词解释

固溶强化,应变时效,孪生,临界分切应力,变形织构

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