材料科学基础样卷02

厦门理工学院 考 生 信 息 栏 机械工程 系 材料成型及控制工程 专业 级 班级 姓名 学号 200 －200 学年 第 一 学期 课程名称 材料科学基础样卷02 试卷 卷别 样卷 考试 闭卷  材料成型及控制工程 专业 级 班级 方式 开卷 □ 装 订 线 本试卷共 五 大题(5页)，满分100分，考试时间120分钟。 请在答题纸上作答，在试卷上作答无效。 一、 判断题（本题共10小题，每题1分，共10分） （正确打“”，错误打“X”） 1、由凝固理论可知，细化晶粒的途径是提高形核率，降低长大速率。 （ ） 2、共晶合金具有良好的铸造性能。 （ ） 3、合金凝固时，只要有成分过冷，就会出现树枝状晶。 （ ） 4、二次再结晶是冷变形金属在再结晶后又一次进行的形核与长大过程。 （ ） 5、液态金属的结构特点是近程有序，长程无序。 （ ） 6、金属织构和再结晶织构都会使金属材料具有各向异性。 （ ） 7、金属－非金属型共晶具有粗糙－光滑型界面，所以它多为树枝状，针状或螺旋状。 （ ） 8、金属中点缺 陷的存在使其电阻率增大。 （ ） 9、经过冷变形后再结晶退火的金属，晶粒都可以得到细化。 （ ） 10、多边化使分散分布的位错集中在一起形成位错墙，因位错应力场的叠加，使点阵畸变增大。 （ ） 二、选择题：（本题共10小题，每题2分，共20分） （请选择一个你认为最好的答案） 1、纯金属均匀形核时，当过冷度T很小时， ，因此形核率低。 A、原子可动性低，相变驱动力低 B、原子可动性高，相变驱动力高 C、原子可动性低，相变驱动力高 C、原子可动性高，相变驱动力低 2、单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析， 。 A、冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大 B、过冷度越大，则成分偏析的倾向越大 C、两组元的熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小 D、固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾向越小 第 1 页 共 6 页

3、对金属－金属型共晶，决定共晶组织形貌的一个重要因素是单位面积界面能的大小。 。 A、单位面积的界面能越小，形成片状共晶的倾向越大 B、单位面积的界面能越大，形成片状共晶的倾向越大 C、单位面积的界面能越小，形成棒状共晶的倾向越大 D、单位面积的界面能越小，形成针状共晶的倾向越大 4、晶粒尺寸和形核率N、线长大速度Vg之间的关系是 。 A、N越大，晶粒尺寸越大 B、N/Vg越大，晶粒尺寸越大 C、Vg/N越大，晶粒尺寸越大 D、Vg越小，晶粒尺寸越大 5、在晶体滑移过程中， 。 A、由于位错不断移出滑移面，位错密度随形变量的增加而减少 B、由于位错的增殖，位错密度随形变量的增加而减高 C、由于晶界不断吸收位错，位错密度随形变量的增加而减少 D、由于位错的消失（移出滑移面）和增殖的共同作用，位错的密度基本不变 6、再结晶过程包含晶粒的形核与长大， 。 A、形核与长大的驱动力都来源于形变储存能 B、形核与长大的驱动力都来源于晶界能 C、形核的驱动力都来源于形变储存能，长大的驱动力都来源于晶界能 C、形核的驱动力都来源于晶界能，长大的驱动力都来源于形变储存能 7、原子扩散过程的驱动力是 。 A、组元的浓度 B、组元的化学势梯度 C、扩散的温度 D、扩散的时间 8、冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，对置换固溶体中的扩散过程而言，这些缺陷的存在将导致 。 A、阻碍原子的移动，减慢扩散过程 B、对扩散过程无影响 C、有时会加速扩散，有时会减弱扩散 D、加速原子的扩散过程 9、单晶体的临界切分应力值与 有关。 A、外力相对于滑移系的取向 B、拉伸的屈服应力 C、晶体的类型和纯度 D、拉伸时的应变大小 10、在 的情况下，再结晶后若在更高温度保温还可能发生异常晶粒长大。 A、金属在临界变形量进行冷变形 B、冷变形金属中存在着弥散分布的第二相微粒 C、冷变形前的原始晶粒粗大 D、冷变形金属纯度非常高 三、填空题：（本题共30个空格，每个空格0.5分，共15分） 1、金属材料在常温或低温下的塑性变形主要以滑移和孪生方式进行，滑移是在滑移系上进行，一个 和一个 组成了一个滑移系，滑移以后滑移面两侧的晶体位向关系 ，当滑移面上的切分应力大于 时，处于 的滑移系首先 ，滑移量是点阵矢量的 。 2、冷变形金属经回复以后，力学性能和物理性能的变化主要是 和 下降。加热时发生再结晶的驱动力是 ，它的形核机制主要有 、 和 三种，再结晶以后，力学性能变化是 下降和 提高。 3、合金铸件由表层 区、内部 区、中心 区构成。其中可能出现的宏观组织缺陷有 、 、 、 等。 第 2 页 共 6 页

4、面心立方结构的晶格常数为a，单位晶胞原子数为 、原子半径为 a ，配位数为 ，（111）滑移面上的3个滑移方向是 、 、 。 C 5、菲克第一定律JD 中，J为 ，D为 。 x考 生 信 息 栏 系 专业 级 班级 姓名 学号 四、简答、计算题（本题共7题，共40分） 1、名词解释：调质处理，细晶强化（6%）。 2、画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：(211)、(331)晶面和[113]、[123] 装 订 线 晶向（6%）。 3、写出原子序数为13的Al原子和原子数为26的Fe原子中的电子排列方式。（5%） 4、试写出下图刃型位错的柏氏矢量和位错强度。（5%） 5、工业生产中，为防止深冲用的低碳薄钢板在冲压成型后所制得的工作表面粗糙不平，通常采用何种工艺？试说明理由。（6%） 6、试用固态相变动力学知识解释共析钢等温转变曲线呈“C”状的原因（6%）。 7、试写出下图中各种点缺陷的名称。（6%） 第 3 页 共 6 页

五、相图题（本题共4题，共15分） 1、（3%）试写以下相图中3个三相恒温转变的名称和反应式。 2、（6%）试写出铁碳合金相图中各相区中的相组成物。 3、（3%）已知三元共晶相图中三个组元在液态时无限互溶，在固态时完全不互溶，且TATBTCE1E2E3E，试画出下述等温截面投影图。 (1) TTA (2) E2TE3 (4) ET 4、（3%）画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。 第 4 页 共 6 页

材料科学基础样卷02 参

一、判断题（10%，正确打“”，错误打“X”，每小题1分）

1、，2、，3、X，4、X，5、，6、X，7、，8、，9、X，10、 二、单选题（20%，每题2分）

1、D，2、D，3、A，4、C，5、B，6、A，7、B，8、D，9、C，10、B 三、填空题（15分，每空0.5分）

1、 滑移面；在滑移面上的滑移方向；不变；临界切分力；软取向；开动；整数倍。

2、 内应力；电阻；储存能；凸出形核；亚晶合并形核；亚晶界迁移形核；强度、硬度；塑性；韧性。 3、 细晶；柱状晶；等轴晶；偏析、疏松、缩孔、气孔。

4、 4；r2a；12；[101];[110];[011]; 4四、简答与分析（17分）

1、 （6%）

细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。

调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。

2、（6%）

3、（5%）（略） 4、（5%）（略） 5、（6%）答：

低碳钢在冲压成型时会因屈服延伸区所产生的不均匀变形（吕德斯带）而使工件表面粗糙不平。

产生这一屈服现象的原因主要是由于间隙型碳原子在体心立方金属－Fe中与位错具有很强的交互作用，形成柯氏气团，位错被牢固地钉扎住，在一般压力下不能脱钉，从而形成上下屈服现象。

当去载后立即重新加载延伸时，由于位错已经脱出气团的钉扎，故不出现屈服现象，基于此原因，生产中通常将薄板在冲压前先经一道微量的冷轧（通常为1%~2%压下量），使屈服点消除，随后进行冲压加工，以保证工件表面的平滑光洁。

6、课本P.210和P.299 7、（略）见PPT。 五、相图题（15%）

1、（3%）答：

（1）共晶反应：L1 （2）共晶反应：L2

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（3）合晶反应：L1L2 2、（6%）答： （略） 3、（3%）答：

(1) TTA (2) E1TE2 (3) ET

4、（3%）答：

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