2007-2008学年材料科学基础期末考试试题Anew

2007-2008学年材料科学基础期末考试试题（A）

注：答案全部写在答题纸上。

一、名词解释（每小题3分，共15分）

金属间化合物； 上坡扩散； 二次再结晶； 平衡分配系数； .离异共晶 二、填空（每空0.5分，共20分）

（1）高分子链结构可分为__________和_________。前者属于化学结构，又称

一级结构，主要包括链结构单元的化学组成、分子结构、共聚物的结构和高分子链的________等；后者又称二级结构，是指单个高分子的大小和形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的__________。（2分） （2）按照缺陷在空间分布的情况，可将晶体结构中存在的缺陷分为________、

_______、________三类。(1.5分)

（3）固溶体按溶质原子分布有无规律可分为________固溶体和________固溶

体。(1分)

（4）位错最重要、最基本的形态有_______________和______________，以及

由它们组成的__________。位错的运动有两种基本形式：____________和__________。位错的增殖机制很多，最常见的是_____________。（3分） （5）典型金属晶体的结构主要有：_______________，________________和

_____________，其中______________和_________________称为最紧密排列。（2.5分）

（6）原子的结合键有________，_____________，__________和__________。

其中，____________是一种分子间的特殊作用力，它主要存在于_________内。（3分）

（7）从微观上看，结晶时的液固界面有_________界面和_________界面，典型

金属的液固界面属于_________界面，它以_________机制生长，其生长速率较_________；非金属的液固界面属于_________界面，它以_________机制生长，其生长速率较_________。（4分）

（8）金属结晶时的过冷度越大，结晶驱动力_________，临界晶核尺寸

_________，临界形核功_________，形核率_________，结晶后的晶粒尺寸_________，金属强度_________。（3分） 三、选择题（每小题1分，共6分） （1）间隙固溶体与间隙化合物的（ ）。

（A）结构相同，性能不同； （B）结构不同，性能相同； （C）结构相同，性能也相同； （D）结构和性能都不相同。 （2）若欲通过形变和再结晶方法获得细晶粒组织，应避免（ ）。

（A）在临界形变量进行塑性变形加工； （B）大变形量； （C）较长的退火时间； （D）较高的退火温度。 （3）A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则

（ ）。

（A）A组元的扩散速率大于B组元； （B）B组元的扩散速率大于A组元； （C）和扩散速率大小无关； （D）和Ａ、Ｂ组元的互扩散系数无关。

（4）金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞

中原子数分别为（ ）。

（A）4，2，6； （B）6，2，4： （C）4，4，6； （D）2，4，6。 （5）在下列哪一种情况下平衡分配系数K0和有效分配系数Ke相等? （A）正常凝固； （B）快速凝固； （C）平衡凝固；

（D）边界层与液相区部分混合条件下的凝固。

（6）在三元系中，四相平衡共晶相图和四相平衡包晶相图的四相平衡区都是三

角形，两者的区别是：

（A）共晶相图四相区中液相成分点在三角形内，而包晶相图四相区液相成

分点在三角形顶角上；

（B）包晶相图四相区中液相成分点在三角形内，而共晶相图四相区液相成

分点在三角形顶角上；

（C）共晶相图四相区是等边三角形，包晶相图的四相区不是等边三角形； （D）包晶相图四相区是等边三角形，共晶相图的四相区不是等边三角形。 四、判断题（每小题1分，共6分）

（1）两个相互平行的位错，一个为纯螺型，另一个为纯刃型，则这两个位错之

间没有相互用。 （ ） （2）回复、再结晶及晶粒长大三个过程均是形核及长大过程，其驱动力均为变

形储存能。 （ ） （3）二元系在恒温下发生扩散时，扩散层内不可能存在两相区。 （ ） （4）大角度晶界的迁移速度比小角度晶界的迁移速度快，是因为大角度晶界的

界面能比小角度晶界的界面能高。 （ ） （5）在系统压强不变的情况下，二元系中的三相平衡反应可以在某个温度区间

内进行。 （ ） （6）合金凝固时，只要有成分过冷，就会出现树枝状晶。 （ ） 五、问答、计算题（53分）

（1）写出扩散系数的宏观表达式，并根据表达式指出影响扩散的因素。（3分） （2）在面心立方晶体中有下述位错反应：（10分）

a???a???a???101???121??111? ??2??6??3??试比较各位错的类型和特点，并判断该反应能否进行。

（3）工业生产中，为防止深冲用的低碳薄钢板在冲压成型后制得的工件表面粗

糙不平，通常采用何种工艺？试说明理由。（10分） （4）Fe-Fe3C合金相图（20分）

（a）画出Fe-Fe3C合金相图，标明重要点的字母、成分和温度，并填出

各相区的组织组成物。（8分）

（b）分析含0.15%C铁碳合金的平衡凝固过程，画出冷却曲线及室温下显

微组织示意图。（8分）

（c）计算含0.15%C铁碳合金在室温时相组成物和组织组成物的相对含

量。（4分）

（5）三元共晶相图（10分）

A、B、C三组元固态完全不互溶，下图为其三元相图投影图。已知合

金O的成分为80％A、10％B、10％C，a点的成分为60％A、20％B、20％C，E点的成分为50％A、10％B、40％C。

（a）试计算A初％、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。（6分）

（b）简要写出合金O的结晶过程和室温平衡组织。（2分） （c）写出图中I和P合金的室温平衡组织。（2分）

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